南方型杨树人工林土壤呼吸及其组分分析

采用开沟隔离法,利用LI-8100型土壤呼吸测定系统,对15年生的南方型杨树(Populus deltoides)人工林土壤呼吸进行了研究,并试图区分根系呼吸和土壤微生物呼吸。结果表明,开沟隔离处理后的10个月内,由于土壤中被截断根系具有自养呼吸和分解作用,土壤呼吸中的根系呼吸与微生物呼吸尚难以区分。尽管如此,研究表明15年生杨树人工林的土壤总呼吸通量为9.74 tC.hm-.2a-1,其中,枯枝落叶等土壤表层凋落物分解所释放的碳通量是2.63 tC.hm-.2a-1,占总量的27.0%;林木根系呼吸与土壤微生物呼吸通量的和为7.11 tC.hm-.2a-1,占总量的73.0%。土壤各组分呼吸速率与10 cm深处的土壤温度之间存在着显著的指数函数关系。不同直径的杨树根系被截断后的活力变化有所不同,根系越粗,存活时间越长。     

中国森林土壤呼吸模式

通过收集国内62个森林样地的土壤呼吸及相关因子数据,分析中国森林土壤呼吸模式.结果表明,中国森林土壤呼吸年通量与年均气温、年均降水量、年凋落物量和年地上净生产力均呈显著的线性正相关,土壤呼吸的Q10则与年均气温和年均降水量均呈显著的负相关.根系呼吸、枯枝落叶层呼吸与土壤呼吸间均呈显著线性正相关;土壤异养呼吸和枯枝落叶层呼吸与年凋落物量呈显著正相关;土壤异养呼吸与自养呼吸间呈显著的线性正相关.根系呼吸、枯枝落叶层呼吸、矿质土壤呼吸占土壤呼吸的比例均值分别为34.7%、20.2%和50.2%.矿质土壤呼吸所占比例与气温和降水量呈显著负相关,而异养呼吸所占比例则与降水量呈显著负相关.根系呼吸所占比例与根系呼吸之间呈渐近线关系(渐近值为45.9%).     

落叶松人工林生长季节土壤呼吸通量各组分的变化

2010年采用挖壕法,利用Li-8150土壤碳通量全自动观测仪对东北林业大学哈尔滨实验林场落叶松人工林土壤各组分呼吸通量进行昼夜观测,研究土壤呼吸通量的昼夜和月变化特征,以及对土壤温度的敏感性.结果表明:各月份落叶松的枯枝落叶、根和矿质土壤呼吸通量昼夜变化均呈现单峰形态.5-10月各组分土壤呼吸通量昼夜变化幅度分别在3.1％～12.4％、1.9％～8.7％和10.9％ ～67.2％;枯枝落叶和根呼吸的平均值分别占土壤呼吸总量的21.2％、11.1％、13.4％、12.0％、14.2％和10.3％、8.8％、11.6％、10.0％、12.5％,昼夜波动幅度较小,月平均值分别为14.3％和10.6％.矿质土壤呼吸平均值分别占土壤呼吸总量的68.5％、80.2％、75.1％、78.1％和73.3％,昼夜波动幅度较小,月平均值为71.5％.枯枝落叶和矿质土壤呼吸通量对地表下10 cm的温度敏感性(Q10)显著高于地表,且矿质土壤呼吸通量Q10值高于枯枝落叶呼吸通量.根呼吸通量对地表下10 cm处和地表Q10值无显著差异.枯枝落叶和根呼吸Q10值的月变化为低温时较高、高温时较低,而矿质土壤呼吸Q10值则夏季较低、春秋季较高.     

