气候变暖是当今人类面临最重要的环境问题之一,导致气候变暖的主要原因是大气中温室气体浓度不断增加。氧化亚氮(N2O)是仅次于CO2和CH4的第三大温室气体,以100年计,单位质量N2O增温效应是CO2的298倍。N2O在大气中停留时间长,不仅引发温室效应,而且能参与大气中许多光化学反应,破坏大气臭氧层,给人类健康和生态环境造成危害(IPCC,2007)。

由人类活动所造成的大气中温室气体浓度急剧增加而引起的全球气候变暖和环境变化已引起全世界的广泛关注。氧化亚氮(N2O)是仅次于二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)的一种温室气体,在大气中含量较低却十分稳定,具有较大的增温潜能(其单分子的增温潜能是CO2的310倍)和较快的浓度增加速率(以每年0.25%的速率增加)(IPCC,2007)。N2O可吸收红外线,减少地球表面通过大气向外层空间的热辐射,导致地球表面温度增加。N2O能参与大气中许多光化学反应,破坏臭氧层(Crutzen,1970),导致到达地球表面的紫外线明显增加,给人类健康和生态环境带来多方面的危害。

【目的】探究马尾松林和湿地松林物候期的时空变异及影响因素，为红壤丘陵区森林碳汇时空格局精准评估与预测提供理论支撑。【方法】基于2017—2021年的数码相机时间序列数据，提取29块样地（马尾松林18块，湿地松林11块）的有效叶面积指数（LAIe）时空动态。采用有效叶面积指数的广义双重逻辑斯蒂模型确定物候期指标（生长季开始时间，SOS；生长季结束时间，EOS；生长季长度，LOS）。利用变异系数表征物候期时空变异幅度。通过皮尔逊相关分析和线性混合模型，解析气候（干旱指数、空气温度、降水量、饱和水汽压差、光合有效辐射）、土壤（土壤温湿度、土层厚度、石砾含量）和生物因子（林分密度、林下植被丰富度）对物候期的驱动作用。【结果】1)马尾松林和湿地松林物候特征均为单峰曲线（但马尾松林无明显峰值）。与马尾松林相比，湿地松林的SOS较晚，但LAIe的季节变化幅度更大且值更高。2)马尾松林的物候期在时空尺度上不如湿地松林稳定。马尾松林的SOS、EOS、LOS在空间上的变异系数和SOS在时间上的变异系数均大于湿地松林。3)在年际尺度上，马尾松林的SOS和EOS分别与早春和旱季0～120 cm土层的土壤含水量呈负相关和正相关；湿地松林的EOS与旱季0～60 cm土层的土壤含水量呈正相关。4)在空间尺度上，马尾松林物候期受林分密度、草本层物种丰富度和0～60 cm土壤石砾含量影响。【结论】马尾松林和湿地松林的物候特征在曲线峰值、SOS、LAIe变化幅度和数值大小等方面存在明显差异。湿地松林的物候期在时空尺度上更稳定。种内、种间竞争强度和土壤资源异质性共同驱动了红壤丘陵区马尾松林物候的时空变异格局。

采用凋落物袋法研究土壤温度和水分含量对不同立地条件下马尾松林凋落物叶分解的影响。结果表明:分解540天后,20,30和46年生林分凋落物叶干质量剩余率分别为63.57%,59.80%和65.50%,30年生林分与20,46年生林分差异显著;凋落物叶分解速率与土壤温度呈极显著二次函数关系(P0.05),凋落物叶分解速率与土壤水分含量/土壤温度比值呈极显著三次函数关系(P

【目的】研究南方红壤丘陵区马尾松人工林地浅沟形态特征,为浅沟侵蚀的防治提供理论依据。【方法】基于RTK-GPS测量技术与ArcGIS空间分析方法,通过建立研究区典型坡面马尾松林地DEM,提取浅沟形态参数,定量分析红壤丘陵区马尾松林地浅沟的形态特征,初步建立基于该研究区的浅沟临界地形模型。【结果】(1)研究区浅沟汇流面积均值为21.62 m~2,沟长均值为16.46 m,浅沟坡度均值为19.72°,沟宽均值为2.26 m,沟深均值为0.52 m,断面面积均值为0.58 m~2。其中浅沟汇流面积属强变异,其余形态参数均为中等变异。与黄土丘陵沟壑区及东北黑土区坡耕地浅沟相比,南方红壤丘陵区马尾松人工林地的浅沟相对较短、较浅。(2)浅沟形态参数间存在极显著的相关关系,其中汇流面积与沟长、平均沟宽、平均沟深和平均断面面积极显著正相关(P<0.01),与浅沟坡度极显著负相关(P<0.01);浅沟坡度与沟长、平均沟宽极显著负相关(P

