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相似文献
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1.
亚热带毛竹人工林土壤呼吸组分动态变化及其影响因素   总被引:1,自引:1,他引:0  
杨文佳  李永夫  姜培坤  周国模  刘娟   《生态学杂志》2015,26(10):2937-2945
利用Li-8100土壤碳通量测量系统,研究了2013年4月—2014年3月浙江临安市毛竹人工林土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸速率的动态变化规律.结果表明:毛竹人工林土壤总呼吸速率、异养呼吸速率和自养呼吸速率均呈现出明显的季节变化特征,最高值出现在7月,最低值出现在1月,年平均值分别为2.93、1.92和1.01 μmol CO2·m-2·s-1.毛竹林土壤总呼吸、异养呼吸和自养呼吸年累积CO2排放量分别为37.25、24.61和12.64 t CO2·hm-2·a-1.土壤呼吸各组分均与土壤5 cm温度呈显著指数相关,土壤总呼吸、异养呼吸和自养呼吸的温度敏感系数Q10值分别为2.05、1.95和2.34.土壤总呼吸速率、异养呼吸速率与土壤水溶性有机碳(WSOC)含量均呈显著相关,而自养呼吸与WSOC无显著相关性;土壤呼吸各组分与土壤含水〖JP2〗量以及微生物生物量碳均无显著相关性.土壤温度是影响毛竹人工林土壤呼吸及其组分季节变化的主要驱动因子,土壤WSOC含量是影响土壤总呼吸和异养呼吸的重要环境因子.  相似文献   

2.
我国酸沉降主要分布区域与杉木人工林主要分布区域重合,石灰添加是改良酸化土壤的有效措施。为探究酸沉降背景下施石灰对土壤呼吸及其温度敏感性的影响,本研究以杉木人工林土壤为对象,在2018年6月一次性添加0、1和5 t·hm-2的氧化钙,于2020年6月开始进行为期一年的原位土壤呼吸速率观测。结果表明:与不施石灰相比,施石灰显著提高了土壤pH值和交换性Ca2+含量,不同石灰施用量之间无显著差异。杉木人工林土壤呼吸及其组分具有明显的季节差异,表现为夏季最高,冬季最低,施石灰未显著改变其季节动态特征。施石灰显著降低了土壤异养呼吸速率,提高了自养呼吸速率,最终导致施石灰对土壤呼吸无显著影响。土壤呼吸月动态变化与温度月动态变化基本保持一致,土壤呼吸与土壤温度呈显著的指数关系,施石灰后土壤呼吸及自养呼吸的温度敏感性(Q10)呈上升趋势,土壤异养呼吸的Q10呈下降趋势。综上,施石灰提高了杉木人工林土壤自养呼吸,显著降低了土壤异养呼吸,这有利于杉木人工林土壤固碳。  相似文献   

3.
研究轻度干扰和重度干扰对亚热带米槠人促更新林土壤总呼吸、异养呼吸的影响.结果表明:与轻度干扰米槠林相比,重度干扰林的土壤呼吸及其各组分均下降,其中,自养呼吸(RA,1.75 t C·hm-2·a-1)下降了40%.与轻度干扰林相比,重度干扰林土壤有机碳储量、细根生物量和凋落物量均显著降低.土壤温度可以分别解释轻度干扰林土壤呼吸(RS)、异养呼吸(RH)、自养呼吸(RA)的84.7%、68.3%、5.1%,可以解释重度干扰林的84.4%、54.6%、21.7%.轻度干扰林和重度干扰林RSRHRAQ10值分别为1.75、1.93、1.27和2.46、2.34、1.65.随着干扰强度的增加,森林生态系统碳储量降低,土壤呼吸下降,且土壤呼吸及其各组分对外界环境变化的响应更明显,生态系统表现出脆弱性,重度干扰下森林生态系统在短时间内难以恢复.  相似文献   