氮添加对沙质草地微生物呼吸与根系呼吸的影响

土壤呼吸可以细化为根系呼吸和微生物呼吸,二者对氮添加的响应有所不同.本文以科尔沁沙质草地为研究对象,探讨氮添加对土壤CO₂排放的影响,并细化为微生物呼吸和根系呼吸的响应特征.结果表明: 在观测期(5—10月),土壤呼吸、微生物呼吸月动态均呈先升高后降低的趋势;微生物呼吸是土壤呼吸的主要贡献者,占82.6%;观测期内根系呼吸贡献率随月份而变化,根系呼吸贡献率两个峰值分别出现在5月(占49.4%)和8月(占41.9%),6个月的平均贡献率为17.4%;在10 ℃条件下,根系呼吸较微生物呼吸对氮添加的响应更为敏感,微生物呼吸速率在氮添加后降低了3.9%,而根系呼吸降低了17.7%;氮添加提高了土壤呼吸、微生物呼吸温度敏感性Q₁₀值,也提高了二者对土壤水分变化的敏感程度.     

东北地区落叶松人工林的根系呼吸

落叶松根系呼吸速率在6～9月期间逐渐升高,8月达到高峰,之后明显下降.幼林根系呼吸速率和根系呼吸占土壤总呼吸的比例均高于成熟林.根系呼吸速率与根生物量呈线性相关,与土温呈指数相关,与土壤含水量无明显相关关系,但温度较高时,土壤湿度的增加能促进根系呼吸.成熟林和幼林根系呼吸的Q10值分别为5.56和4.17.     

西藏色季拉山林线冷杉种群结构与动态

急尖长苞冷杉(Abies georgei var.smithii)是西藏东南部地区高山林线森林群落的主要建群树种,主要分布在色季拉山海拔3600～4400m区域,并成为阴坡高山林线的优势树种。通过对色季拉山林线群落交错区域的定位调查,分析了急尖长苞冷杉的个体生长、种群结构与动态以及林线特征。分析结果表明:(1)西藏色季拉山海拔4320m处为森林郁闭上限,该区域存在两种类型的高山林线,阳坡为渐变型林线,林线树种为方枝柏(Sabina saltuaria);阴坡为急变型林线,林线树种为急尖长苞冷杉。阳坡与阴坡林线分布海拔上限分别为4570m和4390m,阳坡高于阴坡180m;阳坡与阴坡林线群落交错区垂直宽度分别为250m和70m,阳坡比阴坡宽180m。(2)阴坡海拔3700～3800m属急尖长苞冷杉分布的最适范围,种群径级结构表现为典型的反"J"型,种群密度约380株/hm2;种群年龄结构表现为"金字塔"型,属于扩展型种群。(3)静态生命表和种群存活曲线反映了急尖长苞冷杉种群在形成初期的20a和生长发育的60～160a分别经历了强烈的环境筛选和竞争自疏,以及后期与环境变化相关的死亡波动,200a左右为急尖长苞冷杉的生理寿命,种群后期基本稳定,400a左右为极限寿命。     

西藏色季拉山急尖长苞冷杉林土壤线虫群落特征

为了解西藏东南部亚高山地带典型森林群落类型——急尖长苞冷杉林土壤生态系统线虫多样性现状,于2010年夏季至2011年春季,调查了0～30 cm范围内不同深度土层的土壤线虫群落,用线虫个体密度、多样性指数和营养类群指数等特征值分析了土壤线虫群落的组成与结构特点.调查采用浅盘法分离得到土壤线虫7915条,隶属于2纲6目38科67属;线虫个体密度平均为620条·100 g-1干土;表层(0～5 cm)土壤中线虫个体数量占总数的56.9％,表聚性明显.垫咽属、螺旋属及绕线属为优势属.植食性线虫是主要营养类群,非植食线虫中食真菌性线虫所占比例最大.土壤有机质以真菌分解途径为主.土壤线虫群落H'多样性指数、J'均匀度指数、λ优势度指数及SR丰富度指数季节间差异均不显著,不同土层间的.J'均匀度指数差异不显著,H'多样性指数、λ优势度指数及SR丰富度指数土层间的差异随土壤深度加深而增大.表明色季拉山急尖长苞冷杉林生态系统成熟度较高,抵抗外界干扰的能力较强.     

