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从原位土壤CO2通量的观测数据出发,分析了盐生荒漠土壤CO2通量的日、季节变化特征,并针对夜晚负通量的发生,结合灭菌控制实验,定量拆分土壤CO2通量中生物与非生物组分的贡献。结果表明:多枝柽柳冠下土壤CO2通量在整个生长季均显著的高于灌间空地通量(P0.05),而受双峰日过程影响,冠下和灌间空地土壤CO2通量的季节变化均不明显。但灌间空地土壤CO2通量在夜间表现为负值(CO2由大气进入土壤),原因就在于土壤非生物过程的存在。当土壤含水量为10%时,非生物通量对总通量的贡献介于18.6%～49.2%之间,并随着土壤pH的增加呈线性上升的趋势;相比之下,在风干土中,非生物通量与总通量没有显著的差异,说明土壤越干,非生物过程的影响越大。因此,土壤pH和水分含量是土壤非生物通量的重要影响因子,而非生物过程对土壤CO2通量的影响不容忽视。 相似文献
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土壤水热条件对祁连山荒漠草原土壤CO2通量的影响 总被引：7，自引：1，他引：6
采用美国Li-COR公司生产的LI-6400-09土壤呼吸室和LI-6400便携式光合作用测量系统,在2004年生长季节对祁连山荒漠草原土壤CO2通量与温度和土壤水分的关系进行了连续观测研究。结果显示,基于室内试验数据,土壤CO2通量与土壤温度及土壤含水量的关系都可以用曲线方程很好地模拟。通过野外对祁连山荒漠草原土壤CO2通量、土壤温度、土壤含水量和降水等因子的观测发现,生长季节土壤CO2通量的日平均值介于1.94～9.32μmol.m-2.s-1。土壤CO2通量7～8月份达到最大值,5月与9月份次之,整个生长过程总的变化趋势呈单峰曲线形式。在5～11月份7个月的时间里,祁连山荒漠草原CO2释放量大约为1.01×108μmol.m-2。此外,加水试验也表明在干旱季节土壤水分对土壤CO2通量整体变化的重要性。 相似文献
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长白山天然次生白桦林土壤CO_2释放通量研究 总被引：2，自引：0，他引：2
利用静态箱/气相色谱法测定了长白山天然次生白桦林土壤二氧化碳释放通量.在生长季节的春、夏、秋三个时间段对白桦林土壤CO2释放通量测定的结果表明:白桦林土壤呼吸的日变化和不同生长季节的变化均与温度的变化有明显的相关性.白昼的土壤CO2的释放通量始终高于夜晚,但白昼土壤CO2释放通量的峰值与气温的峰值相比具有一定的滞后性.土壤CO2释放通量夏季明显高于春秋两季,凋落物层对土壤CO2释放具有一定的影响,夏季去除凋落物层后土壤CO2释放通量高于未除凋落物层时CO2释放通量,而春秋两季则出现相反的结果.通过相关分析发现,有凋落物覆盖的土壤CO2释放通量与地下5cm温度相关性最好,而去除凋落物后土壤CO2释放通量则与地表温度相关性最高. 相似文献
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地表能量平衡是地气交互作用的关键环节,探究不同下垫面的地表能量平衡特征对了解地表的热量传输具有重要意义。然而,目前对于能量平衡在盐结皮土壤形成过程下的变化特征的研究未见报道,主要难点在于缺少盐结皮形成过程中土壤表面反照率的计算方法,严重影响了盐渍化土壤热量传输的精确定量描述。因此,利用模拟试验结合能量平衡模型,应用反照率计算方法,定量分析了盐结皮土壤形成发育过程下能量平衡的动态变化特征。结果表明：(1)Logistic增长模型可以很好地拟合盐结皮在土壤表面的形成发育过程(R2=0.99)。(2)在持续照射条件下(1000 W·m-2,16 d),随着盐结皮的持续发育,盐结皮土壤的反照率比对照高出0.15～0.41,从而显著降低了土壤对热量的吸收,导致盐结皮土壤表面温度比对照降低了16℃。(3)盐结皮土壤的净辐射、感热通量、潜热通量和土壤热通量在反照率和表面温度影响下分别比对照减少了47.9%、52.4%、46.8%和47.4%,显著影响了土壤的剖面温度。研究结果对进一步探讨盐结皮影响下的土壤水热传输过程具有重要的科学价值。 相似文献
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运用波文比-能量平衡法和大型蒸渗仪对沙地春小麦的蒸散量进行了连续的测定和估算,并对由于降雨和灌溉所引起的土壤有效水分变化与沙地春小麦蒸散量之间的相关关系进行了初步探讨。结果表明:①春小麦蒸散量在降水或灌溉后1~2 d最大,然后逐渐下降,说明春小麦的蒸散速度受土壤有效水分含量的影响;②春小麦出苗前和生长初期,蒸散以地表蒸发为主,蒸散量较小,感热通量和土壤热通量较大;随着时间推移,L AI(叶面积系数)逐渐增大,由于作物遮蔽,感热通量和土壤热通量减小,潜热通量对净辐射贡献增大;③测定期间,波文比在早晨日出前(5:00)达到最大,至下午15:00左右下降为最小,然后开始增大至次日凌晨;④应用波文比-能量平衡法估测的沙地春小麦蒸散量与大型蒸渗仪的测定值一致性较好,相关系数R2为0.9055。 相似文献
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围栏封育对新疆亚高山草甸土壤夏季CO2日排放的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