4.
中亚热带米槠天然林土壤甲烷吸收速率季节变化   总被引:4,自引:0,他引:4  
以福建省建瓯市万木林自然保护区米槠天然林为对象,定位观测了土壤甲烷吸收速率(VCH4)的季节变化.结果表明:米槠天然林土壤VCH4的季节变化表现出夏秋季高于冬春季的趋势,最大值(95.13 μg·m-2·h-1)出现在初秋(9月),最小值(9.13 μg·mμg·m-2·h-1)出现在初春(3月).土壤全年均为甲烷汇.随土壤温度和含水量的增加, VCH4分别呈增加和降低趋势,但VCH4与土壤温度和土壤含水量的相关性均不显著.米槠天然林土壤甲烷年通量为3.93 kg·hm-2·a-1,高于全球天然林土壤甲烷年通量的平均水平(2.4 kg·hm-2·a-1)和亚洲地区热带天然林土壤甲烷年通量(2.07 kg·hm-2·a-1),低于亚洲地区温带天然林的土壤甲烷年通量(8.12 kg·hm-2·a-1).  相似文献   

5.
周非飞  林波  刘庆 《应用生态学报》2009,20(8):1783-1790
采用动态密闭气室红外CO2分析法,对青藏高原东缘云杉人工林的土壤呼吸进行连续定位测定,并用挖壕沟法区分土壤自养呼吸和异养呼吸.结果表明:4种云杉林的土壤呼吸速率与土壤5 cm层温度有显著的正指数关系,与土壤含水量的相关性不显著.4种云杉林土壤呼吸年通量在792.08~1070.20 g C·m-2·a-1,大小依次为:天然云杉林>22年生云杉人工林>65年生云杉人工林>35年生云杉人工林,随着人工林的恢复呈先降低后升高的趋势.在森林恢复过程中,人工云杉土壤自养和异养呼吸年通量均先减少后增加, 在253.36~357.05 g C·m-2·a-1和538.69~703.82 g C·m-2·a-1范围变化.22年生、35年生、65年生云杉人工林和天然云杉林非生长季 (2007-11-2008-03)和生长季(2008-04-2008-10)的Q10值分别为:4.59、6.54、4.77、3.18和4.17、4.66、3.11、2.74.除22年生云杉人工林,Q10值随云杉林的恢复更新而逐渐降低, 且非生长季节Q10值均明显高于生长季节.  相似文献   

6.
亚热带天然阔叶林转换为杉木人工林对土壤呼吸的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用静态箱-气相色谱法对浙江省临安市玲珑山风景区天然阔叶林和由天然阔叶林改造的杉木人工林的土壤呼吸进行1年的定位监测.结果表明:天然阔叶林和杉木人工林土壤CO2排放速率均呈现一致的季节性变化规律即夏秋季高、冬春季低;天然阔叶林和杉木人工林土壤CO2排放速率分别为20.0~111.3和4.1~118.6 mg C·m-2·h-1;天然阔叶林土壤CO2年累积排放通量(16.46 t CO2·hm-2·a-1)显著高于杉木人工林(11.99 t CO2·hm-2·a-1).天然阔叶林和杉木人工林土壤CO2排放速率与土壤含水量均没有显著相关性,而与5 cm处土壤温度呈显著指数相关,Q10值分别为1.44和2.97;天然阔叶林土壤CO2排放速率与土壤水溶性碳(WSOC)含量无显著相关性,杉木人工林土壤CO2排放速率与WSOC含量呈显著相关.天然阔叶林转换为杉木人工林显著降低了土壤CO2排放,提高了土壤呼吸对环境因子的敏感性.
  相似文献   

