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土壤呼吸对降雨响应的研究进展 被引量：55
1
作者 王义东 王辉民 +3 位作者 马泽清 李庆康 施蕾蕾 徐飞 《植物生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期601-610,共10页
土壤呼吸是当前区域碳收支及全球变化研究中的一个热点问题。降雨作为一个重要的扰动因子,对准确估算土壤呼吸具有重要影响,这在干旱和半干旱地区尤为明显。尽管关于土壤呼吸对降雨响应过程与规律的研究已取得了较大进展,但是对于其机... 土壤呼吸是当前区域碳收支及全球变化研究中的一个热点问题。降雨作为一个重要的扰动因子,对准确估算土壤呼吸具有重要影响,这在干旱和半干旱地区尤为明显。尽管关于土壤呼吸对降雨响应过程与规律的研究已取得了较大进展,但是对于其机制的解释仍然存在较大的争议,集中体现在对"Birch效应"(降雨强烈激发土壤呼吸的现象)的解释上,即到底是"底物供应改变机制"还是"微生物胁迫机制"在调控该过程。该文综述了土壤呼吸对降雨事件、降雨量及降雨格局的响应过程与规律;阐述了土壤呼吸各组分对降雨响应的差异,分析了雨后物理替代与阻滞、底物供应、根系和微生物活性、微生物群落结构与功能等一系列过程引起土壤呼吸改变的机制;重点阐述了微生物对土壤水分波动的响应与适应机制。在此基础上提出了今后需重点关注的4个方面:1)"底物供应改变机制"与"微生物胁迫机制"的区分;2)土壤呼吸各组分对降雨响应的差异;3)不同时空尺度上土壤呼吸对降雨响应的模拟与估算;4)降雨带来的外援N和H+的作用。 展开更多
关键词 干湿交替 birch效应 碳循环 降雨格局 土壤碳通量
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干湿交替频率对不同土壤CO_2和N_2O释放的影响 被引量：38
2
作者 欧阳扬 李叙勇 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期1251-1259,共9页
干旱、半干旱和地中海气候区,乃至一些湿润地区,由干湿交替引起的土壤碳、氮的短暂脉冲式释放很大程度上决定着长时间尺度温室气体释放的总量,是土壤碳、氮温室气体释放的关键过程。选择我国降雨梯度下的森林、农田、草地和荒漠生态系统... 干旱、半干旱和地中海气候区,乃至一些湿润地区,由干湿交替引起的土壤碳、氮的短暂脉冲式释放很大程度上决定着长时间尺度温室气体释放的总量,是土壤碳、氮温室气体释放的关键过程。选择我国降雨梯度下的森林、农田、草地和荒漠生态系统,采集土样进行实验室统一控制条件下的多重干湿交替循环,对比探讨不同生态系统土壤干湿交替频率对CO2和N2O释放的影响模式。结果表明:(1)干湿交替能够显著的激发土壤中CO2和N2O的释放,森林、农田、草地和荒漠土壤CO2和N2O释放速率对干湿交替的响应模式基本一致,其响应强度与土壤本底中碳和氮的含量有关;(2)在一定培养时间内,随着干湿交替频率的增加,土壤再湿润阶段CO2释放速率降低,但是,气体释放的总量较之于恒湿对照组有所增加。(3)不同土壤N2O的释放总量对干湿交替频率的响应模式表现出很大的差异,其中农田和荒漠土壤响应模式类似。 展开更多
关键词 干湿交替频率 温室气体 土壤CO2释放 土壤N2O释放
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人工模拟降水条件下旱作农田土壤“Birch效应”及其响应机制 被引量：19
3
作者 陈荣荣 刘全全 +2 位作者 王俊 刘文兆 Upendra M. Sainju 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期306-317,共12页
