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5种不同植被下的土壤呼吸特征及其影响因素

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5种不同植被下的土壤呼吸特征及其影响因素作者：曹诗瑜郭全恩南丽丽刘海建康发云来源：《甘肃农业科技》2018年第11期摘要：土壤呼吸速率是反映陸地生态系统功能的重要指标之一。

采用土壤碳通量测量系统LI-8100A 对甘肃省玉门镇饮马农场5种不同植被类型土壤（裸地、葵花、小麦、孜然、茴香）呼吸速率、空气湿度、土壤温度、水分等影响因素的日动态变化规律进行了监测，分析了不同植被类型土壤呼吸速率的日变化特征及与环境因素的相关关系。

结果表明，不同植被类型土壤呼吸速率明显不同，5种植被类型土壤呼吸速率的日平均值大小顺序为：茴香[7.710±1.705 μmol/（m2·s） ]> 小麦[5.266±0.953 μmol/（m2·s）] > 葵花[5.237±0.568 μmol/（m2·s） ]> 孜然[3.504±0.431 μmol/（m2·s）] > 荒地[2.567±0.666 μmol/（m2·s）] 。

对于有植被覆盖的地块，土壤呼吸速率的日变化呈现先减小，后逐渐增大，在13：00 — 15：00时达到峰值，随后逐渐减小的趋势，大致呈“S”型曲线；而对于裸地，土壤呼吸速率的日变化呈现先增大后逐渐减小的趋势，大致呈“M”型或倒“V”型。

关键词：植被；土壤呼吸；影响因素中图分类号：S154.1 文献标志码：A 文章编号：1001-1463（2018）11-0032-05doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2018.11.010Soil Respiration Characteristics of 5 Different Vegetation Types and Its Influence FactorsCAO Shiyu 1， GUO Quanen 1， NAN Lili 2， LIU Haijian 3， KANG Fayun 4（1.Institute of Soil， Fertilizer and Water-saving Agriculture， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China； 2. College of Pratacultural， Gansu Agricultural University， Lanzhou Gansu 730070， China； 3.Yumen Agricultural Technology Extension Center， Yumen Gansu 735211， China； 4.Yongjing Agricultural Technology Extension Center， Yongjing Gansu 731600， China）Abstract：The soil respiration rate is one of the important indices for terrestrial ecosystem. This paper studied the dynamic variation of soil respiration rate， air relative humidity， soil temperature and soil moisture under different vegetation condition （wasteland， sunflower， wheat， cumin，aniseed） by soil carbon flux measurement system （LI-8100A） in Yinma farm of Yumen County of Gansu province in July 2012， and the correlation between the change of the soil respiration rate and the environment factors. The result indicated that there were significant differences in soilrespiration among the various vegetation types， and the soil respiration rate of different vegetation were in the sequence of aniseed（7.710±1.705 μmol/m2·s） > wheat（5.266±0.953 μmol/m2·s > sunflower（5.237±0.568 μmol/m2·s） > cumin（3.504±0.431 μmol/m2·s）>wasteland（2.567±0.666 μmol/m2·s）. The diurnal variation of soil respiration rate under vegetation cover presented a decrease with time， and then increased， and the maximum value of soil respiration rate appeared at 13：00 — 15：00 pm， and then decreased. The daily variation of soil respiration rate can be described approximately as curve of “S”； The diurnal variation of soil respiration rate under uncovered land presented a increase with time， and then decreased， the daily variation of soil respiration rate can be described approximately as curve of “M” or an inverted“V”.Key words：Vegetation；Soil respiration；Influence factors土壤呼吸是指土壤产生CO2的过程，它包括植物根系呼吸、土壤动物呼吸、土壤微生物呼吸和含碳物质的化学氧化作用等生物学和非生物学部分[1 ]，它是陆地生态系统碳循环的一个重要环节。

土壤通过呼吸作用排放到大气中的CO2高达68～100 Pg C/a[2 ]，约占大气中CO2总量的1/10，而因燃烧化石燃料排放到大气的CO2约为5 Pg C/a，不到前者的10%[3 ] 。