7.
在未来大气CO2浓度升高的背景下, 植被净初级生产力的增加将促使森林土壤碳输入增多。凋落物是土壤碳库的重要来源, 对土壤呼吸会产生重要影响。为了模拟植物净初级生产力提高、凋落物产量增加情景下凋落物对土壤呼吸和土壤碳库的影响, 2013年1月到2014年12月, 在福建省三明市陈大镇国有林场, 在杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林和米槠(Castanopsis carlesii)次生林, 通过设置去除凋落物、添加凋落物和对照(保留凋落物, 不做任何处理)处理, 研究了土壤呼吸和土壤碳库的动态变化。研究发现: 土壤含水量在10%-25%范围内, 土壤呼吸温度敏感性指数(Q10)随着土壤含水量的增加呈递增趋势, 当含水量<10%时, 由于干旱胁迫打破了土壤呼吸与温度之间的耦合, 改变了Q10值, 使得Q10值小于1。土壤呼吸与凋落物输入量呈显著的线性正相关关系, 杉木人工林对照和添加凋落物处理及米槠次生林对照处理, 土壤呼吸与2个月前的凋落物输入量相关性最好。而米槠次生林添加凋落物处理, 土壤呼吸与当月的凋落物输入量相关性最好, 不同林分凋落物呼吸对土壤呼吸的贡献率不同, 米槠次生林凋落物层呼吸年通量明显大于杉木人工林, 分别占各林分土壤总呼吸的34.4%和15.1%, 添加凋落物后, 杉木人工林和米槠次生林的土壤呼吸速率增加, 但添加凋落物处理的土壤呼吸年通量与对照的差值小于年凋落物输入量。因此, 在未来全球CO2升高背景下, 植被碳储量的增加、凋落物增加并没有引起土壤呼吸成倍增加, 更有利于中亚热带地区土壤碳吸存。  相似文献   

8.
原始阔叶红松林是我国温带典型的地带性顶极植被类型,枫桦次生林是其典型的次生林类型之一,对二者土壤呼吸及其各组分特征的研究有助于准确评价该地区的碳平衡。本研究主要测定了2013和2014年2个生长季原始阔叶红松林和枫桦次生林土壤呼吸(RS),并量化了土壤呼吸的各个组分(异养呼吸RH和自养呼吸RA),与此同时测量了土壤10 cm处温度以及土壤含水率。研究结果表明,土壤呼吸及其各组分有着明显的季节变化特性,其大小的变化主要受温度的影响,土壤10 cm处的温度可以解释RS 64%~70%、RH 56%~65%、RA 77%~79%的变异。对于温度的敏感性,原始阔叶红松林土壤呼吸Q10值>枫桦次生林土壤呼吸Q10值,而在单一林型中的比较,RA Q10值 > RS Q10值 > RH Q10值。此外,总体Q10值随着季节有着明显的变化,且随着温度的升高有降低的趋势。原始阔叶红松林和枫桦次生林RS年平均速率分别为3.92和4.06 μmol·m-2·s-1,RH年平均速率分别为2.97和2.85 μmol·m-2·s-1,RA年平均速率则分别为0.96和1.17 μmol·m-2·s-1。原始阔叶红松林土壤呼吸以及土壤土壤自养呼吸要稍低于枫桦次生林,而原始阔叶红松林异养呼吸则高于枫桦次生林异养呼吸,但差异不显著。原始阔叶红松林和枫桦次生林RS平均年通量分别为942和971 g C·m-2·a-1,RH年通量分别为709和677 g C·m-2·a-1,RA年通量则分别为215和276 g C·m-2·a-1。原始阔叶红松林RS年通量略高于枫桦次生林RS年通量,但差异不显著。我们的实验结果表明,小兴安岭地区枫桦次生林正向演替的过程中,植被演替变化对土壤呼吸及各组分的影响并不明显,相较于环境因子温度和湿度要小的多。  相似文献   

9.
以福建省长汀县红壤侵蚀区马尾松低效林套种杨梅、无患子、油茶及黄栀子的改造模式林分为研究对象,对林分各组分生物量年净生长量、含碳率及土壤异养呼吸进行定位观测,分析套种模式对低效马尾松林分生态系统碳储量格局及碳平衡的影响。结果表明: 杨梅、无患子、油茶、黄栀子和马尾松不同器官含碳率的变化范围分别为41.1%~50.1%、42.2%~50.6%、45.1%~48.9%、44.7%~49.6%和46.1%~51.9%。不同树种同一器官之间的含碳率存在显著差异。马尾松套种杨梅及马尾松套种无患子模式植被层碳储量及年净增碳储量最高,分别为67.62~68.42 t·hm-2和9.21~9.45 t·hm-2·a-1,马尾松套种油茶和马尾松套种黄栀子模式较小,分别为31.96~36.24 t·hm-2和4.09~4.16 t·hm-2·a-1,马尾松纯林对照最小,分别为17.01 t·hm-2和2.00 t·hm-2·a-1。土壤异养呼吸年通量从高到低依次为马尾松套种杨梅模式(7.41 t·hm-2·a-1)>马尾松套种油茶模式(5.89 t·hm-2·a-1)>马尾松套种无患子模式(5.86 t·hm-2·a-1)>马尾松套种黄栀子模式(4.95 t·hm-2·a-1)>马尾松纯林对照(2.45 t·hm-2·a-1)。马尾松套种杨梅和马尾松套种无患子模式的年净生态系统碳平衡分别为2.04和3.27 t C·hm-2·a-1,表现为“碳汇”,马尾松套种油茶和马尾松套种黄栀子模式及马尾松纯林对照的年净生态系统碳平衡分别为-1.80、-0.80和-0.45 t C·hm-2·a-1,表现为“碳源”。总体上,短期内马尾松低效林套种杨梅或无患子能够提升林分的固碳增汇效益。  相似文献   

