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秸秆与生物质炭施用对土壤温室气体排放的影响差异 预览
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作者 周际海 陈晏敏 +4 位作者 袁颖红 郜茹茹 刘再群 李威 濮海燕 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期248-254,共7页
采用室内培养试验,向土壤中添加小麦秸秆和不同量生物质炭,同时比较探究秸秆与生物质炭施用对土壤温室气体排放及微生物活性的影响差异。试验共设5个处理:土壤(S)、土壤+1%小麦秸秆(WT)、土壤+1%生物质炭(BC1)、土壤+2%生物质炭(BC2)和... 采用室内培养试验,向土壤中添加小麦秸秆和不同量生物质炭,同时比较探究秸秆与生物质炭施用对土壤温室气体排放及微生物活性的影响差异。试验共设5个处理:土壤(S)、土壤+1%小麦秸秆(WT)、土壤+1%生物质炭(BC1)、土壤+2%生物质炭(BC2)和土壤+4%生物质炭(BC4)。在培养期内,施秸秆处理土壤CO2排放量比对照处理S显著增加约12.60%~2005.63%,而施生物质炭处理降低约51.49%~97.93%。施秸秆处理的温室气体增温潜势(GWP)是对照处理S的1.12~19.24倍,而施生物质炭处理,即处理BC1、BC2和BC4的GWP分别降低了0.27%~64.06%,15.78%~94.01%和29.43%~92.28%。小麦秸秆施用会明显增加土壤温室气体排放,增加温室效应;而添加生物质炭对土壤CO2、N2O排放表现出一定的抑制作用,并明显减弱温室气体增温潜势,即生物质炭能明显减弱温室效应。添加小麦秸秆促进土壤微生物生物量碳的增加,提高FDA水解酶、脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶活性;生物质炭施用一段时间后对土壤过氧化氢酶活性表现为显著激活作用。 展开更多
关键词 小麦秸秆 生物质炭 土壤温室气体 微生物活性
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生物质炭及过氧化钙对旱地红壤CH4、CO2和N2O排放的影响
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作者 袁颖红 李丽 +5 位作者 芮绍云 周际海 刘贵军 张文锋 黄欠如 成艳红 《长江流域资源与环境》 CAS CSSCI CSCD 北大核心 2019年第3期642-650,共9页
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CH4、CO2和N2O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+... 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CH4、CO2和N2O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CO2和N2O通量,配施(C+Ca)对CH4、CO2和N2O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。 展开更多
关键词 生物质炭 过氧化钙 旱地红壤 土壤温室气体 微生物活性
生物质炭与有机物料混施对土壤温室气体排放和微生物活性的影响 被引量:2
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作者 周际海 袁东东 +5 位作者 袁颖红 李威 程双怀 陈晏敏 罗朝逸 樊后保 《环境科学学报》 CSCD 北大核心 2018年第7期2849-2857,共9页
