江苏省高校自然科学研究项目(10KJB610006)
- 作品数：7 被引量：117H指数：7
- 相关作者：胡正华陈书涛史艳姝张勇沈小帅更多>>
- 相关机构：南京信息工程大学中国科学院大气物理研究所安徽省气象局更多>>
- 发文基金：江苏省高校自然科学研究项目国家自然科学基金国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：环境科学与工程农业科学更多>>
- 臭氧浓度升高与土壤湿度对农田土壤微生物呼吸温度敏感性的影响被引量：9
- 2012年
- 为研究臭氧浓度升高条件下土壤湿度对农田土壤微生物呼吸温度敏感性的影响,采集经过3个生长季臭氧(100 nL.L-1)熏蒸及对照(CK)处理的农田土壤,在不同土壤湿度下研究土壤微生物呼吸对温度升高的响应规律.结果表明,在土壤湿度适宜的情况下,无论臭氧浓度升高处理还是对照处理中的土壤微生物呼吸均与土壤温度呈现出极显著的指数回归关系.就整个培养试验阶段的平均值而言,CK和100 nL.L-1臭氧处理下的平均土壤呼吸速率分别为0.48和0.33μmol.(m2.s)-1,前者比后者高约45%.臭氧浓度升高显著抑制了土壤微生物呼吸速率,并且显著降低了土壤微生物呼吸的温度敏感性.进一步的结果表明,正常土壤中土壤微生物呼吸的Q10随土壤湿度增加(20%～35%)而下降,而臭氧浓度升高改变了土壤中两者间的这种规律.综合本研究中的结果与以往关于土壤呼吸温度敏感性的研究结果,将Q10与土壤湿度(体积含水量)进行回归分析,可见两者间呈现极显著的二次函数关系,由此可推断其最大Q10值对应的土壤含水量在20%～25%范围内.
- 陈书涛张勇胡正华史艳姝沈小帅
- 关键词：臭氧土壤温度土壤湿度温度敏感性
- 陆地生态系统土壤呼吸时空变异的影响因素研究进展被引量：38
- 2011年
- 土壤呼吸是碳循环中的1个重要过程,土壤呼吸作用的过程及其影响因子对理解陆地碳循环极为关键.本文对迄今为止国内外关于土壤呼吸时空变异性影响因素的一些研究进行综述,分析了气候、植被、土壤因素对土壤呼吸变异性的影响规律.以往的研究表明,气候因素中对土壤呼吸具有重要影响的因子为气温和降水,植被因素中对土壤呼吸具有重要影响的因子为叶面积指数、凋落物质量、细根生物量,而土壤因素中的有机碳含量、质地对土壤呼吸具有影响.气候、植被、土壤因素对土壤呼吸的影响往往表现为综合作用.温度、降水一方面直接影响土壤中根系和微生物的呼吸速率,另一方面通过影响植物、微生物生长以及土壤条件从而间接影响土壤呼吸.要更深入地了解土壤呼吸时空变异性的影响因素,须解决4个方面的主要问题,分别为:定量区分土壤呼吸中自养和异养组分,土壤呼吸观测方法及时间尺度统一,土壤呼吸与环境因子的同步观测,加强对湿地生态系统土壤呼吸的观测.
- 陈书涛胡正华张勇沈小帅史艳姝
- 关键词：陆地生态系统土壤呼吸气候植被土壤
- 中国陆地生态系统土壤呼吸的年际间变异及其对气候变化的响应被引量：21
- 2012年
- 土壤呼吸是碳循环中一个重要过程,准确估算中国陆地生态系统土壤呼吸量对于研究区域碳循环过程具有重要意义.采用基于气温、降水和土壤有机碳储量的统计模型估算了中国陆地生态系统土壤呼吸量,初步分析了1970～2009年这40年间中国土壤呼吸量的变异及其与气候因子的关系.结果表明,从空间分布上来看,土壤呼吸量最高的区域主要集中在南方地区,这与我国南方地区气温较高、降水量较大有关;而西北内陆地区和青藏高原的土壤呼吸量相对很低,这一方面与这些地区降水量较少有关,也与土壤本底有机碳含量较低、土壤比较贫瘠有关;另外,东北部分地区的土壤呼吸量也较高,而这一地区在地理上属于气温较低的区域,这很可能是由于该区域土壤有机碳储量较高导致了土壤呼吸量较高.1970～2009年中国陆地生态系统各年土壤呼吸量存在差异,其变异范围为4.58～5.19PgCa-1,1970～2009年40年平均土壤呼吸量为4.83PgCa-1,这一估算结果与以往研究基本一致.中国陆地生态系统对全球土壤呼吸的贡献在4.93%～6.01%之间.回归分析表明,土壤呼吸变异系数与降水和气温变异系数均具有显著的线性回归关系,可见随降水和温度变异性增大土壤呼吸的变异性也相应增大.今后,区域土壤呼吸量估算准确性的提高不仅依赖于土壤呼吸、气候、植被和土壤因子的长期同步观测样本量的增加,还取决于土壤属性数据库的不断丰富和完善.