10.
土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要过程,准确估算土壤呼吸对估算陆地生态系统碳源汇具有重要意义。通过在华北平原典型农田内开展土壤呼吸及其组分的原位观测实验,构建了适用于华北平原冬小麦-夏玉米轮种制农田生态系统的半经验半机理土壤异养呼吸和土壤自养呼吸模型。结果表明,冬小麦-夏玉米农田土壤异养呼吸模型可表达为土壤温度和土壤水分的函数,其中,土壤温度对土壤异养呼吸的影响适合用Arrhenius方程描述,而土壤水分的影响适合用对称的倒抛物线描述。验证表明,该模型的R2和RMSE分别为0.68和0.52μmol m-2 s-1。土壤自养呼吸模型包括维持呼吸和生长呼吸两个模块,其中,维持呼吸表达为土壤温度和叶面积指数的函数,其形式分别为Van′t Hoff指数方程和米氏方程;生长呼吸表达为总初级生产力与维持呼吸之差的线性函数。冬小麦季和夏玉米季土壤自养呼吸模型的结构相同,但是两种作物的模型参数差异较大。验证表明,冬小麦季土壤自养呼吸模型的R2和RMSE分别为0.64和0.50μmol m-2...  相似文献   

11.
量化森林土壤呼吸及其组分对温度的响应对准确评估未来气候变化背景下陆地生态系统的碳平衡极其重要。该文通过对神农架海拔梯度上常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、落叶阔叶林以及亚高山针叶林4种典型森林土壤呼吸的研究发现: 4种森林类型的年平均土壤呼吸速率和年平均异养呼吸速率分别为1.63、1.79、1.74、1.35 μmol CO2·m-2·s-1和1.13、1.12、1.12、0.80 μmol CO2·m-2·s-1。该地区的土壤呼吸及其组分呈现出明显的季节动态, 夏季最高, 冬季最低。4种森林类型中, 阔叶林的土壤呼吸显著高于针叶林, 但阔叶林之间的土壤呼吸差异不显著。土壤温度是影响土壤呼吸及其组分的主要因素, 二者呈显著的指数关系; 土壤含水量与土壤呼吸之间没有显著的相关关系。4种典型森林土壤呼吸的Q10值分别为2.38、2.68、2.99和4.24, 随海拔的升高土壤呼吸对温度的敏感性增强, Q10值随海拔的升高而增加。  相似文献   

12.
Ecosystem respiration (Reco) is one of the largest terrestrial carbon (C) fluxes. The effect of climate change on Reco depends on the responses of its autotrophic and heterotrophic components. How autotrophic and heterotrophic respiration sources respond to climate change is especially important in ecosystems underlain by permafrost. Permafrost ecosystems contain vast stores of soil C (1672 Pg) and are located in northern latitudes where climate change is accelerated. Warming will cause a positive feedback to climate change if heterotrophic respiration increases without corresponding increases in primary production. We quantified the response of autotrophic and heterotrophic respiration to permafrost thaw across the 2008 and 2009 growing seasons. We partitioned Reco using Δ14C and δ13C into four sources–two autotrophic (above – and belowground plant structures) and two heterotrophic (young and old soil). We sampled the Δ14C and δ13C of sources using incubations and the Δ14C and δ13C of Reco using field measurements. We then used a Bayesian mixing model to solve for the most likely contributions of each source to Reco. Autotrophic respiration ranged from 40 to 70% of Reco and was greatest at the height of the growing season. Old soil heterotrophic respiration ranged from 6 to 18% of Reco and was greatest where permafrost thaw was deepest. Overall, growing season fluxes of autotrophic and old soil heterotrophic respiration increased as permafrost thaw deepened. Areas with greater thaw also had the greatest primary production. Warming in permafrost ecosystems therefore leads to increased plant and old soil respiration that is initially compensated by increased net primary productivity. However, barring large shifts in plant community composition, future increases in old soil respiration will likely outpace productivity, resulting in a positive feedback to climate change.  相似文献   