科尔沁沙地两种植被类型土壤呼吸动态变化及其影响因子

以科尔沁沙丘-草甸相间地区为研究区,运用LI-6400土壤呼吸配套系统对沙丘-草甸过渡带人工杨树林和固定沙丘小叶锦鸡儿群落土壤呼吸及其相关因子进行观测,结果表明,(1)生长期和生长末期人工杨树林保留和去除枯枝落叶土壤呼吸的日变化表现为"多峰型"。(2)人工杨树林和小叶锦鸡儿群落保留和去除枯枝落叶土壤呼吸的季变化峰值均出现在8月份,人工杨树林的土壤呼吸明显大于小叶锦鸡儿群落的土壤呼吸。(3)人工杨树林土壤呼吸的季变化与0—10cm土壤温度相关显著(P0.01),保留枯枝落叶土壤呼吸小于去除枯枝落叶。(4)小叶锦鸡儿群落土壤呼吸的季变化与0—10cm土壤含水量相关显著(P0.01),与人工杨树林不同,保留枯枝落叶土壤呼吸大于去除枯枝落叶。(5)人工杨树林土壤呼吸与土壤温度显著呈指数关系,小叶锦鸡儿群落土壤呼吸与土壤含水量显著呈幂函数关系,并运用归一化法,通过建立土壤呼吸LnRs与土壤温度T、土壤含水量Lnθ的双因子回归模型,得出土壤温度和土壤含水量分别对保留和去除枯枝落叶土壤呼吸的贡献率。     

施肥对麻栎人工林碳密度及休眠期土壤呼吸的影响

以安徽省滁州市红琊山林场麻栎人工林为研究对象,测定了4种施肥处理(0、0.15、0.30和0.45kg·株-1)林分碳密度,并采用开沟隔离法对不同处理林分休眠期土壤呼吸组分进行测定。结果表明:4种施肥处理林分总碳密度分别为73.68、84.49、87.20和91.70t·hm-2。与对照相比,各施肥处理麻栎树干碳密度、树枝碳密度和枯落物碳密度均有极显著提高(P<0.01)。不同处理林分的土壤总呼吸速率和异养呼吸速率随着施肥量增加呈递增趋势,施肥量为0.45kg·株-1样地土壤总呼吸速率和异养呼吸速率较对照样地分别增加了48.9%和38.6%。不同施肥样地土壤异养呼吸对土壤总呼吸的贡献率远大于根系呼吸,施肥量为0、0.15、0.30和0.45kg·株-1时分别是根系呼吸的5.0、3.8、3.4和3.2倍。土壤呼吸受生物因子和非生物因子共同调控,在所选取的4个指标中(土壤含水量、土壤C/N、根生物量和枯落物有机碳含量),土壤含水量和枯落物有机碳含量与土壤总呼吸及土壤异养呼吸速率均有显著相关性(P<0.05)。     

云南轿子山不同海拔急尖长苞冷杉径向生长动态及其低温阈值

环境对树木的功能和生存具有至关重要的意义, 但环境因素影响树木发育的过程仍有待探究。树木径向生长动态监测是深刻了解树木生长状况及其对气候变化响应的重要手段。该研究以云南轿子山不同海拔树线树种急尖长苞冷杉(Abies georgei var. smithii)为研究对象, 对其年内径向生长动态进行监测, 以期明晰树木径向生长各阶段起止时间的海拔差异, 分析不同海拔树木形成层活动和木质部分化对温度的响应, 辨析树木径向生长的低温阈值。结果表明: (1)海拔越高, 径向生长开始的时间越晚, 结束越早, 生长季缩短。海拔每上升100 m, 急尖长苞冷杉径向生长的开始时间推迟4.7 d, 结束时间提前7.2 d, 生长季缩短12.8 d; (2) 3个海拔急尖长苞冷杉的径向生长具有相似的低温阈值(约5 ℃), 温度控制形成层活动的开始与木质部分化的结束; (3)不同海拔急尖长苞冷杉形成层的细胞分裂活动均在温度较高时(夏至日前后)减弱。 形成层活动的结束与海拔引起的温度变化关系较弱, 光周期可能参与了形成层活动结束的调控, 以确保当年新生细胞能够在冻害来临前完成木质化。该研究结果有助于加深树木生长动态对气候变化响应机制的认识, 为更好地适应和应对气候变化提供科学依据。     