利用静态暗箱法在中国科学院新疆巴音布鲁克草原生态站首次对具有代表性的新疆典型性亚高山草甸25年围栏内外土壤CO2日排放进行连续观测.分析了亚高山草甸土壤呼吸变化规律及其影响机制.结果表明,围栏封育后,围栏内土壤CO2日排放总量达到19.117 g·m-2·d-1,围栏外为14.465 g·m-2·d-1,围栏内土壤CO2日排放通量要比围栏外的多了32.16%.浅层土壤土壤温度(包括地表地下5 cm、10 cm土壤温度,p＜0.01)与土壤CO2排放通量日变化呈显著正相关性,但15 cm、20 cm和25 cm地温与其无相关性.土壤含水量过低或者过高都会对土壤呼吸有抑制作用,分析发现,土水势在29 kPa～35 kPa时土壤CO2排放通量出现最大值.同时围栏内外土壤CO2排放通量日变化与土水势呈指数相关,其中,围栏内相关系数为0.4866;围栏外相关系数为0.6007. 相似文献
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土壤CO2释放通量是全球碳循环的重要流通途径之一,其动态变化直接影响全球C平衡.土壤CO2释放通量在时空上具有很大的变异性.传统研究只关注年、季之间以及水平空间上的土壤通量,对于垂直剖面的CO2通量变化关注较少.土壤释放到大气中的CO2是垂直方向上各个土壤层次共同产生的,因此对其垂直剖面CO2通量研究十分必要.根据近年来国内外最新的研究资料,综合介绍了土壤垂直剖面CO2通量变化以及其影响因素的变化规律,并分析研究中存在的问题.由于土壤垂直剖面的复杂性,对于研究其CO2通量的变化还存在着方法上的困难;使用气体扩散理论计算各层间的通量是否能真正反应自然状态下CO2在土壤中的传输,以及土壤温度、含水量和微生物等因素对通量的影响机理尚不明确. 相似文献
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本文利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(简称SACOL站）陆面过程综合观测资料,分析了强降水前后榆中黄土高原半干旱草地土壤温、湿特征的差异,讨论了水分状况对土壤热力参数及地表能量分配的影响。结果表明:水分胁迫条件下,黄土高原半干旱草地土壤在10 cm深度存在一个湿层;强降水过程可使土壤湿度受影响范围接近40 cm深度。水分胁迫条件下,感热通量是黄土高原半干旱草地生态系统能量分配过程中净辐射的最大消耗项;无水分胁迫条件下,潜热通量是能量平衡系统中净辐射分量的最大消耗项。降水改变了土壤湿度并使得土壤热传导率发生变化,土壤热传导系数和土壤热容量随土壤湿度增加而增大。 相似文献
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陇中黄土高原土壤水分变化特征及其机理分析 总被引：2，自引：1，他引：1
基于兰州大学半干旱气候与环境观测站（SACOL）2010年全年的观测资料,对陇中黄土高原半干旱区土壤水分的年变化和日变化特征进行了研究,并通过计算水汽通量与蒸散量,探讨了土壤-地表-大气间水分的交换和运移机理。结果表明：土壤湿度的季节变化主要受降水影响,各季节的平均土壤湿度均呈现出表层和深层低、中间层高的特点,最高值出现在地下10 cm附近;在无降水的情况下,土壤5~20 cm处的含水量呈现出夜间逐渐降低、白天逐渐上升的波形变化,这种变化与土壤水汽通量具有很好的一致性,而水汽通量的方向则受温度梯度的影响;在白天,地表温度高于气温与较深层地温,水汽在向空气蒸散的同时也由地表流向土壤深部,夜晚地表温度则低于较深层地温,水汽由土壤深部流向地表。因此土壤内部的水分蒸发主要出现在夜晚,且主要发生在地表40 cm以内的土壤孔隙中,而白天地表的实际蒸发主要存在土壤浅层0~5 cm,5 cm以下土壤水分的蒸发十分微弱。本研究结果对于改进半干旱区陆面计算模式以及当地的生态环境建设具有一定的参考价值。 相似文献
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华北平原典型农田水、热与CO2通量的测定 总被引：42，自引：1，他引：42
在中国科学院栾城农业生态试验站用波文比-能量平衡法与涡度相关技术对净辐射通量（Rn)，潜热通量（λE），感热通量（H），土壤热通量（G）与冠层CO2通量（Fco2)进行了长期定位研究，结果显示Rn大部分用于作物潜热的消耗，连续2年4个生长季λE/Rn都在70%以上，在作物生育盛期，夏玉米λE/Rn略高于冬小麦，H/Rn都在15%左右，G/Rn在5%-13%之间，且冬小麦G/Rn明显高于夏玉米。蒸发比值（EF）在不同的理想环境条件下，随着可供能量（Rn-G)的增加表现出先迅速下降，后缓慢下降，最后趋于稳定的趋势，并在冬小麦环境条件下得到了验证，直角双曲线模型可以模拟Fco2随光通量密度（PPFD）的响应过程。晴天冠层水分利用效率（WUE）不是在正午出现最高值，当PPFD达到1500μmolm^-2s^-1左右时，WUE却略有下降。 相似文献
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梭梭对降水的响应与适应机制——生理、个体与群落水平碳水平衡的整合研究 总被引：7，自引：1，他引：6