13.
本研究应用网袋法对福建省万木林自然保护区米槠(Castanopsis carlesii)、杉木(Cunninghamia lanceolata) 细根在米槠林群落和杉木林群落交叉分解进行了为期2年的研究。结果表明, 0~1 mm、1~2 mm米槠细根在米槠群落比在杉木群落分解速率快, 而相同径级杉木细根在两群落分解差异较大。0~1 mm杉木细根在杉木群落的分解速率高于米槠群落, 而1~2 mm杉木细根在杉木群落的分解速率只及米槠群落的48%。米槠、杉木细根在两群落分解的差异表明, 群落立地条件对细根分解存在较大的影响。  相似文献   

14.
米槠与杉木细根凋落物是否在自身群落中分解得更快?   总被引:1,自引:0,他引:1  
本研究应用网袋法对福建省万木林自然保护区米槠(Castanopsis carlesii)、杉木(Cunninghamia lanceolata)细根在米槠林群落和杉木林群落交叉分解进行了为期2年的研究。结果表明,0-1mm、1-2mm米槠细根在米槠群落比在杉木群落分解速率快,而相同径级杉木细根在两群落分解差异较大。0—1mm杉木细根在杉木群落的分解速率高于米槠群落,而1—2mm杉木细根在杉木群落的分解速率只及米槠群落的48%。米槠、杉木细根在两群落分解的差异表明,群落立地条件对细根分解存在较大的影响。  相似文献   

15.
为了解华南人工林的碳固存机制,对广东鹤山的尾叶桉(Eucalyptus urophylla)纯林、30种树种混交林、10种树种混交林、红椎(Castanopsis hystrix)纯林、厚荚相思(Acacia crassicarpa)纯林5种人工林(林龄2–5 a)的土壤总呼吸(Rs)和自养呼吸(Ra)的季节变化进行了研究。结果表明,从2007年到2012年,5种人工林的Rs为81.3~103.9 mg C m–2h–1,Ra为11.2~22.3 mg C m–2h–1,自养呼吸贡献率(RC)为12.4%~26.9%,且5种人工林间的Rs、Ra及RC差异不显著。5种人工林湿季的Rs均显著大于干季的,平均高出311.4%;Ra、RC的季节性差异不显著。湿季土壤温度与Rs具有显著相关性,土壤温度解释了90.2%的变异,而两者关系在干季不显著。人工林间的微环境和土壤条件差异不明显,可能是由于造林时间短,土壤还处于干扰的恢复过程中,导致人工林间土壤呼吸差异不显著。  相似文献   

16.
冬水田-水稻是川中丘陵区传统的稻田种植模式,冬水田种植模式转变是实现多熟种植及机械化的重要途径。为探究冬水田-水稻种植模式转旱作过程中作物季及休闲期土壤呼吸速率及其组分构成,试验设置冬水田-水稻转旱作(FTD)、冬水田-水稻(FR)和冬闲田-玉米(FM)3种不同种植模式,采用根排除法和静态明箱-气相色谱法原位取样测定作物季及季后休闲期土壤呼吸及其组分,并通过测算净生态系统生产力(NEP)进而判断冬水田-水稻转旱作过程的农田系统碳汇强度。结果表明:(1)FTD显著提高了土壤总呼吸速率及其自养和异养呼吸速率,从而提高了其累积排放量(P<0.05)。与FR相比,FTD的土壤总呼吸及其自养和异养呼吸的累积排放量分别提高了13.14倍、11.32倍和15.56倍(P<0.05);与FM相比,FTD的土壤总呼吸及其自养和异养呼吸的累积排放量分别提高了70.56%、40.83%和115.47%(P<0.05)。(2)与FR和FM相比,FTD均降低了土壤呼吸及其组分的温度敏感性(Q10),且土壤总呼吸的温度敏感性介于异养呼吸和自养呼吸之间。(3)FR,FM和FTD的净生态系统生产力(NEP)均为正值,其数值分别为7911.66 kg/hm2,5667.89 kg/hm2和1583.46 kg/hm2,均表现为大气CO2的碳汇,但与FR与FM相比,FTD显著降低了其净生态系统生产力,呈现出较弱的碳汇。  相似文献   

