绿肥还田结合减氮对麦田土壤呼吸及其温度敏感性的影响

研究绿肥还田结合氮肥减施对麦田土壤呼吸动态及小麦产量的影响,以期为干旱绿洲灌区农田碳减排技术研发提供理论依据。试验于2021—2022年在甘肃河西绿洲灌区开展,以常规施氮无绿肥还田(N100)为对照,设施用15000 kg∙hm^(−2)绿肥+85%氮肥(G_(1)N_(85))、22500 kg∙hm^(−2)绿肥+85%氮肥(G_(2)N_(85))、30000 kg∙hm^(−2)绿肥+85%氮肥(G_(3)N_(85))、15000 kg∙hm^(−2)绿肥+70%氮肥(G_(1)N_(70))、22500 kg∙hm^(−2)绿肥+70%氮肥(G_(2)N_(70))和30000 kg∙hm^(−2)绿肥+70%氮肥(G_(3)N_(70))共7个处理。探讨小麦生育期的土壤呼吸速率、碳排放量、产量及碳排放效率,分析土壤呼吸对土壤温度的响应。结果表明:不同处理下麦田土壤呼吸速率均呈先升高后降低的单峰趋势,全生育期内变化范围为0.8~6.2μmol∙m^(−2)∙s−1。绿肥还田结合氮肥减施显著提高麦田土壤呼吸速率及土壤碳排放总量,与N100相比,平均增幅分别为7.2%~19.8%和5.7%~18.8%;其中G_(3)N_(85)和G_(3)N_(70)较其他处理土壤呼吸速率分别增加2.3%~16.0%和3.3%~19.8%,土壤碳排放总量分别增加2.9%~15.2%和3.1%~18.8%;与G_(3)N_(85)相比,G_(3)N_(70)处理两年平均土壤呼吸速率及土壤碳排放总量分别增加3.3%和3.1%(P<0.05)。绿肥还田结合氮肥减施处理显著降低土壤呼吸温度敏感性(Q10),与N100相比,Q10值降幅为10.4%~18.1%(P<0.05)。绿肥还田结合氮肥减施显著影响了小麦产量和土壤碳排放效率,其中G_(3)N_(85)处理分别显著高于其他处理4.2%~45.6%和0.3%~26.4%(P<0.05)。可见,绿肥还田结合氮肥减施在增强麦田土壤呼吸的同时,显著降低土壤呼吸温度敏感性,提高小麦产量和碳排放效率,其中翻压绿肥30000 kg∙hm^(−2)配合氮肥减量15%处理(G_(3)N_(85))是河西绿洲灌区小麦田节氮减排和提高农田土壤生产力的有效途径。

黄土高原退耕方式与年限对土壤呼吸及其温度敏感性的影响

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的关键过程,明确退耕后土地利用变化对土壤呼吸及其温度敏感性的影响是提升土壤碳汇能力的重要前提。以黄土高原20 a耕地、退耕3、6、10 a的苹果园与撂荒地为研究对象,原位监测样地2018年7-12月的土壤呼吸速率,估算其温度敏感性,并应用偏最小二乘结构方程模型,明确土壤呼吸及其温度敏感性的关键影响因子。结果表明,随退耕年限的增加,撂荒地土壤有机碳和全氮含量呈现先降低后升高的趋势,苹果园则与之相反。监测期间撂荒地平均土壤呼吸速率为2.73~4.65μmol·m^(-2)·s^(-1),苹果园为1.07~3.13μmol·m^(-2)·s^(-1),退耕3 a和6 a撂荒地的土壤呼吸速率显著高于苹果园(P<0.05)。土壤呼吸温度敏感性的变化范围为1.477~4.055,不同退耕方式间土壤呼吸温度敏感性并无显著差异。偏最小二乘-结构方程模型结果表明,土壤因子共解释了土壤呼吸及其温度敏感性34.4%的变化;相比于化学和生物因子,土壤水分与温度等物理因子对土壤呼吸及其温度敏感性的影响更为显著。研究表明,退耕后短期内(0~6 a),苹果园的固碳潜力更大,但随着退耕年限的延长(>6 a),撂荒地更有利于土壤固碳。

