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植物生态学报 2007年第3期31卷 394-402页

作者：王娓汪涛彭书时方精云北京大学环境学院生态学系北京100871

冬季土壤呼吸是生态系统释放CO2的极为重要的组成部分,并显著地影响着碳收支。然而,过去绝大多数工作集中在生长季节土壤呼吸的测定,对年土壤呼吸量的估算大多基于冬季土壤呼吸为零的假设。目前为数不多的研究集中在极地苔原和亚高山,... 详细信息

冬季土壤呼吸是生态系统释放CO2的极为重要的组成部分,并显著地影响着碳收支。然而,过去绝大多数工作集中在生长季节土壤呼吸的测定,对年土壤呼吸量的估算大多基于冬季土壤呼吸为零的假设。目前为数不多的研究集中在极地苔原和亚高山,其它植被类型的研究只有零星报道。极地苔原和森林冬季土壤呼吸速率分别为0.002～1.359和0.22～0.67μmolC·m-2·s-1;土壤呼吸的CO2释放量分别为0.55～26.37和22.4～152.0gC·m-2,是地气CO2交换过程中不可忽视的环节。雪是土壤呼吸过程的重要调节者,积雪厚度和覆盖时间的长短均会影响土壤呼吸的强弱;水分的可获取性是重要的限制因素;对于维持活跃的土壤呼吸有一个关键的土壤温度临界值(-7～-5℃),低于这个值会因自由水的缺乏而抑制异养微生物的呼吸。如果存在绝缘的积雪层,可溶性碳底物在自由水存在的情况下可控制异养微生物的活力。该文对冬季土壤呼吸的重要性、研究方法、土壤呼吸强度及其影响机制等进行了综述,并讨论了冬季土壤呼吸研究中存在的问题及未来研究方向。

关键词：冬季土壤呼吸碳收支雪冻原森林

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岷江上游华山松林冬季土壤呼吸对模拟增温的短期响应

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植物生态学报 2010年第12期34卷 1369-1376页

作者：熊沛徐振锋林波刘庆中国科学院成都生物研究所成都610041 中国科学院研究生院北京100049

冬季的土壤呼吸是生态系统呼吸的重要组成部分,对气候变化的响应可能更为敏感。该文采用红外辐射加热器模拟土壤增温,研究了岷江上游华山松(Pinus armandii)人工林冬季的土壤呼吸、微生物生物量及无机氮库对模拟增温的响应。结果表明:... 详细信息

冬季的土壤呼吸是生态系统呼吸的重要组成部分,对气候变化的响应可能更为敏感。该文采用红外辐射加热器模拟土壤增温,研究了岷江上游华山松(Pinus armandii)人工林冬季的土壤呼吸、微生物生物量及无机氮库对模拟增温的响应。结果表明:在冬季(2009年11月–翌年3月),模拟增温往往能显著提高土壤呼吸速率,平均增幅达31.4%;同样模拟增温使土壤微生物生物量碳、氮分别增加23.2%和22.7%,而对微生物生物量碳氮比没有影响,温度升高显著促进了微生物的生长,但没有改变微生物的群落结构;增温样地土壤的NO3–-N和NH4+-N浓度较对照分别增加了38.5%和12.3%,增温显著提高了土壤的可溶性无机氮含量。综上所述,该区针叶林冬季土壤呼吸、微生物生长和养分矿化对未来气候变暖非常敏感。

关键词：模拟增温无机氮土壤微生物生物量华山松林冬季土壤呼吸

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川西亚高山云杉林冬季土壤呼吸对雪被去除的短期响应

川西亚高山云杉林冬季土壤呼吸对雪被去除的短期响应

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作者：杨开军四川农业大学

学位级别：硕士

随着全球气候变暖,冬季温度升高和季节性雪被减少变得尤为明显,将对冬季土壤呼吸和地下碳循环过程造成显著影响。川西亚高山森林是全球变暖的敏感区域,对气候变化响应敏感,研究该区域冬季土壤呼吸对全球变暖的响应变得尤为重要。鉴于此... 详细信息

