通过连续６年（２００９－２０１４年）对青海湖南侧不同植被条件下土壤ＣＯ＿２和空气中ＣＯ＿２的浓度的定点检测试验，研究了该区土壤ＣＯ＿２浓度变化特点、规律及其主要影响因素。不同植被相同深度ＣＯ＿２浓度变化规律：高草地ＣＯ＿２浓度明显高于裸地；高草地的小时平均浓度是裸地的４．７４倍，而且茂密高草地的ＣＯ＿２浓度的变化曲线更加平缓。温度是影响该区土壤ＣＯ＿２浓度的主要因素。统计学分析表明，青海湖南侧地区ＣＯ＿２浓度的变化与温度呈显著的正相关关系（Ｐ＜０．０５）；并且随着全球ＣＯ＿２浓度的增加，青海湖南侧地区土壤ＣＯ＿２浓度仍有持续增加的趋势。

【目的】植物生长发育离不开碳、氮元素,并且还可通过对碳的同化和氮的吸收去推动地球化学循环过程。以青海湖湖滨和河源2种高寒湿地土壤为研究对象,对其碳氮计量特征进行了研究,拟揭示不同高寒湿地土壤碳氮分布及其计量特点。【方法】于2017年6-9月,在青海湖流域东部的湖滨湿地与北部的河源湿地采集132个土壤样品,测定土壤全碳(TC)、全氮(TN)、有机碳(SOC)、pH值、电导率(EC),并计算土壤含水量(SWC)、土壤容重。利用单因素方差法对研究区两种高寒湿地土壤C/N比在不同土层间的差异进行了分析,利用相关分析法对土壤碳氮化学计量特征与土壤环境属性进行了分析。【结果】①2种高寒湿地土壤全碳(TC)和全氮(TN)含量均随土壤深度呈递减趋势变化;TC和TN含量在0～10 cm土层中最大。湖滨湿地土壤的TC和TN含量均低于河源湿地,湖滨湿地土壤的TC和TN含量分别为114.59和6.98 g·kg~(-1),河源湿地为137.42和10.48 g·kg~(-1);②2种高寒湿地土壤C/N随土壤深度的增加呈递增趋势变化,在20 cm下增幅较快。湖滨湿地C/N均值为16.95,河源湿地为13.42;③6-9月,湖滨湿地土壤TN、TC含量在月份上的变化特征为6月>9月>7月>8月,河源湿地为9月>6月>7月>8月;④2种高寒湿地土壤TC、TN含量的变化受土层深度、土壤含水量(SWC)、pH、容重影响,其中土壤含水量(SWC)是最大影响因子。【结论】青海湖2种高寒湿地土壤都有碳多氮少的特点,土壤平均C/N均高于我国土壤平均C/N,低于我国湿地土壤平均C/N。

对石林地区两个研究点土下20、40和60cm土壤CO2浓度和土壤CO2排放量的昼夜变化进行的研究表明二者之间具有一定的正相关关系,因此土壤CO2排放量除受环境因子影响之外,还受土壤CO2浓度所控制。土壤CO2浓度和土壤CO2排放量之间的相关关系可以用来解释土壤有机碳含量及温度对土壤CO2排放量的影响,即土壤有机碳含量高和温度升高是通过影响土壤空气中CO2的形成速率,导致土壤CO2浓度升高,从而促进土壤CO2的排放。

采用箱法对栗钙土、灰钙土、粗骨土和山地灰褐土4种有代表性的干旱土壤表面CO2通量进行观测和研究。结果表明:森林土壤(粗骨土和山地灰褐土)的通量显著大于草原土壤(栗钙土和灰钙土)。干旱区土壤表面CO2通量的平均值为230.05μmol/(m2·h),变化范围为-147.27～2319.55μmol/(m2·h)。不同土壤类型之间存在差异,粗骨土(351.82μmol/(m2·h))>山地灰褐土(347.33μmol/(m2·h))>栗钙土(193.36μmol/(m2·h))>灰钙土(162.37μmol/(m2·h))。土壤表面CO2通量存在季节变化,趋势呈"S"形。9月份最高(516.79μ...

采用开放式样杆方法,对干旱土纲的4种土壤类型(栗钙土、灰钙土、粗骨土、山地灰褐土)进行土壤剖面CO2通量的观测研究,结果表明:1)在0～60cm深度范围内土壤剖面CO2通量随土壤深度的增加而增加,60cm为转折点,之后,随土壤深度的增加而减小。2)土壤剖面CO2通量平均值为660μmol/(m2·h),在-9076～16988μmol/(m2·h)范围内变化,如果土地利用/土地覆盖发生改变(0～70cm深度),将可能有254.6t/(km2·a)CO2从土壤向大气释放。3)土壤种类不同,CO2通量明显不同,森林土壤释放量大于草原土壤。4)在通量-深度曲线中,各土壤类型均出现1～2个拐点,变化原...