施用粪肥对我国北方农田土壤呼吸温度敏感性的影响

[目的]本研究旨在探明粪肥施用对我国北方农田土壤呼吸温度敏感性Q_(10)的影响及主要驱动因素,为制定合理的农业管理措施、减少农田土壤CO_(2)排放提供科学依据。[方法]本研究在中国知网、万方数据和Web of Science数据库收集国内外关于施用粪肥对土壤呼吸温度敏感性影响的相关文献,用关键词“粪肥”、“土壤呼吸”、“温度敏感性”和“中国北方”进行检索,共提取已公开发表的16篇文献中试验数据104组。采用整合分析(Meta-analysis)探讨不同粪肥施用条件下各因素对土壤呼吸温度敏感性的影响。[结果]粪肥施用可显著提高土壤呼吸温度敏感性,平均提升幅度为8.11%。施肥类型中,猪粪对土壤呼吸温度敏感性的增幅(12.72%)显著高于鸡粪的增幅(5.56%);粪肥施用量≤15000 kg·hm^(-2)对土壤呼吸温度敏感性的增幅最大(11.48%);单施粪肥的增幅(11.96%)显著高于粪肥配施化肥的增幅(5.22%)。土壤有机碳含量≥12 g·kg^(-1)时土壤呼吸温度敏感性的增幅(7.17%)显著高于6~12 g·kg^(-1)水平(2.23%)时的增幅;土壤初始pH≥7的增幅(8.11%)显著高于pH<7的增幅(3.48%)。不同气候条件下,年均温≤5℃时土壤呼吸温度敏感性的增幅为8.49%,年降雨量为400~600 mm时的增幅(8.98%)显著高于≤400 mm(2.71%)和≥600 mm时的增幅(-3.13%)。此外,随机森林结果表明土壤有机碳含量是影响土壤呼吸温度敏感性变化的关键因素,其解释率达42.6%。[结论]综上,在我国北方农田鸡粪配施化肥且粪肥施用量>15000 kg·hm^(-2)对土壤呼吸温度敏感性的增幅最小,可以有效减缓农田土壤的碳排放,以达到应对全球变暖现状的目的。此外,土壤有机碳含量是影响粪肥施用下中国北方农田土壤呼吸温度敏感性变化的主要驱动因素。

土壤异养呼吸温度敏感性（Q10）的影响因子

首先对国内外土壤异养呼吸Q10的研究成果进行了全面的综合述评．影响土壤异养呼吸Q10的因子主要包括环境因子（主要是温度和湿度）、呼吸底物和土壤生物等．较多的研究表明土壤异养呼吸的Q10在低温时较高，高温时较低，但Q10也可随温度升高而增加，或随温度变化而保持稳定；通常土壤异养呼吸的Q10与土壤水分成正相关，但极端水分条件下（干旱胁迫或渍水）Q10较低；有限的研究表明呼吸底物和土壤生物对土壤异养呼吸Q10的影响还具有很大的不确定性；调控土壤异养呼吸Q10的机理目前还不清楚．然后从温度、水分、呼吸底物、土壤微生物对土壤异养呼吸Q10的影响等方面对影响土壤异养呼吸温度敏感性的原因进行了深入的探讨，并提出未来应重点开展的研究：（1）加强不同尺度土壤异养呼吸Q10的影响因子及调控机理研究；（2）扩大土壤异养呼吸Q10的野外研究；（3）扩大热带、亚热带土壤异养呼吸Q10的研究；（4）深入探讨呼吸底物有效性和土壤生物对土壤异养呼吸Q10的影响；（5）加强其他因子对土壤异养呼吸Q10影响的研究．

