高寒草甸不同土地利用格局土壤CO_2的释放量

分析高寒草甸不同土地利用格局下土壤CO2 的释放量大小表明 ,在植物生长季的 5～ 9月 ,土壤CO2 释放量大小排序为 :金露梅灌丛草甸 ( 1 871 4 0 g/m2 ) >矮嵩草草甸 ( 1 769 63g/m2 ) >退化金露梅灌丛草甸 ( 1 4 95 60 g/m2 ) >退化矮嵩草草甸 ( 1 1 91 2 6g/m2 ) ;而在植物非生长季的 1 0月到翌年 4月 ,其土壤CO2 释放量大小与植物生长季略有差异 ,表现出矮嵩草草甸 ( 661 4 6g/m2 ) >金露梅灌丛草甸 ( 5 5 0 90 g/m2 ) >退化矮嵩草草甸( 5 0 2 5 0 g/m2 ) >退化金露梅灌丛草甸 ( 384 5 0 g/m2 )的特点 ;全年内表现为矮嵩草草甸 ( 2 4 31 0 9g/m2 ) >金露梅灌丛草甸 ( 2 4 2 2 30g/m2 ) >退化金露梅灌丛草甸 ( 1 880 1 0g/m2 ) >退化矮嵩草草甸 ( 1 694 0 6g/m2 ) .高寒草甸地区不同土地利用格局土壤CO2 释放数量的差异及季节变化 ,不仅与各利用格局的土壤生物活性及土壤物理化学性状有关 ,而且与气象条件 (特别是温度 )

草毡寒冻雏形土CO_2释放特征

研究了植物生长季节海北高寒草甸生态系统高寒嵩草草甸覆被下草毡寒冻雏形土的 CO2 释放速率。其结果表明 :CO2 释放速率有明显的日变化和季节动态。日最大排放速率多出现在 1 4 :0 0～ 1 6:0 0时 ,最小排放速率在 6:0 0～ 8:0 0时。植物生长季日最大振幅为 797.75mg/m2·h,最小振幅 1 97.33mg/m2·h。CO2 排放白天大于夜晚。不同物候期 CO2 释放速率不同 ,其顺序为草盛期 >枯黄期 >返青期。生长季土壤 CO2 释放速率的范围是 4 41 .72 mg/m2 · h± 1 55.2 9mg/m2· h,最大日均值为 681 .0 6mg/m2 · h( 7月 1 6日 ) ,最低值 1 76.65mg/m2 · h ( 6月 1日 )。退化草地土壤 CO2 释放速率明显低于未退化草地 ,生长季平均日均值低 1 37.4 7mg/m2·h。相关分析表明 :土壤 CO2 排放速率与气温、地表温度、土壤5cm、1 0 cm、1 5cm、2 0 cm、30 cm地温均呈显著和极显著相关关系。温度是影响土壤 CO2 释放速率的主要因子。

退化草地暗沃寒冻雏形土CO_2释放的日变化和季节动态

采用CI-301PS红外CO2分析仪，测定了退化草地暗沃寒冻雏形土CO2排放速率。研究结果表明：（1）CO2排放速率具有明显的日变化，日最大排放速率在12：00～14：00时出现，最低值出现于凌晨4：00～8：00。白天大于夜晚。（2）植物生长季，CO2释放速率有明显的季节变化和物候变化，日平均释放速率为（320.86±130.49）mg/m2·h，CO2释放速率的物候变异为草盛期＞草枯黄期＞草返青期。（3）CO2释放速率的日变化进程主要受气温和地表温度制约，而季节动态与气温及0～30cm地温均呈极显著正相关关系。（4）退化草地上CO2释放速率较低。

农田生态系统土壤CO_2释放研究

采用静态箱和气相色谱法,对不同施肥条件(CK,NP,秸秆+NP)下的土壤呼吸进行了连续1年的观测研究。结果表明,土娄土农田土壤的呼吸速率呈明显的季节性变化,以7月上旬最大,冬季最小;土壤温度是影响土壤呼吸速率的主要因素,二者间存在极显著的幂函数相关关系(P<0.01);长时期夏季干旱造成的土壤水分胁迫也明显影响土壤呼吸速率;CK,NP和秸秆+NP3种培肥措施下,土壤CO2年排放量估计值分别为1353,1604和1769g/m2;不同培肥措施长期实施对土壤呼吸速率和CO2释放量有明显影响,其大小顺序为秸秆+NP>NP>CK。

