森林土壤呼吸及其对全球变化的响应_杨玉盛
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全球环境变化对森林土壤呼吸的影响
张智婷;宋新章;高宝嘉
【期刊名称】《江西农业大学学报》
【年(卷),期】2009(031)002
【摘要】森林土壤呼吸是陆地植物固定CO2后又释放CO2返回大气的主要途径,是与全球变化密切相关的一个重要过程.较全面地综述全球变化条件下,全球变暖、CO2浓度上升、N沉降和森林采伐对土壤呼吸的影响.全球增温可能导致土壤向大气中释放更多的CO2,大气CO2浓度的上升将增加土壤中CO2的释放量,同时也将通过提高植被生产力促进土壤的碳吸存.在CO2浓度上升和全球变暖相互作用下,土壤是碳的净"源"还是"汇"尚不完全清楚.N沉降和森林采伐对森林土壤呼吸既有增强作用,也有抑制作用.综合来看,全球变化对森林土壤呼吸的作用仍有很大的不确定性.
【总页数】8页(P292-299)
【作者】张智婷;宋新章;高宝嘉
【作者单位】河北农业大学林学院,河北,保定,071001;浙江林学院国际生态研究中心,浙江,杭州,311300;河北农业大学林学院,河北,保定,071001
【正文语种】中文
【中图分类】S718.5
【相关文献】
1.增温对亚热带森林土壤呼吸变化的影响 [J], 白皓宇; 任柯颖
2.增温对亚热带森林土壤呼吸变化的影响 [J], 白皓宇; 任柯颖
3.采伐对森林土壤呼吸影响的研究进展 [J], 朱文见;张慧;王懿祥
4.采伐对森林土壤呼吸影响的研究进展 [J], 朱文见;张慧;王懿祥
5.氮添加对森林土壤呼吸的影响研究进展 [J], 张力元;邢亚娟
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抚育间伐对大兴安岭用材林生态经营的影响田军;毛波;朱玉杰;白永清【摘要】With the timber forest in the Daxing ’ an Mountains , we set eight test areas in the timber forest to carry out light , mid-dle and serious tending felling and used the grey system to make the comprehensive evaluation of biodiversity , soil fertility and soil respiration after tending felling .We built the best ecological management mode for the scientific management of tending felling.The middle tending with the intensity of 20.86%has the promoting effect on biodiversity , soil fertility and soil respiration , and is benefit for the growth of standing forest .%以大兴安岭用材林为研究对象,设置8个试验区,进行轻度、中度、重度抚育间伐;应用灰色关联,综合评价抚育间伐对林内生物多样性、土壤肥力以及土壤呼吸情况的影响,优化出大兴安岭用材林最佳的生态经营模式。
结果表明:抚育强度为20.86%的中等强度抚育方式,对林地生物多样性、土壤肥力、土壤呼吸情况有促进作用,有利于林分的生长。
【期刊名称】《东北林业大学学报》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】4页(P61-64)【关键词】抚育间伐;生物多样性;土壤肥力;土壤呼吸【作者】田军;毛波;朱玉杰;白永清【作者单位】大兴安岭地区营林局,加格达奇,165000;东北林业大学;东北林业大学;大兴安岭韩家园林业局【正文语种】中文【中图分类】S753.7;S718.5With the timber forest in the Daxing’an Mountains, we set eight te st areas in the timber forest to carry out light, middle and serious tending felling and used the grey system to make the comprehensive evaluation of biodiversity, soil fertility and soil respiration after tending felling. We built the best ecological management mode for the scientific management of tending felling. The middle tending with the intensity of 20.86% has the promoting effect on biodiversity, soil fertility and soil respiration, and is benefit for the growth of standing forest.抚育间伐,是人为干扰森林生态系统的一种生态经营模式;研究不同的抚育方式,是实现森林可持续经营不可或缺的[1-2]。
土壤增温对中亚热带杉木幼林土壤微生物群落结构和有效氮的影响陈岳民;高金涛;熊德成;袁萍;曾晓敏;谢锦升;杨玉盛【摘要】以中亚热带杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗为研究对象,设置埋设电缆以加热土壤增温(+5℃)的实验,研究了土壤理化性质、土壤有效氮和土壤微生物群落结构等对模拟全球变暖的短期响应.结果表明:1)增温1年后土壤硝态氮含量显著提高1.6倍;pH值、土壤有机碳、总氮和有效磷略有降低,但差异未达显著水平;土壤水分在增温之后明显减少.2)增温导致革兰氏阳性细菌(Gram-positive bacteria,G+)、革兰氏阴性细菌(Gram-positive bacteria,G-)、真菌(Fungi)、放线菌(ACT)和丛枝菌根真菌(AMF)的磷脂脂肪酸(PLFA)生物量均显著减少,G+∶G-在增温之后显著提高,而真菌与细菌比(F∶B)显著降低.3)冗余分析(RDA)显示,温度(T)、土壤含水量(SMC)和硝态氮是决定土壤微生物群落结构变化最重要的环境因子.研究表明,短期增温促进了土壤有机氮矿化,改变了微生物群落结构,细菌中G+相对于G-优势明显.中亚热带杉木人工林土壤有效氮和微生物群落对模拟全球变暖的反应敏感,但长期实验后二者如何变化仍未可知.因此,该区域在未来全球变暖背景下微生物群落和土壤有效养分的响应值得长期而深入的探讨.%Global warming have been causing a series of environmental problems,which attracts much attention of research workers,government agencies and the international society.With setting the underground cables to warming,we aim to study the responses of the soil microbial community structure and soil available nitrogen to the short-term simulated warming in young Chinese fir (Cunninghamia lanceolata) in Sanming,Fujian province in subtropical China.The results showed that:1) the shortterm warming didn't significantlychange soil organic carbon,total nitrogen and available phosphorus.2) PLFA biomass of G +,G-,Fungi,ACT,AMF,and