桂林尧山桉树及马尾松林秋季土壤碳通量特征

以桂北地区的4年生、20年生桉树林和22年生马尾松林为研究对象.于2012年 9~11月分别对这3种林分的土壤呼吸及其组分、土壤温度、土壤湿度进行了3个月的观测.结果表明：(1)4年生桉树林及22年生马尾松林的土壤呼吸速率显著大于20年生桉树林,4年生桉树林与22年生马尾松林无显著差异;(2)3种林分自养呼吸速率 4年生桉树林显著大于20年生桉树林及22年生马尾松林：异养呼吸速率22年生马尾松林显著大于 4年生桉树林及20年生桉树林.4年生桉树林的自养呼吸贡献率明显大于20年生桉树林和22年生马尾松林;(3)相关性分析表明,土壤温度是影响土壤呼吸及其组分的主要环境因子,3种林分土壤温度与土壤呼吸均呈显著的指数关系.22年生马尾松林的土壤呼吸与土壤含水量呈显著负相关关系,2种桉树林的土壤呼吸与土壤含水量的相关性不显著;(4)对温度敏感性系数 Q10值的分析表明,3种林分中20年生桉树林和22年生马尾松林的温度敏感性较大,4年生桉树林最小.     

氮添加及林下植被去除对沙地樟子松人工林土壤呼吸组分的影响

土壤呼吸是森林生态系统碳循环的关键环节,主要由土壤微生物呼吸和根系呼吸组成,二者对于氮添加及林下植被去除的响应可能不同。本研究以科尔沁沙地樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)人工林为对象,探讨了氮添加(N+)和林下植被去除(U-)对一个生长季土壤呼吸及其组分的影响。结果表明:在沙地樟子松人工林中,土壤微生物呼吸是土壤呼吸的主要贡献者,其贡献率达85.53%;根系呼吸的贡献率相对较小,仅有14.47%;生长季内,土壤呼吸速率平均值为1.59(CK)、1.73(N+)、1.66(U-)、1.89(N+U-)μmol C·m-2·s-1,氮添加促进了生长季初期、末期的土壤呼吸,林下植被去除提高了生长季旺盛期土壤呼吸,而氮添加+林下植被去除同时作用下,整个生长季内土壤呼吸速率显著增强,且高于氮添加与林下植被去除的单独作用,说明氮添加+林下植被去除对于促进土壤呼吸存在叠加效应;土壤微生物呼吸速率为1.36(CK)、1.45(N+)、1.44(U-)、1.52(N+U-)μmol C·m-2·s-1,各种处理对土壤微生物呼吸均无显著影响;氮添加与林下植被去除均降低了土壤微生物呼吸的温度敏感性;各处理下根系呼吸R10变化幅度大于微生物呼吸,说明根系呼吸对各处理的响应要比土壤微生物呼吸更加敏感;受土壤含水量的影响,土壤呼吸与土壤温度表现不一样的变化规律,表明土壤含水量为该地区樟子松人工林土壤呼吸的重要调控因素。本研究为理解沙地樟子松人工林碳循环过程及其模型构建提供基础数据和科学依据。     