秸秆还田量对土壤CO_2释放和土壤微生物量的影响

对玉米季、小麦季 3种不同秸秆还田量的土壤生物学指标的测定结果表明 ,在秸秆倍量还田中 ,随着秸秆量的增加 ,CO2 释放量增加 ,而且倍量处理的增加量显著大于全量处理 ;在玉米和小麦季节中 ,不同量秸秆还田对土壤 0～ 10和 10～ 2 0cm的土壤微生物量的影响不同 ,但均能增大土壤微生物量 ,全量和倍量处理间没有明显差异 .在土壤表层及下层 ,微生物量的最大值均落后于土壤呼吸的最大值 ,且土壤微生物量达到最大值即其最活跃状态后 ,下降缓慢 ,但土壤呼吸减少较快 ,说明微生物活动存在明显的合成性呼吸与维持性呼吸 ;综合评价不同秸秆量还田的效应 ,应采用秸秆全量还田 ,既能调节土壤物理环境 ,促进微生物的代谢活动 ,利于养分的转化 。

黄土丘陵沟壑区典型人工林土壤CO_2释放规律及其影响因子

为了解黄土丘陵沟壑区人工林土壤有机碳排放特征,于2007年8月、2007年10月和2008年5月对黄土丘陵沟壑区杏树、沙棘和刺槐3种人工林下土壤CO2释放速率及相关环境因子进行研究,探讨了半干旱地区侵蚀环境下不同植被土壤CO2释放速率的变化规律及影响因子。杏树、沙棘和刺槐3种人工林土壤CO2释放存在差异,日平均释放速率分别为0.83～2.61μmol·m-·2s-1、0.83～3.32μmo·lm-·2s-1和0.80～3.45μmo·lm-·2s-1,刺槐和沙棘人工林土壤CO2释放速率高于杏树林,3种人工林的土壤CO2释放速率日变化及季节性变化表现一致,春季和夏季的土壤CO2释放高于秋季。相关分析表明,土壤温度是影响土壤CO2释放的主要因子,但在干旱的春季和夏季,土壤水分是土壤CO2释放的主要限制因子,同时,土壤理化性质和微生物生物量也对土壤CO2释放有显著影响。

生物质炭对关中水稻土有机碳矿化及CO_2释放的影响

通过模拟淹水土壤环境,向水稻土中施加质量分数为0、2%、5%、8%的生物质炭,分析生物质炭的输入及其不同施炭量对淹水土壤有机碳矿化和CO2释放的影响,以期为全面评价中国农田生态系统碳排放和促进温室气体减排提供科学依据。结果表明:生物质炭的输入提高土壤的稳定性碳库,并显著降低土壤有机碳的矿化速率,施炭量为5%、8%的土壤有机碳矿化量相比对照分别降低10%和6%,不同施炭量对土壤有机碳矿化速率的抑制效果各异;淹水土壤CO2的释放明显受到生物质炭的抑制,随着淹水时间的延长,土壤CO2的释放量呈缓慢增长趋势,然而由于受土壤温度、有机质变化的影响,2%、5%、8%不同施炭量处理之间并无显著性差异(P>0.05)。

植物生长季退化草毡寒冻雏形土CO_2释放特征

对中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站地区退化草毡寒冻雏形土CO2 释放的全天候连续观测结果表明 ,退化草毡寒冻雏形土CO2 的释放有明显的日变化和季节动态 ,日最大释放速率出现于12∶0 0～ 14∶0 0 ,最小释放速率出现于 6∶0 0～ 8∶0 0 ;植物生长季的最大振幅为 4 6 2 .4 9mg·m-2 ·h-1(8月 18日 ) ,最小振幅为 114 .97mg·m-2 ·h-1(5月 9日 ) ,CO2 释放速率白天大于夜晚 .不同物候期CO2 释放速率亦不同 ,草盛期 >枯黄期 >返青期 .最大日均值为 4 80 .76mg·m-2 ·h-1(8月 18日 ) ,最小日均值为 14 0 .77mg·m-2 ·h-1(5月 9日 ) .释放速率与气温、地表温度及土壤 5cm地温均呈显著或极显著相关关系 ,表明温度是决定CO2