因此，土壤呼吸对全球气候变化和碳循环产生着重大影响。

土壤呼吸不仅受生物因素影响，而且还受环境因素（土壤水分、温度、气候等）的影响。

近年来在土壤呼吸方面国内外已有大量报道。

刘四义等[4 ]研究了玉米和大豆秸秆还田对黑土呼吸速率的影响。

李琳等[5 ]研究了华北平原不同耕作措施下冬小麦生育期农田CO2排放速率，表现为翻耕 > 旋耕 > 免耕。

陈全胜等[6 ]报道指出，在湿润生态系统，降水对土壤呼吸会产生比较明显的抑制现象，而在干旱的生态系统，降水会强烈地激发土壤呼吸。

谢静霞等[7 ]研究认为，农田土壤CO2通量远高于盐生荒漠。

林丽莎等[8 ]报道，土壤CO2排放通量与5 cm土层温度和0～20 cm土层的平均含水量（体积比）呈显著正相关。

王丰川等[9 ]研究认为，芦苇、柽柳、碱蓬3种植物群落土壤呼吸速率日变化曲线都呈单峰形式。

黄斌等[10 ] 研究认为，农田CO2释放主要受有机物投入量、土壤水分和气温等因素的影响。

然而，有关不同植被对土壤呼吸特征的影响还鲜见报道。

我们开展不同植被土壤呼吸特征及其影响因素的研究，旨在为全球环境变化和碳循环研究提供参考。

1 材料与方法1.1 研究区概况研究区位于甘肃省河西走廊西端疏勒河流域的玉门市饮马农场，多年平均年降水量47～63 mm，年蒸发量2 897～3 042 mm，年平均气温6.9～8.8 ℃，属典型的内陆干旱性气候。

1.2 试验设计试验共设5个处理，分别为Ⅰ未种植荒地，（CK）、Ⅱ（葵花）、Ⅲ（小麦）、Ⅳ（孜然）、Ⅴ（茴香）。

试验随机区组排列，3次重复，共15个小区，小区面积20 m2。

在作物旺盛生长期用土壤碳通量仪测定各处理下的土壤呼吸速率的日变化（每隔1～2 h测定1次，每个监测点共测定7次），每个样地选取3个监测点作为3次重复，每个监测点每次测定4个观察值。

1.3 土壤呼吸速率及环境因子的测定于2012年7月7日，采用土壤碳通量测量系统LI-8100A红外气体分析仪（IR-GA）在田间原位测定5个处理下的土壤呼吸速率日变化[11 ]。

从 9：00时开始至18：00时结束，每间隔1～2 h测定1次土壤呼吸速率。

同时用LI-8100A仪器携带探头自动监测大气湿度、土壤温度和土水分。

1.4 数据分析应用SPSS 20.0统计软件对土壤呼吸速率描述性统计，用Microsoft Excel 2003作图。

2 结果与分析2.1 不同植被下土壤呼吸速率的描述性统计由表1可知，茴香地土壤呼吸速率日平均值最大，为（7.710±1.705）μmol/（m2·s）；其次是小麦、葵花和孜然，土壤呼吸速率日平均值从大到小依次为（5.266±0.953）μmol/（m2·s）、（5.237±0.568）μmol/（m2·s）和（3.504±0.431）μmol/（m2·s）；荒地土壤呼吸速率最小，為（2.567±0.666）μmol/（m2·s）。

在5个处理中，土壤呼吸速率的日平均值从大到小依次为：茴香、小麦、葵花、孜然、荒地，这说明土壤呼吸速率与地上植被类型有关。

2.2 不同植被土壤呼吸速率的日变化从图1可以看出，不同植被土壤呼吸速率日变化曲线各不相同，且峰值出现的时间也不一致。

总体上各处理土壤呼吸速率从大到小依次为：茴香、小麦、葵花、孜然、荒地。

对于有植被覆盖的地块，土壤呼吸速率的日变化呈现先减小（9：00 —10：00时）后逐渐增大（10：00 — 15：00时），13：00 — 15：00时达到峰值，然后再减小的趋势，在18：00时呼吸速率最小，基本呈现“S”型曲线。

