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．

负温度系数区域内RP-3喷气燃料表征燃料化学反应动力学分析

为探究喷气燃料(RP-3)在不同条件下负温度系数(NTC)区域内的反应路径、敏感反应以及小分子基元团的影响规律,以CRECK小分子详细机理为核心,基于解耦法耦合正十二烷、正丁基环己烷、正丁基苯简化机理,构建得到RP-3多组分表征燃料化学反应动力学详细机理;并在不同压力、燃料/空气质量比工况下对其NTC区域内的燃烧过程进行了敏感性分析、组分含量变化分析以及组分间交互作用路径分析。结果表明:NTC区域内反应H_(2)O_(2)(+M)=2OH(+M)(M为反应中第三体)是最重要的着火促进反应;不同反应条件下O_(2)、CH_(4)、C_(2)H_(4)的陡降时刻与CO_(2)的激增时刻均与燃料的着火延迟期表现出极高的吻合度;压力与燃料/空气质量比的改变仅会影响反应路径的占比。

辅酶Q_(10)对肉仔鸡生产性能的影响以及对腹水症的敏感性研究

180只AA雄性肉仔鸡随机分为3组,每组6个重复,8日龄起分别饲喂代谢能为13 2MJ/kg的日粮,辅酶Q10添加量分别为0、20、40mg/kg。15～21日龄关闭水暖进行较低温处理(15～18℃)以诱发腹水症,并研究辅酶Q10添加对肉仔鸡生产性能的影响以及对腹水症的敏感性。结果表明:在本试验条件下,肉仔鸡日粮中添加不同水平的辅酶Q10对生产性能的影响不显著,而能显著降低其对腹水症的敏感性。日粮添加辅酶Q10能够显著降低肉仔鸡腹水症的发病率和死亡率,降低肉仔鸡红细胞渗透脆性(EOF)(P≤0 05)。虽然辅酶Q10添加与否对血液红细胞压积(PCV)没有显著影响,但40mg/kg的辅酶Q10添加量同20mg/kg的添加量相比,PCV值显著降低(P≤0 05),除了36日龄时添加40mg/kg辅酶Q10显著降低了肉仔鸡的肺动脉舒张压(PADP)外,各试验组肉仔鸡右心室内压(RVP)、肺动脉压(PAP)、右心室内压最大变化速率(±dp/dtmax)等均没有表现出显著变化,而40mg/kg的辅酶Q10组显著降低了腹水心脏指数(AHI)(P≤0 05)。辅酶Q10的这种有益作用可能与其为心肌细胞充足供能、降低血液的红细胞渗透脆性有关。

泄洪洞有压段衬砌混凝土温度应力洒水对流系数敏感性分析

采取洒水养护是地下工程施工中控制混凝土产生裂缝的一项重要措施。基于ANSYS有限元软件对溪洛渡水电站泄洪洞有压段建模计算,进行了不同洒水对流系数的取值对温度应力的敏感性分析以及不同的洒水对流系数对混凝土温控的影响分析。成果表明,在混凝土温控研究中,不同的洒水对流系数对温度应力影响显著;洒水对流系数越大,混凝土早期温降越快,同时,会产生较大的拉应力,早期抗裂安全系数偏低,对后期温控反而有利,计算结果可为地下工程衬砌混凝土防裂研究提供相应参考。

温度及极化电位对10Ni5CrMo钢氢脆敏感性的影响

采用电化学阻抗谱测试、慢应变速率试验和断口形貌观察等研究了温度和极化电位对10Ni5CrMo钢在海水环境中氢脆敏感性的影响。结果表明:同一温度下,随极化电位负移,电荷转移电阻减小,断裂时间、断后伸长率和断面收缩率明显降低,氢脆系数(F)增加,材料的氢脆敏感性显著增加,且当极化电位达到-1000mV(vs.SCE)时,氢脆系数已超过安全区允许的最高值25%,此时材料有可能发生氢脆;同一极化电位下,随温度增加,电荷转移电阻减小,断裂时间、断后伸长率、断面收缩率降低,氢脆系数增加,材料的氢脆敏感性增强;与极化电位相比,4~25℃条件下,温度对10Ni5CrMo钢的氢脆敏感性影响较小。

