连续翻压黑麦草对豫中植烟土壤剖面CO_(2)日排放变化的影响

【目的】探究豫中烟区翻压黑麦草对烤烟生长过程中土壤呼吸速率、土壤剖面二氧化碳(CO_(2))日排放变化的影响及其与环境因子的关系,明确CO_(2)采集最佳观测时间。【方法】2021年在河南农业大学郑州科教园区设置2个处理(依托于长期定位试验),施氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾+种植并翻压黑麦草(NPKG),烟苗移栽后每隔30d测定烟田CO_(2)排放日变化过程。【结果】(1)0~10 cm地温与土壤呼吸速率均表现为昼高夜低的单峰或双峰形态。NPKG处理土壤呼吸速率显著高于NPK处理,9:00和21:00矫正系数最接近1且与日平均排放无显著差异。(2)随着土层加深,CO_(2)浓度升高,CO_(2)扩散通量降低,同层土壤NPKG处理CO_(2)浓度和扩散通量高于NPK处理。0、5、10和20 cm土层CO_(2)浓度和0~20 cm土层扩散通量有明显日变化特征,90 d时CO_(2)浓度较60 d降低。(3)土壤呼吸速率与0~20 cm土层CO_(2)扩散通量呈显著或极显著正相关关系。【结论】黑麦草翻压加快土壤呼吸速率、提高了各土层CO_(2)浓度和CO_(2)扩散通量。9:00左右和21:00左右为最佳取样时间段,5 cm和10 cm土层CO_(2)浓度和5~10 cm土层扩散通量与土壤呼吸速率日变化特征相似,3个取样日CO_(2)浓度以60 d最高,30 d次之。可根据土壤CO_(2)浓度预测土壤呼吸速率。

陆地生态系统土壤CO_(2)排放对模拟增温的响应特征及影响因素

全球变暖已经成为不争的事实,陆地生态系统碳循环的研究受到了各界广泛关注,是当前全球变化研究中的重点。土壤CO_(2)排放是陆地生态系统与大气间二氧化碳交换的最大通量之一,当前陆地生态系统中土壤CO_(2)排放如何响应全球气候变暖及其影响因素仍不清楚,限制了对土壤碳循环过程及影响机制的深入认识。旨在明确全球变暖背景下陆地生态系统中土壤CO_(2)排放格局及影响因素。基于Web of Science、PubMed和中国知网等中英文期刊数据库,充分收集全球范围内的相关野外试验文献81篇,提取出65个研究位置和213组相关研究数据,采用Meta分析方法探讨陆地生态系统土壤CO_(2)排放对增温的响应特征,分析其与海拔、气候、土壤含水量、容重(BD)、pH、全氮(TN)和土壤有机碳(SOC)的相关关系。结果表明:陆地生态系统中土壤CO_(2)排放对增温整体有显著的正向响应,在农、林、草生态系统中,增温使土壤CO_(2)排放分别显著增加13.1%、18.0%、5.9%(P<0.05),森林生态系统对增温响应的正效应最强烈;增温能在短时期内促进土壤呼吸,但随着增温持续时间增加,土壤呼吸对温度的敏感性会降低,对温度变化产生适应性,从而使其对增温的响应能力减弱;响应特征受到环境因子、土壤特性以及其他试验条件等的影响,绝大多数条件下对增温表现出显著的正响应特征,不同影响因子之间共同作用、相互影响。增温通常能够改变植物生物量、土壤养分含量及微生物数量和活性,从而影响到植被根际呼吸和土壤呼吸速率。相关分析表明,海拔对土壤CO_(2)排放有显著负向影响,而年均气温、年均降水量、土壤含水量和仪器嵌入土壤深度则对土壤CO_(2)排放产生显著正向影响。这些结果对于理解全球土壤CO_(2)排放的时空变化格局有重要意义,也为准确评价全球变暖背景下土壤碳汇功能及其持续性提供理论依据。