高寒灌丛草甸生态系统CO_2释放的初步研究

以金露梅(Potentillafruticosa)灌丛草甸生态系统为对象,应用静态密闭箱-气相色谱法对高寒灌丛(GG)、丛内草甸(GC)和裸地(GL)的CO2释放进行了初步研究。结果表明:GG、GC和GLCO2的释放速率均呈明显的单峰型日变化进程,最大释放速率出现在15∶00～17∶00之间,最小值在7∶00前后出现,白天释放速率大于夜晚;CO2释放速率具有明显的季节性变化特征,生长期CO2释放速率明显高于枯黄期,且均表现为正排放,8月为CO2释放高峰期,释放速率GG>GC>GL(P<0.01);2003年6月30日至2004年2月28日,高寒灌丛植被-土壤系统CO2释放量为3088.458±287.02g/m2,丛内草甸植被-土壤系统CO2释放量为2239.685±183.68g/m2,其中基础土壤呼吸CO2的释放量约为1346.748±176.24g/m2,分别占GG和GC释放量的43.61%和60.13%;CO2释放速率的日变化主要受地表和5cm地温制约,而季节动态与5cm地温呈显著正相关关系(P<0.01)。

森林生态系统土壤CO_2释放随海拔梯度的变化及其影响因子

联合国气候框架公约的签署提升了人们对全球变暖、碳循环的关注。土壤CO2释放作为土壤-大气CO2交换的主要途径之一,成为了各国生态学家研究的重点内容。通过对1800～2155m海拔梯度上森林生态系统土壤CO2释放进行研究,揭示了较小空间尺度上土壤CO2释放的变化规律及其控制机制。在研究区域内,随着海拔梯度的增加,森林土壤CO2释放由(1.94±0.06)μmolm-2s-1逐渐增加至(2.22±0.07)μmolm-2s-1。土壤温度、土壤水分、土壤有机碳(SOC)、全N、全P与土壤CO2释放呈显著正相关(n=14,P<0.05);土壤容重与土壤CO2释放速率呈显著负相关(n=14,P<0.05);土壤pH对土壤CO2释放影响不显著。作为一个复杂的生态学过程,环境因子及其交互作用对土壤CO2释放产生影响,为了减少因子共线性影响,逐步降低因子维数,采用主成分分析(PCA)揭示了土壤温度、土壤水分、SOC、全N、全P、容重6个因子的联合作用,其累积贡献率达到了57%以上;进一步运用逐步回归分析方法,探讨了影响土壤CO2释放沿海拔梯度分布的主导因子,结果表明土壤水分是研究区域森林生态系统土壤CO2释放沿海拔梯度变化的主导因子。

中国西南地区CO_2释放点的He同位素分布不均一性及大地构造成因

在印度板块向欧亚大陆俯冲碰撞过程中,产生一系列深大断裂带,形成大量CO2释放脱气点。这些点除了释放大量的CO2、N2、H2S气体以外,还会附带释放CH4、He等各种各样的气体。释放出来的氦为惰性元素,是判识幔源气体最灵敏的地球化学示踪指标,He同位素随形成的构造部位不同而不均匀地分布,且与不同的大地构造成因关系密切。藏中及藏北区块在大地构造位置上属于班公湖-怒江断裂带发生了明显的地幔脱气作用,显示其与地幔相连通而且深度达到上地幔,为一条岩石圈深断裂带;但样品中幔源氦约占总氦的1.4%-1.7%,反映该断裂带深部的开放性程度较低,而闭合性程度相对较高,由此反映了该区处于强烈挤压的构造环境和地壳增厚的地质背景。在滇西南地区（重点在腾冲热海地区）地热流体逸出气体中含有大量幔源岩浆挥发组份,表明该区地壳浅部存在幔源岩浆侵入活动。该区怒江断裂带发生着明显的地幔脱气作用,显示该断裂带与地幔相连通且深度达到上地幔,为一条岩石圈深断裂带;同时所有样品中的幔源氦平均约占总氦的26.2%,最高可达48.8%以上。反映该裂谷带代表伸展性构造环境,且是地幔脱气作用最强烈的构造区之一,是俯冲碰撞的中心地带。而在滇中地区—小江断裂带却是另一番景象,该区样品中的幔源氦平均约占总氦的2.27%,最高也才8.9%。反映此区为印度板块向欧亚大陆以NNE方向碰撞影响到的最东缘。小江断裂带局限在地壳范围内,故而氦同位素显示出在此断裂带以西则明显存在幔源来源,而往东则幔源氦极微。氦同位素在自西至东由藏西到藏南（藏南西与藏南东）至滇西到滇中,R/Ra值由较低到较高再到较低到最高再降低的平面分布规律。川西—鲜水河断裂带则因特殊的构造部位,是中国“地质百慕大”;样品中幔源氦平均约占总氦的8.1%,平均值高于西藏各分区以及云南除滇西南以外的各区,但又远远小于滇西南—腾冲地区。说明鲜水河断裂带,部分地贯穿整个岩石圈,并有切割上地幔之趋势。