秸秆隔层结合春灌对河套灌区盐碱地土壤呼吸及其温度敏感性的影响

【目的】探究河套灌区盐碱土壤呼吸对秸秆隔层与灌溉制度的响应,明确土壤呼吸速率与土壤温度、含水量的关系。【方法】采用完全随机区组设计,于2015年分别设置秋浇且春灌(ISA),不秋浇只春灌(IS),不秋浇只春灌+秸秆隔层(SIS)3个处理,于2017、2018年测定土壤呼吸、温度和含水量,并计算土壤呼吸的温度敏感性。【结果】(1)0—20 cm土层温度和含水量波动较为明显,而20—40 cm土层则相对稳定。相较于ISA、IS处理,SIS处理提高了0—40 cm土层温度和20—40 cm土层含水量。(2)2017年的土壤呼吸速率大于2018年;开花期土壤呼吸速率最高,其次为现蕾期、春灌前、播种前、收获期。(3)IS、SIS处理在开花期的土壤呼吸速率均显著高于ISA处理(P<0.05)。相较于ISA处理,IS和SIS处理的土壤呼吸速率分别增加了0.12—0.44和0.06—0.42μmol·m^(-2)·s^(-1)。相较于IS处理,SIS处理的土壤呼吸速率降低0.01—0.49μmol·m^(-2)·s^(-1)。表明不秋浇增加了土壤呼吸,但秸秆隔层降低了土壤呼吸。(4)土壤呼吸速率与土壤温度极显著正相关(P<0.01),与土壤含水量没有显著相关性。0—20和20—40 cm土层温度分别能够解释土壤呼吸速率变化的40.74%—53.84%和39.27%—53.46%。(5)不同处理的土壤呼吸敏感性(Q10)介于1.68—1.98,20—40 cm土层的Q10大于0—20 cm土层的。相较于ISA处理,IS和SIS处理能够降低土壤呼吸敏感性;相较于IS处理,SIS处理能够增加土壤呼吸敏感性。【结论】综合比较,不秋浇只春灌结合秸秆隔层可以提高0—40 cm土层温度和20—40 cm土层含水量,降低土壤呼吸速率,增加土壤呼吸的温度敏感性,可以作为河套灌区节水减排的有效措施。

降雨梯度对林地土壤呼吸温度敏感性影响研究进展

在全球气候变化背景下,降雨格局改变导致生态系统碳循环发生变化,土壤呼吸温度敏感性(Q 10)是土壤呼吸机理研究和碳排放模型构建与预测的重要内容,探究降雨梯度下林地土壤呼吸温度敏感性的影响因素具有重要意义。以我国生态气候区作为降雨梯度表征,基于公开发表的文献资料,重点总结以我国干旱、半干旱和半湿润3个气候区确定的降雨梯度下,林地土壤呼吸温度敏感性影响的研究进展和作用机理。结果表明,降雨梯度下降雨格局改变会对土壤水热状况、土壤底物、土壤微生物群落及其酶活性等产生影响,土壤水分、土壤温度、土壤有机质、土壤微生物及酶活性和林地植被类型都会影响土壤呼吸强度,导致土壤呼吸温度敏感性发生变化;降雨梯度下,各因素对土壤呼吸温度敏感性影响程度不同,且各因素相互作用,导致林地土壤呼吸温度敏感性存在不确定性。针对目前林地土壤呼吸温度敏感性研究所存在的问题,建议今后应进一步统一土壤呼吸测定标准,通过长期野外实验结合室内模型推演增加试验结果的准确性,扩大研究范围,准确估算未来气候变化条件下林地的土壤呼吸温度敏感性。

凋落物输入对土壤呼吸温度敏感性的影响

目的 明确凋落物输入对土壤呼吸温度敏感性(Q_(10))的影响,对准确理解全球气候变化具有重要的意义。方法 利用已发表的47篇研究论文,从凋落物管理措施、植被类型、气候、地形、土壤理化性质等调控因素揭示凋落物输入对土壤呼吸温度敏感性的影响。结果 (1)不同底物调控下,凋落物Q_(10)显著大于土壤呼吸Q_(10),且呈现出对照Q_(10)>倍增Q_(10)>去凋Q_(10)的趋势;(2)不同植被因素条件下,Q_(10)的增加程度在不同植被类型下呈现出阔叶林>混交林>针叶林>草的趋势,且Q_(10)随着林龄的增加而增大;(3)不同气候条件下的Q_(10)随着温度的增加而呈现出逐渐降低的趋势,而随着降雨量增加Q_(10)则呈现出先增后减的趋势;(4)不同海拔梯度条件下,高海拔Q_(10)最大,而低海拔Q_(10)最低;(5)不同理化性质条件下,Q_(10)随着容重的增加而呈负相关,pH以及SOC与Q_(10)呈正相关,Q_(10)随着C∶N的增大呈现先增大后减小的趋势。结论 凋落物输入后会导致Q_(10)发生变化,但这种变化会受到植被类型、气候、地形以及土壤理化性质等因素的调控。