G + ∶ G-significantly decreased by soil warming,while the ratio of F∶ B decreased significantly.3) The results of Redundancy analysis (RDA) showed that T,SMC,and nitrate nitrogen were the most important environmental factors determining the change of soil microbial community structure.The study indicated that the short-term warming promoted the mineralization of soil organic nitrogen,changed the microbial community structure,and G + became the dominant community.Soil available nitrogen and microbial communities of Chinese Fir Plantation in subtropical China are sensitive to the response of global warming,but the change of that in the long term is notknown.Therefore,the change of microbial communities and soil available nutrients under the background of global warming in the future is worth a long and deep study,in order to reveal the response and feedback mechanism of Chinese fir plantation to global climate change in subtropical China.【期刊名称】《亚热带资源与环境学报》【年(卷),期】2016(011)004【总页数】8页(P1-8)【关键词】增温;土壤有效氮;土壤微生物群落结构;冗余分析【作者】陈岳民;高金涛;熊德成;袁萍;曾晓敏;谢锦升;杨玉盛【作者单位】福建师范大学地理科学学院,福州350007;福建省湿润亚热带山地生态重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地,福州350007;福建师范大学地理科学学院,福州350007;福建省湿润亚热带山地生态重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地,福州350007;福建师范大学地理科学学院,福州350007;福建省湿润亚热带山地生态重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地,福州350007;福建师范大学地理科学学院,福州350007;福建师范大学地理科学学院,福州350007;福建师范大学地理科学学院,福州350007;福建省湿润亚热带山地生态重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地,福州350007;福建师范大学地理科学学院,福州350007;福建省湿润亚热带山地生态重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地,福州350007【正文语种】中文【中图分类】S154IPCC(2013)评估报告指出,几乎可以确定到本世纪末陆地会继续变暖,冷昼和冷夜会更少,而热昼和热夜会更多;多个气候模型预测到21世纪末全球平均地表温度将继续升高1.8~4.0 ℃[1]。
第24卷第3期2004年3月生 态 学 报ACT A ECOLOGICA SINICA V ol.24,N o.3M ar.,2004森林土壤呼吸及其对全球变化的响应杨玉盛1,董 彬2,谢锦升2,陈光水1,高 人1,李 灵2,王小国2,郭剑芬2(1.福建师范大学地理科学学院,福建福州 350007;2.福建农林大学林学院,福建南平 353001)基金项目:高等学校优秀青年教师教学科研奖励计划资助项目;福建省重大基础研究资助项目(2000F004)收稿日期:2003-11-20;修订日期:2004-02-15作者简介:杨玉盛(1964~),男,福建仙游人,博士,教授,主要从事亚热带常绿阔叶林C 、N 等元素循环的研究。
E-mail:ffcyys@pub lic.np Foundation item :T he T eaching an d Res earch Aw ard Prog ram for M OE P.R. C.(TRAPOYT )and th e Key Basic Res earch Project of Fujian Province (No.2000F004)Received date :2003-11-20;Accepted date :2004-03-15Biography :YANG Yu -S heng,Ph.D.Profes sor,rincipally engaged in study on C an d N cycling in sub tropical evergreen br oad-leaved fores ts.E-mail :ffcyys @public .npptt .fj .cn摘要:森林土壤呼吸是全球碳循环的重要流通途径之一,其动态变化将直接影响全球C 平衡。
森林土壤呼吸由自养呼吸和异养呼吸组成,不同森林类型、测定季节和测定方法等直接影响其所占比例。
中国亚热带森林转换对土壤呼吸动态及通量的影响杨玉盛;陈光水;王小国;谢锦升;高人;李震;金钊【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2005(025)007【摘要】通过用静态碱吸收法对中国亚热带福建三明格氏栲自然保护区内的格氏栲天然林和33年生的格氏栲人工林及杉木人工林的土壤呼吸进行为期2a的定位研究,结果表明,3种森林土壤呼吸速率季节变化均呈单峰曲线,最大值出现在5月至6月份,最小值出现在12月至翌年1月份.格氏栲天然林、格氏栲人工林和杉木人工林土壤呼吸速率一年中变化范围分别在403.47~1001.12 mg CO2 m-2h~、193.89~697.86 mg CO2 m2h-1和75.97~368.98 mg CO2 m-1h-1之间.2002年土壤呼吸速率主要受土壤温度影响,但在极端干旱的2003年则主要受土壤湿度的影响.双因素关系模型(R=aebTWc)拟合结果优于仅考虑土壤温度或土壤湿度的单因素关系模型,土壤温度和土壤湿度共同解释不同年份不同森林土壤呼吸速率季节变化的80%~96%.杉木林土壤呼吸对气候变化敏感性高于格氏栲天然林和人工林.格氏栲天然林、格氏栲人工林和杉木人工林土壤呼吸年通量分别为13.742、9.439和4.543 tC·hm-2·a-1,前者分别约是后二者的1.5倍和3.0倍.森林转换对土壤呼吸通量的影响可能与枯落物数量和质量、根系呼吸、土壤有机质数量和质量的变化有关.【总页数】7页(P1684-1690)【作者】杨玉盛;陈光水;王小国;谢锦升;高人;李震;金钊【作者单位】福建师范大学亚热带资源与环境省重点实验室,福建师范大学地理科学学院,福州,350007;福建师范大学亚热带资源与环境省重点实验室,福建师范大学地理科学学院,福州,350007;福建农林大学林学院,福州,350002;福建农林大学林学院,福州,350002;福建师范大学亚热带资源与环境省重点实验室,福建师范大学地理科学学院,福州,350007;福建农林大学林学院,福州,350002;福建农林大学林学院,福州,350002【正文语种】中文【中图分类】S718.55【相关文献】1.中亚热带森林转换对土壤可溶性有机质数量与光谱学特征的影响 [J], 刘翥;杨玉盛;朱锦懋;谢锦升;司友涛2.中亚热带森林转换对土壤磷积累的影响 [J], 曾晓敏;杨玉盛;高金涛;范跃新;袁萍;鲍勇;高颖;赵盼盼;司友涛;陈岳民3.亚热带森林转换对不同粒径土壤有机碳的影响 [J], 胡雪寒;刘娟;姜培坤;周国模;李永夫;吴家森4.亚热带森林转换对土壤有机碳、氮矿化的影响 [J], 曹善郅; 杨紫薇; 郑梅群; 王海波; 胡雪寒; 刘娟5.亚热带森林转换对土壤微生物呼吸及其熵值的影响 [J], 纪娇娇; 郑蔚; 杨智杰; 王全成; 熊德成; 胥超; 杨玉盛因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
