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.

利用杂菌“D_(10)值”设定产品辐照灭菌剂量的合理性探讨

利用传统的杂菌＂D10值＂设定产品辐照灭菌剂量的方法没有考虑杂菌的抗性分布,设定出的灭菌剂量与产品实际需要的灭菌剂量存在一定偏差。因此为了评估这种偏差的大小,探讨传统方法的不合理性,本文根据传统方法设定了4种不同的试验方案,并对具有标准抗性分布（SDR）的杂菌菌群进行了计算。研究结果表明,针对同一个产品,根据传统方法设定灭菌剂量时,不同的剂量点选择方案得到不同的灭菌剂量设定结果;对4种试验方案而言,传统方法设定的灭菌剂量与产品实际需要的灭菌剂量的偏差达到-43.8%~100%。因此利用杂菌＂D10值＂设定产品辐照灭菌剂量的传统方法存在不合理性,增加了产品过量辐照或灭菌失败的风险。

杉木人工林和水稻田土壤呼吸Q_(10)值的影响因素初探

通过实验室自然变温实验,利用LI-8100研究温度和培养时间对2种土地利用方式(杉木人工林和水稻田)的土壤呼吸温度敏感性的影响,培养时间为180 d.结果表明,指数模型较好地拟合了土壤呼吸速率与5 cm处土壤温度的关系,并且低温时段优于高温时段的拟合效果.土壤呼吸Q10值随5 cm处土壤温度的升高呈降低趋势,杉木人工林地土壤Q10值由3.18下降到1.40,而水稻田土壤Q10值则由2.97下降到1.51,且二者差异不显著(P>0.05),说明土地利用方式对土壤呼吸温度敏感性影响不大.回归分析表明,林地和水田的Q10值与培养时间均呈极显著的负相关关系,表明除温度外,Q10值的变化还与培养时间有关.

香辛料中微生物在高能电子加速器下的D_(10)值研究

D10值是指将微生物总数降低至其初始值10%所需要的辐照剂量。为确定香辛料采用电子加速器辐照的适宜灭菌剂量,以辣椒粉、大蒜粉、白胡椒粉三种常用的香辛料为原料,研究不同电子加速器的辐照剂量对其灭菌和D10值的影响。结果表明,辣椒粉、大蒜粉、白胡椒粉的菌落总数在高能电子加速器下的D10值分别是2.87、1.36和2.16,霉菌与酵母菌的D10值分别是2.90、1.59和2.77,香辛料中的大肠菌群与致病菌对电子束射线非常敏感,D10值较低,采用6 kGy以上的辐照剂量即可起到有效杀灭的作用。

浅谈对10%细料值试验的认识

10%细料值TFV和压碎值ACV是从不同角度反映集料强度的两个指标,乌干达通用规范2005版中对基层料和表处料的强度都以指标TFV做了详细的规定,可见集料强度指标TFV的重要性。笔者以中交一公局集团有限公司乌干达SI项目为基础对10%细料值TFV的各种试验方法进行简单的梳理和总结,以期对各位工程技术人员有所帮助。

吐鲁番市自动判识霾、浮尘现象与PM2.5、PM10环保数据的关系

通过对2015年9月——2017年2月吐鲁番市高昌区逐时环保数据PM2.5、PM10与吐鲁番站对应的湿度和能见度关系的分析研究,分别对不同湿度情况下能见度与PM2.5、PM10进行了曲线估计,并根据拟合方程计算出浮尘和霾出现时PM2.5、PM10的阈值,从而更加完善霾和浮尘判识标准,达到提高自动识别天气现象的目的。

时间序列ARMA模型中各类异常值同时探测的Bayesian方法

应用Bayesian统计思想,提出一种针对平稳、可逆ARMA模型AO类和IO类异常值同时探测的方法。首先综合考虑时间序列数据中AO类异常值和IO类异常值同时出现的复杂情况,在模型参数未知的情况下,建立基于识别变量标记的异常值探测模型,将异常值探测问题归纳为多重假设检验问题;其次使用Openbugs软件执行Gibbs抽样程序获得样本对多重假设检验问题进行Bayesian统计推断,确定异常值的位置、类型以及异常扰动的具体大小;最后通过模拟实验与已有的异常值探测方法进行比较。提出的方法对时间序列ARMA模型中同时出现的AO类和IO类异常值具有良好的探测效果。