在气候变化背景下探讨流域不同海拔高度的土壤水分状况,对于深入认识变化环境下流域水资源特征具有十分重要的意义。本文通过对青海湖流域不同海拔高度的土壤水分采样,探讨了流域土壤水分的时空变化规律,并对生长季流域不同海拔的水分盈亏状况进行了初步分析,结果表明:(1)流域平均土壤含水量在生长季旺期达到峰值(28.79%),生长季初期(22.81%)和生长季末期(22.91%)相对较低;随海拔的升高,流域土壤含水量不断增加,且在生长季旺期增加最为显著(P<0.01);(2)经过一个生长季,湖滨32003300m海拔范

在气候变化背景下探讨流域不同海拔高度的土壤水分状况,对于深入认识变化环境下流域水资源特征具有十分重要的意义。本文通过对青海湖流域不同海拔高度的土壤水分采样,探讨了流域土壤水分的时空变化规律,并对生长季流域不同海拔的水分盈亏状况进行了初步分析,结果表明:(1)流域平均土壤含水量在生长季旺期达到峰值(28.79%),生长季初期(22.81%)和生长季末期(22.91%)相对较低;随海拔的升高,流域土壤含水量不断增加,且在生长季旺期增加最为显著(P<0.01);(2)经过一个生长季,湖滨3200~3300m海拔范围内土壤水分收支略有亏缺,减少1.24%,3300~3400m和3400~3600m海拔范围内,水分收支基本平衡,分别增加0.54%和-0.57%,3600~3800m海拔范围内,水分收支有所盈余,增加3.69%;流域海拔3800m以上地区为水分盈余区,且该区域对气候变化较为敏感,气温升高一旦导致流域水分收支平衡区向高海拔推进,将会使青海湖流域水分盈余区大面积减小,进而对流域水资源造成严重影响。

采用生长箱培养法,分别研究700与350μmol/mol CO2浓度下红松幼苗水分生理特征和土壤含水率变化。研究表明:1)初始土壤含水率相同,相同条件培养5 d后高浓度CO2培养苗木土壤含水率较高;2)土壤含水率没有显著差异时,高浓度CO2培养导致苗木气孔导度、蒸腾速率和地上部含水率下降,水分利用效率和叶水势升高;3)随着土壤含水率产生差异,高浓度CO2培养苗木的气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率和叶水势没有发生显著变化,而低浓度CO2培养苗木的气孔导度、蒸腾速率下降,水分利用效率与叶水势升高不显著。

为了实现土壤呼吸CO_2浓度的实时高精度检测，利用可调谐激光二极管吸收光谱技术，以三路怀特池作为光学传感器，设计了开放式土壤呼吸CO_2浓度在线监测实验系统，并配套上位机数据处理软件。在实验室对实验系统进行了测试和标定，测试结果显示：该系统三路传感器检测下限分别为7.45、4.14、4.11μL/L，三路传感器的浓度波动范围均小于1.1%，浓度标定线性度均达到0.998以上。试验结果表明该在线监测实验系统可以精准检测土壤呼吸动态变化规律。

使用红外CO2测定仪跟踪测定了北京奥林匹克森林公园2008-2009年度的CO2浓度。结果表明:1)公园内CO2浓度在生长季节存在明显的日变化特征,表现为上午时分显著降低,中午时分低浓度浮动(约310μmol/mol),而下午时分在达到测定时间内最低值(约300μmol/mol)之后显著升高的特征;2)非生长季节与生长季节的CO2浓度变化特征相近,只是日平均浓度(413μmol/mol,生长季节为328μmol/mol)和日最低浓度出现的时间(13:00,生长季节为14:00左右)有所不同;3)4个季节的CO2平均浓度比较,夏季最低(328μmol/mol),秋、冬季最高(413μmol/mo...

秦岭山系是我国南北气候的分界线,地理位置独特,对气候变化响应比较明显,气温升高会影响其土壤碳释放。因此对秦岭土壤CO2释放特征的研究具有重要意义。通过对秦岭主峰太白山六种不同植类型土壤CO2释放特征的野外测定,结果表明,太白山土壤CO2的释放从8:00-11:00升高,11:00-16:00达到峰值;土壤CO2的释放速率的大小顺序是:阔叶栎林>桦木林>落叶阔叶林>太白红杉林>秦岭冷杉林>高山草甸。不同植被类型土壤CO2的释放速率与温度呈正相关,与地表气温以及土层深度0～5cm处温度呈极显著正相关性。不同植被类型土壤CO2释放速率的Q10顺序是:秦岭冷杉林>桦木林>阔叶栎林>高山草甸>落叶阔叶林...