土壤呼吸2001-杨昕-一个计算平均土壤呼吸速率和土壤碳密度的简单模型2002-彭少麟-全球变化条件下的土壤呼吸效应2003-陈全胜-水分对土壤呼吸的影响及机理2003-杨晶-土壤呼吸及其测定法2003-易志刚-森林生态系统中土壤呼吸研究进展2004-曹裕松-陆地生态系统土壤呼吸研究进展2004-马秀梅-土壤呼吸研究进展2004-杨清培-南亚热带森林群落演替过程中林下土壤的呼吸特征2004-杨玉盛-森林土壤呼吸及其对全球变化的响应2005-方燕鸿-武夷山不同海拔高度森林土壤呼吸初步研究2005-王传宽-北方森林土壤呼吸和木质残体分解释放出的CO_2通量2005-杨金艳-东北东部森林生态系统土壤碳贮量和碳通量2005-杨玉盛-中国亚热带森林转换对土壤呼吸动态及通量的影响2005-张东秋-土壤呼吸主要影响因素的研究进展2005-周小娟-陆地生态系统土壤呼吸_氮矿化对气候变暖的响应2006-常建国-锐齿栎林土壤呼吸对土壤水热变化的响应2006-侯琳-森林生态系统土壤呼吸研究进展2006-康博文-采用Li_6400_09土壤呼吸气室测量树干呼吸的方法改进2006-栾军伟-森林土壤呼吸研究进展2006-温洋-模拟硬覆盖对土壤呼吸及植物生长影响研究2007-陈宝玉-川西亚高山针叶林土壤呼吸速率与不同土层温度的关系2007-方精云-作为地下过程的土壤呼吸_我们理解了多少_2007-寇太记-测定方法和植物生长对土壤呼吸的影响2007-孙园园-土壤呼吸强度的影响因素及其研究进展2007-田汉勤-全球变化生态学:全球变化与陆地生态系统2007-王娓-冬季土壤呼吸_不可忽视的地气CO_2交换过程2007-徐小锋-气候变暖对陆地生态系统碳循环的影响2007-张霞-陆面模式中土壤呼吸的研究概况2008-陈光水-中国森林土壤呼吸模式2008-冯朝阳-华北山地不同植被类型土壤呼吸特征研究2008-韩广轩-中国农田生态系统土壤呼吸作用研究与展望2008-侯琳-秦岭火地塘林区油松_Pinustabulaeformis_林休眠期的土壤呼吸2008-刘洪升-土壤呼吸的温度敏感性2008-聂明华-城市草坪土壤呼吸冬季日动态特征研究2008-潘新丽-模拟增温对川西亚高山人工林土壤有机碳含量和土壤呼吸的影响2008-施政-武夷山不同海拔土壤呼吸及其主要调控因子2008-苏永红-土壤呼吸与测定方法研究进展2008-唐凯-土壤呼吸研究概述2008-唐燕飞-土壤呼吸对温度的敏感性研究综述2008-王光军-枫香_Liquidambarformosa_省略_hora_人工林土壤呼吸及其影2008-严俊霞-植被变化对土壤呼吸与土壤温度和水分关系的影响2008-杨刚-不同植被类型对土壤微生物量碳氮及土壤呼吸的影响2008-叶功富-木麻黄人工林土壤呼吸测定方法的比较分析2008-张丽华-干旱区荒漠生态系统的土壤呼吸2008-周广胜-土壤呼吸作用普适性评估模型构建的设想2009-高艳红-水热因子对沙漠地区土壤呼吸的影响2009-韩广轩-土壤呼吸作用时空动态变化及其影响机制研究与展望2009-黄玉梓-氮沉降对杉木人工林土壤呼吸与土壤纤维素酶活性的影响2009-孔雨光-苏北淤泥质海岸典型防护林地土壤呼吸及其温度敏感性2009-刘源月-亚热带典型森林生态系统土壤呼吸2009-卢华正-西双版纳热带季节雨林与橡胶林土壤呼吸的季节变化2009-孟春-5种人工林非主要生长季节土壤呼吸对土壤温度昼夜变化的响应2009-孟祥利-库布齐沙漠油蒿灌丛土壤呼吸速率时空变异特征研究2009-孙倩-上海典型城市草坪土壤呼吸特征2009-孙倩-上海典型植物群落冬季土壤呼吸特征及其影响因子2009-王凤文-亚热带3种森林植被类型土壤的呼吸特征(1)2009-王国兵-次生栎林与火炬松人工林土壤呼吸的季节变异及其主要影响因子2009-谢小赞-模拟酸雨胁迫对马尾松和杉木幼苗土壤呼吸的影响2009-闫立伟-不同植被土壤有机碳_微生物及土壤呼吸的变化特征2009-严俊霞-城市绿地土壤呼吸与土壤温度土壤水分的关系研究2009-严俊霞-小尺度范围内植被类型对土壤呼吸的影响2009-杨智杰-中亚热带山区不同土地利用方式土壤呼吸的日动态变化2009-张慧东-暖温带_中温带过渡区落叶松人工林土壤呼吸特征研究2009-张丽华-准噶尔盆地两种荒漠群落土壤呼吸速率对人工降水的响应2009-张义辉-陆地生态系统土壤呼吸研究进展2009-张智婷-全球环境变化对森林土壤呼吸的影响2009-周海莲-合肥市森林土壤呼吸特点及其影响因子2009-周萍-草地生态系统土壤呼吸及其影响因素研究进展2009-周涛-中国土壤呼吸温度敏感性空间格局的反演2010-鲍芳-中国草原土壤呼吸作用研究进展2010-丁访军-黔中喀斯特地区5种林型冬季土壤呼吸研究2010-杜紫贤-城市沿江芦苇湿地土壤呼吸动态及影响因子分析2010-冯育青-苏州太湖湖滨带土壤呼吸时空变异特征及其影响因子2010-付刚-草地土壤呼吸对全球变化的响应2010-耿绍波-国内应用LI_8100开路式土壤碳通量测量系统测量土壤呼吸研究进展2010-郭明英-不同刈割间隔对羊草草甸草原割草地土壤呼吸的影响2010-国庆喜-东北典型森林土壤呼吸的模拟_IBIS模型的局域化应用2010-何娜-压实对落叶松人工林夏季土壤呼吸日变化的影响2010-何娜-压实对土壤理化特性及土壤呼吸的影响研究进展2010-何伟静-土壤呼吸的酶促作用研究2010-侯琳-秦岭火地塘林区油松林土壤呼吸时空变异2010-江长胜-垦殖对沼泽湿地土壤呼吸速率的影响2010-姜艳-江西大岗山毛竹林土壤呼吸时空变异及模型模拟2010-姜艳-亚热带林分土壤呼吸及其与土壤温湿度关系的模型模拟2010-李雅红-西天目山毛竹林土壤呼吸特征及其影响因子2010-梁宇-长白山阔叶红松林退化生态系统的土壤呼吸作用2010-刘琪璟-长白山高山苔原季节性雪斑土壤呼吸对温度响应的模拟研究2010-刘琪璟-长白山高山苔原季节性雪斑土壤呼吸对温度响应的模拟研究2010-刘曦-东北东部森林土壤呼吸空间分布格局的模拟2010-刘源月-模拟酸雨对杉木幼苗_土壤复合体系土壤呼吸的短期效应2010-陆彬-小兴安岭4种原始红松林群落类型生长季土壤呼吸特征2010-孟春-非主要生长季节白桦人工林林隙内伐根对土壤呼吸速率的影响2010-屈冉-土壤微生物对不同植被类型土壤呼吸速率影响的研究2010-屈冉-土壤微生物和有机酸对土壤呼吸速率的影响2010-石兆勇-菌根真菌对土壤呼吸的影响2010-孙倩-上海典型城市草坪土壤呼吸特征2010-王凤文-北亚热带两种森林类型的土壤呼吸研究2010-王义东-土壤呼吸对降雨响应的研究进展2010-王永强-农田生态系统土壤呼吸文献综述2010-辛勤-中国亚热带森林土壤呼吸的基本特点2010-熊沛-岷江上游华山松林冬季土壤呼吸对模拟增温的短期响应2010-徐丽君-不同苜蓿品种人工草地土壤呼吸及对土气温度反应2010-闫美杰-土壤呼吸测定方法述评与展望2010-严俊霞-黄土高原地区柠条人工林土壤呼吸2010-杨阔-东北东部5种温带森林的春季土壤呼吸2010-易黎明-中国不同土地利用方式土壤呼吸及其气候影响因素2010-宇万太-下辽河平原不同生态系统土壤呼吸动态变化2010-张富存-UV_B辐射增强对大麦田土壤呼吸的影响2010-张鸽香-南京城市公园绿地不同植被类型土壤呼吸的变化2010-张容娟-土地利用对崇明岛围垦区土壤有机碳库和土壤呼吸的影响2010-张义辉-太原盆地土壤呼吸的空间异质性2010-张勇-臭氧浓度升高对冬小麦田土壤呼吸_硝化和反硝化作用的影响2010-张增信-北亚热带次生栎林和人工松林土壤呼吸日变化2010-赵哈林-沙漠化对沙地土壤呼吸的影响及其对环境变化的响应2011-郭明英-不同刈割年限天然草地土壤呼吸特性研究2011-郭明-浙江天童森林退化和受损对土壤呼吸的影响2011-韩天丰-中国南亚热带森林不同演替阶段土壤呼吸的分离量化2011-刘世荣-中国森林土壤碳储量与土壤碳过程研究进展2011-马骏-内蒙古农牧交错区不同土地利用方式下土壤呼吸速率及其温度敏感性变化2011-沈小帅-亚热带次生林土壤自养和异养呼吸研究2011-盛浩-树干枝呼吸作用对环境变化的响应2011-王丹-杉木生长及土壤特性对土壤呼吸速率的影响2011-向元彬-华西雨屏区不同密度巨桉人工林土壤呼吸特征2011-辛勤-中国亚热带森林土壤呼吸的基本特点2011-于贵瑞-区域尺度陆地生态系统碳收支及其循环过程研究进展2011-张国-土壤有机碳分组方法及其在农田生态系统研究中的应用2011-赵宁伟-土壤呼吸研究进展及其测定方法概述2011-周洪华-干旱区不同土地利用方式下土壤呼吸日变化差异及影响因素2011-周文嘉,石兆勇,王娓-中国东部亚热带森林土壤呼吸的时空格局。