土壤是温室气体的重要排放源,在土壤中施入生物质炭和有机物料对土壤微生物在土壤碳氮转化和微量气体代谢方面有着重要作用,不过迄今在生物质炭和有机物料混施对土壤温室气体排放和微生物活性的影响方面的研究尚少.本研究采用室内培养试... 土壤是温室气体的重要排放源,在土壤中施入生物质炭和有机物料对土壤微生物在土壤碳氮转化和微量气体代谢方面有着重要作用,不过迄今在生物质炭和有机物料混施对土壤温室气体排放和微生物活性的影响方面的研究尚少.本研究采用室内培养试验,利用土壤添加生物质炭和生物质炭与不同有机物料混施,探究生物质炭和有机物料混施对土壤温室气体排放及微生物活性的影响.共设5个处理:新鲜土壤(S)、新鲜土壤+2%生物质炭(SB)、新鲜土壤+2%生物质炭+1%大豆饼(SBS)、新鲜土壤+2%生物质炭+1%小麦秸秆(SBW)、新鲜土壤+2%生物质炭+1%鸡粪(SBC).研究表明:只添加生物质炭对温室气体的排放影响不明显;生物质炭与有机物料混施使土壤的CO2、N2O排放明显增加,而对CH4的排放影响不明显;从温室气体增温潜势(GWP)变化可以看出有机物料施用对温室效应具有明显的增强作用;生物质炭与有机物料混施在一定程度上增加微生物生物量碳和代谢熵(q CO2),各处理的代谢熵是对照处理S的0.18-4.37倍;不同有机物料对FDA水解酶、过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶活性都表现为激活作用. 展开更多
关键词 生物质炭 有机物料 土壤温室气体 微生物活性
石油与食细菌线虫对土壤温室气体排放的影响 预览 被引量:1
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作者 周际海 唐嘉婕 +5 位作者 袁颖红 黄荣霞 程坤 吴雪艳 袁东东 樊后保 《中国环境科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2017年第9期3497-3505,共9页
采用室内培养试验,利用人工模拟石油污染土壤并接种不同密度的食细菌线虫,探究石油污染条件下食细菌线虫对土壤温室气体排放及微生物活性的影响.本实验设5个处理,即:新鲜土壤(S)、5.0g/kg石油污染土壤(SP)、5.0g/kg石油污染土壤+5条线... 采用室内培养试验,利用人工模拟石油污染土壤并接种不同密度的食细菌线虫,探究石油污染条件下食细菌线虫对土壤温室气体排放及微生物活性的影响.本实验设5个处理,即:新鲜土壤(S)、5.0g/kg石油污染土壤(SP)、5.0g/kg石油污染土壤+5条线虫/g干土(SPN5)、5.0g/kg石油污染土壤+10条线虫/g干土(SPN10)、5.0g/kg石油污染土壤+20条线虫/g干土(SPN20).结果表明:石油污染可以使土壤的CO2、N2O排放量明显增加,分别是对照处理S的7.03~10.16倍、11.56~32.19倍,而对CH4的排放影响不明显;但从温室气体增温潜势(GWP)变化可以看出石油污染对温室效应具有明显的增强作用,是对照处理S的7.13~10.17倍;石油污染和食细菌线虫在一定程度上增加微生物生物量碳和代谢熵(qCO2),微生物生物量碳变化的趋势是先升高后下降,各处理的代谢熵是对照处理S的6.59~9.83倍;石油污染对荧光素二乙酸酯(FDA)水解酶活性表现为初期抑制后期激活;石油污染对蔗糖酶和脲酶活性主要表现为激活作用;食细菌线虫一定程度上可增加石油污染土壤中酶的活性,从而影响温室气体CO2、N2O、CH4的排放. 展开更多
关键词 石油污染 食细菌线虫 土壤温室气体 微生物活性
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灌溉方式对设施土壤温室气体排放的影响 预览 被引量:6
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作者 张西超 叶旭红 +4 位作者 韩冰 李文 范庆锋 邹洪涛 张玉龙 《环境科学研究》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2016年第10期1487-1496,共10页
