【目的】探究中国西南喀斯特地区农田石灰性土壤二氧化碳(CO_2)排放通量对该区频繁发生的干湿交替的响应规律。【方法】以喀斯特农田石灰性土壤为研究对象，设计2种干湿交替强度(模拟降水量为10和25 mm)，以干湿交替循环周期10 d为1个循环过程，研究喀斯特农田土壤呼吸对干湿交替的响应。【结果】干湿交替强度显著影响土壤呼吸速率和土壤总CO_2排放量(P<0.05)。在2种干湿交替强度下，随着水分施加，土壤CO_2排放通量会在短时间内达到最大值，然后逐渐下降。对于10 mm降水干湿交替强度，不同循环周期下的土壤CO_2排放通量和土壤总CO_2排放量之间的差异并不显著。然而，对于25 mm降水干湿交替强度，大多数循环周期下的土壤CO_2排放通量和土壤总CO_2排放量之间的差异显著(P<0.05)。相关分析表明：干湿交替多重周期作用下，土壤含水量和土壤CO_2排放通量之间的相关关系不断降低。【结论】干湿交替强度和干湿交替过程是影响喀斯特农田土壤呼吸排放的重要因素。图5表1参64

以贵州茂兰国家级自然保护区内的喀斯特原生乔木林和次生林为研究对象,利用LI-Cor-6400-09(土壤呼吸叶室)连接LI-6400便携式CO2/H2O分析系统,通过改变凋落物输入,研究了2种群落类型添加和去除凋落物对其土壤呼吸速率以及5 cm深度土壤温度的影响。结果表明:改变凋落物输入对2种群落类型5 cm深度土壤温度产生的差异不显著(P>0.05),但均表现为:添加凋落物>对照>去除凋落物。喀斯特原生乔木林和次生林添加凋落物的年均土壤呼吸速率分别为2.98和3.31μmol/(m2·s),分别比对照的年均增加了32.21%和26.20%;去除凋落物的年均土壤呼吸速率分别为2.07和2.14...

【目的】探讨土壤呼吸速率对不同土地利用方式及生长季节的响应。【方法】使用LCpro+便携式土壤呼吸仪对花椒地(ZB)、火龙果地(HU)、枇杷地(EJ),柚木地(TG),封山育林区(FR)这5种土地利用方式的土壤呼吸速率进行测定,分析影响土壤呼吸速率的水热因子和主要土壤养分因子。【结果】(1)空间尺度上,不同土地利用方式的土壤呼吸速率依次为火龙果地(4.04)>枇杷地(2.73)>柚木地(2.25)>封山育林区(1.83)>花椒地(1.14)。(2)时间尺度上,土壤呼吸速率与温度的季节变化基本一致,最大值出现在6-7月,最小值出现在3月。(3)指数模型表明,除柚木地外各样地土壤呼吸速率季节变化与0～5 cm土壤温度呈正相关关系(P枇杷地(4.01)=花椒地(4.01)>封山育林区(3.00)>柚木地(2.46);土壤温度和土壤含水量共同解释了土壤呼吸变异度的53%～73%,因此土壤温度与土壤含水量是影响土壤呼吸的主要因素。(4)土壤全氮与有效磷对土壤呼吸会产生一定影响,5种土地利用方式下,土壤呼吸速率与土壤全氮呈显著正相关,与有效磷呈显著负相关。【结论】石漠化地区土地利用方式的不同对土壤CO_2排放量产生显著的影响,人类干扰小的石漠化治理方式,有利于减少土壤释放CO_2,花椒地土壤呼吸速率最低,说明其固碳能力比火龙果地、枇杷地高。

本文通过已有研究结果分析土壤呼吸一般规律,探讨土壤呼吸与温度、水分的关系,归纳不同影响因素对土壤呼吸的影响。结果表明,土壤呼吸日最大值一般出现在中午至午后时段,而最小值出现在凌晨,季节变化中冬小麦土壤呼吸最大值出现在拔节期后;指数模型更适合温度与土壤呼吸之间的关系,而土壤呼吸与水分之间没有固定的模型;翻耕、覆盖、施肥会不同程度提高土壤呼吸速率,而灌溉方式和灌溉量对土壤呼吸速率均有影响。