杉木林取代杂木林后土壤微生物季节变化研究
杨玉盛;杨伦增
【期刊名称】《福建林学院学报》
【年(卷),期】1996(016)001
【摘要】通过对杂木林(山脊)及取代杂木林的杉木丰产林(山坡)土壤微生物数量及活性连续两年周期的研究,结果表明,杉木林和杂木林土壤微生物总数,细菌,真菌,放线菌数量及土壤呼吸作用强度,氨化作用,纤维素分解作用强度具有明显季节变化,夏季和春季土壤微生物数量和活性较大,秋季次之,冬季最低,土壤微生物季节变化与林木年生长发育规律相吻合,与山脊上保留杂木林相比,杉木林(山坡)土壤有机物转化和合成强度有一定程度下降。
【总页数】5页(P9-13)
【作者】杨玉盛;杨伦增
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】S791.270.2
【相关文献】
1.杉木林取代杂木林后土壤腐殖质组成及特性变化的研究 [J], 杨玉盛;杨伦增
2.杉木林取代杂木林后土壤结构特性变化的研究 [J], 林光耀;杨优其
3.杉木林取代杂木林后林分水源涵养功能差异的研究 [J], 杨玉盛
4.杉木林取代杂木林后群落物种组成变化 [J], 陈光水;谢锦升;何宗明;游水生;杨玉盛
5.阔叶幼林取代杉木林后的土壤肥力研究 [J], 李国平;薛立;冼干标;梁永强;谢腾芳;王相蛾
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持续性主动增温对中亚热带森林土壤呼吸影响研究初报陈仕东;刘小飞;熊德成;林伟盛;林成芳;谢麟;杨玉盛【摘要】本研究使用自主研发的PID主动增温控制系统和自动化土壤呼吸长期室来探讨持续性主动增温对中亚热带森林土壤总呼吸速率的影响.初步实验结果表明:1)增温样地平均增温幅度是4.93℃,与预设的5℃增温相差0.07℃,完全到达预期的效果.对照样地的温度变化越缓慢,实际增温幅度越接近预设值.2)增温对土壤总呼吸速率的影响具有“光敏性”,即增温提高了夜间的总呼吸速率,但有光照情况下土壤的总呼吸速率呈下降趋势.3)增温后土壤呼吸最大值出现的时间从18时提前到15时,随着增温时间的增加,每日土壤总呼吸速率的上升曲线越来越陡.4)随着增温时间的增加,夜间土壤总呼吸速率与土温的拟合曲线越来越接近指数关系, R2从增温前的0.60增加到0.93.5)增温后土壤总呼吸速率更不容易受到降水的阻滞,恢复速度更快.产生这些现象的可能原因在讨论部分已加以分析.%This study uses PID and automated soil respiration chamber to investigate effects of continu-ous active warming on total soil respiration rates in central sub-tropical forests .Preliminary experimen-tal results show as follows:1 ) Mean warming amplitude of warming plot amounts to4.93 ℃, 0.07 ℃lower than the default temperature 5℃, which fully reachthe desired effect .And the more slowly tem-perature of control plot changes , more less will be the difference .2 ) It seems that the above effects have light sensitivity , for in the night the warming raises total soil respiration rates but in the daytime not.3) After the warming, the time reaching maximum soil respiration rate changes from 18 pm to 15 pm.4) With the increase of warming time , the relationship between soilrespiration rate and soil tem-perature becomes closer to an exponential one .5) After warming, soil respiration rate is less suscepti-ble to the block of precipitation , with a faster restoring speed .The reasons for all above mentioned phenomena have been analyzed in the discussion section .【期刊名称】《亚热带资源与环境学报》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】8页(P1-8)【关键词】土壤增温;PID;土壤总呼吸速率【作者】陈仕东;刘小飞;熊德成;林伟盛;林成芳;谢麟;杨玉盛【作者单位】湿润亚热带生态地理过程省部共建教育部重点实验室,福州350007; 福建师范大学地理科学学院,福州350007;湿润亚热带生态地理过程省部共建教育部重点实验室,福州350007; 福建师范大学地理科学学院,福州350007;湿润亚热带生态地理过程省部共建教育部重点实验室,福州350007; 福建师范大学地理科学学院,福州350007;湿润亚热带生态地理过程省部共建教育部重点实验室,福州350007; 福建师范大学地理科学学院,福州350007;湿润亚热带生态地理过程省部共建教育部重点实验室,福州350007; 福建师范大学地理科学学院,福州350007;湿润亚热带生态地理过程省部共建教育部重点实验室,福州350007; 福建师范大学地理科学学院,福州350007;湿润亚热带生态地理过程省部共建教育部重点实验室,福州350007; 福建师范大学地理科学学院,福州350007【正文语种】中文【中图分类】S154.1地表增温会诱导几乎所有土壤CO2通量的增加[1],这可能会在陆地生态系统和大气之间产生一个强烈的正反馈作用[2],使全球变暖的情况更加恶化[3].由于IPCC(2007)[4]的气候耦合模型推断出全球变暖背景下高纬度地区增温幅度大于低纬度地区.所有绝大多数的增温实验都在中高纬度进行.据已发表的文献统计分析表明,在30°N以南的低纬度地区还几乎没有控制性的土壤主动增温实验[5],这限制了对全球变暖如何影响亚热带和热带生态系统的认识.中国东南部湿润亚热带地区的土壤往往高度风化、脱硅、富铁铝,并且呈现出很强的酸性[6],而且这个地区具有典型的季风气候,夏季高温多雨,冬季低温干燥,季节性的水热交替非常不稳定[7].Schuur等[8]认为全球变暖可能通过未知途径剧烈改变季节降水特征和相对的土壤流体力学特性.这可能对区域土壤碳氮循环产生严重影响,进而影响土壤呼吸通量及其对全球变暖的反馈作用.因此,进行长期持续性增温实验有助于获得更多的观测数据来进一步验证这种假设,为预测亚热带森林土壤温室气体排放,建立、改进和参数化过程模型以及进行尺度外推提供科学依据.1 材料与方法1.1 研究区概况试验地位于福建省三明市金丝湾森林公园陈大林业国有林场内(26°19'N,117°36'E),属中亚热带季风气候,多年平均气温20.1℃,多年平均降水量1 670 mm,降水多集中于3~8月份.样地基本情况见参考文献[11].1.2 试验方法增温小区面积2 m×2 m,设置2种处理 (增温、不增温).