土壤CO_(2)排放对微咸水与淡水交替灌溉的响应

为揭示微咸水与淡水交替灌溉模式对土壤CO_(2)排放通量变化规律的影响,研究极端干旱区棉田3种灌溉水质(矿化度分别为2、3、5 g/L)和3种不同配比咸淡水交替[微咸水∶淡水=1∶1(W1);微咸水∶淡水=1∶4(W2);微咸水∶淡水=1∶0(W3)]灌溉对土壤CO_(2)排放通量的影响。结果表明:①以2 g/L为对照,3 g/L微咸水与淡水交替灌溉处理CO_(2)累积排放通量减少了6.03%~7.19%;5 g/L微咸水与淡水交替灌溉处理CO_(2)累积排放通量减少了9.83%~10.15%;②在相同矿化度条件下,土壤CO_(2)累积排放通量为W2处理>W1处理>W3处理,淡水灌水量多的处理CO_(2)排放通量较大。③以2 g/L为对照,3 g/L和5 g/L处理产量平均提高了1.25%和3.64%,W1处理产量相较于W2、W3处理平均提高了24.02%和14.12%。随着灌溉水矿化度的增大,土壤CO_(2)排放通量减小,所有不同配比下矿化度为5 g/L的处理CO_(2)排放量均小于2、3 g/L的处理;在微咸水与淡水交替灌溉条件下,矿化度为3 g/L且微咸水∶淡水=1∶1的灌水处理,土壤CO_(2)排放通量降低且棉花产量最大,能够为合理利用微咸水及保护干旱区灌区农田生态环境提供理论依据。

氮添加对森林土壤有机碳库固存及CO_(2)排放的影响研究进展

氮添加会引起土壤理化性质和养分有效性的改变。受此影响,森林植物的地上碳同化能力和地下碳分配格局也会相应地发生变化,总体表现为促进植物生长固碳,增加凋落物和植物根系沉积碳输入土壤,并改变上述植物源有机质的数量和化学成分。与此同时,土壤微生物的群落结构和生态功能也会受到氮添加的影响,由于土壤中的有机碳分解、转化和稳定等过程均受到微生物的驱动,因此,氮添加所引起的底物供应差异和微生物响应会影响森林土壤有机碳的矿化,并最终影响森林土壤有机碳库固存、稳定和CO_(2)排放。但目前关于氮添加对森林土壤有机碳库固存能力和CO_(2)排放特征的影响机制仍不清楚,为此,以森林土壤的碳循环过程为线索,综述了氮添加对底物供应、土壤有机碳激发效应、微生物碳代谢等过程的影响,并尝试梳理在氮添加影响下森林土壤有机碳分解、转化和稳定的微生物驱动机制。这有助于预测氮添加对森林土壤“氮促碳汇”的实际效果,以便研究人员在未来氮沉降日益严重背景下更好地预测森林土壤的碳循环特征,寻找提高森林土壤有机碳库固存能力和降低CO_(2)排放相关途径提供参考。同时,还分析了目前相关研究中存在的问题,并对该领域未来的研究热点进行了展望。

微塑料对土壤CO_(2)排放的累积效应

以控制性栽植体——大型根窖试验装置(以下简称根窖)为研究平台,通过连续3年、每年2茬农作物的种植,解析微塑料处理下不同类型土壤呼吸的变化特征;采用多元回归方程在微塑料积累量、分子量等不同条件下对土壤CO_(2)浓度随时间变化过程进行建模,并进行可视化呈现。结果表明,回归模型能够很好地描述土壤CO_(2)浓度变化规律,各模型R^(2)皆在0.75以上,模拟效果良好。对处理前后2组数据进行显著性方差分析得P值为0.0073,与对照组CO_(2)浓度上升速率(ω=0.728)相比,微塑料使土壤的CO_(2)浓度上升速率显著提高(ω=0.762)。微塑料的加入改变了土壤微气候环境,显著促进了土壤CO_(2)排放。