- 陈书涛黄耀邹建文史艳姝卢燕宇张稳胡正华
- 关键词：土壤呼吸气候
- 模拟酸雨对北亚热带天然次生林土壤呼吸的影响被引量：20
- 2011年
- 于2009年3月-2010年1月在南京市郊龙王山北亚热带天然次生林进行模拟酸雨试验，以便携式土壤C02通量观测仪对不同酸雨强度处理下的林地土壤呼吸速率进行原位测定，研究酸雨对森林土壤呼吸的影响．结果表明，在本试验阶段，4个酸雨强度处理CK（pH值6．4，去离子水）、T1（pH值4．5）、T2（pH值3．5）、T3（pH值2．5）的平均土壤呼吸速率分别为（3．20±0．21）、（3．34±0．30）、（3．51±0．06）、（2．99±0．23）μmol/（m^2．s），酸雨各处理的土壤呼吸季节变化规律显著．由于森林植被生长期季节变化明显，将其分为非生长季1（2-4月）、生长季（5-10月）、非生长季2（11月～次年1月）3个阶段．配对t检验分析各阶段土壤呼吸速率的结果表明，在非生长季1，模拟酸雨未抑制土壤呼吸作用，T1和T2酸雨处理反而促进了土壤呼吸作用；在生长季，高强度模拟酸雨T3显著抑制了土壤呼吸作用；在非生长季2，也出现了模拟酸雨促进土壤呼吸作用的现象；对于整个观测阶段而言，低强度模拟酸雨处理未显著改变北亚热带天然次生林的土壤呼吸，仅高强度模拟酸雨T3显著抑制了土壤呼吸作用．不同酸雨强度处理下的土壤呼吸速率与土壤温度的指数回归关系均达显著水平（P〈0．01），CK、T1、T2、T3处理的Q10值分别为3．04，2．73，2．83，2．51，模拟酸雨处理降低了北亚热带天然次生林土壤呼吸的温度敏感性．
- 张勇王连喜陈书涛胡正华沈小帅史艳姝
- 关键词：模拟酸雨土壤呼吸次生林Q10值
- 亚热带次生林土壤自养和异养呼吸研究被引量：16
- 2011年
- 以南京市郊北亚热带次生林为研究对象,于2010年设置挖沟断根和不断根处理小区,观测了土壤呼吸、异养呼吸的季节变异规律,并以此计算了自养呼吸速率,同时,观测了土壤温度、湿度等环境因子.结果表明,土壤呼吸、异养呼吸具有相似的季节变化规律,季节平均土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸速率分别为3.42、2.36和1.06μmol.(m2.s)-1.回归分析表明,异养呼吸随土壤呼吸增大而增加,异养呼吸(y)与土壤呼吸(x)之间的关系可用对数回归方程描述,该方程可解释异养呼吸90.5%(R2=0.905)的季节变异.进一步的分析表明,土壤呼吸不同组分与温度间均存在指数回归关系,描述土壤呼吸、异养呼吸、自养呼吸与温度间关系的指数回归方程可分别解释78.4%、76.4%和65.6%的变异,P值均达到极显著水平(P<0.01).根据回归方程估算的土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸温度系数Q10值分别为1.97、1.76和3.31.本研究表明,在树木生长的3～10月,土壤呼吸自养和异养组分的比例分别为69%和31%,且异养呼吸的温度敏感性显著小于自养呼吸的温度敏感性.