随着全球气候变暖,冬季温度升高和季节性雪被减少变得尤为明显,将对冬季土壤呼吸和地下碳循环过程造成显著影响。川西亚高山森林是全球变暖的敏感区域,对气候变化响应敏感,研究该区域冬季土壤呼吸对全球变暖的响应变得尤为重要。鉴于此,本实验于2015年10月中旬在川西亚高山云杉人工林内搭建遮雪棚去除整个冬季降雪,研究一个冬季周期雪被去除对川西亚高山云杉林冬季土壤呼吸和冬季不同关键时期(雪被形成初期(ESC),深雪被期(DSC)和雪被融化期(SCM))土壤活性碳组分的影响。研究结果表明:(1)整个冬季雪被平均厚度为17.2 cm,在2016年2月达到最大值(40.1 cm)。雪被对土壤具有明显的隔热效应,夜间隔热效应优于昼间。与对照组相比,雪被去除降低了各土壤深度温度,显著增加了表层和5 cm冻融循环频度。相关性结果表明,雪被与冻融循环显著负相关,与土壤温度和土壤含水率显著正相关。当土壤温度介于-0.5℃.5℃时,土壤含水率波动最为剧烈。(2)雪被去除对不同土壤活性有机碳组分影响不同。重复测量方差结果表明,时间效应对土壤颗粒有机碳含量(POC)影响显著,对易矿化有机碳速率(EMC)不显著,但EMC和POC呈轻微增加趋势。雪被效应和时间雪被交互作用对EMC和POC均无显著影响,但各时期雪被去除EMC明显低于对照组。土壤轻组有机碳(LFOC)含量在冬季呈减少趋势,这可能是冬季LFOC受微生物持续分解消耗而减少,前期雪被去除导致微生物在ESC和DSC时期难以适应,微生物死亡率提高,导致雪被去除LFOC含量在前期稳定。整个冬季土壤易氧化碳(EOC)和硫酸水解有机碳(LCP)含量无显著变化,可能是因为冬季微生物酶活性低,对EOC和LCP分解作用微弱。本研究发现,雪被去除降低了绝大部分土壤活性有机碳之间的相关性,表明雪被去除可能改变了各土壤活性有机碳转化的内在机制,这种关系的改变可能对未来冬季土壤碳循环产生显著影响。(3)冬季CO通量是土壤-大气碳循环的重要组成部分。自然条件下冬季土壤平均呼吸速率和CO通量分别为0.52mmol?m?s和88.44 g?m?a,雪被去除使土壤呼吸速率和CO通量分别降低了21.02%和25.99%。方差分析表明,时间和雪被效应对土壤呼吸影响显著,而两者交互作用不显著。雪被去除对土壤呼吸的抑制作用主要发生在ESC时期。冬季土壤呼吸速率与土壤温度和含水率呈指数关系,土壤温度和含水率分别解释雪被去除土壤呼吸54%和65%和对照组土壤呼吸64%和83%的变异。此外,雪被去除显著降低了冬季土壤呼吸对温度的敏感性(Q:11.02 vs 4.95)。(4)三个关键时期土壤呼吸速率与土壤活性有机碳组分和环境因子相关性。在ESC时期,除LCP-Ⅱ外,土壤呼吸与各土壤活性有机碳组分呈轻微正相关,土壤呼吸与土壤温度、含水率和雪被显著正相关,与冻融循环次数显著负相关。在DSC时期,除EOC外,土壤呼吸与各土壤活性有机碳组分轻微负相关,与温度和雪被显著正相关,与冻融循环显著负相关。在SCM时期,除LCP-Ⅱ和EMC无显著相关性外,与其他活性土壤碳组分和土壤含水率呈显著负相关。总之,雪被去除将显著降低川西亚高山云杉人工林土壤温度,增加土壤冻融循环频次,改变冬季水热环境,造成不同土壤活性有机碳组分间相关性降低,从而改变不同土壤活性有机碳组分含量,最终减少冬季土壤CO通量并降低其对温度变化的敏感性。

关键词：川西亚高山冬季土壤呼吸土壤活性有机碳温度敏感性雪被去除

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