氮素形态对典型生态系统土壤CO_(2)排放的影响效应

大气中CO_(2)含量增加引发的温室效应已备受关注,土壤CO_(2)排放作为其主要来源之一,氮沉降(特别是氮素形态)对土壤CO_(2)排放具有重要影响。从生态系统类型、地理区域及施氮方式3方面,探讨氮素形态与土壤CO_(2)排放的关系。结果表明,我国典型生态系统土壤CO_(2)排放对不同形态氮的响应存在不确定性,呈促进、抑制作用或无显著影响;通常情况下,混合态氮对湿地、森林生态系统土壤CO_(2)排放的促进作用强于单一态氮;南方地区部分生态系统土壤CO_(2)排放对氮素形态主要体现为负响应,北方部分地区则在不同阶段生长季表现不同;不同施氮方式通过调节地上和地下生态过程,进而影响土壤CO_(2)排放。

咸淡水组合灌溉模式对棉田土壤CO_(2)日排放特征影响

【目的】探究咸淡水组合灌溉对棉田CO_(2)日排放通量的影响。【方法】采用4种水质,即淡水(CK)和矿化度分别为2(S1)、3(S2)、5 g/L(S3)的微咸水;4种咸水淡水灌溉配比,即微咸水∶淡水为1∶1(P1)、1∶4(P2)、4∶1(P3)和1∶0(P4),分析咸淡水组合灌溉对棉田灌水前后土壤CO_(2)日排放特征影响。【结果】①与CK相比,S1、S2、S3处理土壤CO_(2)日平均排放通量分别显著降低了12.64%~24.35%、18.30%~26.69%、22.16%~28.57%(P<0.05)。②CK的土壤CO_(2)累计排放量显著高于其他各处理,S1处理与S2、S3处理土壤CO_(2)累计排放量存在显著差异(P<0.05),但S2、S3处理之间无显著差异(P>0.05)。③相同微咸水矿化度条件下,4种咸水淡水灌溉配比对土壤CO_(2)日平均排放通量影响为P2处理<P1处理<P3处理<P4处理。④土壤CO_(2)排放通量与土壤含水率、土壤温度正相关,与箱内气体温度、土壤pH值、土壤电导率负相关。【结论】选用2 g/L微咸水与淡水按1∶4施配比例灌溉对土壤盐分积累和CO_(2)气体排放影响较小,是灌区合理利用微咸水的一种灌溉方案。

内蒙古大青山不同植被类型土壤CO_(2)通量及其对土壤温湿度的响应

为研究大青山典型植被土壤CO_(2)通量特征及其影响因素,采用静态箱‒气相色谱法测定内蒙古大青山主要植被类型油松(Pinus tabuliformis)人工林、白桦(Betula platyphylla)次生林、虎榛子(Ostryopsis davidiana)灌木林、荒草坡地土壤CO_(2)的排放规律及与土壤温湿度的关系。结果表明:(1)4种植被类型在观测期内土壤CO_(2)通量范围为11.00~673.47 mg.m^(-2).h^(-1),均为大气CO_(2)的源;(2)各样地土壤CO_(2)通量平均值大小为:荒草坡地<油松人工林<虎榛子灌木林<白桦次生林;(3)土壤温度是影响不同植被类型土壤CO_(2)通量的主要因子,土壤含水量影响不明显;(4)大青山4种植被类型土壤呼吸Q10值范围为1.07~5.64,不同植被类型间Q10值存在较大差异,Q10均值大小为:白桦次生林>荒草坡地>油松人工林>虎榛子灌木林。相关研究结果可为准确估算大青山典型植被土壤CO_(2)通量提供基础数据。