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。

内蒙古不同类型草地土壤氮矿化及其温度敏感性

土壤氮矿化(Nitrogen mineralization)是土壤氮循环的重要环节,对土壤氮素供应以及植物生产力的维持具有十分重要的意义。沿中国东北草地样带(Northeastern China Transect,NECT)分别在典型草地、过渡草地及荒漠草地设置了3个实验样地,利用不同温度(5、10、15、20℃和25℃)和不同水分(30%、60%和90%土壤饱和含水量,Saturated soil moisture,SSM)的室内培养途径,探讨了不同类型草地的土壤氮矿化速率、土壤氮矿化的温度敏感性(Q10)及其主要影响因素。实验结果表明:从典型草地至荒漠草地,土壤全碳、全氮、全磷、微生物生物量碳氮含量均表现为逐渐下降的趋势;类似地,土壤净氮矿化速率、硝化速率也逐渐降低。在20℃和60%SSM时,土壤净氮矿化速率表现为典型草地(0.715 mg N kg-1d-1)>过渡草地(0.507 mg N kg-1d-1)>荒漠草地(0.134 mg N kg-1d-1);相反,温度敏感性却逐渐升高,温度敏感性与基质质量指数呈负相关。草地类型和水分对于土壤净氮矿化速率、硝化速率具有显著影响,且二者间具有显著的交互效应。包含温度和水分的双因素模型可很好地拟合土壤氮矿化速率的变化趋势(P<0.0001),二者可共同解释土壤硝化速率92%—96%的变异。土壤氮矿化沿着草地演替呈现出很好的空间格局、并与温度和水分具有密切关系,为解释内蒙古草地空间分布格局提供了理论基础。

植被类型变化对长白山森林土壤碳矿化及其温度敏感性的影响

土壤有机质是陆地生态系统最大的碳库,土壤有机质分解速率及其温度敏感性对生态系统碳循环及其碳汇功能具有重要影响。为揭示植被类型变化对森林土壤有机质分解的影响,以长白山针阔混交林的原生林和次生林为研究对象,分别将土壤在不同水分(30%、60%和90%土壤饱和含水量(SSM))和不同温度(5、10、15、20、25和30℃)下培养,在为期56 d的培养期内分9次测定土壤碳矿化速率。实验结果表明:植被类型、培养温度和水分对土壤碳矿化速率具有显著影响,且三者间存在显著的交互效应(P<0.001)。次生林土壤碳矿化累积量显著高于原生林(P<0.05),在90%SSM和温度30℃培养状况下分别为346.41μgC/g和241.01μgC/g。包含温度和水分的双因素模型可很好地拟合土壤碳矿化速率的变化,温度和水分可共同解释土壤碳矿化速率的82.7%—95.9%变异。次生林土壤碳矿化温度敏感性(Q10)显著高于原生林;水分对温度敏感性的影响较复杂,次生林在60%SSM最高,而原生林在90%SSM最高。总之,原生林遭砍伐后将会加速土壤有机质的分解,从而降低土壤有机质含量;另外,根据Q10值可以预测次生林土壤有机质的分解速率对全球变暖反映更明显。