南方红壤区3年生茶园土壤呼吸特征

为探讨南方红壤区茶园的土壤呼吸特征,采用LI-Cor8100开路式土壤碳通量测定系统观测3年生茶园系统的土壤呼吸速率,对茶园土壤呼吸速率的季节变化和在茶行尺度上的空间异质性进行了研究。结果表明,茶园土壤呼吸速率的月动态变化呈明显的单峰曲线特征,峰值出现在8月;茶园土壤呼吸速率的月动态变化与温度呈极显著相关(P<0.01),土壤10 cm的温度能够解释茶园不同观测区域土壤呼吸速率月动态变化的67.79%~88.52%;用指数方程计算的茶园不同观测区域土壤呼吸Q10值为1.58~1.86。在茶行尺度上,茶园土壤呼吸速率存在明显的空间异质性,土壤呼吸速率通常在距离茶树基部较近的位置较高;根系生物量能够解释茶园土壤呼吸速率在茶行尺度上空间变异的82.68%。因此,根系分布的空间差异是造成茶园土壤呼吸速率空间异质性的主要原因。     

神农架海拔梯度上4种典型森林的土壤呼吸组分及其对温度的敏感性

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。     

藏东南急尖长苞冷杉林林隙土壤线虫群落特征

为了解西藏东南部急尖长苞冷杉林林隙土壤线虫群落特征,对林隙、非林隙土壤0~30 cm范围内不同深度土层的线虫群落进行调查,并用线虫个体密度、生物多样性指数和营养类群指数等特征值分析了土壤线虫群落的结构及多样性特点.结果表明： 采用浅盘法分离得到土壤线虫26801 条,隶属于2纲5目40科64属;线虫个体密度平均为3552 条·100 g-1干土,表聚性极强.垫咽属、丝垫刃属为林隙土壤线虫优势属;食细菌性线虫为主要营养类群.土壤有机质的分解兼有真菌分解和细菌分解两种途径.线虫的生物多样性及丰富度与林隙面积有关.土壤线虫群落特征表明,林隙具有异于郁闭林分和林间空地的特性,在环境指示方面具有应用潜力.     

东北松嫩平原羊草群落的土壤呼吸与枯枝落叶分解释放CO2贡献量

根据静态气室法的测量结果 ,分析了羊草群落土壤呼吸量和枯枝落叶分解释放 CO2 量的季节动态 ,及其与地上生物量 ,枯枝落叶分解量及环境因子的关系。结果表明 :( 1 )在整个观测期内 ,羊草群落土壤呼吸的季节动态呈现单峰曲线 ,8月中旬达到最大值 1 3.2 7g C/( m2 · d)。 ( 2 )羊草群落土壤呼吸的季节变化规律与地上绿色体生物量的季节动态同步。( 3)羊草群落土壤呼吸的季节动态与枯枝落叶分解量的季节动态同步。 ( 4 )羊草群落土壤呼吸量与土壤 0～ 1 0 cm土壤含水量显著正相关。( 5 )地表枯枝落叶层直接排放 CO2 量的季节动态呈现逐渐递减的趋势 ,释放量平均为 -0 .87g C/( m2·d)。有减缓土壤向大气排放 CO2 的作用。 ( 6 )枯枝落叶分解释放 CO2 量同地表枯枝落叶量显著正相关。     

玉米农田土壤呼吸作用的空间异质性及其根系呼吸作用的贡献

基于4月底到9月底东北地区玉米农田土壤呼吸作用全生长季的观测,阐明了土壤呼吸作用的空间异质性特征,综合分析了水热因子、土壤性质、根系生物量及其测定位置对土壤呼吸作用空间异质性的影响,并对生长季中根系呼吸作用占土壤呼吸作用的比例进行了估算。结果表明,在植株尺度上,土壤呼吸作用存在着明显的空间异质性,较高的土壤呼吸速率通常出现在靠近玉米植株的地方。根系生物量的分布格局是影响土壤呼吸作用空间异质性的关键因素。在空间尺度上,土壤呼吸作用与根系生物量呈显著的线性关系,而土壤湿度、土壤有机质、全氮和碳氮比对土壤呼吸作用空间异质性的影响并不显著。通过建立土壤呼吸作用与玉米根系生物量的回归方程,对根系呼吸作用占土壤呼吸作用的比例进行了间接估算。玉米生长季中,根系呼吸作用占土壤呼吸作用的比例在43．1％～63．6％之间波动,均值为54．5％。     