【目的】探讨受保护状态下的杭州西溪湿地基塘系统不同类型竹林土壤CO_2通量特征,为基塘湿地生态系统温室气体估算和碳氮循环研究提供科学依据。【方法】采用静态密闭箱-气相色谱法测定西溪国家湿地公园保护区内毛竹林和早竹林的土壤CO_2通量,蒸馏水浸提法与TOC-Vcp H测定土壤水溶性碳氮(WSOC和WSON)含量,氯仿熏蒸-K2SO4提取法测定土壤微生物生物量碳氮(MBC和MBN)含量。【结果】2种竹林土壤CO_2通量差异明显,毛竹林土壤CO_2通量较高,全年各月土壤CO_2通量为(127.4±24.1)~(537.2±41.1)mg·m~(-2)h~(-1),早竹林土壤CO_2通量为(2.1±0.6)~(120.0±22.9)mg·m~(-2)h~(-1);毛竹林与早竹林全年土壤CO_2累积排放量分别为3 366.3和558.4 g·m~(-2)a~(-1),毛竹林土壤CO_2年累积排放量是早竹林的6倍;2种竹林土壤CO_2通量与10 cm深处土壤层温度、土壤含水量呈线性相关;毛竹林与早竹林的土壤水溶性碳含量均在8月达到最大值,分别为(348.1±25.5)和(146.1±9.9)mg·kg~(-1),均在10和12月出现最低值,分别为(202.5±28.5)和(54.9±13.8)mg·kg~(-1),土壤水溶性氮含量在2种竹林中都没有表现出特殊规律,年度波动较大;毛竹林与早竹林土壤微生物生物量碳含量峰值出现在6月,分别为(279.0±17.6)和(313.9±38.6)mg·kg~(-1),2—4月出现最低值,分别为(219.7±13.8)和(198.7±12.8)mg·kg~(-1),毛竹林各月土壤微生物生物量氮含量为(21.4±3.8)~(43.7±4.2)mg·kg~(-1),早竹林各月土壤MBN含量的波动范围比毛竹林大,为(13.9±1.4)~(57.0±10.8)mg·kg~(-1);2种竹林土壤CO_2通量与土壤水溶性碳含量显著正相关(P<0.05),与其他参数间相关性均不显著。【结论】西溪湿地基塘系统不同类型竹林土壤CO_2通量具有强烈的时间异质性,其动态受季节性水热条件和呼吸底物土壤水溶性碳变化的共同调控。基塘系统封育有利于转变原先粗犷的开垦利用方式,可减少土壤水溶性碳含量和土壤CO_2排放。

采用静态箱气相色谱法,对高寒矮嵩草草甸植被土壤系统CO2释放特征研究结果表明:3个处理(FC、FJ、FL)CO2释放速率具有明显的日变化规律,日最大释放速率出现在13:00左右,最小释放速率在4:00前后,且白天的释放速率均大于夜间;CO2释放速率也具有明显的季节变化特征,植物生长期释放速率明显高于枯黄期,且均表现为正排放;在整个观测期间(6月30日～1月28日)CO2平均释放速率依次为FC>FJ>FL,矮嵩草草甸植物土壤系统CO2释放速率为438 34±264 12mg (m2·h)(FC),土壤呼吸速率为313 20±189 74mg (m2·h)(FJ),土壤微生物呼吸速率为230 34...

【目的】探讨高浓度CO2对切花菊的瓶插品质、生理生化及结构特征的影响,为高浓度CO2在切花菊乃至其它种类切花保鲜上的应用提供理论依据。【方法】以切花菊品种‘四季黄’切花为材料,瓶插去离子水中后分别置于380(对照)和760(高浓度CO2)μmol·mol-1条件下,利用光合测定、石蜡切片、透射电子显微镜技术及其它一些生理手段,定期研究高浓度CO2对切花保鲜效果、生理及结构特征的影响。【结果】与对照相比,高浓度CO2增加了花枝鲜重,增大了花朵开放直径,延缓了切花菊的衰老进程,延长了瓶插寿命。此外,高浓度CO2提高了切花菊的光合速率、叶绿素和可溶性糖的含量及超氧物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(PO...

【目的】探讨青海湖湖滨不同土地类型中土壤酶活性的变化及其影响因素,可为退化湿地的植被恢复与生态系统管理提供理论依据。【方法】选取青海湖东岸尕海区的湖滨湿地、以及由其退化的草地和沙地这3种土地类型为研究对象。分别采集0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm的土壤样本,比较不同土地类型土壤化学性质与土壤酶活性的差异,运用CANOCO5.0软件对土壤酶活性与土壤化学性质间关系进行冗余分析(RDA)。【结果】湿地中的土壤有机碳、全氮和水溶性有机碳氮的含量显著高于沙地,而土壤易氧化碳和铵态氮含量显著高于草地和沙地;对于水溶性有机碳、硝态氮和有效磷来说,湿地和草地显著高于沙地。草地土壤β-葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶和甘氨酸氨基肽酶的活性较湿地分别显著下降了32.17%、30.90%和39.67%;而沙地较草地分别显著下降了79.22%、73.46%和64.84%。湿地和草地的N-乙酰氨基葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶活性均显著高于沙地,但仅湿地的纤维二糖酶和碱性磷酸酶活性显著高于沙地。冗余分析结果表明,土壤水溶性有机碳和氮是影响土壤酶活性的主要因素,对其解释程度分别为58.8%和29.4%。水溶性有机碳可以很好解释亮氨酸氨基肽酶和酸性磷酸酶活性的变化;水溶性有机氮与碱性磷酸酶相关性显著;有机碳则与纤维二糖酶存在显著的正相关。【结论】湖滨湿地退化为草地和沙地后,土壤有机碳和氮以及土壤酶活性呈现下降趋势,土壤水溶性有机碳、水溶性有机氮以及有机碳显著地影响土壤酶活性的变化。