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。

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。

林木非同化器官与土壤呼吸的温度系数_(10)值的特征分析

温度系数(Q10,温度每变化10℃,呼吸速率的相对变化)不仅可以用来描述不同森林非同化器官(根系和树干)和土壤对温度升高的敏感性,并由此断定它们在全球变暖进程中的不同表现,而且是其呼吸总量定量估计中必不可少的参数.虽然目前已经进行了大量的研究,但不同研究者结论并不一致,影响我们对问题的整体把握.因此,有必要综合以往文献进行统计分析.该文综合大量文献,评述了林木非同化器官和土壤的Q10值频率分布、不同研究方法对Q10值的可能影响并探讨了它们对温度升高的敏感性.结果表明,不同非同化器官和土壤的Q 10值差异较大,但具有相对稳定的分布中心范围.其中,土壤呼吸Q10值中,频率分布最集中的区域是2.0～2.5,占23%,其中超过80%的测定结果在1.0～4.0之间,中位数为2.74.根系呼吸的Q10值,频率分布最集中的区域2.5～3.0,占33%,而大部分(＞ 80%)的研究结果在1.5～3.0之间,中位数为2.40.树干呼吸的Q10值中,频率分布最集中的区域是1.5～2.0,占42%,而90%以上的测定结果在1.0～3.0之间,中位数为1.91.通过对比,发现不同非同化器官Q10值不同(树干＜根系＜根系与土壤共同体＜去除根系土壤).其中树干和根系的Q10值显著低于去除根系土壤的Q10值(p＜0.05),表明土壤微生物活动对于未来全球变暖的反应要比木质化器官更敏感.此外,常绿植物的根系和树干呼吸的Q10值与落叶树木对应值差异不显著,说明同化器官叶片的着生时间长短对非同化器官Q10的影响不大.不同的CO2分析方法(碱吸收法,红外线测定技术和气相色谱方法)对土壤呼吸Q10值测定结果的影响不显著(P＞0.10),根系分离方法(断根测定和壕沟隔断测定)也对根系呼吸的Q10值影响也不显著(P＞0.10).但是,与活体测定相比,离体测定树干呼吸显著提高了其Q10值.总体来看,不同林分相同非同化器官以及不同非同化器官呼吸的Q10值相对稳定但仍具有较大的差异性,研究方法也对结果产生一定影响,在进行呼吸总量的定量估计中应该注意这一点.今后研究的重点是进一步把影响森林非同化器官呼吸的外在因素和内在因素综合考虑于Q10值相关模型中,以便准确定量估计其呼吸总量,而研究难点是深入研究Q10值具有较大变异性的原因(如温度适应性)和内在机理以便更好的表征不同器官和生态系统组分对全球变暖的敏感性.

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.

土壤呼吸的温度敏感性——全球变暖正负反馈的不确定因素

基于模型模拟结果表明,全球变暖与大气CO2浓度增加将形成正反馈关系,这种正反馈效应将明显加速21世纪的气候变暖。然而,这些模拟模型都基于一个重要假设,即不同平均驻留时间的土壤有机质分解具有相同的温度敏感性(Q10)。这一假设与酶动力学理论相悖,而且不同学者对不同质量土壤有机质分解温度敏感性的差异的认识存在严重分歧,所以,全球变暖与大气CO2浓度增加的正反馈关系的显著性仍值得商榷。围绕土壤呼吸的温度敏感性问题进行了讨论和评述,涉及1)土壤有机质分解温度敏感性争论的焦点问题;2)通过经验模型曲线拟合估计Q10值存在的分歧及Q10变异的机理解释;3)实验室土壤培养实验估计Q10值存在的问题;4)土壤培养实验中Q10值计算方法的改进。进一步深化有关土壤有机质分解温度敏感性不确定性的认识,将为今后土壤呼吸及其对气候变化响应的相关研究提供参考。

松嫩平原不同土地利用类型的黑土有机碳分解及其温度敏感性研究

对松嫩平原旱地、水田和草地3种不同土地利用类型的黑土进行了为期90天的实验室培养。研究发现,土壤呼吸强度表现为在初期达到一个最大值后不断下降,随后趋于稳定。4个不同温度条件下(5℃、15℃、25℃和35℃),各类型土壤的呼吸强度均随温度的升高而同步增强。在相同温度条件下,土壤呼吸强度强弱顺序为:水田黑土>草地黑土>旱地黑土。土壤呼吸的温度敏感性系数Q10随温度的升高而减小,这意味着低温区域土壤有机碳对气候变暖的反馈将更敏感。采用一级动力学方程进行土壤呼吸动态拟合,3种黑土活性有机碳含量以水田黑土最高,旱地黑土次之,草地黑土最低;活性有机碳占总有机碳的比例由高到低则依次为草地黑土、旱地黑土和水田黑土。通过密度分选划分了轻组和重组组分,发现土壤样品中重组组分占总有机碳量的95%以上,要大大高于轻组。密度分选与模型拟合的结果基本吻合,轻组碳(活性碳)占总有机碳的比例大小均是草地黑土>旱地黑土>水田黑土,重组碳(缓效性碳)比例则相反。