17.
湖南会同林区毛竹林地的土壤呼吸   总被引:5,自引:0,他引:5  
采用CID-301PS光合分析仪(配带土壤呼吸室),对湖南会同林区毛竹林地土壤呼吸进行测定,结果表明,毛竹林地土壤总呼吸速率、异养呼吸速率、自养呼吸速率及凋落物呼吸速率的年平均值分别为2.13、1.44、0.69μmolCO2·m-2·s-1和0.31μmolCO2·m-2·s-1,并呈现明显的季节变化规律和日变化规律,季节变化曲线呈单峰型,表现为1~7月份随着气温、地温的升高呈上升的趋势,在8月达年呼吸速率的最大值,分别达4.95、3.01、1.94μmolCO2·m-2·s-1和0.80 μmolCO2·m-2·s-1,此后随温度的降低而呈逐渐递减的趋势,直到翌年的1月份或2月份,分别为0.76、0.70、 0.06μmolCO2·m-2·s-1 和 0.05μmolCO2·m-2·s-1.日变化曲线图表现为单峰形态,一般也是随着温度的升高而加大,随着温度的降低而减小.6:00~14:00,随着土壤温度的升高而增加,一般在16:00~18:00出现最高峰,此后,一直递减,直到次日4:00~8:00.由此计算出毛竹林地土壤年释放CO2量为33.94 t·hm-2·a-1,其中,林地异养呼吸、自养呼吸和凋落物呼吸分别占总呼吸的59.5%、28.3%和12.2%.  相似文献   

18.
地表径流不仅是水循环的重要组成部分,也是森林物质迁移的重要途径,其动态过程可能受林分更新的调控,目前仍缺乏必要的关注.通过对福建省三明市米槠(Castanpsis carlesii)次生林、杉木(Cunning-hamia lanceolata)人工林、杉木人工幼林和米槠人工幼林近5年的定位观测,探讨林分更新对地表径流...  相似文献   

19.
增温和刈割对高寒草甸土壤呼吸及其组分的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
蒙程  牛书丽  常文静  全权  曾辉 《生态学报》2020,40(18):6405-6415
评估土壤呼吸及其组分对增温等全球变化的响应对于预测陆地生态系统碳循环至关重要。本研究利用红外线辐射加热器(Infrared heater)装置在青藏高原高寒草甸生态系统设置增温和刈割野外控制实验。通过测定2018年生长季(5—9月)土壤呼吸和异养呼吸,探究增温和刈割对土壤呼吸及其组分的影响。研究结果表明:(1) 单独增温使土壤呼吸显著增加31.65% (P<0.05),异养呼吸显著增加27.12% (P<0.05),土壤自养呼吸没有显著改变(P>0.05);单独刈割对土壤呼吸和自养呼吸没有显著影响(P>0.05),单独刈割刺激异养呼吸增加32.54% (P<0.05);(2) 增温和刈割之间的交互作用对土壤呼吸和异养呼吸没有显著影响(P>0.05),但是对自养呼吸的影响是显著的(P<0.05),土壤呼吸和异养呼吸的季节效应显著(P<0.05);(3)土壤呼吸及其组分与土壤温度均成显著指数关系,与土壤湿度呈显著的正相关关系(P<0.05),处理影响它们的响应敏感性。本研究表明青藏高原东缘高寒草甸土壤碳排放与气候变暖存在正反馈。  相似文献   

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