沿海拔梯度神农架土壤呼吸特征及其温度敏感性

[目的]深入了解森林生态系统土壤呼吸特征及其温度敏感性的变异规律。[方法]以神农架自然保护区不同海拔梯度上有机和矿质层的土壤为研究对象,探讨不同海拔梯度土壤的呼吸特征及其温度敏感性。[结果]随着海拔梯度的增加,土壤CO_(2)产生率先升高后降低,在海拔1892 m处达到最大值,而土壤呼吸对温度的敏感性(Q_(10))则随海拔的升高呈现增加的趋势;多数海拔梯度下,B层(20~40 cm)土壤CO_(2)产生率明显高于A层(0~20 cm),Q_(10)则与之相反;土壤性质影响了土壤呼吸的温度敏感性,0~40 cm土壤的Q_(10)与EC、SOC、TN、MBC存在显著正相关。[结论]在气候变化的背景下不同海拔梯度的Q_(10)可能发生分异。

红壤侵蚀区植被恢复对土壤呼吸及其温度敏感性的影响

土壤呼吸作为土壤与大气CO_2交换的重要环节,其排放量的大小在一定程度决定了土壤碳库的源与汇。研究红壤侵蚀区植被恢复对土壤呼吸及其温度敏感性(Q_(10))值的影响,对于理解土壤有机碳积累机制具有重要意义。本研究选取了福建省河田镇未治理地及邻近恢复13 a和31 a的马尾松人工林,对土壤呼吸进行监测。结果表明:未治理地土壤呼吸并无显著季节差异,恢复13 a和恢复31 a后土壤呼吸季节差异显著;恢复13 a和31 a土壤呼吸与Q_(10)显著高于未治理地,恢复13 a和31 a土壤呼吸与Q_(10)未见显著差异。季节尺度上,土壤呼吸速率与土壤水分相关性弱,而与土壤温显著相关,未治理地土壤温度仅能解释土壤呼吸速率的25.3%,而恢复后土壤温度则解释了土壤呼吸速率的48.8%～66.5%;结构方程模型表明,对土壤呼吸和温度敏感性影响最大的分别是凋落量和土壤微生物。研究为进一步认识退化生态系统土壤碳动态机制提供依据。

麦玉轮作长期秸秆还田下土壤呼吸及有机碳库对温度变化的响应

为探明华北麦玉轮作区长期秸秆还田下增温对土壤呼吸及土壤碳库的影响,本试验基于41年不同秸秆还田水平(分别为0 kg/hm^(2)(S1)、2250 kg/hm^(2)(S2)、4500 kg/hm^(2)(S3)和9000 kg/hm^(2)(S4))田间定位试验,采集土壤样品后分别在15、25和35℃下进行125 d的室内恒温培养,针对土壤呼吸速率及有机碳组分含量进行监测。结果表明:在整个培养期间,土壤呼吸速率呈现先下降后平稳的变化趋势,秸秆还田量与温度显著影响土壤呼吸速率和呼吸累积释放量。各处理间土壤呼吸速率和呼吸累积释放量整体为35℃>25℃>15℃,S4>S3>S2>S1。秸秆还田量和温度显著影响土壤有机碳及各组分含量,培养后S4处理土壤有机碳含量显著高于其他处理,S3和S4处理土壤颗粒有机碳和微生物量碳含量显著高于其他处理,随培养温度的提高土壤有机碳组分呈降低趋势。土壤呼吸与土壤有机碳、颗粒有机碳、微生物量碳含量呈显著正相关。S3和S4处理较S1和S2处理可以显著降低土壤呼吸温度敏感性(Q_(10))。总的来看,华北麦玉轮作区长期中量和高量秸秆还田可以提高土壤有机碳库,降低土壤呼吸温度敏感性,减缓CO_(2)的释放,且4500 kg/hm^(2)还田量具有更高的固碳潜力与空间。