水是荒漠生态系统的首要限制因素.近20年来全球气候变化以及人类活动的加剧,导致古尔班通古特沙漠南缘原始盐生旱生荒漠地区的降水与地下水位正在发生显著的改变;这些改变正导致荒漠植物用水策略的适应性变化,其种间差异性影响着荒漠植物群落组成与生态系统碳水平衡.本研究以中亚荒漠关键种梭梭Haloxylon ammodendron为对象,在生理生态、个体形态与群落尺度整合研究两个优势种对自然生境水分条件改变的响应与适应.实验于2005-2006年生长期开展,在地下水位于5.2-7.9 m之间波动的典型原始生境,追踪自然降水过程并设置人工降水梯度.观测生境水分条件变化时光合作用、蒸腾作用、叶水势和瞬时水分利用效率等生理活动的响应;研究根系分布和地上生物量累积等个体形态特征的适应性改变;利用涡度相关系统测定群落碳水通量,从而揭示不同尺度上梭梭的用水策略和碳同化维持机制.实验数据表明,梭梭主要利用降水形成的浅层土壤水维持生存;极为有效的形态调节和较强的气孔控制是其维持光合能力以及适应降水变化的主要机制;适量增多且在生长期内均匀分布的降水可对其产生明显正效应,这预示梭梭可能在未来种间竞争和群落演替中占有优势.本研究表明,应对环境水分胁迫与改变,荒漠植物具有高效的自我协调与适应能力,不同水平调节适应机制之间存在内在协调性;生理、个体、群落尺度整合研究是了解全球变化背景下生态系统过程与植物适应性的有效途径. 相似文献
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荒漠绿洲湿地水分来源及植物水分利用策略 总被引：2，自引：1，他引：1
水分是干旱区不同景观界面间的水分循环过程与水力联系的主体,维持着干旱区湿地生态系统的结构与功能。为量化水分来源及其对植物水分的贡献率,以河岸灌木湿地和草地盐沼湿地为研究对象,通过测定降水、径流、地下水、土壤水和植物水中δD、δ18O组成,利用多源线性混合模型分析水分来源对荒漠植物水分利用的贡献率。结果表明：（1） 黑河流域荒漠绿洲湿地年均降水量104.6 mm,约占蒸散量（604.47 mm）的17.03%,具有明显的季节性分布特征。地下水位与土壤含水量的波动取决于河流距离,离河道较近的河岸灌木湿地地下水深度及土壤含水量随季节波动较小,而离河道较远的草地盐沼湿地则变化很大。（2） 当地大气降水线δD=6.33δ18O+4.04 （R2=0.931）,斜率和截距均略小于全球大气降水线则符合黑河流域湿地整体降水少而蒸散量大的特点。黑河径流δD和δ18O均值分别为-43.80‰±12.09‰和-8.65‰±23.33‰,地下水为-50.98‰±13.18‰和-9.74‰±25.49‰,土壤水为 -42.07‰±6.89‰和-7.22‰±2.49‰,植物水为-51.84‰±14.46‰和-8.50‰±24.13‰。（3） 地表蒸发是荒漠绿洲湿地土壤氢、氧同位素富集的主要原因。地下水和河水分别是草地盐沼湿地与河岸灌木湿地的主要水分来源,贡献率分别约为61%和50%,表明湿地植物相比于干旱区脉冲式降水更依赖较为稳定的水源。（4） 植物根系深度和毛细根分布是决定荒漠绿洲湿地植物水分利用策略的重要因素。 相似文献
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Hydraulic redistribution is the process of passive water movement from deeper moist soil to shallower dry soil layers using plant roots as conduits. Results from this study indicate that this phenomenon exists among two shrub species (Guiera senegalensis and Piliostigma reticulatum) that co-exist with annual food crops in Sahelian agro-ecosystems. Real-time measurements were conducted for soil water content, soil water potential and microclimate variables notably; air temperature, relative humidity, wind speed, precipitation and solar irradiance. Additionally, sap flow measurements were conducted in shrub roots using the thermal dissipation technique on intact and coppiced shrubs. Monthly predawn leaf water potential was measured using a portable pressure chamber. Soil water potential (Ψs) at the 20 cm depth declined significantly during the dry season with diel changes in Ψs of −0.6 to −1.1 MPa. These variations were attributed to passive water release from shrub roots resulting in overnight rewetting of drier upper soil layers. Sap flow