为了寻求在高产、高效、节水的同时能够最大程度促进温室气体减排的灌溉方式,以长期定位灌溉设施蔬菜(以番茄为例)栽培土壤为研究对象,探讨覆膜滴灌、节点式渗灌、沟灌3种不同灌溉方式对土壤温室气体(N2O、CO_2、CH4)排放特征的影响... 为了寻求在高产、高效、节水的同时能够最大程度促进温室气体减排的灌溉方式,以长期定位灌溉设施蔬菜(以番茄为例)栽培土壤为研究对象,探讨覆膜滴灌、节点式渗灌、沟灌3种不同灌溉方式对土壤温室气体(N2O、CO_2、CH4)排放特征的影响,以及温室气体排放与土壤温度和湿度两大环境因子的相关性,并运用产气比概念对温室气体累积排放量进行比较.结果表明:1在番茄生长季,不同灌溉方式下N2O排放总量表现为沟灌(25.33 kg/hm2)〉覆膜滴灌(23.87 kg/hm2)〉节点式渗灌(10.04 kg/hm2),土壤温度适宜条件下,N2O排放通量与土壤湿度呈极显著相关(P〈0.01).2CO_2排放通量随着气温升高及植株生长而逐渐增大,具有明显的季节性变化.不同灌溉方式下CO_2排放总量表现为节点式渗灌(11.84 t/hm2)〉沟灌(10.45 t/hm2)〉覆膜滴灌(9.53 t/hm2);覆膜滴灌和节点式渗灌处理下CO_2排放通量与土壤温度呈极显著相关(P〈0.01),沟灌处理下二者呈显著相关(P〈0.05).3在番茄整个生长季期间,土壤总体表现为大气CH4的汇,不同灌溉方式下CH4吸收总量表现为节点式渗灌(1.98 kg/hm2)〉覆膜滴灌(0.93 kg/hm2)〉沟灌(0.71 kg/hm2),CH4排放通量与土壤湿度呈显著相关(P〈0.05).研究显示,采用覆膜滴灌方式不仅可以达到高产、高效、节水的目标,而且综合排放的温室气体量最少,可达到土壤温室气体最大程度的减排效果,减缓全球气候变暖趋势,是一种最佳的灌溉方式. 展开更多
关键词 覆膜滴灌 节点式渗灌 沟灌 土壤温室气体 设施土壤
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青海南部高原积雪期与生长季高寒草甸土壤CO2、CH4和N2O通量的观测 被引量:3
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作者 吴建国 周巧富 《环境科学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期2914-2923,共10页
以静态箱采集气体和气相色谱分析气体浓度方法,测定分析了青海南部高原积雪期和生长季高寒草甸土壤CO2、CH4和N2O通量.结果表明在积雪集中期的3月3日和4日,积雪深度为9~10 cm时,土壤CO_2通量为1.33 g·(m2·h)-1、N_2O通量为0... 以静态箱采集气体和气相色谱分析气体浓度方法,测定分析了青海南部高原积雪期和生长季高寒草甸土壤CO2、CH4和N2O通量.结果表明在积雪集中期的3月3日和4日,积雪深度为9~10 cm时,土壤CO_2通量为1.33 g·(m2·h)-1、N_2O通量为0.21 mg·(m2·h)-1、CH4通量为-0.19 mg·(m2·h)-1;在积雪末期的4月30日,积雪深度在8~9 cm时,土壤CO_2通量为4.70 g·(m2·h)-1、N_2O通量为0.24 mg·(m2·h)-1、CH4通量为-1.23 mg·(m2·h)-1;积雪深度小于4 cm时,土壤CO2和N2O通量较低或为负值,土壤CH4通量为负值且绝对值较小.土壤CO2和N2O通量与积雪深度呈正相关、土壤CH4通量与积雪深度呈负相关(P〈0.05),土壤CO2与CH4通量及CH4与N2O通量间呈负相关、土壤CO2与N2O通量间呈正相关.土壤CO2和N2O通量在生长季较高、在积雪末期其次、在积雪集中期较低;土壤CH4通量为负值,其绝对值在生长季和积雪末期较大.结果说明积雪改变将影响青藏高原高寒草甸土壤温室气体通量. 展开更多
关键词 积雪 土壤温室气体 通量 气候变化 高寒草甸 青藏高原
剔除杂草对山核桃林地土壤温室气体排放的影响 被引量:5