中国森林生态系统土壤CO_2释放分布规律及其影响因素

联合国气候框架公约的签署提升了人们对全球变暖、碳循环变化的关注。陆地生态系统在全球变暖格局下的地位与作用,尤其是土壤碳库对全球变暖格局的响应是全球变化研究的焦点。土壤CO2释放作为土壤-大气CO2交换的主要途径之一,也就成为各国生态学家研究的重点内容。在对我国森林生态系统CO2释放通量以及相关气候、生物等因子的资料进行收集、整理和分析的基础上,探讨了我国森林生态系统土壤CO2释放的分布规律,以及这种规律性分布的气候、生物影响因素。对于我国这样一个南北跨度大的国家,不同区域的森林生态系统土壤CO2释放通量间存在较大的差异,在全国尺度上,森林生态系统土壤CO2释放通量平均值为(1.79±0.86)gCm-2d-1,而且土壤CO2释放通量随着纬度增加逐渐降低。作为一个复杂的生态过程,土壤CO2释放受到生物、非生物因子或独立、或综合的影响。通过分析指出,在全国尺度上,年均温、降雨量、群落净生产力及凋落物量显著地影响森林土壤CO2释放通量。同时,也正是这些影响因子的纬度分布,导致了我国森林生态系统土壤CO2释放通量的纬度分布规律。作为衡量土壤CO2释放对温度敏感性的重要指标,计算了我国森林生态系统土壤CO2释放温度敏感性系数-Q10值,约为1.5,该值显著低于全球平均水平,2.0。

不同培肥措施下土壤CO_2释放及其动力学研究

实验室恒温密闭培养法研究了 4种培肥措施连续培肥 2 3年后农田土壤的CO2 释放状况及其动力学特征。结果表明 ,含水量 12 %至 2 4%范围内 ,土壤CO2 释放过程完全可以用一级反应动力学方程 y =A0 (1-e-kt)进行定量描述 (r2 =0 9812～ 0 995 9,P <0 0 1) ;土壤CO2 释放量和潜在可释放C量A0 随含水量增加呈线性增加 (r2 =0 972 8～ 0 9987,P <0 0 1) ,速率常数k则随含水量增加呈线性降低 (r2 =0 935 6～ 0 9939,P <0 0 1)。不同培肥措施明显影响土壤CO2 释放状况及其动力学特征参数 ;NP化肥和厩肥 +NP化肥 2种培肥措施较不施肥对照明显增加了土壤CO2 释放量、潜在可释放C量A0 和速率常数k ;秸秆 +NP化肥培肥措施较不施肥对照显著增加了土壤CO2 释放量、潜在可释放C量A0 ,但却显著降低了释放速率常数k ;有机无机肥料配合措施 (秸秆 +NP、厩肥 +NP)与单施NP化肥措施比较 ,明显降低了释放速率常数k。

青海果洛黄河源区高寒草甸CO_2释放速率研究

以青海果洛黄河源区高寒退化草甸生态系统为对象,应用静态密闭箱-气相色谱法对高寒退化草甸生态系统CO2释放进行了初步研究。结果表明:所选4种不同退化程度高寒草甸,即未退化草甸(A)、轻度退化草甸(B)、中度退化草甸(C)和重度退化草甸(D),其CO2释放速率有明显的日变化特征,日最大排放速率在15∶00-17∶00左右出现,最低值出现于清晨7∶00-9∶00左右,释放白天大于夜晚;(2)CO2释放速率具有明显的季节性变化特征,生长期CO2释放速率明显高于枯黄期,8月为CO2释放高峰期,1月或2月为CO2释放低谷期;(3)CO2释放速率的日变化主要受地表温度和5cm地温制约,季节动态与5cm地温呈显著正相关关系(P<0.01),本研究为进一步进行高寒退化草甸生态系统源江效应的准确估测提供科学依据。

东北松嫩平原羊草群落的土壤呼吸与枯枝落叶分解释放CO_2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。

海北高寒灌丛草甸生态系统CO_2释放速率的季节变化规律

在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站干柴滩地区以金露梅Potentilla fruticosa 灌丛草甸生态系统为研究对象,应用静态密闭箱-气相色谱法对高寒灌丛(GG)、丛内草甸(GC)和次生裸地(GL)的CO2释放速率进行了长期观测,并对年释放量作了初步估测。结果表明,GG,GC和GL CO2 的释放速率在一年内有明显的季节变化。植物生长季CO2 释放量明显高于枯黄期,释放速率GG>GC>GL(P<0 01),且均表现为正排放。不同季节CO2 释放存在明显差异,表现为夏季>秋季>春季>冬季。2003 年6 月30 日至2004年6月28日,高寒灌丛植被-土壤系统CO2 释放量为4 293 63±955 75 g/m2,丛内草甸植被-土壤系统CO2 释放量为3 319 68±806 19 g/m2,裸地CO2 的释放量为1 724 14±444 14 g/m2。CO2 释放速率的季节变化与土壤5 cm温度呈显著正相关关系(P<0 01)。