为探讨不同施肥措施对土壤呼吸的影响,采用动态箱-红外CO2分析法在阴山北麓旱作马铃薯种植区,对施有机肥、有机无机配施、施化肥、不施肥4种施肥措施下土壤呼吸效率及其对水热及生物因子的动态响应过程进行测定分析。结果表明,不同施肥处理下的土壤呼吸速率均有明显的日变化,呈单峰曲线,6:00-8:00时最慢,12:00-16:00时最快,呼吸速率日变化与10 cm地温呈显著正相关。与不施肥相比,施肥显著增加了一天之中各时段的土壤呼吸速率(P

采用盆栽试验人工模拟喀斯特地区常见的干湿交替环境,研究青檀幼苗生理和生长指标的变化以及旱后复水的恢复能力。结果表明,干湿交替环境下幼苗各项生理指标的变化因干湿交替处理次数而异。经过1次干湿交替处理的幼苗叶片水分饱和亏缺,根和茎木质部水势,叶片光合速率、蒸腾速率,叶片质膜透性等指标变化剧烈,2次处理变化相对缓和,而3次处理变化幅度又加大,这反映了幼苗从反应、适应到不适应的过程。干旱复水后,各项指标的恢复度与干湿交替处理次数呈负相关。恢复过程中补偿效应普遍存在,尤其以生长上的补偿效应最明显,这是幼苗对反复干旱-复水环境的一种适应策略。干湿交替处理对生长初期青檀幼苗生理指标的影响大于速生期,对生长指...

【目的】利用高光谱数据定量反演喀斯特地区土壤有机质含量,为喀斯特地区快速、大范围、实时地监测土壤有机质含量提供更多的技术手段。【方法】利用机载高光谱成像系统和便携式地物光谱仪分别获取土壤光谱数据,基于原始光谱反射率和不同光谱变换数据,分析其与土壤有机质含量的相关性,以偏最小二乘法建立模型预测土壤有机质含量。【结果】2种数据源都可以用于土壤有机质含量预测,其中,基于ASD光谱一阶微分变换建立的模型预测精度较高,验证集决定系数(Rv~2)为0.910,相对分析误差(RPD)为2.68;基于GS光谱二阶微分变换建立的模型预测效果较好,验证集Rv~2为0.772,RPD为1.49。【结论】ASD光谱与GS光谱建模预测精度相差较大,ASD光谱客观条件影响较小、光谱波段更宽、光谱分辨率更高,具有更好的预测能力;低空无人机获取的GS光谱也具有一定的预测能力。

【目的】研究外源秸秆碳添加对喀斯特地区石灰性农田土壤有机碳组分及水稻生长的影响，为探究喀斯特地区石灰性农田碳组分变化提供参考依据。【方法】于2023年3月在桂林理工大学雁山校区温室开展水稻盆栽试验，试验周期120 d。盆栽试验共设置19个处理，在仅添加秸秆碳的处理中，分别添加0.5%、1.0%和3.0%（干土质量比）的破碎秸秆、秸秆沤肥和秸秆生物炭；在添加秸秆碳和碳酸钙的处理中，3种秸秆碳添加量均为1.0%，在此基础上分别添加0、10.0%和20.0%（干土质量比）碳酸钙；同时设置未添加任何外源物质的对照（CK）处理。分析各处理中水稻生长特征，以及土壤有机碳组分微生物生物量碳(MBC)、溶解性有机碳(DOC)、颗粒态有机碳（POC）含量的变化及其影响因子。【结果】秸秆碳种类、添加量均会对土壤中有机碳组分含量产生影响。添加0.5%秸秆沤肥土壤中MBC含量最高（235.73 mg/kg），添加1.0%秸秆沤肥土壤中DOC含量最大（221.50 mg/kg），而添加3.0%秸秆生物炭土壤中POC含量最高（36.20 mg/kg）。土壤中碳酸钙添加量也会影响土壤有机碳组分，碳酸钙添加量为20.0%时，添加3种秸秆碳的土壤MBC含量均为最高。10.0%碳酸钙+1.0%秸秆沤肥处理中土壤DOC含量最大（195.60 mg/kg）。添加3种秸秆碳对水稻生长的促进作用为秸秆生物炭>秸秆沤肥>破碎秸秆，其中添加0.5%秸秆生物炭的水稻长势最佳，平均株高为102 cm，根长为50 cm；添加3.0%破碎秸秆处理对水稻生长的抑制作用最强。随着碳酸钙添加量的增加，添加秸秆沤肥处理的水稻株高呈先上升后下降的趋势，其中添加10.0%碳酸钙对水稻株高的促进作用较强。相关分析结果表明，秸秆生物炭用量与土壤DOC含量呈显著负相关（P < 0.05，下同）、与土壤POC含量呈极显著正相关（P < 0.01）。碳酸钙添加量与土壤DOC含量呈显著正相关。【结论】外源秸秆碳对石灰性水稻土中活性有机碳组分具有正激发效应，能明显提高土壤中MBC、DOC和POC含量，同时添加秸秆碳和碳酸钙对土壤活性碳组分的增加具有协同作用。添加低量秸秆碳能促进水稻生长，其中秸秆生物炭的促进作用最明显；在10.0%和20.0%碳酸钙添加量的土壤中添加秸秆沤肥及秸秆生物炭均能促进水稻生长。

