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。

2010-2014年哀牢山亚热带常绿阔叶林土壤呼吸数据集

亚热带森林是我国分布面积最大的森林类型,在调控全球气候变化和维持大气碳平衡中具有重要作用。土壤通过呼吸作用排放的碳是大气CO_(2)的主要来源,土壤碳库的细微变化也会显著影响大气CO_(2)的浓度,因此目前亚热带森林土壤碳储量的大小及动态变化特征受到广泛关注。云南哀牢山是我国重要的亚热带森林分布区。本研究依托云南哀牢山森林生态系统国家野外科学观测研究站,利用全自动多通道观测系统开展了亚热带常绿阔叶林土壤呼吸的连续测定,经过严格的数据质量控制和评估,将2010-2014年的土壤呼吸的监测数据收集与整理,包括土壤5 cm温度(Ts)、土壤10 cm含水量(SWC)和土壤呼吸(Rs),并形成日、月和年尺度三类数据集。本数据集对于揭示气候变化对亚热带常绿阔叶林土壤生态过程的影响、正确评估土壤有机碳排放和森林生态系统管理具有重要意义,也为进一步研究气候变暖等全球变化对土壤呼吸组分尤其是土壤有机碳排放的影响提供经验和理论基础。

云南哀牢山亚热带常绿阔叶林土壤CH_(4)通量特征

甲烷(CH_(4))是仅次于二氧化碳(CO_(2))的重要温室气体,对全球气候变化有重要的反馈作用。亚热带森林土壤是全球陆地生态系统重要的CH_(4)汇,但因在亚热带的观测较少,致使模型估算得出的结果具有不确定性,因此需对土壤CH_(4)通量进行现场观测和实验,以便准确估计亚热带森林土壤CH_(4)通量及其对该生态系统碳汇能力的贡献。采用大型多点自动开闭箱式自动连续测定法在哀牢山亚热带常绿阔叶林开展土壤CH_(4)通量、气温(t_(a))、地表温度(t_(0))、土壤5 cm温度(t_(5))、降雨量(P)和土壤含水量(C_(sw))进行连续1年定位观测。结果表明,(1)云南哀牢山亚热带常绿阔叶林土壤为CH_(4)的汇,年通量为(−11.79±0.001)kg·hm^(-2)·a^(-1),年均速率为(−0.13±0.05)mg·m^(-2)·h^(-1),呈现出显著的季节动态,表现为干季土壤CH_(4)的吸收通量[(−0.17±0.06)mg·m^(-2)·h^(-1)]显著高于雨季[(−0.10±0.03)mg·m^(-2)·h^(-1)](P<0.05)。(2)土壤CH_(4)通量与地表温度(r^(2)=0.2125,P<0.001)、土壤5 cm温度(r^(2)=0.1948,P<0.001)和气温(r^(2)=0.0983,P<0.001)呈显著相关关系,但土壤CH_(4)通量与土壤5 cm温度的相关关系在12.35℃由正相关转为负相关。(3)土壤CH_(4)通量对土壤含水量的变化响应较温度敏感,土壤含水量可解释其90.36%的相关性(P<0.001),单因素和双因子关系模型进一步证明土壤含水量是调节哀牢山亚热带常绿阔叶林土壤CH_(4)通量的主导因子。(4)在20年和100年时间尺度上,CH_(4)通量的全球增温潜势(global warming potential,GWP)分别可以抵消土壤CO_(2)排放产生增温潜势的2.2%和0.7%,可以增加该生态系统碳汇的10.6%和3.5%。为此,在未来降水格局变化的情景下,土壤含水量可用于预测哀牢山亚热带常绿阔叶林土壤CH_(4)通量的变化和生态系统CH_(4)汇的强度,进而反映其对该森林生态系统碳汇能力的贡献。

深圳城市绿地土壤水库特征及影响因素

研究深圳城市绿地土壤水库特征及其相关影响因素,为海绵城市建设和城市绿地水土保持提供参考。针对不同类型绿地(交通、公园、小区)在不同深度土层(0—30 cm,30—60 cm)分析了土壤水库特征,并探究了土壤理化性质对土壤水库特征的影响。结果表明:深圳城市绿地土壤死库容及滞洪库容较低,但有效库容较大,约占总库容的68%,这表明深圳城市绿地土壤有较大的水分存蓄空间;交通绿地的总库容及死库容显著高于小区绿地、公园绿地(p<0.05),公园绿地死库容显著高于小区绿地(p<0.05),说明不同类型绿地的不同利用方式可影响绿地土壤死库容;深圳城市绿地土壤压实较为严重,透气性能差,非毛管孔隙度较低;土壤容重、孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、砂粒含量显著影响土壤水库,改善土壤理化性质能显著提高土壤水库库容;深圳绿地土壤死库容较低,有效库容较大,未来可考虑降低土壤压实、提高砂粒含量、改良土壤理化性质来大幅度提高土壤水库库容。