土壤有机质转化及CO_2释放的温度效应研究进展

土壤有机质转化对温度变化的响应,是气候变暖与全球碳循环关系中的核心问题。掌握土壤有机质对温度变化的响应规律,对准确评价气候变暖背景下,全球土壤有机质的转化至关重要。综述了国内外大量研究成果,对基质成分、基质损耗、测试方法、微生物、水分含量等因素,对土壤有机质转化与温度关系的影响机理与影响规律以及Q10的变化规律进行了探讨。提出稳定有机质与不稳定有机质温度敏感性异同问题,应作为土壤有机质转化与温度关系中的核心问题进行深入研究。同时通过分析,提出室内短期培养是首选测试方法。分析认为微生物生长温度曲线与微生物呼吸之间不存在必然联系,而在过低和过高之间,水分含量是否会影响土壤呼吸,有待进一步试验验证。提出随着城市热岛效应这一环境问题的加剧,研究及评价更大温度区间内的城市土壤有机质对温度变化的响应规律十分重要。

气温升高对青藏高原沼泽草甸浅层土壤水热变化的影响

采用被动升温方式,利用OTCs系统对青藏高原沼泽草甸生态系统分别进行3～5℃(OTC-80)和1～2℃(OTC-40)升温处理,研究下垫面浅层土壤水热变化特征并对其产生的生态环境效应进行探讨。结果表明:与对照点(Out-C)相比,在近地表气温平均分别增高4.87℃,1.40℃的情境下,浅层土壤持续冻结期显著缩短而融化期显著延长;近地表气温升高导致浅层土壤温度上升,积温增大,加速了表层土壤蒸发速度和植被蒸腾速率,浅层土壤因缺水而影响植被生长;浅层土壤温度升高将进一步加速寒区有机质的分解速率,降低土壤碳库稳定性,促使青藏高原气候进一步向暖干化发展;近地表气温升高还将导致物种减少甚至消失,严重威胁着区域经济发展和生态安全。

全膜覆土穴播对旱地春小麦农田土壤水热效应及产量的影响

【目的】通过研究全膜覆土穴播栽培方式对旱地春小麦农田土壤水热环境及小麦产量的影响,以期为旱作区农业高效、健康、平稳发展提供理论基础.【方法】通过田间试验的方法,研究全膜覆土穴播栽培方式下,土壤水热环境的变化,小麦干物质积累规律、产量形成及水分利用效率等指标.【结果】与露地穴播(CK)相比,全膜覆土穴播(MS)与传统地膜覆盖穴播(M)增温效果呈"U"型变化,苗期的增温效果最明显.MS和M处理0～25cm土壤平均温度较CK分别提高了1.5℃和1.7℃,孕穗期增温效果不明显,成熟期又有提高.MS和M能提高小麦阶段性耗水量,拔节和灌浆期分别较CK提高46.5%和10.4%.MS和M也提高了小麦产量和籽粒水分利用效率,产量较露地分别提高65.26%和50.67%,籽粒水分利用效率分别提高46.46%和37.85%.【结论】全膜覆土栽培方式有效的解决了旱作区干旱缺水,水分利用率低等问题,且优于传统地膜覆盖.

塔里木盆地陆气水热交换数值模拟

本研究提出了干旱区陆气水热交换中包含植被效应的土壤分层陆地水文耦合模型，分析了数学模型中温度变化与水分运动分层的物理原因和气候状况对地表面能量交换的影响，改进了强迫恢复法，采用了新的计算净幅射的计算公式，最后利用本模式，对新疆塔里木盆地阿克苏水平衡试验站干旱区的土壤、植被、大气间水热交换过程进行了数值模拟，模拟结果与实测值重合较好。

覆盖耕作对岭南旱作大豆土壤水热及产量的影响

为探讨旱作条件下不同耕作覆盖措施对大豆的增产机制及其对土壤水热环境的影响,在试验区设传统耕作(T)、免耕(NT)、传统耕作加秸秆覆盖(TS)、传统耕作加覆盖地膜(TP)4个处理进行研究,结果表明:整个生育期内,较T处理而言TP处理具有土壤增温效果,而NT和TS处理则表现出不同程度的土壤降温效果,NT处理保墒效果不明显。TP处理前期增温保墒,后期降温抑蒸,这有利于改善土壤水热环境,符合大豆生长发育对环境的需求。不同措施下大豆产量由高到低为TP>TS>NT>T,TP、TS、NT处理比T处理产量分别高出249.9、548.85、760.5kg/hm^2,以TP处理增产幅度最高,各处理大豆增产率在9.02%~27.45%。土壤温度与产量的相关性表现为TP>TS>NT>T,且TP处理下土壤温度和产量呈显著相关,说明土壤温度会对产量造成影响,且主要是以TP处理影响最大。