降水事件引起干土复湿刺激土壤CO_2,脉冲释放的现象被称为"Birch效应",其作用机制可能是降水刺激土壤"底物供给"增加或引起土壤"微生物胁迫"所致。为深入了解土壤"Birch效应"对降水格局改变的... 降水事件引起干土复湿刺激土壤CO_2,脉冲释放的现象被称为"Birch效应",其作用机制可能是降水刺激土壤"底物供给"增加或引起土壤"微生物胁迫"所致。为深入了解土壤"Birch效应"对降水格局改变的响应过程及内在机制,在冬小麦拔节期和夏闲期分别进行了不同降水量(1-32 mm)人工模拟降水实验,系统观测了降水后0-72 h土壤呼吸及土壤碳组分变化特征,结果表明:土壤呼吸随降水量的增大而增强,1-16 mm降水土壤呼吸峰值出现在降水后4h,而32 mm降水土壤呼吸峰值出现时间滞后了4 h。与较小降水量相比,较大的降水量能增加土壤呼吸但会推迟土壤呼吸峰值出现时间。土壤呼吸速率峰值(SRP)与降水量(P)呈幂相关(拔节期:SR-P=0.97P^(0.09),R^2=0.5,P<0.05;夏闲期:SR-P=1.07P^(0.09),R^2=0.98,P<0.01)。降水后72h累积CO_2释放量(CO_2-P)与降水量呈线性相关(拔节期:CO_2-P=0.03P+5.99,R^2=0.58,P<0.05;夏闲期:CO_2-P=0.11P+6.04,R^2=0.86,P<0.01)。土壤呼吸温度敏感性系数和降水量之间存在二次曲线关系(拔节期:Q_(10)=-0.007P^2+0.2P+0.7,R^2=0.32,R^2<0.05;夏闲期:Q_(10)=-0.01P^2+0.3P+0.2,R^2=0.86,P<0.01)。逐步回归分析表明,冬小麦拔节期所有降水量处理土壤呼吸与土壤微生物量碳相关性均达到显著水平(P<0.05),指示土壤"Birch效应"是由"微生物胁迫"所致。而在夏闲期,当降水量小于8 mm时土壤呼吸与微生物量碳相关性显著,即以微生物胁迫机制占主导;8 mm降水处理下土壤呼吸与氯仿熏蒸-K_2SO_4提取态有机碳相关性达到极显著水平,指示则为两种机制共同起作用,而当降水量大于16 mm时,土壤呼吸主要与可提取态有机碳显著相关,"Birch"效应转为以底物供给机制占主导。与夏闲期相比,冬小麦拔节期作物生长会削弱"Birch效应",并改变其响应机制。 展开更多
关键词 模拟降水 土壤呼吸 birch效应 底物供给 微生物胁迫
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多重干湿交替格局下土壤Birch效应的响应机制 被引量：17
4
作者 王君 宋新山 +1 位作者 严登华 陈燕 《中国农学通报》 CSCD 2013年第27期120-125,共6页
为了探究多重干湿交替格局及土壤团聚体粒径对土壤呼吸作用尤其是Birch效应的影响机理,以3种不同团聚体粒径的表层土(0～20 cm)为受试土壤,通过采用室内孵育试验的方法,研究了多重干湿交替循环及不同土壤团聚体粒径对Birch效应产生的影... 为了探究多重干湿交替格局及土壤团聚体粒径对土壤呼吸作用尤其是Birch效应的影响机理,以3种不同团聚体粒径的表层土(0～20 cm)为受试土壤,通过采用室内孵育试验的方法,研究了多重干湿交替循环及不同土壤团聚体粒径对Birch效应产生的影响。结果表明:复水促进了土壤呼吸作用,增加了土壤微生物生物量,但对微生物量和呼吸作用产生的激增效应并没有持续很长时间。复水3 h后呼吸速率达到峰值,并且随着干湿周期频率的增加而降低,其中大土粒降低幅度最小。不同土壤团聚体粒径对Birch效应的影响强度不同,但二者并不是简单的线性关系。总之,土壤团聚体能够保护部分有机质不被微生物分解矿化,多重干湿交替干扰了这种保护作用,提高了有机碳的生物相容性。Birch效应中被矿化的有机碳更多是来自于新的有机质的暴露,部分来自干旱期微生物细胞内积累的溶质。值得注意的是随着干湿循环数的增加,被暴露的新的有机质在被矿化分解前可能还存在其他中间过程。 展开更多
关键词 多重干湿交替 birch效应 土壤团聚体 呼吸速率 溶解性有机碳 微生物生物量
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