根系和凋落物去除对3种人工林土壤CO_(2)通量日变化的影响

[目的]探究不同碳输入下,滨海人工林林地CO_(2)通量的昼夜动态变化和土壤CO_(2)的日排放量。[方法]采用Li-8100碳通量自动测量系统对尾巨桉、纹荚相思、湿地松3种滨海人工林土壤CO_(2)排放速率进行了监测,同时测定了0~10 cm土层土壤温湿度。[结果]土壤CO_(2)通量日变化幅度较小,尾巨桉和纹荚相思林地白天土壤的CO_(2)排放量高于夜晚,湿地松林地则相反。非生长季纹荚相思和尾巨桉、湿地松林地土壤CO_(2)通量日动态变化均存在显著差异(P<0.05),生长季不同人工林间的土壤CO_(2)通量日动态变化均存在显著差异(P<0.05);非生长季3种人工林去除根系或凋落物后土壤CO_(2)通量降低幅度较小,而生长季去除根系或凋落物后土壤CO_(2)通量均显著降低(P<0.05)。土壤CO_(2)通量与土壤温度呈指数相关关系,土壤CO_(2)通量与土壤湿度呈二次曲线相关关系。[结论]林地土壤CO_(2)排放量因树种和季节而异,土壤CO_(2)通量对根系或凋落物去除的响应也有差异,与植物根系、凋落物输入的数量和质量以及土壤温湿度的影响有关。

减氮对华北地区麦玉轮作农田土壤N2O排放调控机理

【目的】探究减氮对华北地区麦玉轮作农田土壤N2O排放调控机制。【方法】冬小麦季和夏玉米季均以不施氮为对照(CK),设置2个施氮量,分别为常规施氮量(纯氮300 kg/hm2,N2)、减氮20%(纯氮240 kg/hm2,N1),研究施氮量对麦玉轮作农田土壤性质及N2O排放通量影响,基于逐步回归分析,研究减氮对麦玉轮作农田土壤N2O排放调控机制。【结果】(1)减氮有效降低了N2O排放通量,且夏玉米季N2O排放通量远高于冬小麦季,夏玉米季由施肥引起的N2O排放量较高。(2)冬小麦季N2O排放通量与环境因子逐步回归公式为:N2O排放通量=181.952+1.450×硝态氮+8.401×铵态氮-0.514×电导率;硝态氮、铵态氮会对冬小麦季N2O排放通量产生显著的正向影响,而电导率会对冬小麦季N2O排放通量产生显著的负向影响。(3)夏玉米季N2O排放通量与环境因子逐步回归公式为:N2O排放通量=-354.606+4.592×硝态氮+157.848×铵态氮;硝态氮、铵态氮会对夏玉米季N2O排放通量产生显著的正向影响。【结论】综上可知,适量减氮显著降低夏玉米季N2O累积排放量和增温潜势,应加强夏玉米季农田水肥管理。

农业小流域句容水库出入库水体CO_(2)、CH_(4)浓度与通量特征

为探究农业小流域句容水库出入库水体二氧化碳(CO_(2))、甲烷(CH_(4))的变化特征,本研究以句容水库为研究对象,进行为期2年的逐月野外试验,探明农业小流域水库水体CO_(2)、CH_(4)浓度与通量特征。结果表明:句容水库出入库水体CO_(2)、CH_(4)浓度和排放通量存在明显的空间差异。就年均CO_(2)浓度和排放通量而言,入库口A〔(108.57±14.27)μmol·L^(-1)、(210.55±36.58)mmol·m^(-2)·d^(-1)〕和入库口B〔(162.74±17.86)μmol·L^(-1)、(338.74±47.25)mmol·m^(-2)·d^(-1)〕显著高于出库口〔(28.04±3.53)μmol·L^(-1)、(10.05±4.04)mmol·m^(-2)·d^(-1)〕;入库口B年均CH_(4)浓度和排放通量〔(747.05±190.63)nmol·L^(-1)、(1.84±0.46)mmol·m^(-2)·d^(-1)〕显著高于出库口〔(115.75±15.75)nmol·L^(-1)、(0.11±0.02)mmol·m^(-2)·d^(-1)〕。句容水库水体CO_(2)、CH_(4)浓度和排放通量有明显的季节变化,水体CO_(2)、CH_(4)浓度和排放通量均表现为暖季高、冷季低的变化规律,其水体CO_(2)、CH_(4)浓度和排放通量的时间变化显著受到水温、溶解氧浓度和降水量的影响,同时外源氮素的输入影响CO_(2)、CH_(4)浓度和排放通量的空间变化。综上,农业小流域句容水库是大气CO_(2)、CH_(4)的排放源,排放通量高于国内水库平均值。