水土保持措施对板栗林土壤呼吸的影响

为阐明板栗林土壤呼吸对水土保持措施的响应,采用IRGA法,对不同类型板栗林的土壤呼吸从2009年3月至2010年9月开展为期1年半的定位观测。结果表明:1)采取水土保持措施后,样地的土壤水分状况得到一定程度的改善,尤其随着采取水土保持措施年限的延长,其对土壤水分时空分布影响更为显著。2)4个板栗林样地的土壤呼吸速率均呈明显的单峰曲线变化,水土保持措施对土壤呼吸的季节动态无明显影响。3)样地Ⅰ和Ⅲ的参考呼吸R10分别为1.718和1.595μmol/(m2.s);而采取水土保持措施后,样地Ⅱ和Ⅳ的R10均表现为一定程度的降低,分别为1.092和1.324μmol/(m2.s)。样地Ⅰ和Ⅲ的土壤呼吸的温度敏感性指数Q10分别为1.927和1.899;采取水土保持措施后,样地Ⅱ和Ⅳ的Q10均表现为略微增加。采取水土保持措施后,土壤温度和土壤湿度对土壤呼吸速率的影响有一定程度的增强。研究结果可为把水土保持措施作为土壤严重侵蚀地区一种潜在的固碳减排模式提供基础数据。

夜间增温与铜污染对麦田土壤无机氮库的影响

基于夜间增温(设增温、常温两个水平)与铜污染[设CK(6 mg·kg^(-1))、LP(43 mg·kg^(-1))、MP(155 mg·kg^(-1))、SP(209 mg·kg^(-1))4个梯度]复合因素的7 a旱地定位试验,结合室内20℃和30℃下恒温培养91 d,分析了麦田土壤硝态氮、铵态氮和无机态氮含量的变化及其稳定特征。研究结果表明:土壤硝态氮、铵态氮和无机态氮随着土壤中铜含量的增加均表现为先增后降趋势,夜间增温下CK土壤硝态氮和无机态氮含量分别显著降低10.8%和5.7%,在LP、MP处理下硝态氮含量分别显著下降17.4%、15.2%,但在SP处理下土壤硝态氮、铵态氮分别显著增加6.9%和15.1%,增温与铜含量对土壤无机态氮和硝态氮的影响呈现显著的交互效应。20℃和30℃恒温培养使无机态氮含量增加1.6~4.6倍、铵态氮含量增加5.2~13.3倍,却使硝态氮含量减少40.3%~65.1%,20℃比30℃恒温培养后土壤中有较高的无机态氮、铵态氮含量和铵/硝比。夜间增温使土壤净氮矿化作用、氨化作用的Q_(10)值均有所提高,但硝化作用的Q_(10)值显著降低16.8%,适当的铜含量(LP:43 mg·kg^(-1))将加快土壤氮的氨化、矿化和硝化速率。因此,夜间增温提高了旱地麦田土壤氮矿化作用温度敏感性,降低了无机态氮库稳定性,土壤铜污染与土壤氮库转化和增温响应的关系具有浓度效应。

上承式拱桥桥跨布置对无缝线路的影响研究

研究目的:基于有限元理论和梁轨相互作用机理,以某座铁路上承式混凝土拱桥为例,建立上承式拱桥梁轨相互作用计算模型,考虑拱圈范围不同桥跨布置方式,系统分析桥上无缝线路受力规律。结合轨道高低线形10 m弦检算结果,提出铁路上承式混凝土拱桥桥上无缝线路设计建议。研究结论:(1)上承式拱桥拱上桥跨布置尽量采用连续梁,拱桥跨度较小时,可在拱圈范围设置梁缝,达到取消钢轨伸缩调节器设置的目的;(2)受拱圈温度变形影响,位于拱圈范围的梁缝高低弦测值变化较为剧烈,轨道几何形位保持较其他区段困难,养护维修应重点关注;(3)钢轨伸缩调节器应避免设置在拱圈范围,原则上拱顶不设置钢轨伸缩调节器;(4)本研究成果可应用于铁路上承式混凝土拱桥拱上无缝线路设计,特别是指导拱桥上钢轨伸缩调节器的设置。

