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土壤呼吸的意義范文1
關鍵詞：水溶性有機碳（DOC）；土壤呼吸強度；CO2釋放量
中圖分類號：S153.6 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）15-3528-03
陸地生態系統碳儲量及變化在全球碳循環和大氣CO2濃度變化中起著重要作用[1，2]。在陸地生態系統中，土壤碳儲量可占到植被的4倍，土壤碳庫的動態變化過程包括土壤有機碳礦化和土壤腐殖化過程，對全球碳循環研究較為重要。土壤中水溶性有機碳（DOC）僅占土壤碳庫中很小的一部分，但卻是其中一種重要的、活躍的成分，它影響著土壤有機質的礦化過程[3]。由于土壤中固態物質較難被微生物降解，而DOC較易被利用，土壤有機碳在礦化前需要經過一個過程，即通過解聚和溶解加入DOC，才能被微生物有效利用[4，5]。DOC為土壤有機碳的礦化提供必要場所，因此在土壤有機碳礦化過程中具有重要意義。
DOC主要來源于枯落物、微生物、腐殖質及植物根系分泌物[6]。土壤表層DOC來源豐富、周轉速度快，研究發現在土壤表層有93%的DOC被礦化，而在土壤深層僅有10%～44%的DOC被礦化[7]。由此可見，DOC在不同深度的更新速率、化學性質存在著差異。目前DOC對土壤碳的礦化及其造成的土壤CO2釋放量變化的影響研究較少，研究不同深度DOC在土壤呼吸過程中所起到的貢獻有一定意義。此外，氣候變暖的大趨勢下全球降水的空間格局正發生著變化，有研究發現近年來中國西部的降水總量雖然逐年減少，但強降水次數卻有增加趨勢[8，9]。高強度降水加大了土壤中DOC的淋溶強度，而DOC淋失后土壤呼吸強度的變化與全球溫室氣體含量有直接關系。由此可知，DOC對土壤呼吸強度的影響評價研究十分必要。本研究對刺槐林下不同深度的土壤進行去除DOC預處理，運用堿液吸收法測定59 d室內培養過程中CO2釋放量，分析DOC在土壤呼吸中的作用，旨在評價DOC對土壤呼吸強度的影響程度。
1 材料和方法
1.1 材料
土樣采自陜西省安塞縣紙坊溝流域31年生刺槐林，樣地海拔1 296 m左右，刺槐胸徑23.8 cm，高度15～20 m，郁閉度0.75～0.80，間距4 m×4 m，坡度坡向為21.4 /SWW。林地下部草本植物主要由鐵桿蒿（Artemisia gmelinii）、茭蒿（Artemisia giraldii）、達烏里胡枝子（Lespedeza dahuvicus）、長芒草（Stipa bungeana）等組成。挖掘3個剖面坑采集（20±2）、（40±2）和（60±2） cm深度土樣，同深度土樣均勻混合后，取1 000 g帶回實驗室在冰箱內保存。3深度供試驗土樣總有機碳含量/活性碳含量分別為2.45/0.16、1.98/0.11、1.78/0.06 g/kg。
1.2 方法
稱取6組20、40和60 cm深度土樣50 g分別放入18個250 mL潔凈錐形瓶中，每組包括3深度土樣各1個。其中3組在培養前進行去除DOC預處理，稱取1 mm篩風干土樣50 g放入預先稱重的250 mL錐形瓶中，加入去離子水150 mL，在25 ℃下振蕩1 h，靜置5 h后小心抽去上層水分，稱重并調整瓶內水土質量比為1∶1。