measurements on tap and lateral shrub roots indicated daily reversals in the direction of flow. During the peak of the dry season, both positive (toward shrub) and negative (toward soil) flows were observed in lateral shrub roots with sap flow in the lateral roots frequently negative at night and rapidly becoming positive soon after sunrise. The negative sap flow at night in superficial lateral roots and the periodic positive flow in the descending tap roots were indicative of hydraulic redistribution. Hydraulic redistribution may be an important mechanism for drought stress avoidance while maintaining plant physiological functions in both shrubs and neighboring annuals in water-limited environments. 相似文献
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毛乌素沙地臭柏根系分布及根量 总被引：41，自引：5，他引：36
毛乌素沙地臭柏(Sabina vulgaris)灌丛根量、根系直径和分布特征的研究结果表明,臭柏根系分布深度可达2.0 m,水平延伸幅度达灌丛边缘以外1.0 m左右处;其根量主要集中在0~60 cm的土层内,占根系总量的60%~70%,呈倒金字塔型分布。根系直径以< 3 mm的细根居多,占剖面总根量的72%左右,集中分布在0~30cm的土层中。> 7 mm的粗根数量很少,占总根数的0%~5%。臭柏根量和直径分布特征依立地条件及土层深度的不同而异。 相似文献
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Carbon dioxide fluxes of soils and mosses in wet tundra of Taimyr Peninsula, Siberia: controlling factors and contribution to net system fluxes 总被引：1，自引：0，他引：1
Knowledge of the environmental controls of carbon dioxide fluxes is essential for understanding the dynamics of carbon exchange between ecosystems and atmosphere. In this study we investigated soil respiration and moss photosynthesis as well as their contribution to the net carbon dioxide flux of two different wet tundra systems. During two summers, in situ carbon dioxide fluxes were measured in a tussock tundra and in a low-centre polygonal tundra on Taimyr Peninsula, central Siberia. Measurements were carried out by means of a multichannel gas exchange system. Results show pronounced differences in soil respiration rates as related to microscale topography, mainly due to differences of soil water table and soil temperatures. Modelling of soil respiration for individual microsites revealed differences of process performance with respect to both factors. The wet microsites showed the highest potential regarding an increase of soil respiration rates in warmer and drier climate change scenarios. Another important process compensating the CO2 release from the soil was the photosynthesis of the moss