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作者 刘娟 陈雪双 +3 位作者 吴家森 姜培坤 周国模 李永夫 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期666-674,共9页
森林土壤是CO2、N2O和CH4等温室气体的重要排放源,山核桃是中国特有的高档干果和木本油料树种,林下杂草管理对山核桃林地温室气体排放具有重要影响.采用静态箱-气相色谱法在浙江临安山核桃主产区进行了为期1年的原位试验,研究剔除林下... 森林土壤是CO2、N2O和CH4等温室气体的重要排放源,山核桃是中国特有的高档干果和木本油料树种,林下杂草管理对山核桃林地温室气体排放具有重要影响.采用静态箱-气相色谱法在浙江临安山核桃主产区进行了为期1年的原位试验,研究剔除林下杂草对山核桃林地土壤温室气体排放的影响.结果表明:剔除杂草和留养杂草山核桃林地土壤CO2排放通量呈现一致的季节变化规律:夏秋季高、冬春季低;N2O排放在夏季较高,其他季节变化平稳;CH4的排放无明显季节变化规律.剔除杂草显著降低了土壤CO2排放,促进了N2O排放和CH4吸收.剔除杂草对土壤水溶性有机碳和微生物生物量碳没有显著影响.剔除杂草的山核桃林地土壤排放温室气体的综合增温潜势为15.12 t CO2-e·hm^-2·a^-1,显著低于留养杂草处理(17.04 t CO2-e·hm^-2·a^-1). 展开更多
关键词 山核桃 土壤温室气体 剔除杂草 水溶性有机碳 微生物生物量碳
华北平原玉米‖大豆间作农田温室气体排放及系统净温室效应评价 被引量:8
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作者 黄坚雄 隋鹏 +1 位作者 高旺盛 陈源泉 《中国农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期66-74,共9页
以华北平原玉米‖大豆为研究对象,研究间作对农田土壤CO2、CH4和N2O排放的影响,在此基础上对系统净温室气体平衡(Net greenhouse gas balance,△GWP)进行评价。结果表明,整个生育期玉米单作处理(M)的CO2累积排放最高(12.6t/hm^2)... 以华北平原玉米‖大豆为研究对象,研究间作对农田土壤CO2、CH4和N2O排放的影响,在此基础上对系统净温室气体平衡(Net greenhouse gas balance,△GWP)进行评价。结果表明,整个生育期玉米单作处理(M)的CO2累积排放最高(12.6t/hm^2),玉米大豆间作处理比M处理减少4.0%-8.9%。M处理的土壤N2O排放最高(16.0kg/hm^2),显著高于间作处理,间作处理比M减少32.2%-36.6%(P〈0.05)。间作和单作处理间土壤CH4排放没有显著差异(P〉0.05)。土壤CO2排放动态主要与土壤温度显著相关,而土壤N2O排放则主要与土壤水分含量显著相关(P〈0.05)。不同系统的△GWP不同,M系统的△GWP为8 681kg/hm^2,高于等行距间作系统(6635kg/hm^2),而低于宽窄行间作系统(9 753kg/hm^2)。结果显示,合理的玉米‖大豆间作模式能够减少农田温室气体排放。 展开更多
关键词 玉米‖大豆间作 土壤温室气体 净排放潜力
土壤温室气体昼夜变化及其环境影响因素研究 预览 被引量:25
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作者 秦小光 蔡炳贵 +2 位作者 吴金水 王国安 刘东生 《第四纪研究》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期 376-388,共13页