施氮对陇中黄土高原旱作麦田N_(2)O和CO_(2)排放的影响

【目的】探究陇中黄土高原半干旱区旱作麦田土壤N_(2)O和CO_(2)排放对不同施氮量的响应,阐明旱作麦田N_(2)O和CO_(2)排放特征及其主要影响因素,以期为该地区旱作麦田温室气体减排和氮肥管理提供依据。【方法】以陇中黄土高原旱作麦田为研究对象,采用大田定位试验和室内指标测定相结合的方法,布设CK(不施肥)、LN(低量氮肥)、MN(中量氮肥)和HN(高量氮肥)共4个施氮梯度,分析不同施氮量对旱作麦田土壤硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、有机碳(SOC)、土壤温度、含水量及土壤N_(2)O和CO_(2)排放的影响。【结果】0~10 cm土层土壤中,HN、MN、LN较CK处理,NO_(3)^(-)-N平均含量增幅为21.55%、26.06%和34.11%;NH_(4)^(+)-N平均含量增幅为21.77%、31.42%和39.20%;SOC平均含量增幅为20.43%、25.80%和35.9%。HN、MN、LN较CK处理,N_(2)O累计排放量增幅为78.63%、130.47%、217.51%;CO_(2)累计排放量增幅为5.73%、10.63%、21.75%。皮尔逊相关关系表明,不同施氮处理中,麦田0~10 cm土层土壤中NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N和SOC平均含量与N_(2)O、CO_(2)累计排放量呈极显著正相关关系(P<0.001),土壤温度与N_(2)O和CO_(2)累计排放量呈显著正相关关系(P<0.05),土壤含水量与N_(2)O累计排放量呈显著的负相关关系(P<0.05),与CO_(2)累计排放量相关关系不显著。【结论】施氮可以增加黄土高原旱作麦田表层土壤中NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N和SOC含量,进而增加了N_(2)O和CO_(2)累计排放量,是该地区麦田N_(2)O和CO_(2)排放的主要驱动因子,表层土温和土壤含水量也一定程度上影响着N_(2)O和CO_(2)的排放。

不同秸秆还田方式对玉米农田土壤CO_(2)排放量和碳平衡的影响

【目的】探究秸秆还田方式对土壤CO_(2)排放特征及碳平衡的影响,为东北地区农田土壤固碳减排和秸秆还田方式的选择提供科学依据。【方法】采用田间微区试验,以玉米为供试作物,设置3种秸秆还田方式:秸秆浅层还田(QH)、秸秆深层还田(SH)和秸秆覆盖还田(FG),无秸秆还田(CK)处理为对照。利用LI-8100A土壤碳通量自动测定仪监测玉米生长季不同秸秆还田方式下土壤CO_(2)的排放特征,探讨土壤温度、含水量、pH、微生物量碳及氮磷钾速效养分和全量养分对土壤CO_(2)排放的影响,并分析不同还田方式下的土壤碳平衡。【结果】在玉米生长季,各处理土壤CO_(2)排放速率均表现为先升高后降低的趋势。土壤CO_(2)累积排放量表现为FG>QH>SH>CK处理,相较于SH处理,FG和QH处理土壤CO_(2)累积排放量分别增加了14.0%和6.4%,各处理间差异显著(P<0.05)。不同还田方式下土壤CO_(2)排放速率与土壤温度、土壤含水量进行单因素模型拟合,均呈二次函数相关关系,且达到了显著水平(P<0.05),土壤温度和土壤含水量分别解释68.2%—73.7%和21.3%—82.8%的土壤CO_(2)排放速率变化,但土壤温度和土壤含水量的双因素复合模型能更好地解释土壤CO_(2)排放速率的变化,解释度达到78.5%—82.8%。相关性分析表明,土壤CO_(2)累积排放量与速效钾、微生物量碳呈极显著相关关系(P<0.01),与土壤有机质、碱解氮、全氮和pH呈显著的相关关系(P<0.05)。秸秆还田处理下土壤碳平衡均为正值,为大气CO_(2)碳汇。SH处理下土壤碳平衡和固碳潜力显著高于QH、FG处理,提高幅度分别为23.4%、475.7%和7.1%、30.7%(P<0.05),表现出较强的碳汇功能。在两年收获期,秸秆还田显著提高了玉米产量,其中SH处理最高,但与QH和FG处理间无显著差异。【结论】本试验条件下,综合考虑固碳减排效应和产量,3种秸秆还田方式相比,秸秆深层还田(SH)是一种较好的还田方式。