另3組土樣裝入錐形瓶，加入去離子水，調整水土質量比為1∶1，敞口放置兩天以恢復微生物活性。將裝有5 mL 0.4 mol/L的NaOH溶液的10 mL離心管小心斜靠在每個錐形瓶內，用橡膠塞密封錐形瓶后在（25±5） ℃的培養箱黑暗狀態下培養，培養前一周每天通氣一次，每次30 min，通氣過程中注意關閉離心管塞。2～3天隨時收集離心管中的堿液，并重新注入同量堿液。抽出的吸收液加2 mL 2 mol/L的BaCl2，搖勻后以酚酞為指示劑，用0.1 mol/L HCl滴定，中和未耗盡的NaOH，通過HCl消耗量來計算CO2的物質的量。培養后期根據前次堿液殘留量估算堿液提取間隔，設置一空白錐形瓶做參照。培養時間為59 d，結果取同處理下3組的平均值。
2 結果與分析
試驗結果顯示（圖1），20 cm土樣培養過程中去除DOC土樣CO2釋放量明顯少于原土樣，59 d后去除DOC土樣CO2累積釋放量下降了30.1%；40 cm土樣培養初期去除DOC土樣CO2釋放遠小于原土樣，培養5 d時CO2累積釋放量去除DOC樣品下降了69.5%，但在培養第8～59天，去除DOC土樣CO2釋放量增加并最終高于未去除DOC土樣，第59天去除DOC土樣的CO2累積釋放量上升了48.7%；60 cm土壤在59 d培養過程的CO2累積釋放量在兩個處理間無顯著差異。
3 結論與討論
土壤中有機碳在礦化前要進行解聚和溶解，即在釋放CO2前必須先進入土壤溶液[3]，DOC分解的難易程度決定了CO2釋放量。去除DOC土樣在培養過程中土壤有機碳（SOC）逐漸礦化分解，一部分產物補充了DOC的缺失[10]，因此對比分析的結果決定于原土樣DOC和處理樣SOC產生DOC的性質差異。本研究中DOC的去除減弱了微生物降解能力，進而抑制了微生物的繁殖，導致土壤呼吸強度減弱[4]。這種趨勢在土壤淺層表現得尤為明顯，培養過程中SOC分解產生的DOC并不能維持原有的CO2釋放水平；隨著土壤深度的增加，土壤樣品微生物量和SOC活性逐漸下降，培養過程中SOC新分解DOC產物能夠維持甚至超過原有CO2釋放水平，造成40和60 cm土樣沒有明顯下降表現[11]。在自然環境下，淺層土壤枯落物碎屑、腐殖質含量較高，微生物活動較為活躍，導致DOC來源豐富且性質活躍較易分解，而深層土壤中有限的微生物含量導致DOC以較小的速率變化。
對陜西黃土高原地區降水變化進行研究發現，從二十世紀九十年代末期以來，陜西省日降水量大于25 mm的強降水日數有增加趨勢[10]，在強降水過程中，沖刷作用減弱了表層土壤呼吸強度。由于降水的沖刷作用對深層土壤的影響有限，深層SOC較難受到高強度的沖刷淋洗，表土層SOC呼吸強度的變化可能造成土壤強降水后呼吸強度的減弱。目前，DOC的移除對土壤呼吸的影響尚無一致的結論，盡管本試驗發現在20 cm表土層CO2釋放量變化明顯，但40和60 cm在培養過程中沒有出現一致的變化特點，顯示了降水淋失對土壤呼吸強度影響的復雜性。
參考文獻：
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土壤呼吸的意義范文2
特點一：補寫題更具靈活性和思維性。如2014年新課標全國卷I第16題：
二氧化碳是最主要的大氣保溫氣體之一。大氣中的二氧化碳濃度升高導致全球變暖，造成天氣干旱或旱澇不均，甚至可能造成海洋水位上升，淹沒大量沿海城市，①。然而，有研究指出，②：如增加的二氧化碳可以給植物“施肥”，有利于植物生長。但這必須有個前提，植物還活著！如果土壤被污染，③，我們就失去了這些向大氣中釋放氧氣的“氧氣工廠”和“空氣凈化器”。
第一步，整體感知內容，語段主要談“二氧化碳”的利與弊。第一個空應該與二氧化碳濃度升高帶來的弊端相關，第二個空是說明二氧化碳的好處。第二步，根據銜接和照應的要求，確定內容。第一空根據上文的弊端，可以填一句概括性強的話。第二空根據“然而”應該寫一句“好處”的話，第三空根據前后語境內容可填寫“植物出現問題甚至死亡”。答案：①給人類帶來巨大災難，②二氧化碳增加會帶來好處，③植物就會生病甚至死亡。