- 沈小帅陈书涛胡正华史艳姝张勇
- 关键词：次生林土壤呼吸温度敏感性
- 免耕与翻耕条件下农田土壤呼吸的比较被引量：14
- 2012年
- 采用开路式土壤碳通量测量系统于2010年3-10月在冬小麦-大豆轮作期对免耕与翻耕田土壤呼吸速率、5cm深土壤温度和湿度进行测定,以研究耕作措施对农田土壤呼吸的影响。结果表明,在冬小麦、大豆生长时段,免耕与翻耕田土壤呼吸速率的季节变化趋势基本一致。冬小麦生长时段免耕与翻耕田土壤呼吸速率的平均值分别为2.50±0.14和2.40±0.29μmol.m-2.s-1,大豆生长时段分别为2.82±0.28和3.50±0.52μmol.m-2.s-1。冬小麦生长时段免耕与翻耕田土壤呼吸无显著差异,但大豆生长时段二者存在显著差异(P<0.05),差异最明显的阶段在大豆开花期(7月下旬-8月中旬)。利用温度影响函数(指数函数)和湿度影响函数(二次函数)耦合的模拟模型进行土壤呼吸与土壤温度和湿度的回归分析,得出免耕条件下土壤温度和湿度可以共同解释25.3%的土壤呼吸变异(R2=0.253,P<0.05),翻耕条件下二者可以共同解释44.0%的土壤呼吸变异(R2=0.440,P<0.01)。可见,一方面,耕作措施对土壤呼吸的影响因种植作物而异,与翻耕相比,免耕显著降低了大豆田土壤呼吸,但对冬小麦田无显著影响;另一方面,免耕下土壤温度和湿度对土壤呼吸的影响比翻耕要小。
- 任景全王连喜陈书涛胡正华张勇沈小帅
- 关键词：免耕翻耕土壤呼吸土壤温度土壤湿度
- 模拟酸雨对冬小麦-大豆轮作农田土壤呼吸、硝化和反硝化作用的影响被引量：8
- 2011年
- 为研究模拟酸雨对冬小麦-大豆轮作农田土壤呼吸、硝化和反硝化作用的影响,在农田进行随机区组试验,布设4个区组,每块区组随机设置4个模拟酸雨处理,分别为去离子水A1(pH=6.7)、A2(pH=4.0)、A3(pH=3.0)、A4(pH=2.0)。采用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统对不同酸雨强度的冬小麦-大豆轮作农田进行土壤呼吸速率观测,并采用气压过程分离技术(BaPS)测定不同酸雨处理的土壤CO2产生速率、硝化速率和反硝化速率。试验结果表明,冬小麦田各处理间土壤呼吸速率无显著差异(P>0.05);大豆田高强度模拟酸雨A4处理明显抑制了土壤呼吸作用(P<0.05)。就冬小麦-大豆轮作生长季而言,各处理土壤呼吸速率无显著差异(P>0.05),其平均土壤呼吸速率分别为(2.26±0.11)、(2.31±0.20)、(1.91±0.09)、(2.03±0.17)μmol·m-2·s-1。冬小麦田A1、A3、A4处理间土壤CO2产生速率、硝化速率和反硝化速率均无显著性差异(P>0.05)。高强度模拟酸雨抑制了大豆田土壤CO2产生速率;大豆田A1、A3、A4处理的硝化速率测定均值分别为(191.6±36.1)、(261.6±36.3)μg·kg-1·h-1和(255.2±45.1)μg·kg-1·h-1,这3个处理的反硝化速率均值分别为(172.8±19.8)、(216.0±45.7)μg·kg-·1h-1和(216.3±44.6)μg·kg-·1h-1。研究表明,模拟酸雨强度升高未显著影响冬小麦田土壤呼吸、硝化和反硝化作用;高强度模拟酸雨(pH=2.0)降低了大豆田土壤呼吸速率和CO2产生速率,但对土壤硝化和反硝化作用有促进作用。
- 史艳姝陈书涛胡正华沈小帅张勇
- 关键词：模拟酸雨土壤呼吸硝化作用反硝化作用农田