土壤呼吸温度敏感性的影响因素和不确定性

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节之一,其对温度升高的敏感程度在很大程度上决定着全球气候变化与碳循环之间的反馈关系。为了深刻理解地下生态过程对气候变化的响应和适应,综述了土壤呼吸温度敏感性(Q10)的影响因子及其内在机制,并分析了当前研究存在的不确定性。土壤生物、底物质量和底物供应显著调控着土壤呼吸的Q10值,但研究结论仍然有很大差异。温度和水分等环境因子则通过对土壤生物和底物的影响而作用于土壤呼吸的温度敏感性,一般情况下,随着温度的升高,土壤呼吸的Q10值下降;水分过高或过低时Q10值降低。从土壤温度测定深度、时空尺度、土壤呼吸不同组分温度敏感性差异、激发效应以及采用方法的不同等几方面分析了温度敏感性研究存在的不确定性。并在此基础上,提出了未来重点研究方向:(1)土壤呼吸不同组分温度敏感性差异的机理;(2)底物质量和底物供应对温度敏感性的交互影响;(3)生物因子对土壤呼吸温度敏感性的影响。

内蒙古锡林河流域土壤呼吸的温度敏感性

2004年9月-2005年9月对内蒙古锡林河流域4种草地类型的土壤呼吸速率及相关水热因子进行了野外测定,应用2种数学模型和不同温度指标对草地土壤呼吸的温度敏感性问题进行了探讨.结果表明,Van′tHoff模型对温度变化较为敏感,显示出冬季的Q10值明显大于夏季的特征,应用Arrhenius模型求算的不同季节的Q10值变化不大.在〉5℃时,Q10值的变动范围,Van′tHoff模型为1.60-2.03,Arrhenius模型为1.48-1.67,略高于全球平均值;2种模型均对水分的变化比较敏感,表现为Q10值随土壤水分的降低而升高的趋势.

苏北淤泥质海岸典型防护林地土壤呼吸及其温度敏感性

土壤呼吸及其温度敏感性研究是准确估计陆地生态系统碳平衡对未来气候变化响应的基础。我国漫长的淤泥质海岸有着大面积的防护林,其碳汇服务功能是一个非常值得研究的科学问题,因此,对淤泥质海岸防护林生态系统土壤呼吸及其温度敏感性的研究具有重要的意义。研究采用碱液吸收法对苏北淤泥质海岸杨树Populus tomentosa Carr.及水杉Metasequoia glyptostroboides Hu＆Cheng两种典型海防林土壤呼吸及其温度敏感性进行了研究。结果表明：杨树和水杉林地4~11月份土壤呼吸速率变化范围分别为337~732mgCO2m-2h-1和257~821mgCO2m-2h-1,呼吸通量分别为128.57gCO2m-2和121.38gCO2m-2。杨树和水杉林地土壤呼吸速率季节变化均近似单峰曲线,最大值均出现在7月份,最小值分别出现在4月份和11月份。模型R=a×exp（b×T）能够很好地拟合林内气温及土壤温度变化对土壤呼吸的影响,温度是影响土壤呼吸的主要因子,能够解释土壤呼吸季节变化的50.5%~80.9%。土壤含水量与土壤呼吸关系不显著,不是其主要影响因子。利用林内气温及土壤2、5cm和10cm处温度得到杨树林地的Q10值分别为1.45、1.97、2.08、2.01,水杉林地的Q10值分别为1.92、3.29、2.89、3.00。研究结果表明,水杉林地土壤呼吸对全球变暖的响应比杨树林地更敏感。