利用静态箱-气相色谱法,研究大兴安岭4种典型落叶松林(藓类-兴安落叶松林、杜香-兴安落叶松林、草类-兴安落叶松林和杜鹃-兴安落叶松林)在生长季主要温室气体(CO_2、CH_4和N_2O)排放通量特征及与土壤理化性质的关系。结果表明:4种落叶松林均为CO_2的排放源,平均排放通量分别为45.88(藓类-兴安落叶松林)、38.68(杜香-兴安落叶松林)、54.54(草类-兴安落叶松林)和62.98(杜鹃-兴安落叶松林) mg·m~(-2)h~(-1)。其中杜鹃-兴安落叶松林排放通量最高,4种林型土壤CO_2排放通量均与土壤温度呈显著正相关。CH_4平均排放通量依次为0.089(藓类-兴安落叶松林)、-0.037(杜香-兴安落叶松林)、0.004(草类-兴安落叶松林)和-0.03(杜鹃-兴安落叶松林)mg·m~(-2)h~(-1),藓类-兴安落叶松林和草类-兴安落叶松林为CH_4的源,另2种林型表现为CH_4的汇。其中藓类-兴安落叶松林贡献了该地区95%以上的CH_4排放量。草类-兴安落叶松林和杜鹃-兴安落叶松林与土壤温度存在显著相关性。藓类-兴安落叶松林和杜香-兴安落叶松林与土壤有机碳呈显著负相关。4种林型中仅杜鹃-兴安落叶松林土壤CH_4排放通量与5 cm深土壤含水量存在显著相关性。N_2O平均排放通量依次为0.007 3(藓类-兴安落叶松林)、0.012(杜香-兴安落叶松林)、0.009 3(草类-兴安落叶松林)和-0.0003(杜鹃-兴安落叶松林)mg·m~(-2)h~(-1),表现为N_2O的源(杜鹃除外)。不同月份N_2O排放通量研究结果显示,该地区4种林型N_2O的排放主要集中在夏末和秋季。影响N_2O排放通量的环境因子因林型而异,其中草类-兴安落叶松林与10 cm土壤温度呈显著正相关,与全氮、碱解氮和有机碳呈显著负相关;杜鹃-兴安落叶松林与土壤温度和土壤含水量均呈显著正相关性;藓类-兴安落叶松林和杜香-兴安落叶松林分别与土壤全氮和有机碳存在显著相关性,与土壤温度、含水量、pH值无显著相关性。

中国南方红壤丘陵区是非常脆弱的生态系统之一,红色荒漠化现象非常严重。本研究以红壤丘陵区典型区域———长沙市为例,首先探讨了SEIM(Soil Erosion Index Model)模型的基本结构以及相对应的各个参数的取值;然后在地理信息系统的支持下,利用SEIM模型,研究了红壤丘陵区的水土流失现状特征及动态变化,并对产生变化的原因进行了初步探讨。研究结果表明,SEIM模型的预测结果基本上能够反映红壤丘陵区土壤侵蚀现状的总体趋势;而红壤丘陵区水土流失现状研究表明,红壤丘陵区总体的水土流失量较小,轻度和微度侵蚀面积达到95%以上,中度以上侵蚀范围不到5%。红壤丘陵区的动态分析结果表明,从1986...

该文对严重侵蚀红壤 3种人工治理措施种草促林、乔灌混交、乔木混交 (分别简称为模式Ⅰ ,Ⅱ和Ⅲ )恢复的水土保持林及对照 (未治理 )的水源涵养功能进行了研究 .结果表明 :3种模式的水土保持林的林分持水量大小顺序为模式Ⅱ >模式Ⅲ >模式Ⅰ ,分别比对照高 2 4 .97% ,17.5 7%和 9.5 8% ;林分地上部分涵蓄水分功能远大于对照 ,分别是对照的 4 9.2 ,2 7.2和 15 .8倍 .灌木、草本、苔藓 3个层次涵蓄水分的能力较低 ;4 0cm厚土层饱和持水量以乔灌混交模式的最好 ,而种草促林模式的最小 ;3种水土保持林的土壤初渗值和稳渗值均大于对照的 .保护和改善土壤结构...

采用1、2代马尾松林土壤浸提液,研究1、2代马尾松林的不同浓度土壤浸提液对马尾松种子萌发及芽苗生长的影响,结果表明:不同浓度土壤浸提液对种子萌发的影响差异极显著,随着浸提液浓度降低,种子发芽率及发芽势均增加。栽种代数对种子萌发的影响不显著。1代林土壤当浸提液浓度为1︰20时,芽苗生长的最好,而2代林土壤当浸提液浓度为1︰10时,芽苗生长最好。浸提液浓度与栽种代数对芽苗生长的影响均不显著。发芽试验结果表明:马尾松连栽2代后,自毒作用不明显。