温度与有效应力对页岩扩散的敏感性研究

依据页岩扩散原理,采用页岩扩散系数测定装置,对龙山筇竹寺组多块页岩岩心开展扩散系数测定实验,分析温度与有效应力对页岩扩散系数的影响。研究表明:页岩扩散系数与温度呈较好的指数关系,扩散系数温度敏感指数与温度同样具有较好的指数关系,通过扩散系数温度敏感性评价,分析出弱、中等偏强、超强的温度敏感区;有效应力对页岩扩散系数有明显的抑制作用,随有效应力的增加,扩散系数下降,二者呈较好的指数关系;通过扩散系数应力敏感评价,分析出弱、中等的应力敏感区。该研究结果对于准确估算页岩气扩散损失量及资源评价具有重要意义。

闽江口不同沼泽植被带土壤甲烷产生潜力的温度敏感性

2012年2月采集闽江河口鳝鱼滩短叶茳芏（Cyperus malaccensis）,芦苇（Phragmites australis）和互花米草（Scirpus alterniflora）3个典型潮汐沼泽植被带0∽30cm（间隔5cm）土壤样品,在不同温度（10,20和30℃）进行15d室内厌氧培养实验,探讨河口区不同沼泽植被带土壤甲烷产生潜力及其温度敏感性（Q10值）的特征.结果表明,指数模型较好地拟合不同沼泽植被带土壤甲烷产生与温度的相关关系;温度由10℃升至20℃时,3个沼泽植被带土壤甲烷产生潜力Q10值的均值分别为5.04,14.92和14.81,最大值均在培养期间的第13∽15d分别出现于10∽15cm,15∽20cm和20∽25cm三个土层;温度由20℃升至30℃时,3个沼泽植被带土壤甲烷产生潜力Q10值的均值分别为3.56,4.99和3.43,最大值分别在培养期间的第4∽6d,第4∽6d和第7∽9d出现于0∽5cm,0∽5cm和15∽20cm三个土层;植被类型和土壤深度对甲烷产生潜力及Q10值均具有显著的影响（P〈0.05）.

高温蒸汽电解制氢系统温度敏感性分析

通过电化学方法建立高温蒸汽电解制氢系统温度敏感性分析的数学模型,通过该模型对系统温度敏感性进行分析,并提出温度敏感系数的概念。定性的研究结果表明,在不同发电效率、电解效率以及热效率下,温度敏感系数均随着工作温度的增加而增大。这表明,系统总效率随着温度的升高而增大,且随着发电效率和热效率的增加,温度敏感系数也随之增大,但电解效率对温度敏感系数影响较小。定量的研究结果表明,工作温度为750～950℃的高温蒸汽电解制氢系统的温度敏感系数约为1.40,即系统工作温度分别为800和900℃时,由于温度升高而使系统总效率分别增加约10.5%和12%;相应的实际总制氢效率可分别高达55.8%和56.5%,约是常规碱性水电解制氢效率的两倍。

三江平原典型土地利用类型土壤呼吸强度对温度的敏感性

采用实验室恒温培养方法对三江平原3种不同土地利用类型开发后的沼泽土和草甸土进行了温度敏感性研究。研究结果表明,在5℃、15℃、25℃和35℃4种不同温度条件下,各土壤类型的土壤呼吸速率均随温度的升高而增大。在同一温度条件下,3种土壤呼吸强度由弱到强依次是:草甸土-旱地<草甸土-水田<沼泽土-人工林。指数模型和乘幂模型均可以较好地描述沼泽土和草甸土土壤呼吸与温度之间的关系,土壤呼吸强度随温度的升高呈指数或乘幂上升。3种土壤的Q10值呈现出随温度升高而降低的趋势,表明土壤呼吸在较低温度下的温度敏感性更高。对未添加植物残体的纯土壤组和添加了植物残体的对照组进行对比研究,发现添加植物残体后土壤呼吸强度大大增强,因此野外实际的土壤呼吸强度要比通常室内实验中去除植物残体后所测定的土壤呼吸强度更高。