于2013年5月安装加热电缆,电缆安装时尽量不破坏原有地表植被.加热电缆功率是40 w/m,平行布设,间距是20 cm,并在最外围环绕1圈,保证样地增温的均匀性.对照样地和增温样地的温度探头布设在不同位置 (分别距离加热电缆2、4、6、8 cm),电缆安装完5个月后开始通电增温 (2013年10月).增温前1个月开始观测土壤呼吸(2013年9月),研究初期暂时只观测增温样地土壤呼吸的动态.观测频率是每10 min 1次,开关气室动作1 min,监测通量数据2 min,打开气室7 min.每日采集144个土壤总呼吸速率数据.1.2.1 自主研发PID土壤主动增温控制系统该系统由5级结构组成:1.传感器采集单元;2.采集器到服务器TCP/IP传输单元;3.服务器后台数据库数据交换单元;4.温度PID(比例 (proportion)、积分(integral)、微分 (derivative))控制单元;5.独立温度监测单元 (图1).温度传感器采用1/3DIN级德国JUMO进口PT1000温度探头,配合16位的A/D采集模块,分辨率在0.01℃,精度可达0.1℃,各传感器的一致性经过仔细校正.土壤含水量传感器使用EC-5(Decagon,美国),精度在2%.对照样地采集的数据通过网线传输至服务器,服务器后台MySQL数据库对采集的数据进行存储和计算,并把结果传输到增温样地进行PID控制.此外还设置了独立运行的温度监控系统,该系统起到看门狗 (WatchDog)的作用.系统每10 s采集交换一次数据,保证PID系统反馈的实时性.1.2.2 自动化土壤呼吸长期室核心采用美国PPSystem公司的图1 PID土壤主动增温控制系统Figure1 Soil active PID temperature control systemSBA-5红外CO2分析模块,气室开关执行单元使用双路步进电机,分别执行旋转和上下动作.步进电机启动原点传感器使用密封防水的欧姆龙微动开关.为了尽量不扰动土壤气体交换,步进电机动作设置10级变速,在开关盖时降低速度,避免瞬间产生气压增大和减少的情况.1.2.3 数据分析采用SPSS 17.0的ANOVA检验各处理间的显著性差异,采用Spearman秩相关来分析相同条件下土壤呼吸与土温之间的相关性,采用Excel 2003拟合土壤呼吸和土温的指数回归方程.2 结果与分析2.1 模拟持续增温效果及实际增温幅度最近的192 h内对照样地10 cm深度土温变化范围是16.37~5.45℃,增温样地的范围是20.55~10.54℃,平均增温幅度是4.93℃,与预设的5℃增温相差0.07℃,完全到达预期的效果 (图2).增温样地温度最高、最低出现的时间较对照组均存在大约1 h的延迟.从实际增温幅度曲线可以看出在土温迅速上升阶段增温幅度下降,最小值为3.83℃,一般在4℃左右.从16—18时到第2天8—9时这段时间,增温幅度在5℃上下0.5℃范围内波动 (PID控制系统开始介入),增温幅度曲线接近直线.此外,2013年11月27日是雨天,气温日较差较小,增温样地的增温幅度更接近预设值,最小增温幅度是4.47℃.可见对照样地的温度变化越缓慢,实际增温幅度越接近预设值.图2 192 h对照和增温样地实测温度及增温幅度/℃Figure2 192 h measured temperature and increased temperature range of control and warming plots2.2 增温样地温度均匀度分析许多主动增温实验往往把温度探头布置在2条加热电缆正中间,有研究认为中间位置的温度能代表样地整体温度的平均值[12].但本研究在距离电缆不同位置布设探头的实验结果表明 (图3),即使使用精确的PID控制系统,样地不同位置温度相差最大值达1.15℃.对照样地温度标准差平均值是0.36℃,增温样地平均值是0.35℃,二者十分接近.但在每日9—18时这段时间,增温样地的温度均匀度显然不如对照样地,比对照样地温度标准差平均值高0.6℃左右;在每日18时以后增温样地温度均匀度上升,与对照样地温度标准差相差在0.2℃内.和增温幅度的规律一样,在11月27日增温样地的温度标准差最大值为0.23℃,远小于晴天的标准差.表明对照样地温度变化越缓慢,增温样地温度越均匀.2.3 增温前、后1个月土壤总呼吸速率的日动态变化分析如图4所示,增温前后土壤总呼吸速率均呈现单大峰多簇小峰型.增温前1个月(图4A)土壤总呼吸速率的最高值是2.84 μmol·m-2·s-1,出现在17—18时;在8时和14时处存在2个排放小峰.刚开始增温时 (图4B)土壤总呼吸速率最高值为1.87 μmol·m-2·s-1,出现的时间提前到15时;在上午10—12时出现一簇排放小峰.增温1个月后 (图4C)土壤总呼吸速率最高值为1.98 μmol·m-2·s-1,出现的时间也为15时,且在15时处有2个并列的峰,在上午10—12时也出现一簇排放小峰.图3 192 h对照和增温样地不同位置温度探头读数标准差/℃Figure3 192 h STDof probe temperature readings of control and warming plots图4 增温前、后1个月土壤总呼吸速率日动态Figure4 Dynamics of soil respiration rate a month before and after the warming experiment增温前1个月 (9月)土温平均值是26℃,刚开始增温时 (10月)土温平均值降为19.87℃ (对照样地温度14.25℃),增温1个月后 (11月)土温平均值为12.93℃ (对照样地土温7.6℃).这导致土壤总呼吸速率平均值随之下降,分别是2.21±0.41、1.58±0.14和1.44±0.21 μmol·m-2·s-1,三者差异显著 (P<0.01),但温度敏感性指标Q10值从增温前1个月的6.4降为增温1个月后的1.4,表明增温对土壤总呼吸速率的促进作用,延缓了随外界温度降低导致的土壤总呼吸速率的降低速度.此外,增温对土壤总呼吸速率的昼夜比重影响很大 (图5).增温前1个月和刚开始增温时土壤夜间的总呼吸速率和白天的总呼吸速率没有显著差异,但增温1个月后,夜间总呼吸速率的比重提高,与白天的总呼吸速率形成显著性差异(P<0.05),表明增温在有光照情况下会减少土壤的总呼吸速率,夜晚无光照情况下会增加土壤的总呼吸速率率,总体来讲对夜间土壤总呼吸速率的影响更大.2.4 增温前、后土壤呼吸与土温相关性分析土温与土壤总呼吸速率的相关关系昼夜差异明显 (图6).3个不同时期土壤总呼吸速率在白天与土温的相关性均不大,说明增温对白天土壤总呼吸速率的影响很小,或是还存在其他的影响因素干扰了增温与白天土壤总呼吸速率的相关性.但有趣的是夜间土温与土壤总呼吸速率的关系,增温前后均有极显著相关 (P<0.01).而且随着增温的继续,夜间土壤总呼吸速率与土温的拟合曲线越来越接近指数关系,R2从增温前的0.6一直增加到0.93.事实上,从图6可以看出增温前夜间的总呼吸速率曲线有个上升和下降阶段,呈弧形.增温后夜间的总呼吸速率曲线曲率越来越小,越来越陡,表明随着增温的进行,夜间增温系统对土壤总呼吸速率的影响随时间不断提高,特别是在外界温度很低的情况下.图5 增温前、后1个月土壤总呼吸速率昼夜对比Figure5 Comparisons of soil respiration rate between day and night a month before and after the warming experiment图6 增温前、后土壤总呼吸速率与土温相关性Figure6 Correlation between soil temperature and soil respiration rate before and after the warming experiment注:A—9月29日 (昼);B—10月26日 (夜);C—11月25日 (昼);D—9月29日 (夜);E—10月26日 (昼);F—11月25日 (夜).2.5 增温前、后降水对土壤总呼吸速率动态的影响如图7所示,9月25日22时和11月27日12时分别监测到一场降水.图7(A)中,降水前土壤总呼吸速率为3.69 μmol·m-2·s-1,降水后总呼吸速率立即下降到0.45 μmol·m-2·s-1,此时的土壤体积含水量为29.39%.1 h后土壤总呼吸速率有个小的反弹峰值,为1.19 μmol·m-2·s-1.