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不同植被类型对土壤理化性质和土壤呼吸的影响

不同植被类型对土壤理化性质和土壤呼吸的影响

不同植被类型对土壤理化性质和土壤呼吸的影响闫宝龙;赵清格;张波;李雅璐;赵鹏武;张昊【摘要】不同植被类型影响地表覆盖和土壤特性,进而可能会改变生态系统碳循环.为了揭示植被类型对土壤理化性质和土壤呼吸碳排放的影响,本文通过测定并分析大兴安岭南段蒙古栎(Quercus mongolica)林、林缘草地、华北落叶松(Larix pricepis-ruprechtii)人工林、山杏(Armeniaca sibirica)灌丛和山荆子(Malus baccata)林5种植被类型的土壤理化性质和土壤碳通量,探讨了不同植被类型中土壤特性和土壤呼吸的变化.结果表明,土壤全氮、速效磷和有机碳均表现为山荆子林显著高于其他植被类型.生长季的土壤温度呈单峰趋势,在8月份达到最高;土壤含水量呈先升高后下降再升高的趋势,其范围在0.77～1.18 cm3·cm-3之间;土壤呼吸速率与土壤温度的变化趋势一致,各植被类型均在8月份达到峰值,以山杏灌丛的土壤呼吸速率最大(9.778 μmol·m-2·s-1),分别是山荆子林、林缘草地、蒙古栎林和华北落叶松人工林的1.25、1.37、1.84和1.87倍.单因素方差分析表明,生长季的各个月份的土壤呼吸速率在不同植被类型间有显著差异;华北落叶松人工林生长季土壤呼吸的排放量最低;生长季土壤呼吸速率与土壤温度和含水量均呈显著正相关关系.因此,大兴安岭南段的不同植被类型是影响生长季土壤碳排放的主要生物因子,而土壤温度是其主要的非生物因子.该研究可为植被类型的科学管理提供科学依据,对植被碳排放的进一步理解具有一定的意义.%Different vegetation types with different coverage have an impact on the soil properties and further alter the carbon cycling of ecosystems.In order to reveal the effects of vegetation types on the soil physicochemical properties and carbon emissions of soil respiration,soil physicochemical properties and soil carbon flux of 5 vegetation types were measured in southern part ofGreater Xing'an Mountains,including Quercus mongolica forest (QF),forest margin grasslands (FG),Larix pricepis-ruprechtii plantations (LP),Armeniaca sibirica shrub (AS),and Malus baccata forest (MF),and explored changes of soil physicochemical properties and soil respiration in different vegetation types.The results showed that soil total nitrogen,available phosphorus and organic carbon of MF were significant higher than other vegetation types.Soil temperature has an unimodal trend in growth season with the greatest value in August,while soil water content was first increased and then decreased and increased again with the rang from 0.77 to 1.18cm3·cm-3.Soil respiration rate had the same trend with soil temperature and its greatest value was also in August.AS had the greatest soil respiration rate (9.778 μmol·m2·s1),that was 1.25,1.37,1.84,and 1.87 times as much as the value of MF,FG,QF,and LP,respectively.Analysis of variance suggested that soil respiration rate had significant difference among vegetation types in each month of growth season.Soil respiration of LP is the lowest in growth season.In growing season,soil respiration rate showed a significant positive correlation with soil temperature and water content.Therefore,vegetation type was likely the main biotic factor that affected soil carbon emissions during growth season in southern part of Greater Xing'an Mountains,and soil temperature was the mainly abiotic factor.This study can provide a basis for the scientific management of vegetation types,and it is important to understand the carbon emissions of artificial and natural vegetation types.【期刊名称】《生态环境学报》【年(卷),期】2017(026)002【总页数】7页(P189-195)【关键词】植被类型;土壤碳通量;土壤温度;大兴安岭【作者】闫宝龙;赵清格;张波;李雅璐;赵鹏武;张昊【作者单位】内蒙古农业大学草原与资源环境学院,内蒙古呼和浩特010019;内蒙古农业大学草原与资源环境学院,内蒙古呼和浩特010019;内蒙古农业大学草原与资源环境学院,内蒙古呼和浩特010019;内蒙古农业大学草原与资源环境学院,内蒙古呼和浩特010019;内蒙古农业大学草原与资源环境学院,内蒙古呼和浩特010019;内蒙古赛罕乌拉森林生态系统国家定位观测研究站,内蒙古赤峰025150;内蒙古农业大学草原与资源环境学院,内蒙古呼和浩特010019;内蒙古赛罕乌拉森林生态系统国家定位观测研究站,内蒙古赤峰025150【正文语种】中文【中图分类】Q948;X17土壤是陆地上最大的碳库，土壤表层储存着大约1580 Gt的有机碳和600 Gt的无机碳（Batjes，1996），而且植被有机碳还不断地向土壤中输入（Davidson et al.，2006）。