再如2014年新課標全國卷II第16題：
大家都知道，①；倘若呼吸停止，生命也將終結。人體通過呼吸②，
呼出二氧化碳。那你可知道土匆燦瀉粑？土壤呼吸和人的呼吸一樣，也是一個③的過程。
第一步，要把握語段的整體意思，語段是談“生命的呼吸”。第二步，分析前后語境。第一空從正反兩方面說明“生命需要呼吸”，第二空說明“人體呼吸的過程”，第三空說明“人體呼吸”和“土壤呼吸”是相同的。第三步，要結合相關科學常識作答。第一空根據“倘若”、“呼吸”、“生命終結”可分析出“生命不終結，呼吸”的信息；第二空根據“排出”可分析出“吸入氧氣”；第三空根據“和人的呼吸一樣”，分析“吸入氧氣排出二氧化碳”。據此，將分析出的信息按照題干要求整合成句。答案：①一個人活著就必須呼吸，②從大氣中吸入氧氣，③吸入氧氣釋放二氧化碳。
特點二：圖文轉換題穩中有變，貼近時代特點。如2013年新課標全國卷I第17題：
下面是我國頒布的“中國環境標志”，請寫出該標志中除文字以外的構圖要素及寓意，要求語意簡明，句子通順，不超過70個字。
每個徽標都有獨有的特征，解讀徽標類題，第一步，要分析出此徽標的特征，觀察分析徽標構圖的元素，從而了解創作意圖。第二步，辨別或挖掘出某種隱含的信息，對徽標進行綜合性評價或判斷。第三步，解說畫面依照一定順序組織語言揭示象征意義。從此徽標中不難看出：圖形中心由青山、綠水、太陽組成，寓意人類生存的環境；三者的是十個環緊密結合，組成一個圓，圍繞著環境，可以看做環境的屏障。同時十個環的“環”字與環境的“環”同字，其寓意為“全民聯系起來，共同保護人類賴以生存的環境”。
再如2014年新課標全國卷I第17題：
下面是某中學暑期瑤族村考察的初步構思框架，請把這個構思寫成一段話，要求內容完整，表述準確，語言連貫，不超過75個字。
圖片中的瑤族村三日行考察包括兩大方面：一是去前的“準備”――查閱資料了解瑤族的情況和準備好考察行裝；二是到達之后的“實施”過程――四處參觀、進行訪談、舉行聯誼活動和寫好考察日記。將這些信息有條理地連貫起來即可。答案：本次瑤族村三日行考察要求參加人員事先查資料，了解瑤族概況，備好所需行裝；考察期間的主要活動有參觀、訪談及與村民聯誼，每人需寫日記，記錄考察情況。
再如2015年新課標全國卷II第17題：
下面是聯合國發行的“聯合我們的力量”郵票中的主體圖形，請寫出構圖要素，并說明圖形寓意，要求語意簡明，句子通順，不超過85個字。
本題圖形較為抽象，主要是橄欖枝和鴿子，然后結合名稱“聯合我們的力量”分析“齊心合力”和“和平”的寓意。答案：圖像與標題的契合；“聯合”、“力量”與圖像中“鴿子”（和平）、組成鴿子的“旗子”（聯合）和鴿子口中的植物橄欖枝。
雖說圖文轉換題目作為以后語文試卷的常態題目，但圖文轉換題的形式還有很多，如圖表、漫畫、圖片等。在新一輪高考改革大背景下，我們還可以借鑒其他獨立命題省份的圖表題，對學生進行圖表與補寫題結合強化訓練，提高學生應變能力。
對策一：圖表與補寫題的結合。
閱讀下面問卷調查統計表，根據其中反映情況，補充下面文段中空缺的內容（不得出現數字），使上下文語意連貫。
（1）您希望開設禮儀教育課程嗎？
A.非常希望？ B.希望 C.不希望 D.無所謂
（2）您認為禮儀教育的承擔者應該是（多項選擇）
A.家庭 B.學校 C.社會 D.以上都是