而后继续回落到0.28μmol·m-2·s-1,并持续保持在低位33 h,期间土壤总呼吸速率在0.42~0.95μmol·m-2·s-1之间波动.33 h后,土壤总呼吸速率开始回升,此时的土壤体积含水量为29.04%.但是直到68 h后,土壤总呼吸速率才恢复到降水前的状态.图7(B)中,降水前土壤总呼吸速率为1.41 μmol·m-2·s-1,降水后总呼吸速率也迅速降为0.44 μmol·m-2·s-1,但此后的土壤总呼吸速率的反弹峰很多,分别在降水后的2 h、4 h、6 h、9 h.降水后10 h土壤总呼吸速率开始回升,此时土壤的体积含水量为26.3%,在此后的15 h保持在0.95 μmol·m-2·s-1附近.33 h 后土壤总呼吸速率完全恢复,并在2 h 后继续上升到1.54 μmol·m-2·s -1.表明增温后土壤总呼吸速率更不容易受到降水的阻滞,恢复速度更快,可能和增温后植物和微生物的活性提高以及增温改变土壤水分保持状态有关.图7 增温前、后降水对土壤总呼吸速率的影响Figure7 Effects of precipitation on soil respiration rate before and after the warming experiment注:A—增温前1个月;B—增温后1个月.3 讨论3.1 森林生态系统持续性主动增温方案的选择和设计思路生态系统增温研究方法可归为2类:主动式增温和被动式增温,主动增温方法包括土壤加热管道和电缆、红外辐射器 (Infrared radiator)和主动静态箱.被动增温方法包括夜间红外线反射器 (Infrared reflector)保温、温室 (Greenhouse)和开顶箱(Open top chamber)增温,为了研究持续增温对生态系统造成的影响,必须使用主动增温的方法[5].由于森林生态系统中比较密集的植被层会削弱红外辐射器对土壤增温的效果,而且红外辐射器所能覆盖的面积有限,因此在森林生态系统中的应用受到限制[10].电缆增温使用基于计算机自动化调节的控制系统,可以稳定地使土壤温度提高到设定值[11],因此被森林生态系统增温实验广泛采用(如:Melillo等[12]).目前本研究正在开展的主动增温实验采用电缆增温,结合自主设计的PID温度跟踪算法,可以准确的实现“温度平移”,避免了持续非控制性增温带来的“温度胁迫”现象对实验结果的干扰.这种技术应用于森林土壤增温研究在国内尚属首次.该系统及其实验结果得到国际增温方案专家F.P.Bowles的高度肯定.3.2 持续性主动增温和降水对亚热带森林土壤总呼吸速率影响的初步探讨土壤的总呼吸速率包括了异养微生物降解有机物过程中的呼吸和植物自养呼吸[13].Kuzyakov[14]认为土壤呼吸速率非常容易受到各种外界高度可变的环境因素的影响,比如土壤的物理属性和生物地球化学循环过程.普遍认为土壤温度是控制土壤总呼吸速率的主要因素[2].但是由于受到土壤中其他环境因子的制约,使其对土壤生物化学过程的影响变得非常复杂.本实验初步结论表明增温对土壤总呼吸速率的影响具有“光敏性”,即增温1个月后,夜间总呼吸速率提高,而在白天有光照情况下土壤的总呼吸速率下降,这使人联想到光合作用的影响.Schindlbacher等[15]的研究表明,短期增温对土壤呼吸的影响可能主要通过改变植物群落和地上部分生物量来实现,而不是通过改变微生物群落组成,使之有利于嗜热微生物的生长.已有许多研究发现增温后土壤的微生物生物量并没有增加[16-17],所以本实验增温初期可能迅速提高了植物的生长活性,提高了光合作用的效率,导致白天土壤总呼吸速率越来越低.但在夜晚无光照条件下,植物和土壤异养微生物的呼吸速率因为温度升高导致的呼吸代谢率上升而升高[18].此外,增温后土壤呼吸的最大值出现时间从18时提前到15时,土壤总呼吸速率的上升曲线随增温时间增加越来越陡的原因也可能与地表植物光合作用的特性改变有关.增温后可能导致植物光合作用的“光饱和点”发生变化,可能更倾向于强光环境.在强光下光合作用效率提高,但在光强低于某一“阈值”后效率便迅速下降,每日的15时左右可能是这个阈值出现的时间.而增温前的土壤总呼吸速率在15时后还在缓慢增加直至日落.此外,本研究还发现增温后土壤总呼吸速率更不容易受到降水的阻滞,恢复速度更快.Schuur等[8]认为,土壤CO2通量十分依赖于土壤含水量和地下水位,因为这些因素控制着土壤中微生物代谢活动的氧化作用以及产生的气体在土壤层中扩散的速度.土壤渍水会诱导形成厌氧环境,这会减少CO2产生和释放[19].增温处理可能改变了土壤水分的保持状态,除了蒸发量增加[20]外,还可能在土壤层中形成许多毛细管道,加强了土壤水分和气体的运移.但这容易破坏土壤中的厌氧环境.由于土壤的异质化本身就同时存在许多厌氧和好氧的微区[21],增温可能使得好氧区域扩大,增加了土壤有机质与氧气的接触,造成土壤矿化作用的增加,特别是在土壤表层,容易降解的有机质数量居多.有研究表明兼气性革兰氏阴性菌能在容易降解的基质中生长迅速[22].Keiblinger等[23],认为在添加同样基质的情况下,真菌能比细菌形成更多的生物量,利用有机物基质更加高效;细菌的生长速率更快但生物量产生率更低,更多的能量用于呼吸代谢,释放更多的CO2量.志谢:感谢Francis P.Bowles博士 (美国农业部林务局高级咨询专家)对本课题组增温实验的指导和肯定.参考文献(References):【相关文献】[1] Fouche J,Keller C,Allard M,et al.Increased CO2fluxes under warming tests and soil solution chemistry in Histic and Turbic Cryosols,Salluit,Nunavik,Canada[J].Soil Biology and Biochemistry,2014,68:185-199.[2] Davidson E A,Janssens I A.Temperature sensitivity of soil carbon decomposition and feedbacks to climate change[J].Nature,2006,440:165-173.[3]Carney K M,Hungate B A,Drake B G,et al.Altered soil microbial community at elevated CO2leads to loss of soil carbon[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2007,104(12):4990-4995.[4] IPCC.Climate Change 2007:The Physical Science Basis.Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change[R].Cambridge University Press,Cambridge,United Kingdom and New York,NY,USA,2007:996.[5]Aronson E L,McNulty S G.Appropriate experimental ecosystem warming methods by ecosystem,objective,and 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短期寒潮天气对福州市绿地土壤呼吸及组分的影响李熙波;曾文静;李金全;黄向华;钟羡芳;杨玉盛【摘要】城市生态系统土壤呼吸在区域乃至国家尺度上的碳预算与碳循环中都具有重要地位,研究突发天气下城市生态系统土壤呼吸及其组分的变化对准确估算城市土壤碳排放具有重要意义.以亚热带城市草坪(沟叶结缕草,Zoysia matrell)和片林(南洋杉,Araucaria heterophylla)为研究对象,于2011年2月10日至19日通过监测一次突发短期降温天气前后土壤呼吸及其组分(微生物呼吸和根系呼吸)的动态变化,探讨了短期低温天气对城市生态系统土壤呼吸的影响.结果表明:在突发寒潮天气发生后,片林和草坪的土壤温度均显著降低,降温幅度最大分别达7.4℃和5.5℃,二者的土壤呼吸均因降温而骤降,降低比例分别高达79.4%和71.2%.