不同土地利用方式下土壤呼吸及其温度敏感性

采用静态箱-气相色谱法对四川盆地中部紫色土丘陵区3种土地利用方式(林地、草地和轮作旱地)土壤呼吸进行测定,结果表明,林地、草地和旱地土壤呼吸速率变化范围分别为78.63～577.97、39.28～584.18和34.48～484.65mg CO·2m-·2h-1,年平均土壤呼吸速率分别为264.68、242.91、182.21mgCO·2m-·2h-1。3种土地利用方式的土壤呼吸速率季节变化趋势均呈单峰曲线,林地和草地土壤呼吸速率最大值均出现在夏末(7月底与8月初之间),旱地土壤呼吸速率最大值出现的时间比林地和草地要早,在6月底与7月初之间;最小值均出现在12月底与翌年1月初之间。土壤温度和土壤湿度是影响本地区土壤呼吸的主要因子,双因素关系模型(R=aebTwc)较好地拟合了土壤温度和土壤湿度对土壤呼吸的影响,二者共同解释了土壤呼吸变化的64%～90%。土壤呼吸的温度敏感性指数Q10值受土壤(5cm处)温度和土壤(0～10cm)湿度的影响。分析表明3种土地利用土壤的Q10值与土壤温度呈显著负相关关系,而与土壤湿度呈显著正相关关系。

土壤异养呼吸的测定及其温度敏感性影响因子

土壤异养呼吸主要指土壤中微生物分解有机质释放CO2的过程,是陆地生态系统中土壤碳的主要净输出途径,土壤异养呼吸与净初级生产力的差值是决定生态系统碳源/汇的关键。本文介绍了土壤异养呼吸的测定方法———室内培养的去根土壤样品培养和原状土柱培养,以及野外原位测定的根排除法、环割法和同位素法等操作方法的优缺点以及适用范围。在土壤异养呼吸的研究方面,土壤异养呼吸温度敏感性(Q10)是碳循环研究的重要方面之一,温度、水分以及土壤呼吸底物是影响Q10的主要因子,一般情况下,随着温度的升高,Q10下降;土壤含水量过低或过高时,Q10降低;土壤有机碳的有效性影响着土壤异养呼吸对温度变化的响应程度,当有效性降低时Q10下降,不同周转时间的有机碳的温度敏感性也不相同,活性有机碳的温度敏感性较惰性有机碳的温度敏感性低。

土壤呼吸对温度的敏感性研究综述

土壤呼吸对温度变化的响应已成为生态学研究的重要内容之一。根据近年来国内外最新的研究资料,综合介绍了土壤呼吸对温度敏感性方面的研究现状与成果,分析和探讨存在的问题。温度是影响土壤呼吸的重要因子,土壤呼吸与温度之间相关关系密切,但土壤呼吸对温度变化的响应与机制仍不确定。模拟土壤呼吸对温度的敏感性模型有多种且在不断完善,但简单的Q10经验模型仍被普遍使用。土壤呼吸各来源对温度的敏感性贡献仍不明确。因此在今后的研究中,应规范统一土壤呼吸和温度的测定方法,明确各因子对土壤呼吸的影响,土壤呼吸的时空异质性,土壤呼吸各组分对土壤呼吸的贡献以及各组分对温度的敏感性。