通过对北京东灵山草地和桦树林土壤气体CO2,N2O和CH4浓度及其排放通量的昼夜连续观测,探讨了生长季节草地和森林土壤温室气体昼夜变化及其环境影响因素.研究表明:1)土壤CO2排放通量昼高夜低,N2O排放通量有明显小时尺度波动,但昼夜变化... 通过对北京东灵山草地和桦树林土壤气体CO2,N2O和CH4浓度及其排放通量的昼夜连续观测,探讨了生长季节草地和森林土壤温室气体昼夜变化及其环境影响因素.研究表明:1)土壤CO2排放通量昼高夜低,N2O排放通量有明显小时尺度波动,但昼夜变化不突出;土壤CO2和N2O浓度昼夜变化不明显,且与排放通量波动不一致;土壤是大气CH4的一个汇,相对厌氧的环境可能有利于土壤吸收CH4.2)无雨时气温昼夜变化通过影响土壤表层的气体扩散和CO2产生过程,来影响土壤CO2和N2O的地表排放通量,而对土壤10cm以下CO2和N2O的产生影响不大.小时尺度的土壤CO2和N2O浓度波动则可能还有其他影响因素或机制.3)降雨时土壤渗水引起的土壤空气对流取代气体浓度扩散成为土壤与大气空气交换的主要方式,导致土壤CO2和N2O排放通量的同步波动.降雨渗水较多时,较多的溶解氧随着雨水进入土壤内,会促进土壤CO2的生成和抑制N2O的产生.4)土壤CO2与N2O浓度存在显著的正相关关系,反映出土壤CO2和N2O有相对稳定的产率比.土壤有效碳可能是造成土壤CO2与N2O浓度正相关的主要原因,土壤空气的氧分压则可能是造成土壤CO2和N2O浓度波动不一致的重要因素. 展开更多
关键词 土壤温室气体 昼夜变化 环境影响因素 北京东灵山
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基于Forest-DNDC的长白山阔叶红松林土壤碳氮温室气体通量的模拟研究
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作者 叶舒 郭初莹 +4 位作者 韩佳音 张雷明 戴冠华 温学发 于贵瑞 《资源与生态学报:英文版》 CSCD 2019年第2期127-136,共10页
土壤温室气体排放是土壤与大气之间的温室气体交换的重要途径,但对土壤温室气体排放动态变化的理解和收支水平的估算仍存在较大的不确定性。基于动态箱原位监测的高频、连续土壤温室气体通量数据,本研究初步检验了生物地球化学模型(Fore... 土壤温室气体排放是土壤与大气之间的温室气体交换的重要途径,但对土壤温室气体排放动态变化的理解和收支水平的估算仍存在较大的不确定性。基于动态箱原位监测的高频、连续土壤温室气体通量数据,本研究初步检验了生物地球化学模型(Forest-DNDC)对长白山阔叶红松林(CBF)土壤CH4、CO2和N2O温室气体通量的模拟效果。结果显示,当前版本的Forest-DNDC可以反演得到土壤温度、土壤湿度和积雪等主要环境要素的总体变化趋势,但是对于环境要素季节变化的准确模拟尚存在较明显偏差,特别是在非生长季节。模拟得到的土壤CH4通量与监测结果相当接近,并且受到了土壤温度和积雪变化的显著调控。受温度变化的影响,模拟CO2通量的季节变化与测定值相似,均在夏季达到高峰,但模拟的土壤CO2排放量明显小于实际测定结果。与监测的土壤N2O通量在春季冻融期间出现排放高峰的变化显著不同的是,模拟土壤N2O通量主要受温度变化的影响,其最大值出现在夏季。因此,有必要结合更长时段的土壤温室气体监测数据,进一步优化模型参数与过程,特别是土壤水热传导和温室气体的产生过程等,为模拟改进和生态系统碳氮收支评估,以及从站点到区域的扩展提供支撑。 展开更多
关键词 土壤温室气体通量 动态箱 Forest-DNDC 温带森林
生物炭对棕壤玉米田CO2与N2O排放的影响 预览 被引量:1
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作者 谢立勇 许婧 +3 位作者 郭李萍 孙雪 赵洪亮 郑益旻 《中国农业气象》 CSCD 北大核心 2018年第8期493-501,共9页