但土壤呼吸及组分也随期间的降水事件而呈现出明显波动.整个观测期间片林土壤呼吸、微生物呼吸与根系呼吸的日均值分别2.54 μmol·m2·s-1 、0.76 μmol·m2·s-1和1.78 μmol·m2·s-1,而在草坪中三者分别为1.07 μmol·m2·s-1、0.83 μmol·m2·s-1和0.24μmol·m2·s-1.土壤温度是控制降温过程中城市绿地土壤呼吸及其组分的关键限制因子并与之呈指数正相关关系,但由于冠层结构简单、耐寒性较低,草坪对温度变化的响应更加敏感.在短期降温中草坪土壤呼吸、微生物呼吸与根系呼吸的Q10.值明显提高,分别高达4.18、8.17和18.17.受降水与降温的共同影响,草坪与片林各土壤呼吸类型同时受土壤温度、土壤含水量与降水量的控制,由这3个因子构成的多元回归模型可以较好地拟合各呼吸类型的日均值变化(R2>0.55).【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2011(031)019【总页数】11页(P5728-5738)【关键词】寒潮;土壤呼吸;微生物呼吸;根系呼吸;城市片林;城市草坪【作者】李熙波;曾文静;李金全;黄向华;钟羡芳;杨玉盛【作者单位】湿润亚热带山地生态省部共建国家重点实验室培育基地,福州,350007;福建师范大学地理科学学院,福州,350007;湿润亚热带山地生态省部共建国家重点实验室培育基地,福州,350007;福建师范大学地理科学学院,福州,350007;湿润亚热带山地生态省部共建国家重点实验室培育基地,福州,350007;福建师范大学地理科学学院,福州,350007;湿润亚热带山地生态省部共建国家重点实验室培育基地,福州,350007;福建师范大学地理科学学院,福州,350007;湿润亚热带山地生态省部共建国家重点实验室培育基地,福州,350007;福建师范大学地理科学学院,福州,350007;湿润亚热带山地生态省部共建国家重点实验室培育基地,福州,350007;福建师范大学地理科学学院,福州,350007【正文语种】中文土壤呼吸是陆地生态系统碳循环中的关键过程,其每年向大气释放的CO2高达68—80 Pg,是全球化石燃料燃烧CO2释放量的10倍以上[1-2],微小的变化也会对大气CO2浓度和全球碳过程产生巨大影响。
第24卷第3期2004年3月生 态 学 报ACT A ECOLOGICA SINICA V ol.24,N o.3M ar.,2004森林土壤呼吸及其对全球变化的响应杨玉盛1,董 彬2,谢锦升2,陈光水1,高 人1,李 灵2,王小国2,郭剑芬2(1.福建师范大学地理科学学院,福建福州 350007;2.福建农林大学林学院,福建南平 353001)基金项目:高等学校优秀青年教师教学科研奖励计划资助项目;福建省重大基础研究资助项目(2000F004)收稿日期:2003-11-20;修订日期:2004-02-15作者简介:杨玉盛(1964~),男,福建仙游人,博士,教授,主要从事亚热带常绿阔叶林C 、N 等元素循环的研究。
E-mail:ffcyys@pub lic.np Foundation item :T he T eaching an d Res earch Aw ard Prog ram for M OE P.R. C.(TRAPOYT )and th e Key Basic Res earch Project of Fujian Province (No.2000F004)Received date :2003-11-20;Accepted date :2004-03-15Biography :YANG Yu -S heng,Ph.D.Profes sor,rincipally engaged in study on C an d N cycling in sub tropical evergreen br oad-leaved fores ts.E-mail :ffcyys @public .npptt .fj .cn摘要:森林土壤呼吸是全球碳循环的重要流通途径之一,其动态变化将直接影响全球C 平衡。
森林土壤呼吸由自养呼吸和异养呼吸组成,不同森林类型、测定季节和测定方法等直接影响其所占比例。
土壤温度和湿度是影响森林土壤呼吸的最主要因素,共同解释了森林土壤呼吸变化的大部分。
因树种组成、生产力和枯落物数量等不同而使不同森林类型土壤呼吸速率表现出明显差异。
采伐对森林土壤呼吸的影响结果有增加、降低或无影响,因采伐方式、森林类型、采伐迹地上植被恢复进程和气候条件等而异。
火烧一般导致土壤呼吸速率降低。
因肥料种类、施用剂量和立地条件不同,施肥对森林土壤呼吸的影响出现增加、降低或无影响等不同结果。
大气CO 2浓度升高和升温均可促进森林土壤呼吸。
N 沉降有可能刺激了土壤呼吸,而酸沉降则可能降低了土壤呼吸。
臭氧浓度和U V -B 辐射强度亦会在一定程度上影响森林土壤呼吸。
但目前全球变化对森林土壤呼吸的综合影响尚不清楚,深入探讨森林土壤呼吸的调控因素及其对全球变化和营林措施的响应等仍是今后努力的主要方向。
关键词:森林土壤呼吸;全球变化;碳循环;影响因素Soil respiration of forest ecosystems and its respondence to global changeYANG Yu -Sheng 1,DONG Bin 2,XIE Jin -Sheng 2,CHEN Guang -Shui 1,GAO Ren 1,LI Ling 2,WAN GXiao-Guo 2,GU O Jian-Fen 2 (1.College of Geogr ap hy S cience ,Fuj ian N or mal Unive rsity ,F uz hou 350007,China ; 2.College of Forestry ,Fuj ian A gr icultur e and F or estry Univ ersity ,N anp ing 353001,China ).Acta Ecologica Sinica ,2004,24(3):583~591.Abstract :Soil r espir ation in for est ecosystems is o ne of the major pat hway s of C flux in the g lo bal C cy cle,seco nd only t o the gr o ss prim ary pr oductivity ,a nd is markablely a ffect ed by the global chang e .T he rev iew summar ized t he im po rta nt r ole of for est soil r espir ation in g lo bal car bo n cy cle ,its components ,its co ntro lling factor s ,and its r esponse to the global chang e .Fo r est so il r espirat ion is the sum of heter otr ophic (micr obes ,so il fauna )and a uto tr ophic (r oo t )r espir atio n .T he contr ibutio n o f each g r oup needs to be under st oo d to evaluate the implicatio ns o f env ir onmental chang es o n so il car bon cycling and car bon sequestrat ion .T here is a larg e var iation in t he r elat ive contr ibutio ns of auto tr ophic and heter ot ro phic r espir ation to to tal so il CO 2efflux ,and t he est imated contr ibutio ns fr om ro ot respir atio n rang e fro m 10%to as hig h as 