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。

中国森林土壤呼吸模式

通过收集国内62个森林样地的土壤呼吸及相关因子数据,分析中国森林土壤呼吸模式。结果表明,中国森林土壤呼吸年通量与年均气温、年均降水量、年凋落物量和年地上净生产力均呈显著的线性正相关,土壤呼吸的Q10则与年均气温和年均降水量均呈显著的负相关。根系呼吸、枯枝落叶层呼吸与土壤呼吸间均呈显著线性正相关;土壤异养呼吸和枯枝落叶层呼吸与年凋落物量呈显著正相关;土壤异养呼吸与自养呼吸间呈显著的线性正相关。根系呼吸、枯枝落叶层呼吸、矿质土壤呼吸占土壤呼吸的比例均值分别为34.7%、20.2%和50.2%。矿质土壤呼吸所占比例与气温和降水量呈显著负相关,而异养呼吸所占比例则与降水量呈显著负相关。根系呼吸所占比例与根系呼吸之间呈渐近线关系(渐近值为45.9%)。

典型温带草原群落土壤呼吸温度敏感性与土壤水分的关系

工业革命以来 ,人类活动所导致的 CO2 等温室气体的浓度在大气中持续上升 ,全球表面温度因此不断升高。在全球温暖化的背景下 ,土壤呼吸与温室效应之间正反馈关系势必影响到未来陆地生态系统功能与全球变化的趋势 ,所以 ,关于土壤呼吸对温度变化响应的研究备受瞩目。土壤呼吸对温度依赖性的研究已经有许多报道 ,其关系可以用简单的指数方程表示。但是 ,土壤水分条件对于土壤呼吸温度敏感性 (用 Q1 0 表示 )的影响却研究得较少。采用碱液吸收法对内蒙古典型温带草原 11个不同水分状况群落的土壤呼吸进行了测定 ,并分析了土壤呼吸的温度敏感性。结果显示土壤呼吸的温度敏感性存在一定程度的空间变异 ,各群落 Q1 0 值平均为 1.6 5 ,变异系数为 6 .94 %。其中 ,春小麦群落的 Q1 0 值最高 (1.84 ) ,其次是湿生杂类草群落 (Q1 0 =1.78) ,而 Q1 0 最低的是冷蒿 (Armesia frigida) -星毛萎陵菜 (Potentilla acaulis)群落 (1.4 7)。用 Spearm an秩相关分析法对表层土壤(0～ 2 0 cm )水分与 Q1 0 值之间的关系进行了分析 ,结果表明各群落 Q1 0 值与生长季土壤平均水分含量呈显著的正相关关系 (R=0 .6 4 5 4 5 ,p=0 .0 32 ) ,说明水分状况对土壤呼吸的温度敏感性有一定程度的影响。由此推断 ,在中国温带草原地区 ,?

鼎湖山针阔叶混交林土壤呼吸的研究

利用静态箱气相色谱法对鼎湖山针阔叶混交林的土壤呼吸速率的季节变化和昼夜变化,进行了为期1年的野外观测研究.自然状态下土壤呼吸速率的年平均值为(400±29)mg(CO2)(m2·h),其中由凋落物分解释放的CO2占土壤总呼吸的年平均比例为42%;土壤呼吸速率与林内气温、地表温度、地下5、10、15和20cm土壤温度都呈显著指数相关,用土壤呼吸速率与温度间的指数模型得出对应于以上各温度的Q10值变动在1.92～2.81之间;土壤呼吸速率与土壤含水量的关系依观测点土壤水分状况不同而有一定差异;土壤呼吸速率的日变化模式在雨季和旱季有明显区别,相对于温带陆地生态系统而言,该林型土壤呼吸速率的日较差较小.

改变凋落物输入对杉木人工林土壤呼吸的短期影响

从2007年1月至12月,在长沙天际岭国家森林公园,通过改变杉木林凋落物输入,研究杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林群落去除凋落物、加倍凋落物土壤呼吸速率及5cm土壤温、湿度的季节变化。结果表明:去除和加倍凋落物对土壤温度和湿度产生的差异不显著(p>0.05),对土壤呼吸全年产生的差异接近显著(Marginal significant)(p=0.058)。按植物生长期分别分析,去除和加倍凋落物对土壤呼吸产生的差异,在生长旺盛期差异显著(p=0.003),在生长非旺盛期差异性不显著(p=0.098)。去除凋落物年均土壤呼吸速率为159.2mgCO2·m–2·h–1,比对照处理土壤呼吸速率(180.9mgCO2·m–2·h–1)低15.0%,加倍凋落物的土壤呼吸为216.8mgCO2·m–2·h–1,比对照处理高17.0%。去除和加倍凋落物土壤呼吸季节动态趋势与5cm深度土壤温度相似,它们之间呈显著指数相关,模拟方程分别为:y=27.33e0.0872t(R2=0.853,p<0.001),y=37.25e0.0888t(R2=0.896,p<0.001)。去除和加倍凋落物的Q10值分别为2.39和2.43,均比对照2.26大。去除和加倍凋落物土壤呼吸与土壤湿度之间关系不显著(p>0.05)。这一结果使我们能够在较短时间内观察到改变凋落物输入对土壤呼吸的影响,证明凋落物是影响土壤CO2通量的重要因子之一。