layer, assimilating as much as 51% to 98% of the daily amount of carbon dioxide released from wet tundra soils. This result demonstrates the importance of mosses in the context of tundra ecosystem processes. The magnitude of net system fluxes of the whole system at the depression of the polygonal tundra was strongly influenced by changes in soil water table. Consequently, any changes of the hydrology, as anticipated in the context of global change, would effectively alter the carbon balance of wet tundra systems. 相似文献
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用D、18O同位素确定黑河中游戈壁地区植物水分来源 总被引：1，自引：0，他引：1
于2008年7月在黑河中游临泽县平川镇戈壁地区采集降雨、地下水、土壤和植物茎干样品并进行水分的D、18O同位素测试,分析戈壁地区不同深度土壤水分的来源,确定泡泡刺（Nitraria sphaerocarpa）、红砂（Reaumuria soongorica）等荒漠植物的吸水层位及其对降雨和地下水的依赖程度。研究发现：①土壤剖面0~130 cm深度范围内的土壤水主要接受降雨的补给;130 cm以下,可能接受潜水蒸发补给,或者是前期较大降雨入渗与潜水蒸发补给的叠加;②土壤水的δD、δ18O值与深度呈指数关系;降雨入渗补给会打乱剖面的稳态,土壤水的δD、δ18O同位素组成是现存土壤水和降雨的混合;③泡泡刺和红砂都是利用深度大于185 cm的土壤水,泡泡刺吸水层位比红砂更深,表明荒漠植物的生长主要依赖更为稳定的潜水水源。 相似文献
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科尔沁沙地植物生态型与地下水位及土壤水分的关系研究 总被引：11，自引：8，他引：3
水分是干旱区植物生长的限制因子,以生态适宜性理论为基础,根据科尔沁沙地植被生态型及典型样带调查试验资料,系统分析了植物生态型与地下水位埋深及土壤含水率的定量关系。分析表明:湿生、中生、中旱生和旱生植物地下水位埋深的变化范围分别为0.45～1.66 m、0.95～2.20 m、2.20～4.59 m和3.45～7.45 m;植物根系土壤表层含水率的变化范围分别为2.70%～25.54%、0.80%～13.32%、0.41%～2.25%和0.28%～0.44%;植物根系层含水率的变化范围分别为5.59%～54.80%、3.59%～9.19%、0.71%～3.59%和0.16%～0.78%。同时湿生植物与中生植物、中旱生植物与旱生植物有一个地下水位埋深过渡范围,其值分别为0.95～1.66 m和3.45～4.59 m;有一个植物根系土壤表层含水率过渡范围,其值分别为2.70%～13.32%和0.41%～0.44%;有一个根系层土壤含水率过渡范围,其值分别为5.59%～9.19%和0.71%～0.78%。 相似文献
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荒漠灌丛树干茎流及其入渗、再分配特征 总被引：8，自引：2，他引：6
运用铝箔收集法测定了荒漠灌木柠条（Caragana korshinskii Kom.）树干茎流;利用时域反射仪连续测量土壤剖面水分含量,分析树干茎流影响下柠条根际区水分入渗与再分配过程。结果表明,柠条灌丛产生树干茎流需要2.2 mm的前期降雨量,树干茎流占降雨量的7.9%,平均汇流率是89.8。土壤表层含水率对降雨过程响应明显; 当降雨量达到6 mm时,树干茎流有利于增加根际区土壤水分增量,补充深层土壤水分,对荒漠植被在干旱条件下存活起着重要作用。 相似文献
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毛乌素沙地沙柳细根分布规律及与土壤水分分布的关系 总被引：7，自引：3，他引：4
以2 mm为粗、细根的划分界限,采用根钻法对毛乌素沙地的单株沙柳及沙柳林地的细根分布进行了调查研究,同时测量土壤含水率。结果表明,沙柳细根垂直分布深度为1.5 m左右,且随土壤深度的增加细根生物量逐渐减少,细根根量最大值出现在表层,在0～20 cm范围内集中分布,约占总根量的一半左右。沙柳水平根系发达,细根主要分布在冠幅半径3倍左右的范围内,表明沙柳通过水平扩展来获取分布于土壤浅层的大气降水;丘顶沙柳林地根量小于丘底林地根量,土壤水分的含量和分布决定沙柳细根根量的大小和分布。 相似文献
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塔里木河上游地区土壤水盐变化与作物的关系 总被引：4，自引：0，他引：4
本文利用塔里木河上游灌区阿克苏水平衡站的有关试验观测资料，对绿洲农田地下水，土壤中水和盐的运动及植物耐盐性进行了对比分析，总结了土壤水盐运动的某些规律。． 相似文献