碳输入变化对亚热带—暖温带过渡区三种森林类型土壤呼吸的影响

碳输入变化对亚热带—暖温带过渡区三种森林类型土壤呼吸的影响

碳输入变化对亚热带—暖温带过渡区三种森林类型土壤呼吸的影响碳输入变化对亚热带—暖温带过渡区三种森林类型土壤呼吸的影响引言亚热带—暖温带过渡区是地球上重要的生态过渡带之一，其生态系统对全球碳循环具有重要影响。

土壤呼吸作为生态系统中的重要碳排放过程，对碳循环具有重要的调控作用。

然而，由于人类活动的加剧以及全球气候变化的影响，亚热带—暖温带过渡区三种不同森林类型的土壤呼吸在碳输入变化下发生了一系列的变化。

一、亚热带—暖温带过渡区的三种森林类型亚热带—暖温带过渡区通常包括常绿阔叶林、针叶林和落叶阔叶林三种主要森林类型。

常绿阔叶林分布在过渡区的南部，气候温暖湿润，植被繁茂；针叶林分布在过渡区的北部，气候较寒冷，植被主要由针叶树种组成；落叶阔叶林处于这两者之间，气候适中，植被种类丰富。

这三种森林类型的土壤呼吸对碳循环具有不可忽视的影响。

二、碳输入变化对常绿阔叶林的影响在常绿阔叶林中，碳输入主要来自于降雨和植物凋落物。

一方面，较高的降雨量会增加土壤中潮湿度，促进土壤呼吸的进行。

然而，过量的降雨也会造成土壤水分过度饱和，导致缺氧状况，抑制土壤呼吸的进行。

另一方面，植物凋落物中的有机质是土壤呼吸的主要碳源，因此，凋落物量的变化会对土壤呼吸产生重要影响。

研究发现，由于气候变暖的影响，常绿阔叶林中的植物凋落物量呈逐渐减少的趋势，进而抑制了土壤呼吸的进行。

三、碳输入变化对针叶林的影响针叶林生长在较为寒冷的环境中，其土壤呼吸主要受到温度的影响。

研究表明，在气候变暖的情况下，针叶林的土壤呼吸呈现出增加的趋势。

温度升高导致土壤温度升高，激活了微生物的分解活动，进而增加了土壤呼吸的强度。

此外，温度升高还促进了植物的生长和养分的利用，进一步增加了碳输入，从而又反馈增加了土壤呼吸。

四、碳输入变化对落叶阔叶林的影响落叶阔叶林是亚热带—暖温带过渡区的典型植被类型，其土壤呼吸主要受到降雨和温度的共同影响。

研究发现，降雨量和温度变化对落叶阔叶林的土壤呼吸具有显著影响。

农学：土壤学考试答案

农学：土壤学考试答案

农学：土壤学考试答案1、名称（江南博哥）阳离子交换作用解析：土壤胶体上吸附的阳离子与周围溶液中的阳离子进行得等当量交换过程叫阳离子交换作用。

2、填空矿物按成因可分为（）、（）二大类。

解析：原生矿物；次生矿物3、判断反硝化过程是土壤N素的无效化过程之一。

答案：对4、问答试述不同质地的土壤的肥力特征？解析：（1）砂质土类①水粒间孔隙大，毛管作用弱，透水性强而保水性弱，水气易扩散，易干不易涝；②气大孔隙多，通气性好，一般不会累积还原物质；③热水少气多，温度容易上升，称为热性土，有利于早春作物播种；④肥养分含量少，保肥力弱，肥效快，肥劲猛，但不持久；⑤耕性松散易耕。

（2）粘质土类①水粒间孔隙小，毛管细而曲折，透水性差，易产生地表径流，保水抗旱力强，易涝不易旱；②气小孔隙多，通气性差，容易累积还原性物质；③热水多气少，热容量大，温度不易上升，称冷性土，对早春作物播种不利；④肥养分含量较丰富且保肥力强，肥效缓慢，稳而持久，有利于禾谷类作物生长，籽实饱满。