锡林河流域一个放牧草原群落中根系呼吸占土壤总呼吸比例的初步估计

 采取根系生物量梯度上土壤呼吸变化趋势线外推法对锡林河流域一个放牧羊草(Leymus chinensis)群落中根系呼吸占土壤总呼吸的比例进行了估计。结果表明：在测定年度整个生长季的不同月份,该群落中根系呼吸量占土壤呼吸总量的比例在15%～37%之间,平均为24%;根系呼吸所占比例较高的月份与根系生长的高峰期基本一致,均出现在6月中旬和8月上旬;上述结果与国外同类研究结果相比,具有很好的一致性。     

川西亚高山不同森林类型土壤呼吸和总硝化速率的季节动态

川西亚高山原始林及其采伐后通过不同恢复措施形成的不同类型森林土壤呼吸和总硝化速率的对比分析及其耦合关系的研究相对匮乏。采用气压过程分离系统(BaPS)技术研究了川西亚高山岷江冷杉原始林及其砍伐后恢复的粗枝云杉阔叶林、红桦-岷江冷杉天然次生林和粗枝云杉人工林土壤呼吸和总硝化速率的季节动态及其影响因素。结果表明:生长季内平均土壤呼吸速率和总硝化速率分别以粗枝云杉阔叶林和粗枝云杉人工林较高,均以岷江冷杉原始林较低。土壤呼吸和总硝化速率在生长季内具有明显的季节动态,呈以7月份最高的单峰趋势。土壤呼吸和总硝化速率与土壤温度显著相关,而与土壤水分相关性不显著,表明土壤温度是调控呼吸和总硝化作用季节动态的主要因子。土壤呼吸的温度敏感性(Q10)介于2.59—4.71,以岷江冷杉原始林最高,表明高海拔的岷江冷杉原始林可能更易受到气候变化的影响。林型间土壤呼吸和总硝化速率主要受凋落物量、pH和有机质的影响。不同林型间土壤呼吸和总硝化速率显著正相关,表明土壤呼吸和总硝化速率存在耦合关系。     

小兴安岭4种原始红松林群落类型生长季土壤呼吸特征

为阐明小兴安岭地带性植被原始红松林土壤呼吸各组分的碳排放速率及其对土壤水热变化的响应规律,采用挖壕法和红外气体分析法测定土壤表面CO2通量(Rs),确定4种原始红松林群落类型生长季的土壤总呼吸(Rt)中土壤微生物呼吸(Rh),根系呼吸(Rr)和凋落物呼吸(Rl)的贡献量动态变化及其影响因子。结果表明:生长季内,4种原始红松林群落类型的Rt、Rh、Rr具有明显的季节性变化,7-9月份较高,6月份和10月份较低。Rh对Rt的贡献量最高,平均在58.8%;Rr对Rt的贡献量次之,平均为26.5%;Rl对Rt的贡献量相对较小,平均为12.5%。生长季土壤呼吸速率与5cm深土壤温度相关性极显著(P0.01)。Rr和Rh的Q10值分别为2.88和2.23。表明根呼吸对土壤温度的敏感性高于微生物呼吸。生长季平均土壤呼吸速率的依次为:椴树红松林(6.38μmol·m-·2s-1)云冷杉红松林(6.32μmol·m-·2s-1)枫桦红松林(5.95μmol·m-·2s-1)蒙古栎红松林(2.86μmol·m-·2s-1)。4种原始叶红松林群落类型间的Rh和Rr也存在一定差异。