滨海防护林土壤CO_(2)排放和土壤因子对计划火烧的响应

为研究林火对滨海沙地森林生态系统碳循环的干扰作用,以尾巨桉防护林(Eucalyptus urophylla×Eucalyptus grandis)和木麻黄防护林(Casuarina equisetifolia)为研究对象,利用LI-8100土壤CO_(2)通量全自动测量系统测定不同防护林火烧迹地和对照样地的土壤CO_(2)通量,同时测定样地内土壤温湿度和土壤pH、全量碳氮和矿质氮含量,并分析不同林地土壤CO_(2)通量与水热因子关系以及土壤理化特性的变化。结果表明:2种防护林火烧迹地土壤CO_(2)通量均显著低于对照样地,尾巨桉林火烧迹地和对照样地土壤CO_(2)通量月平均值分别为2.47,3.32μmol/(m^(2)·s),木麻黄林分别为2.48,3.28μmol/(m^(2)·s)。林火干扰后2种防护林土壤温度和湿度均高于对照样地,在指数函数模型中尾巨桉林和木麻黄林10 cm处土壤温度解释土壤总呼吸的10.4%~21.4%,在二项式函数模型中尾巨桉林和木麻黄林10 cm处土壤湿度解释土壤总呼吸的15.8%~29.4%,在双变量回归模型中土壤温湿度以及其交互作用共同解释土壤总呼吸的33.1%~66.8%。轻度火干扰对尾巨桉和木麻黄林地土壤pH、全量碳氮和矿质氮含量的影响较小,2种防护林火烧迹地土壤pH均有所升高,NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N含量均有所下降。综上所述,林火干扰导致研究区内2种防护林土壤碳排放显著降低,不同样地土壤温度、湿度的双变量模型拟合效果均优于单因素模型,土壤碳排放受到两者的共同影响,为气候变暖背景下林火干扰对滨海沙地防护林土壤碳平衡影响的研究提供参考数据和理论支持。

拉萨河流域河岸带湿地土壤CO_(2)排放对变温的响应

通过对26份青藏高原拉萨河流域湿地土壤样品的分析,发现土壤有机碳和总氮呈现中游西部流域低东部流域高,汇入雅鲁藏布江口较低,源头彭措较高;土壤中CO_(2)排放速率随着培养温度的升高而增加,下游各位点CO_(2)平均排放速率显著高于中游和上游.土壤呼吸温度敏感性(Q_(10))在流域内汇入口和下游左侧流域(堆龙曲)表现与排放速率相似的特征,更好地突出了在下游右侧流域(墨竹工卡流域)和上游流域(麦地藏布流域)的土壤温度敏感性较低的特征.通过地理探测器探寻气象、植被、地理、双评价、生化、人口经济6个圈层对Q_(10)值的不同影响,结果表明:气象(降雨、太阳辐射)、地理(流域、海拔)、生化、人口经济等因素对Q_(10)有较强影响,其中降雨(80.76%)和太阳辐射(74.68%)在气候因素中占主要影响;流域(88.95%)分布的q值在地理因素中起到重要作用;生化因子中,各检测指标对Q_(10)的影响排序为OC(88.16%)>MBC/OC(78.72%)>MBN/TN(77.30%)>TN(72.37%)>C/N(35.14%)>MBN(8.70%)>MBC(6.80%)>MBC/MBN(5.89%);降雨侵蚀归一化指数对Q_(10)的影响达到了79.67%.此外,任何两种因子对Q_(10)值的交互作用都要大于单一因素的单独作用.地理因素中流域与其他因素间的交互作用对Q_(10)的影响最为强烈(0.90~0.96),生化因素OC与其他因素间的交互作用对Q_(10)较强烈(0.89~0.94),气象因素中降雨和太阳辐射与其他因素交互作用对Q_(10)的影响更加不可忽略.