以苏南丘陵地区的马尾松天然次生林和人工林为研究对象,进行了树干解析及各测树因子(即胸径、树高和材积)的生长模型拟合,并依据该区域森林资源历史调查数据中的森林起源信息对马尾松天然林与人工林生长状况进行了对比分析。结果表明:马尾松人工林的胸径和树高连年生长量最大值出现在10年左右,平均生长量最大值出现在15年左右;马尾松天然林的胸径和树高连年生长量最大值出现在18年左右,平均生长量的最大值同样出现在15年左右;马尾人工林数量成熟龄为47年,天然林数量成熟龄为50年;选用Richards生长模型对区域内马尾松各测树因子进行拟合的效果最好。

【目的】探究兴安落叶松天然林土壤N_2O通量、土壤温度、土壤湿度昼夜和不同月份的变化特征,进一步阐明土壤温度和湿度对土壤N_2O通量的调控机制。【方法】采用便携式N_2O/CO CM-919气体分析仪,于2021年生长季(6-9月)对兴安落叶松天然林土壤N_2O通量和不同土层(2,10,20 cm)的土壤温度和湿度进行定点连续观测,分析土壤N_2O通量对土壤温度和土壤湿度的响应。【结果】(1)兴安落叶松天然林土壤N_2O通量呈“夜大昼小”的日变化特征,8月中旬是土壤N_2O的“强排放”时期,月平均排放通量为7.67μg/(m~2·h)。(2)当土壤日均温高于15℃或昼夜温差较大(2.96～17.22℃)时,土壤温度对土壤N_2O日排放通量发挥重要影响。当土壤日均湿度低于20%时,土壤N_2O通量随湿度增加而增强;当土壤湿度处于20%～30%或增至30%以上时,对土壤N_2O通量的抑制作用较明显,湿润环境减弱了N_2O的排放。(3)土壤温度和湿度都是影响土壤N_2O通量月变化的主要环境因素,并存在显著的交互作用。【结论】在生长季内,兴安落叶松天然林土壤基本是N_2O的排放源,10 cm土层土壤温度和湿度对土壤N_2O月通量变化影响显著,2 cm土层土壤温度和20 cm土层土壤湿度对土壤N_2O日通量变化线性拟合解释率较高。

采用室内培养实验,在旱地红壤中添加生物质炭和过氧化钙,探究生物质炭和过氧化钙对旱地红壤CH_4、CO_2和N_2O排放及微生物活性的影响。本试验共设置4个处理,即CK(对照)、Ca(过氧化钙,1.72 g·kg~(-1))、C(生物质炭,21.46 g·kg~(-1))、C+Ca(生物质炭,21.46 g·kg~(-1);过氧化钙,1.72 g·kg~(-1))。结果表明:生物质炭和过氧化钙单施能够减少CO_2和N_2O通量,配施(C+Ca)对CH_4、CO_2和N_2O气体减排的效果更显著;从温室气体增温潜势(GWP)变化可以看出改良剂对温室效应具有明显的减轻作用。生物质炭和过氧化钙在一定程度上增加土壤pH、土壤微生物量碳和可溶性有机碳含量。土壤中添加生物质炭和过氧化钙均可以提高蔗糖酶、淀粉酶以及脲酶活性,其中配施(C+Ca)效果最好。因此,生物质炭和过氧化钙配施能够有效降低旱地红壤温室气体的排放量,对旱地红壤的减排可以起到一定作用。

以长汀红壤侵蚀区马尾松林为研究对象,采用随机区组设计,分别补植枫香、马褂木、油桐3种阔叶树种,同时设置无补植的对照,以测定补植阔叶树种对红壤侵蚀区马尾松林水源涵养功能的影响.结果表明,3年后补植枫香和油桐的林冠层水分有效截留量显著高于对照,分别为4.77和3.75 t·hm~(-2),而补植马褂木的林冠层水分有效截留量与对照无显著差异.补植油桐的枯落物层水分有效拦蓄量显著高于对照,为3.29 t·hm~(-2),其他2种补植处理与对照无显著差异.3种补植处理均提高了马尾松林灌草层及土壤层水源涵养功能,但与对照差异均不显著.综合林冠层、灌草层、枯落物层及土壤层持水能力发现,不同处理的水分有效拦蓄量排序为补植马褂木>补植油桐>补植枫香>无补植.

降雨是土壤侵蚀的主要影响因素,降雨动能是土壤侵蚀最重要的动力来源。降雨经过林冠层后,由于受到林冠的再分配作用,雨滴特性(雨滴大小、雨滴终点速度和雨滴动能)发生改变,进而改变林下土壤侵蚀特征。为探讨南方红壤区典型树种马尾松林冠对林下土壤侵蚀的影响机制,于2014年5—6月期间在福建长汀县观测了5场有代表性的天然降雨,采用滤纸色斑法对马尾松林内外的降雨雨滴同时进行观测,并汇总分析不同降雨条件下林内外的降雨雨谱,研究结果表明:1)与林外雨滴相比,林内雨滴数量增多,分布范围变大。林外雨滴数量为1 346个,林内雨滴数量为1 608个,比林外多19.5%;林外雨滴直径的大小分布范围是0.6~5.7 mm...