大兴安岭5种类型低质林土壤呼吸日变化及影响因素

以大兴安岭地区针阔混交低质林、山杨低质林、蒙古栎低质林、白桦低质林、阔叶混交低质林为研究对象,采用LI-8150多通道土壤呼吸自动测量系统测定了不同类型低质林土壤呼吸速率的日变化,并测定了观测点的土壤温度、湿度、理化性质以及枯落物。结果表明：不同类型低质林土壤呼吸速率差异显著,土壤呼吸速率白天均高于夜晚,1 d中最高值出现在12：00—14：00,最低值出现在23：00—03：00,土壤呼吸速率与土壤温度的关系适合指数模型（R2为0.73~0.82）,土壤呼吸速率与土壤温度和土壤湿度呈显著的二次曲线关系（R2为0.61~0.85）,土壤温湿度双因子复合模型能更好解释不同类型低质林土壤呼吸速率的差异。土壤呼吸速率与土壤总孔隙度、有机质质量分数存在显著的正相关性,与土壤pH值、氮质量分数及半分解枯落物蓄积量相关性也较高。

哀牢山中山湿性常绿阔叶林土壤呼吸季节和昼夜变化特征及影响因子比较

由于受到多种生物和非生物因素的影响,土壤呼吸在不同时间尺度上的动态变化可能不一致。对不同时间尺度的土壤呼吸动态变化的研究有助于深入了解土壤呼吸变化的机理,也有利于精确推算土壤碳的排放。采用红外CO2分析法测定哀牢山中山湿性常绿阔叶林季节间(2004年4月～2005年3月)和昼夜间(2004年7、9和11月及2005年1、3和5月共6次)的土壤呼吸。哀牢山中山湿性常绿阔叶林中土壤呼吸的季节变化显著,其中湿季(5～10月)的土壤呼吸高于干季(11月～翌年4月),全年土壤呼吸的平均值为0.442gCO2.m-2.h-1。6次测定的土壤呼吸日变化模式并不相同,7和9月、翌年1和3月夜间土壤呼吸大于昼间土壤呼吸,11月和翌年5月则相反;5、7和9月昼夜间的土壤呼吸最大值与最小值的差异比11月、翌年1和3月的测定结果大。季节间土壤呼吸与土壤温度(p=0.000)和土壤含水量(p=0.007)均有显著的指数相关,土壤温度可以解释土壤呼吸变化的56.1%,土壤含水量可以解释土壤呼吸变化的11.1%。不同季节测定的土壤呼吸日变化与土壤温度、气温和土壤含水量则没有显著的指数相关。由土壤呼吸与土壤温度拟合的指数方程计算Q10值,在温度为5.9～16.6℃内,全年土壤呼吸的Q10值为4.53,在温度为5.9～11.0℃内,干季土壤呼吸的Q10值为7.17,在温度为10.3～16.6℃内,湿季土壤呼吸的Q10值为2.34。在不同时间尺度上,生物和非生物因素对哀牢山中山湿性常绿阔叶林的土壤呼吸表现出不同的影响。土壤呼吸的季节变化主要受非生物因子温度和水分变化的调控,而土壤呼吸的昼夜变化则可能主要受植物的生理活动周期性等生物因素的影响。通过温度的指数函数关系,用土壤呼吸的瞬时值来推算土壤呼吸的日通量和年通量时,需要考虑温度和水分外的其它生物因子的影响。

内蒙古呼伦湖4种典型草地生长季土壤呼吸研究

利用LI-6400便携式光合仪及LI-6400-09土壤呼吸室,于2014年6月和8月对内蒙古呼伦湖湿地上分别以克氏针茅(Stipa capillata)、羊草(Leymus chinensis)、芦苇(Phragmites australis)、寸草苔(Carex duriuscula)为优势种的4种草地进行样方调查和土壤呼吸测量。结果表明,以克氏针茅、羊草和寸草苔为优势种的草地在6月和8月土壤呼吸呈单峰曲线,变化趋势基本一致。以芦苇为优势种的草地6月和8月土壤呼吸日变化比较平稳。从6月到8月,以克氏针茅、羊草和芦苇为主的草地土壤呼吸均值呈增加趋势,相较于6月的土壤呼吸数值,8月数值分别增加了62.81%,79.69%和233.69%。以寸草苔为主的草地2个月份土壤呼吸均值基本一致。

纳帕海流域不同植被类型土壤呼吸动态及其影响因子分析

土壤呼吸在生态系统碳循环过程中占有重要地位,为探讨纳帕海流域生态系统土壤呼吸过程,于2014年8月中下旬期间,采用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统对流域内7种植被类型土壤呼吸速率及其与土壤温度的响应规律进行了研究。结果表明:(1)各植被类型的土壤呼吸速率日变化都呈单峰曲线形式,最高值和最低值分别出现在13:00─16:00和2:00─8:00;(2)各植被类型土壤呼吸速率日均值为自然草地(5.506μmol·m^(-2)·s^(-1))>轻度退化草地(4.322μmol·m^(-2)·s^(-1))>高山灌丛(3.849μmol·m^(-2)·s^(-1))>中度退化草地(3.226μmol·m^(-2)·s^(-1))>重度退化草地(2.959μmol·m^(-2)·s^(-1))>高山松Pinus densata林(2.260μmol·m^(-2)·s^(-1))>青稞Hordeum vulgare Linn.var.nudum Hook.f.地(2.256μmol·m^(-2)·s^(-1));(3)当草地开垦为农田后,其土壤呼吸速率降为最低水平;(4)所有植被类型的土壤呼吸速率与5 cm土壤温度呈指数相关,其中在自然草地上,土壤温度对其土壤呼吸的影响最大,但温度敏感性却较低,重度退化草地的土壤温度对其土壤呼吸的影响最小,但温度敏感性最大。研究可见,区域内人类活动使草地退化、转变为农田等过程,导致其土壤呼吸速率显著下降。重度退化草地对温度变化所表现出的相对较高的敏感性,预示着在环境变化的影响下,生态系统过程及功能将会产生更大的波动。

Diurnal and Seasonal Dynamics of Soil Respiration at Temperate Leymus Chinensis Meadow Steppes in Western Songnen Plain, China

To evaluate the diurnal and seasonal variations in soil respiration （Rs） and understand the controlling factors, we measured carbon dioxide （CO2） fluxes and their environmental variables using a LI-6400 soil CO2 flux system at a temperate Leymus chinensis meadow steppe in the western Songnen Plain of China in the growing season （May-October） in 2011 and 2012. The diurnal patterns of soil respiration could be expressed as single peak curves, reaching to the maximum at 11：00-15：00 and falling to the minimum at 21：00-23：00 （or before dawn）. The time-window between 7：00 and 9：00 could be used as the optimal measuring time to represent the daily mean soil CO2 efflux. In the growing season, the daily value of soil CO2 efflux was moderate in late spring （1.06-2.51μnol/（m2.s） in May）, increased sharply and presented a peak in summer （2.95-3.94 μmol/（m2.s） in July）, and then decreased in autumn （0.74-0.97 μmol/（m2.s） in October）. Soil temperature （Ts） exerted dominant control on the diurnal and seasonal variations of soil respiration. The temperature sensitivity of soil respiration （Q10） exhibited a large seasonal variation, ranging from 1.35 to 3.32, and decreased with an increasing soil temperature. Rs gradually increased with increasing soil water content （Ws） and tended to decrease when Ws exceeded the optimum water content （27%） of Rs. The Ts and Ws had a confounding effect on Rs, and the two-variable equations could account for 72% of the variation in soil respiration （p 〈 0.01）.