白桦和落叶松人工林生长季节土壤CO_2排放通量及主要影响因素

利用Li-8100土壤碳通量全自动观测系统对白桦和落叶松人工林林地土壤表面CO2排放通量、地表及地表下10 cm处温度、地表下10 cm处含水率、地表压力的昼夜变化进行了测定。研究结果表明:2个林地土壤CO2排放通量日均值呈明显的季节性变化。由于叶面积指数的影响,白桦林地的土壤CO2排放通量日均值高于落叶松,这一差异在夏季表现得更为明显。地表温度日均值的变化对土壤表面CO2排放通量日均值变化的影响较低。地表下10 cm处温度影响土壤呼吸的产生过程,是影响土壤表面CO2排放通量日均值变化的决定性因素;地表下10 cm处含水率没有显著影响土壤呼吸的产生过程,是影响土壤表面CO2排放通量日均值变化的次要因素。2个林地土壤CO2排放通量昼夜变化幅度较小,地表及地表下10 cm处温度不是影响林地土壤CO2排放通量昼夜变化的关键因素。地表下10 cm处含水率是影响土壤CO2排放通量昼夜变化的主要因素之一,影响了CO2由土壤向大气中排放的物理过程。地表压力的变化影响了土壤CO2排放通量昼夜变化的离散性。

西双版纳热带雨林土壤N_(2)O和CO_(2)排放对氮添加的响应

为探明未经干扰的热带雨林土壤N_(2)O与CO_(2)排放对氮沉降的响应,以西双版纳热带雨林为研究对象,设置了对照(CK)和氮添加处理(N),在持续16个月的连续观测期内,利用静态箱-气相色谱法连续观测土壤N_(2)O与CO_(2)通量,同步测定土壤含水量、土壤5 cm温度、土壤铵态氮与硝态氮含量,模拟氮沉降对未经干扰过的热带雨林土壤的N_(2)O与CO_(2)排放的影响。结果显示:与CK处理相比,N处理使西双版纳热带雨林土壤N_(2)O累积排放量增加24.06%,CO_(2)累积排放量增加10.98%;氮添加带来的增排效应主要集中在氮添加后4个月的显著响应期内,后续非显著响应期内N_(2)O与CO_(2)的增排效应并不显著(t=0.98,P>0.05);在全观测期中,土壤含水量、土壤5 cm温度与土壤N_(2)O、CO_(2)排放通量显著正相关(P<0.05),但是显著响应期内只有CK处理的土壤CO_(2)排放与土壤5 cm温度显著相关(P<0.05),其余均无显著相关关系(P>0.05);氮添加带来的热带雨林土壤N_(2)O和CO_(2)的增温潜势(GWP)相当于该生态系统的碳汇能力的103%和104%。研究结果表明,一次氮添加增加了未经干扰的热带雨林土壤的N_(2)O与CO_(2)排放,并改变了土壤碳氮排放与环境因子的关系,对区域气候变化形成正反馈效应。

城市园林绿地土壤CO_2排放通量的研究

采用静态箱—红外分析仪法测定了西南大学8块典型园林绿地的土壤CO2排放通量,8块研究点的植被分别为:结缕草(G1)、金叶女贞(G2)、结缕草(G3)、结缕草(G4)、麦冬(G5)、结缕草(G6)、三叶草(G7)、竹林(G8).结果表明:G1-G8的土壤CO2排放通量均呈明显的季节变化,夏季最大,春秋季次之,冬季最小;在累积监测355d的时间内,G6的累积排放量最高,为11 116kg/hm2,G2的累积排放量最低,为3 853kg/hm2;G3,G7和G8的CO2排放通量与土壤含水率呈显著相关(p【0.05),而其他绿地中则无明显关系;CO2排放通量与5cm土温(T5)的相关性均达到极显著水平(p【0.01),可解释CO2排放通量变化的70.0%~86.2%,G1-G8的温度敏感性(Q10)在1.94~2.53之间;生长年限对CO2排放量的大小影响不显著.

