摘要:

针对气候变暖、土壤季节性冻融格局改变对高山地区土壤氮矿化过程的影响,采用土壤原位培养法,研究五台山林线附近草甸(CD)、华北落叶松(HL)和云杉(YS)等典型植被群落土壤氮矿化特征.结果表明:各群落土壤铵态氮含量大于硝态氮含量.CD土壤矿质氮总量(铵态氮+硝态氮)在冻结初期减少,深冻期增加,融化期减少,生长季增加.HL和YS土壤矿质氮总量在冻结初期减少,深冻期到生长季一直增加.各群落土壤净氮矿化量和净氮矿化速率在冻结初期到深冻期增加,融化期降低,生长季增加.HL和YS之间土壤矿质氮总量、土壤净氮矿化量和净氮矿化速率始终无显著差异,CD与HL(p ＜0.05)、YS(p ＜0.05)之间存在显著差异.季节性冻融期各群落土壤净氮矿化量和净氮矿化速率低于生长季,但也表现出明显的矿化作用.在整个培养期内(季节性冻融期+生长季),HL供氮能力最强,YS次之,CD最弱.冻融循环可促进土壤氮矿化,增加土壤矿质氮含量,为春季植物生长提供了必要的营养物质,但这一过程也增加了土壤氮素的流失风险.研究成果对高山生态系统土壤氮矿化的研究提供参考.

摘要:

[目的]通过对土壤冻融过程中电导率特征分析及模拟,为季节性冻土条件下精细农业的发展提供指导作用.[方法]主要通过EM50采集的土壤温度、土壤湿度、土壤电导率数据,对土壤冻融过程中袁层土壤电导率的变化特征进行了分析.[结果]土壤电导率并不是随土壤剖面深度的增加而增大,而是土壤剖面20 cm处的土壤电导率最大,并且在土壤融冻期土壤电导率随时间呈现增-减-增-减的变化趋势.通过建立BP神经网络模型对土壤电导率进行模拟预测,得出的土壤电导率模拟值与观测值拟合程度高.[结论]BP神经网络模型可以对土壤电导率的实际观测进行辅助和验证.

摘要:

[目的]研究模拟生物炭添加对土壤冻融过程中二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放的影响,为冻融期土壤温室气体的减排提供参考.[方法]以伊犁河谷典型农田为研究对象,野外采集原状土柱,并在室内模拟不同幅度的冻融过程(+5℃、-5 ℃～ +5℃和-10℃～ +10℃),探求冻融过程中土壤CO2、CH4和N2O排放对生物炭添加(0、20和40 t/hm2)的响应特征.[结果]与不添加生物炭的处理相比,添加生物炭会使冻融过程中的土壤CO2排放量提高1.1～1.4倍,但该影响远小于冻融作用对土壤CO2排放的促进作用(为CK的1.5～3.2倍);虽然冻融作用未显著(P＞0.05)影响土壤CH4的累积排放量,但生物炭的添加显著(P＜0.05)促进了45.5％～81.8％的CH4吸收量;冻融作用使土壤N2O的累积排放量提高了1.3～3.0倍,生物炭降低了冻融过程中10.2％ ～ 30.9％的土壤N2O排放量,但在多数情况下这种减小并不显著(P＞0.05).[结论]模拟生物炭添加会增加土壤冻融过程中CO2的排放,也会促进CH4的吸收和N2O的减排.

摘要:

为了探究青藏高原高寒草甸非水成化土壤是否发生潜育化,在2013年12月至2014年3月非生长季的野外观测过程中,发现青藏高原东北部高寒草甸非水成化土壤存在季节性潜育化,主要由较高的有机质含量以及土壤季节性冻融产生的厌氧环境造成.在土壤腐殖质层观察到铁锰结核和胶膜层,呈蓝灰色,潜育类型属于轻潜型和假潜育型.通过分析得出,土壤潜育化主要发生在土壤季节性冻融期间,潜育层厚度与冻融层厚度之间显著正相关.2014年1月的取样分析结果显示,潜育化显著降低微生物生物量碳,提高了活性态铁锰含量、阳离子交换量和有效磷含量.季节性潜育化可能对冻融过程中微生物群落结构、根系动态、温室气体排放以及养分循环等方面产生重要影响.由于潜育化只发生在非生长季,这一现象容易被忽略,但其对土壤生态过程产生的影响值得关注.