森林土壤有机碳是土壤有机碳库的重要组成部分,研究森林土壤有机碳对于应对气候变化具有非常重要。以茂兰自然保护区喀斯特植被3种演替换群落喀斯特乔木林、次生林和灌木林为研究对象,分析了不同演替群落的土壤有机碳含量和密度及其在土壤剖面上分布的差异,以及有机碳含量和土壤理化性状的相关性。结果表明:①3种不同演替群落在整个剖面上(0～20cm)土壤有机碳含量和碳密度的表现均为喀斯特乔木林(81.9508 g/kg、11.631 1 kg/m2)>次生林(52.171 2 g/kg、10.744 7 kg/m2)>灌木林(38.380 4 g/kg、7.411 8 kg/m2);②3种不同演替群落有机碳含量...

通过对西藏高原农田生态系统土壤CO2 排放状况的观测 ,讨论了高原冬小麦、青稞和对照裸地的土壤CO2 排放日变化和季节变化的特征。冬小麦、青稞和对照裸地的CO2 排放的最高点和最低点分别发生于当地时间的 1 3 :0 0～ 1 4:0 0和凌晨 5 :0 0～ 6:0 0左右 ,但在越冬期土壤CO2 排放已很微弱 ,日变化不明显。冬小麦和青稞地的土壤CO2 排放最高值出现在灌浆初期 ,可达到 40g·m- 2 ·d- 1 左右 ;收割后 ,气温和土壤温度也逐渐降低 ,土壤中的微生物和小麦根系的呼吸减弱 ,土壤CO2 排放一般为 2 0g·m- 2 ·d- 1 以下 ;至越冬期 ,土壤CO2 排...

[目的]研究高原高寒农田生态系统土壤呼吸的温度、体积含水量响应特征,为科学评估西藏农田生态系统土壤碳周转和全球气候变暖背景下研究青藏高原高寒农田生态系统土壤呼吸提供理论支持。[方法]以西藏农牧学院试验农场幼苗期青稞农田为研究对象,设置增温(2.0±0.5)℃和对照两个处理,采用LI-8100土壤呼吸监测系统,于2017年05-06,05-08—13对农田土壤呼吸速率进行实时监测,分析土壤温度和土壤体积含水量对幼苗期青稞农田昼、夜间土壤呼吸速率特征动态变化的影响以及土壤呼吸作用对增温的响应特征。[结果](1)增温处理和对照的土壤温度、体积含水量及土壤呼吸速率均表现为单峰型日变化特征。就土壤温度而言,增温处理最高值出现在12:00—14:00,对照最高值出现在14:00—16:00;两者最低值均出现在00:00—07:00。就土壤体积含水量而言,增温处理和对照日最大值均出现在02:00—09:00;最小值出现时间存在差异,增温处理出现在14:00—17:00,对照出现在14:00—19:00。增温处理和对照的土壤呼吸速率日峰值分别出现在14:00—16:00和15:00—17:00;最小值均出现在07:00—09:00。(2) 17:00—07:00两个处理土壤呼吸速率与土壤温度、体积含水量为极显著线性关系,08:00—16:00两个处理速率变化滞后效应表现不同。(3)通过双变量回归模型拟合土壤呼吸与温度、体积含水量的复合关系可知,土壤温度、体积含水量的协同影响更能反映实际情况。[结论]增温能在短期内显著改变土壤水热条件,促进有机碳分解,加大土壤CO_2排放速率。