岩溶区不同土地利用方式下土壤CO_(2)排放模拟研究

土地利用变化作为全球气候变化研究的重要内容之一,对土壤CO_(2)的排放具有重要影响。岩溶区石漠化治理过程中植被恢复伴随着土地利用方式的转变,其对土壤CO_(2)排放的影响有待进一步研究。基于控制性实验,以土壤、岩溶含水介质初始条件相同,仅土地利用方式不同的贵州普定沙湾模拟试验场为研究对象,通过1年的土壤CO_(2)浓度和通量数据,研究岩溶区不同土地利用方式下土壤CO_(2)的排放规律及其影响因素。结果表明:(1)土壤CO_(2)的浓度和通量具有明显的季节变化规律,不同季节下的土壤CO_(2)通量呈现昼夜变化规律,温度和降雨影响着土壤CO_(2)的排放,前者可促进排放量,后者可抑制排放量,且不同土地利用方式受影响的程度不同;(2)耕作活动也会影响土壤CO_(2)的排放,耕作使得土壤变得松散,加上岩溶区下伏基岩的溶蚀作用,增加了土壤CO_(2)向含水层的扩散,导致春季耕地表现为负通量;(3)不同土地利用方式下土壤CO_(2)的年排放量不同,具体为草地(897.53 tC km^(-2)a^(-1))>灌木地(258.15 tC km^(-2)a^(-1))>耕地(207.66 tC km^(-2)a^(-1))>裸土地(92.68 tC km^(-2)a^(-1)),究其原因,主要受不同土地利用下植被生物量和土壤有机碳含量的影响;(4)不同土地利用下的土壤有机碳含量为草地(29.33 g/kg)>灌木地(23.31 g/kg)>耕地(22.08 g/kg)>裸土地(19.00 g/kg),鉴于这些土壤的初始性质相同,研究发现随着土地利用方式的改变,除无植被的裸土地土壤有机碳含量减小外,其余有植被的类型均有增加,且增加的程度和植被覆盖的程度有关。综上,不同土地利用类型可以通过影响上覆植被的生物量和土壤有机碳含量,进而控制土壤CO_(2)的排放,而排放强弱与温度、降雨和耕作活动有关,可以通过土地利用方式的调整来增加土壤有机质含量和土壤储碳。

灌水量与灌水方式对夏玉米土壤CO_(2)排放和产量的影响

【目的】探寻灌水量和灌水方式对夏玉米农田土壤CO_(2)排放及产量的影响,提出节水稳产减排的灌溉管理措施。【方法】设置常规滴灌(DI)和交替滴灌(ADI)2种灌水方式,灌水量设置为36 mm和27 mm,共4个处理,分别记为36DI、27DI、36ADI、27ADI。采用Li-8100A测定土壤CO_(2)排放通量,研究灌水量和灌水方式对玉米农田土壤CO_(2)排放通量、累积排放量、土壤酶活性和玉米产量的影响,分析土壤CO_(2)排放与土壤充水孔隙度(WFPS)和土壤温度的关系。【结果】与DI处理相比,ADI处理土壤CO_(2)累积排放量显著降低12%~17%。36 mm灌水量处理CO_(2)累积排放量较27 mm灌水量处理增加,但增加幅度受灌水方式影响。土壤CO_(2)排放通量与0~10 cm的WFPS、土壤温度及其交互作用间存在显著相关关系。灌水量与灌水方式通过影响WFPS、土壤温度来改变土壤酶活性,是其影响土壤CO_(2)排放的调控机制之一。灌水量、灌水方式及其交互作用显著影响玉米产量。27ADI处理的产量较36DI处理降低8.7%,但CO_(2)累积排放量减少19%。【结论】27ADI处理在保证玉米产量同时减少了玉米生育期内的土壤CO_(2)累积排放量,是一种节水稳产减排的灌水模式。