青藏高原冻土土壤呼吸温度敏感性和不同活性有机碳组分研究

对采自青藏高原的4个高海拔冻土样品在5、15、25和35℃4个温度下进行了为期90d的实验室培养。结果发现,随着温度升高,土壤呼吸强度和有机碳累积分解量呈现出不断增大的趋势;在时间变化上,培养初期土壤呼吸强度达到最高值随后不断下降,15d左右以后达到稳定。同样的温度下,土壤呼吸强度呈现如下顺序:沱沱河(草甸沼泽土)>乌丽(高山草甸土)>五道梁(高山草原土)>格尔木(灰棕漠土),但后3个土样之间差别并不显著。通过密度分选、酸水解和氯仿熏蒸方法,分别从物理、化学和生物学的角度对土壤有机碳组分进行划分,同时运用动力学方程分两库和三库对有机碳分解动态进行模拟。结果表明,应用不同实验方法划分的土壤碳组分差异明显,活性有机碳占总有机碳的比例从低到高依次是:微生物量碳占1.26%～10.31%,轻组有机碳占9.13%～20.22%,易氧化有机碳占28.35%～49.35%;分两库和三库拟合土壤不同碳库,二者的活性有机碳占总有机碳比例分别为0.50%～3.65%和0.51%～3.26%,MRT分别为8～56d和8～50d,结果比较接近;此外,应用模型方法所测活性碳比例显著低于实验方法的结果。采用线性、指数和高斯3种模型分析土壤呼吸速率随温度的变化规律,发现均能较好地描述二者关系且以高斯模型为最优,所计算出的Q10值也以高斯模型和培养实验较为契合;Q10值随温度的升高而减小,说明高寒气候条件下的青藏高原冻土对气候变暖的响应将比较敏感。

土壤呼吸的温度敏感性

土壤呼吸是指土壤释放CO2的过程,它所释放出的CO2是生物圈向大气圈释放CO2的主要来源之一。土壤呼吸速率对温度变化的敏感性是陆地生态系统碳循环过程中一个十分重要的环节。由于许多大尺度碳循环模型中都涉及土壤呼吸的温度敏感性这一问题,因此对该问题的回答有助于提高对当前陆地生态系统碳通量的估算和对未来气候变化预测的准确性。本文就目前土壤呼吸速率对温度变化的敏感性的主要问题进行了综述,从温度、水分、呼吸底物的数量和质量、酶促反应动力学等几个不同的方面,概述了土壤呼吸温度敏感性的变异范围较大的原因,以及这些因素对土壤呼吸的温度敏感性影响的机理。土壤呼吸是酶促的化学反应,因此其温度敏感性不仅取决于呼吸底物的质量,同样也取决于底物的有效性。

重庆缙云山针阔混交林地土壤呼吸速率及温度敏感性特征分析

以重庆缙云山亚热带针阔混交林为研究区,研究了土壤呼吸及其Q10(温度敏感性系数,指温度增加10℃所造成的呼吸速率改变的商)的时间变异特征,并深入分析二者受土壤温度、湿度变化的影响.2011年4—12月采用LI-8100二氧化碳通量测量系统观测选取样地的R S(土壤呼吸速率)、土壤5 cm深处的T5(土壤温度)和W5(土壤湿度),分析R S与Q10的变化规律;同时利用单一和二元混合模型探讨T5和W5对R S、Q10的影响.结果表明:①在观测期内R S和T5月均值均呈单峰曲线变化;R S的变化范围在(1.38±0.15)～(3.94±0.21)μmol/(m2·s)之间,T5的变化范围在(9.28±0.65)～(22.99±1.14)℃之间;由于受到自然降水影响,W5的月际变化不规律.②Q10季节差异明显,最大值(3.31)出现在春季,观测期内的平均值为2.01.③R S与T5之间呈显著正相关(P<0.05),与W5的关系不明显(P>0.05);R S与T5、W5的关系模型拟合度分别为87%和26%;T5与W5的复合模型对R S的变化解释能力为89%,高于单一模型.④影响Q10的主要因素是T5,其次为W5.

择伐对小兴安岭地区针阔混交林土壤呼吸温度敏感性的影响

利用LI8100土壤二氧化碳排放通量全自动测量系统,测定小兴安岭地区针阔混交林不同强度择伐后4年的林地土壤呼吸速率和土壤温度。运用Q10模型分析择伐后林地土壤呼吸速率对土壤温度的敏感性。结果表明:择伐后林地Q10值高于未采伐林地,较高强度(60%,71%)的择伐使土壤呼吸速率对土壤温度具有高的敏感性。这一现象是3个土壤各组分呼吸对土壤温度响应综合作用的结果。枯枝落叶层呼吸速率对土壤温度的敏感性较差,根呼吸速率和矿质土壤层呼吸速率对土壤温度的敏感性较高。