为探究不同行距下玉米(Zea mays)||白三叶(Trifolium repens)间作效应,在贵州喀斯特地区设置30、50、70 cm玉米行距,监测玉米||白三叶间作以及玉米单作下玉米叶片光合特性、土壤呼吸、玉米穗性状和产量情况。结果表明,除50 cm行距处理光合速率日变化呈单峰型变化外,各试验组及对照组玉米叶片光合速率日变化均呈双峰型。50 cm行距处理下玉米叶片胞间CO2浓度日均值最低,对CO2利用率最高,光合速率日均值最高,玉米产量显著提高(P 0.05)。本研究设置的间作处理对土壤呼吸抑制效果不明显,而不同行距对土壤呼吸有影响且30 cm行距抑制效果最佳,达到碳减排效果,50 cm行距抑制效果次之。因此,贵州喀斯特地区在以鲜秸秆为收获对象时,采用30 cm或者50 cm行距玉米|白三叶间作最适宜;以玉米籽粒或以籽粒和秸秆同时为收获对象时,采用50 cm行距玉米||白三叶间作最适宜。

结合三峡水库"蓄清排浊"、反季节调度模式,通过对消落区首次自然干湿交替土壤中磷的赋存形式、含量变化的分析,揭示了新生消落区土壤中磷的分布特征和释放规律。结果表明:水库夏季低水位运行时上覆水总磷含量远高于冬季枯水期高水位时上覆水总磷含量,且由于汛期径流量大,上下游上覆水总磷含量波动明显。自然干湿交替状态下土壤中不同形态磷分布规律一致,活性磷、有机磷含量变化程度剧烈,成为新生消落区上覆水内源磷负荷的主要来源,且库区首次蓄水至175m后新生消落区土壤有机磷是土壤内源磷贡献的主要承担者。覆水初期干湿交替土壤各形态磷含量没有显著差异。覆水后消落区土壤总磷释放程度与本底土壤的总磷、有机磷、活性磷呈现出显著...

为揭示贵州绥阳双河洞国家地质公园白云岩地区表层土壤呼吸作用昼夜变化特征及其影响因素。研究利用土壤呼吸测量系统(SRS-SD2000,ADC,UK),在无降水影响下监测了双河洞国家地质公园岩溶地区灌木林地、竹林、旱地和人工草地4种不同土地利用方式的表层土壤呼吸通量昼夜变化特征,结合土壤温湿度和大气温湿度等环境参数,探究影响土壤呼吸昼夜变化的关键因素。结果表明:4种不同土地利用方式土壤呼吸速率变化均呈"昼高夜低"的单峰型变化规律,日变化最大值出现在12∶00～14∶00之间,最低值出现在5∶00～7∶00之间;各样地土壤呼吸速率和土壤温度均呈现显著的正相关关系(P<0.001),灌木林地、竹林和旱地土壤呼吸速率与土壤湿度有显著负相关关系(P<0.001),人工草地土壤呼吸与土壤湿度之间有低度相关性(P<0.05);气温是影响土壤呼吸速率变化的关键因子,实测数据表明土壤呼吸在达到峰值后不会随着气温的升高而增大;不同样地类型的土壤呼吸速率对土壤温度和湿度的昼夜响应特征存在差异。

按照5个土壤含水量(0·20、0·25、0·30、0·35、0·40kg·kg-1)和5个温度(15、20、25、30、35℃)梯度设计试验,对取自北亚热带-暖温带过渡区锐齿栎(Quercusalienavar.acuteserrata)天然林中0~20cm的原状土柱进行恒温培养和呼吸速率测定。结果表明:土壤温度、含水量及二者的交互作用都对土壤呼吸速率产生显著影响(P<0·01);土壤呼吸速率与土壤温度呈正相关,随土壤含水量增高的变化规律为单峰曲线,含水量为0·20~0·35kg·kg-1时土壤呼吸速率随含水量的增加而增加,0·35kg·kg-1时土壤呼吸速率最高,0·35~0·40kg·kg...