在棕壤区玉米田开展对比试验,以当地常规施肥量为基础,以不施生物炭为对照CK,设3个生物炭施量处理,分别为C1(3000kg·hm^-2)、C2(5000kg·hm^-2)、C3(7000kg·hm^-2),均以基肥形式一次性施入,玉米播种-成熟收获期内... 在棕壤区玉米田开展对比试验,以当地常规施肥量为基础,以不施生物炭为对照CK,设3个生物炭施量处理,分别为C1(3000kg·hm^-2)、C2(5000kg·hm^-2)、C3(7000kg·hm^-2),均以基肥形式一次性施入,玉米播种-成熟收获期内定期测定土壤CO2与N2O排放量,以探讨不同生物炭施量对棕壤区玉米田CO2和N2O排放的影响。结果表明:C1、C2处理的CO2排放量小于对照CK,分别比CK减少9.9%和8.0%,但差异不显著。在玉米不同生育时期,土壤CO2累积排放量表现为拔节-开花阶段最高,达到800~1200mg·m^-2·h^-1,苗期和成熟阶段排放最低。玉米全生育期内不同处理的CO2排放量均与土壤5cm处温度呈显著正相关关系;施用生物炭对土壤N2O排放有抑制作用,且随着生物炭添加量的增加,抑制作用加强。N2O排放与玉米氮肥施用关系密切,两个排放高峰分别出现在施入底肥和追肥之后。C1、C2、C3处理土壤N2O累积排放量分别比CK减少24.7%、35.2%、37.0%。研究表明,生物炭抑制了棕壤区土壤呼吸,从而抑制土壤CO2与N2O的排放,并与氮肥用量关系密切。随着生物炭施用量的增加,土壤对CO2排放的抑制作用减弱,而对N2O排放的抑制作用增加。总体而言,土壤中施加生物炭对抑制农田温室气体排放和固碳减排有积极作用,而生物炭的施用量需要综合考虑土壤条件和施肥量等多种因素。 展开更多
关键词 温室气体 土壤温室气体排放 玉米 生物炭 二氧化碳 氧化亚氮 固碳减排 气候变化
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秦岭油松林不同坡位土壤CO2、CH4、N2O通量研究 被引量:1
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作者 扆凡 庞军柱 +5 位作者 刘岳坤 彭长辉 张硕新 侯琳 王效科 张红星 《环境科学学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期2506-2517,共12页
在秦岭南坡火地塘林区天然次生油松林内选取上、中、下3个坡位,采用静态箱-气相色谱法对土壤CO2、CH4、N2O通量进行了1年的监测.结果表明,坡位间土壤质地和水分的差别是引起不同坡位CO2与N2O通量差异的主要原因:下坡位土质为壤土,水分... 在秦岭南坡火地塘林区天然次生油松林内选取上、中、下3个坡位,采用静态箱-气相色谱法对土壤CO2、CH4、N2O通量进行了1年的监测.结果表明,坡位间土壤质地和水分的差别是引起不同坡位CO2与N2O通量差异的主要原因:下坡位土质为壤土,水分适宜,CO2平均排放量为(156.49±9.72)mg·m(-2)·h(-1),CH4平均吸收量为(77.43±14.27)μg·m(-2)·h(-1),都处于3个坡位间最高水平;中坡位土质为粉砂壤土,土壤粒径小,透气性差,CO2排放量和CH4吸收量均为3个坡位间的最小值,N2O平均排放量为(9.57±0.66)μg·m(-2)·h(-1),为3个坡位间的最高值,且显著高于上坡位土壤N2O通量(p〈0.01);上坡位土质为砂壤土,土壤孔隙度大且地表植被少,N2O平均排放量为(5.59±0.74)μg·m(-2)·h(-1),为3个坡位间的最小值.总体来说,油松林土壤是CO2、N2O的排放源,是CH4的吸收汇.3个坡位CO2年通量具有明显的季节规律,表现为倒"S"形变化,且与土壤温度显著正相关(p〈0.01).受冻融循环的影响,N2O主要在非生长季大量排放;生长季末期,受降雨事件影响,油松林中坡位出现N2O吸收峰值.生长季上、下坡位CH4吸收峰值的出现同样伴随着降雨事件的发生,非生长季,中坡位因土壤水分过高而出现短暂的CH4排放现象.不同坡位土壤温室气体的全球增温潜势(Global Warming Potential,GWP)从大到小依次是上坡位、下坡位和中坡位. 展开更多
关键词 秦岭 油松林 坡位 土壤温室气体通量
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