秦岭太白山土壤CO_2的释放特征及温度的影响

秦岭山系是我国南北气候的分界线,地理位置独特,对气候变化响应比较明显,气温升高会影响其土壤碳释放。因此对秦岭土壤CO2释放特征的研究具有重要意义。通过对秦岭主峰太白山六种不同植类型土壤CO2释放特征的野外测定,结果表明,太白山土壤CO2的释放从8:00-11:00升高,11:00-16:00达到峰值;土壤CO2的释放速率的大小顺序是:阔叶栎林>桦木林>落叶阔叶林>太白红杉林>秦岭冷杉林>高山草甸。不同植被类型土壤CO2的释放速率与温度呈正相关,与地表气温以及土层深度0～5cm处温度呈极显著正相关性。不同植被类型土壤CO2释放速率的Q10顺序是:秦岭冷杉林>桦木林>阔叶栎林>高山草甸>落叶阔叶林>太白红杉林。

施肥方式对土壤CO_2释放的影响及其机理研究进展

采取有效的农艺措施降低农田土壤CO_2释放是当前土壤固碳研究的重点之一。本文将施肥方式与土壤CO_2释放的影响因子联系起来,对不同施肥方式下土壤呼吸温度敏感性、土壤有机碳组分含量、土壤团聚体特征及土壤微生物多样性等因素的变化进行了综述,讨论了施肥方式影响CO_2释放的机理,并对今后不同施肥方式影响CO_2释放的研究重点进行了展望,以期为降低农田土壤CO_2排放提供理论依据。

干湿交替频率对不同土壤CO_2和N_2O释放的影响

干旱、半干旱和地中海气候区,乃至一些湿润地区,由干湿交替引起的土壤碳、氮的短暂脉冲式释放很大程度上决定着长时间尺度温室气体释放的总量,是土壤碳、氮温室气体释放的关键过程。选择我国降雨梯度下的森林、农田、草地和荒漠生态系统,采集土样进行实验室统一控制条件下的多重干湿交替循环,对比探讨不同生态系统土壤干湿交替频率对CO2和N2O释放的影响模式。结果表明:(1)干湿交替能够显著的激发土壤中CO2和N2O的释放,森林、农田、草地和荒漠土壤CO2和N2O释放速率对干湿交替的响应模式基本一致,其响应强度与土壤本底中碳和氮的含量有关;(2)在一定培养时间内,随着干湿交替频率的增加,土壤再湿润阶段CO2释放速率降低,但是,气体释放的总量较之于恒湿对照组有所增加。(3)不同土壤N2O的释放总量对干湿交替频率的响应模式表现出很大的差异,其中农田和荒漠土壤响应模式类似。

科尔沁沙地30种植物叶凋落物CO_2释放量及释放速率的研究

采用可以有效控制环境因子的室内土壤培养试验,初步研究了科尔沁沙地30种植物叶凋落物的CO2释放量及释放速率。结果表明:①在28 d培养期内,不同植物叶凋落物释放的CO2量差异很大,其中,多年生植物叶凋落物CO2释放量平均值大于一年生植物,但二者之间的差异不显著;禾本科植物叶凋落物CO2释放量平均值明显小于其他植物,二者之间呈显著差异。②在28 d培养期内,不同植物叶凋落物每四天CO2释放速率差异很大。一年生与多年生植物叶凋落物28 d内每四天释放CO2的速率无显著差异;禾本科与其他植物叶凋落物每四天释放CO2的速率在培养的前16 d差异呈显著,而后差异消失。③植物叶凋落物的全碳含量,氮含量,C/N,灰分/N及灰分含量不同造成CO2释放量及释放速率的差异。叶凋落物28 d释放CO2的量与叶凋落物初始碳含量及灰分含量均无相关关系,与叶凋落物初始氮含量呈显著正相关,与叶凋落物C/N及灰分/N呈显著负相关。叶凋落物培养期内每四天释放CO2的速率与叶凋落物初始碳含量无相关关系;叶凋落物0—20天释放CO2的速率与叶凋落物初始氮含量呈显著正相关,与叶凋落物C/N呈显著负相关;叶凋落物9—28天CO2释放速率与灰分/N呈显著负相关;培养后期(17—28天)的CO2释放速率与灰分含量呈显著负相关。