马尾松林土壤呼吸对去除和添加凋落物处理的响应

2007年1—12月,在长沙天际岭国家森林公园,研究马尾松人工林土壤呼吸速率对去除和添加凋落物处理的响应。结果表明:去除、添加凋落物处理和对照的土壤呼吸速率均呈现出显著的季节性变化(P<0.001),3者曲线格局相似,土壤呼吸速率的范围分别为34.45～321.16、61.26～649.44和38.6～466.49mgCO2.m-2h-1,年平均值分别为175.18,310.36和234.97mgCO2.m-2h-1。去除和添加凋落物分别使土壤呼吸速率降低24.96%和提高27.36%。去除、添加凋落物和对照的土壤呼吸Q10值分别为2.16,2.56和2.13,均表现出夏季最小,秋、冬季高的特点。

土壤水分对土壤呼吸的影响

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节,在维持全球碳平衡中发挥着十分重要的作用。全球气候变暖会改变大气环流和全球水文循环,进而导致全球的降水格局发生变化,其最直接的影响就是改变土壤的水分状况,关于土壤水分状况对土壤呼吸的影响机理的研究对于预测未来土壤碳储量变化具有重要意义。本文总结了国内外关于土壤水分对土壤呼吸的影响方面的研究,系统分析了土壤水分是怎样影响土壤呼吸的各组成部分的,并简单介绍了土壤水分对Q10值的影响,最后针对当前相关研究存在的问题,对今后的研究方向加以展望。

模拟酸雨胁迫对马尾松和杉木幼苗土壤呼吸的影响

利用LI-8100测定模拟酸雨不同处理下(pH2.5、4.0和5.6)盆栽马尾松(Pinus Massoniana)和杉木幼苗(Cunninghamia lanceolata)的土壤呼吸速率及土壤温度、含水量,研究酸雨对其土壤呼吸的影响。结果表明:模拟酸雨喷淋下马尾松和杉木土壤pH值呈现下降的趋势且下降幅度同酸雨酸度呈现正相关性;马尾松和杉木各个处理下土壤呼吸速率季节变化显著,且同地下10cm土壤温度季节变化趋势一致,pH2.5处理下的土壤呼吸速率平均值分别为1.79μmol.m-.2s-1和1.12μmo.lm-.2s-1,比对照组(pH5.6)土壤呼吸速率平均值1.57μmo.lm-.2s-1和1.54μmol.m-.2s-1分别高14%和低39%;马尾松和杉木各个处理下土壤呼吸速率同10cm土壤温度之间均呈现显著的指数关系(P<0.001),与5cm土壤含水量之间相关性不明确;在P=0.05水平上进行多元回归分析,可以得到土壤呼吸速率同土壤温度和含水量的综合拟合方程,和单因素(温度、含水量)拟合相比能够更好地解释土壤呼吸的变化情况;马尾松和杉木在pH2.5和4.0处理下的土壤呼吸温度系数Q10值分别为1.36、2.01和1.51、2.25,同对照组1.14和1.58相比,均有明显差异,且两者Q10值的变化呈先增大后减小的趋势。这证明酸雨是影响马尾松和杉木土壤CO2通量的一个重要因素。

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。

科尔沁沙地夏秋(6—9月)季不同类型沙丘土壤呼吸对气温变化的响应

通过测定分析了科尔沁沙地6—9月不同生境(固定、半固定和流动沙丘)土壤呼吸速率的日动态、月际动态及其对气温变化的响应。结果表明:测定期平均土壤呼吸速率在各生境间存在显著差异,其大小为固定沙丘(2.35μmolCO2.m-2.s-1)>半固定沙丘(1.67μmolCO2.m-2.s-1)>流动沙丘(1.06μmolCO2.m-2.s-1);指数模型能够较好地揭示不同生境土壤呼吸对气温变化的响应,但土壤呼吸的月际动态与气温变化不完全同步;各生境土壤在高温环境下的Q10值(土壤呼吸对温度敏感程度)普遍低于低温环境下的Q10值;固定、半固定和流动沙丘基于气温月际变化的Q10值分别为2.34、1.99和1.31,表明不同的植被状况和土壤性质会影响到土壤呼吸对温度变化的敏感程度。