早春低温时，由于肥效缓慢易造成作物苗期缺素；⑤耕性耕性差，粘着难耕。

（3）壤质土类土壤性质兼具粘质土和砂质土的优点，而克服了它们的缺点。

耕性好，宜种广，对水分有回润能力，是较理想的质地类型。

5、名称 BS解析：盐基饱和度是指交换性盐基离子占阳离子交换量的百分率。

6、名称土壤容重解析：指单位体积自然土体（包含孔隙）的干重7、填空由土壤溶液中游离的氢离子所引起的酸度叫（），由土壤胶体所吸收的氢离子或铝离子所引起的酸度叫（）。

解析：土壤活性酸度；土壤潜在酸度8、填空 10.在中国温带东部湿润区，由北而南热量递增，土壤分布依次为：（）、（）、（）、（）、（）和（）。

——从“棕壤褐土、暗棕壤、黄壤、黄棕壤砖红壤，红壤”中选择。

解析：暗棕壤;棕壤褐土;黄棕壤;黄壤;红壤;砖红壤9、问答今有一容重为1.2g/cm3的紫色土，田间持水量为30%。

若初始含水量为10%，某日降雨30mm，若全部进入土壤（不考虑地表径流和蒸发），可使多深土层含水量达田间持水量？解析：单位厚度土层达田间持水量需水量=（0.3-0.1）×1.2=0.24（g/cm3）土层厚度h=30/0.24=125（mm）。

国内外土壤呼吸速率的研究进展

国内外土壤呼吸速率的研究进展

摘要对土壤呼吸过程机制的理解是明晰全球碳循环和气候变化正反馈过程的关键问题。

相对于其他陆地生态系统，由人类活动主导的城市化过程所驱动的剧烈环境变化下城市土壤呼吸研究案例还十分缺乏。

2012年7月至2012年12月、2013年4月至2013年7月，采用LI-COR-8100测定了：（1）不同类型、不同覆盖度（郁闭度）绿地群落土壤呼吸速率特征；（2）同一绿地群落，土壤呼吸速率的年变化、土壤呼吸速率的空间变异及其控制因素；（3）单株和两株树木，土壤呼吸速率的空间变化情况；结果表明：（1）各种林分在整个测定期间土壤呼吸速率的日动态变化均呈现“单峰”曲线,随温度的升高而升高,峰值出现在11:00-14:00,不同林分略有差异,与土壤温度趋势一致。

土壤呼吸速率与土壤温度日动态变化不明显，土壤呼吸速率与土壤温度，土壤含水量日动态变化最显著的是杨槐混交林，土壤温度、土壤含水量与土壤呼吸速率显著相关。

（2）土壤呼吸月动态变化,呈单峰曲线趋势,即在生长季旺盛的夏季，土壤呼吸速率最出现最高值,而在生长季初期和末期土壤呼吸速率最低,这与与温带地区的其他研究结果相一致。

（3）不同月份的土壤呼吸呈现一定的趋势。

8-11月，四个月份的土壤呼吸速率有显著差异，8-11月，四个月份的土壤温度之间有显著差异，土壤含水量的动态变化和土壤呼吸速率以及土壤温度的月度变化不太一样，其中，11月份的水分含量最高，而9月份的水分含量最低。

（4）单株和两株树木周围的土壤呼吸呈现单峰曲线，土壤呼吸速率在树木基部达到最大值，且最大值能高于其他样地土壤呼吸速率的1倍，随着与树木基部距离的增大而减小，在距离树木基部3m的地方出现土壤呼吸最低值，然后速率缓慢上升。

（5）土壤呼吸速率与土壤温度、土壤含水量、叶面积指数、根系生物量等有很高的相关性。

关键词：土壤呼吸；土壤温度；土壤含水量；林分结构；叶面积指数1.研究进展1.1国内外土壤呼吸速率的研究进展土壤呼吸的定义是没有经过干扰的土壤中，产生CO2气体的所有的代谢活动，根系呼吸和土壤微生物、土壤动物的异养呼吸是其主要部分。