90%.Some o f this var iat ion may co me fr om differ ences in methodolog y a nd fro m differences in for est and so il types .T he cr itical facto rs influencing for est so il r espirat ion include soil temperatur e ,soil moistur e ,for est t ypes (subst rate qualit y ,net eco system pro ductiv ity ,t he r elat ive allocatio n o f N PP abo ve -and below g ro und )and for est management (land -use and /or dist ur bance reg imes ,fert ilizatio n ).T he temperat ur e effect is alw ay s described as an ex ponent ial function .T he effect o f soil mo isture ,in contr ast,has been descr ibed by numer ous equations including linear ,log arithmic,quadr atic,and parabo lic functio ns.Soil respir atio n is frequent ly max imized when soil is at an inter mediate w ater co ntent.So il temperatur e and so il humidity t og ether ex plain a larg e par t of var iat ions in so il r espirat ion.F or est types m ay affect so il r espirat ion by influencing the soil micr oclimate and str uctur e,the quant ity and quality of substr ate,and the o ver all ra te o f ro ot r espiration.A t the global scale,soilrespir atio n rat es in fo rests ar e co rr elated positiv ely with lit terfa ll rat es .Despite this complex ar ray of facto rs that affect fo rest soil r espir ation ,soil r espirat ion is ty pically mo deled either as a simple Q 10function or as a st ep r elat ionship based on temperat ur e r esponse curv es .Harv est cutting co uld stimulate,suppr ess,or sho w no effect on soil r espirat ion,depending on harv est metho ds,fo rest ty pes,speed o f reg ener ation and climate conditio ns.Slash bur ning usually decr ease so il r espiration rate.Fer tilizatio n might enha nce,reduce o r show no effects o n so il r espirat ion,depending on fer tilizer t ypes,loading levels and site co ndit ions.T he elevated atmospheric CO 2co uld incr ease the eflux of CO 2fr o m so ils,w hile simultaneously leav ing a g rea ter sto re capacity o f car bo n in the so il.Rising t emper atur e increases the eflux of CO 2fr om soils w ith a net r elease o f soil car bon and,thus,w ill fur ther global war ming.N it ro gen depo sitio n may pr omo te the sequestr ation of car bon in veg etatio n and so ils.T he integ rat ed effects of t hese g lo bal changes is unkno wn y et,but it seems unlikely to mitig ate the rise o f atmo spheric CO 2in this cent ur y thr ough a lar ge incr ease in the so il car bo n poo l.O zone co ncentr atio n and r adiant intensit y of U V -B could someho w influnce soil r espir ation directly o r indir ectly.Despite intensive r esearches in r ecent y ears,t here still need so me effo rt s befor e we can make an under standing of the inter actio ns between g lo bal changes and for est soil r espir ation:(1)developing appr opriate met ho ds fo r separ ating var io us components o f so il r espir ation;(2)implementing lo ng -t erm in sit u r esear ch o n the effects of ant hro pic disturbance ,par ticula rly those o f intensive disturbances (e.g.clearcutting ,fire);(3)under standing mecha nism s o n r espo nses of fo rest so il r espirat ion to glo bal chang es in different clim atic zo ne ;(4)dev elo ping techniques for the data to scale up fr om a small chambers to a stand or ecosystem lev el,and even t o a reg io nal or g lo ba l lev el;and (5)establishing a g lo bal resear ch netwo r k on for est soil respir atio n and perfecting the g lo bal CO 2FL U X web.Key words :for est soil r espir ation;g lo bal change ;carbon cycle;effect facto rs文章编号:1000-0933(2004)03-0583-09 中图分类号:Q143 文献标识码:A 随着全球变化逐渐成为公众和科学界关注的热点,CO 2作为一种重要的温室气体,其源、汇及通量的精确测定受到格外重视。