調查顯示，學生和市民對禮儀教育的認識有諸多相同之處。在是否希望開設禮儀教育課程的問題上，學生與市民中①。在禮儀教育承擔者問題上，學生與市民中②；同時，都認為家庭、學校、社會三者之間，家庭是最重要的禮儀教育承擔者，然后依次為學校和社會。但學生與市民的認識存在差異，如對禮儀教育的需求，③。
第一步，仔細觀察圖表特征，一定要兼顧表格中的各個要素。第二步，讀清圖表的標題注釋，明確調查對象、調查內容，然后分析數據變化，找規律，舍棄次要信息保留主要信息。第三步，根據題目要求進行總結推斷得出結論，解答時用詞一定要準確。我們復習語用題，可以放開思路，在語用題中多找一些這樣的結合點，提高復習質量。答案：①多數希望開設禮儀教育課程，②多數認為禮儀教育的責任應由國家、學校和社會共同承擔，③學生比市民更加強烈。
對策二：回歸課本，重溫經典。
請在莊子、屈原、史鐵生中任選兩人為對象，仿照下面示例各寫一段話。要求修辭手法相同，句式基本一致。
土壤呼吸的意義范文3
關鍵詞：生物質炭；活性有機碳；土壤腐殖質；土壤有機碳礦化；CO2排放
中圖分類號：S153 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）02-0205-06
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.02.002
全球氣候變暖已成為不爭的事實，CO2作為全球氣候變暖的主要溫室氣體對其貢獻率高達50%～60%[1]。土壤作為全球最大的碳庫，通過呼吸的形式釋放到大氣中的CO2是化石燃料釋放的10倍以上[2-3]。因此，如何減少土壤呼吸所釋放CO2量成為減緩全球氣候變暖的關鍵所在。目前對土壤CO2減排的研究主要集中于土地利用方式、植被類型、水熱條件、施肥等因素的研究。生物質炭因其高含碳量、難被分解、空隙多、比表面積大的特點，以及其在全球碳循環涉及到氣候變化和環境問題而成為最近研究的熱點[4-5]。
生物質炭是指植物或動物生物質在厭氧或部分厭氧條件下通過高溫熱裂解制備成的多孔芳香類化學物質[6-8]。由于生物質炭具有比表面積巨大，孔隙度豐富、高pH等特點，生物質炭不僅對土壤性質改良具有極大的益處，而且在溫室氣體減排方面具有極大的潛力。另外，生物質炭的有機碳結構主要以芳香碳為主，因此它具有極強的穩定性，在土壤中可以存在上千年[9]，因此生物質炭對土壤固碳具有重要的意義。為了深入理解生物質炭施入對土壤有機碳庫和土壤CO2排放的影響機制，本研究綜述了生物質炭輸入對土壤活性有機碳庫、腐殖質特性以及有機碳礦化特征的影響，較詳細地分析了生物質炭輸入對土壤CO2排放的影響效果及其機制，最后展望了該方向今后的研究重點。
1 生物質炭對有機碳庫的影響
1.1 生物質炭輸入對活性有機碳庫的影響
土壤活性有機碳庫是土壤微生物活動的能量來源和土壤養分變化的驅動力，其動態變化與土壤呼吸存在密切的關系，土壤活性碳具有移動速度快、穩定性差、易氧化分解等特點，具有較高的植物、動物和微生物活性[10]。土壤活性有機碳雖然只占土壤總有機碳的一小部分，但卻能夠在土壤全球變化之前反應出人類活動對土壤所引起的微小變化，是土壤碳循環的主要驅動力，對土壤碳收支平衡和全球氣候變化具有重要的意義[11]。土壤活性有機碳包括水溶性有機碳、微生物量碳、易氧化有機碳、顆粒有機碳、輕組有機碳、熱水溶性有機碳、可礦化態碳等。其中土壤水溶性有機碳、微生物量碳和易氧化有機碳是土壤活性有機碳庫的重要表征指標[12]。
生物質炭輸入對土壤活性有機碳的影響在不同類型土壤之間存在顯著差異。如Durenkamp等[13]研究發現，在黏質土中添加生物質炭能夠增加土壤微生物碳的含量，而在沙質土中添加則降低其含量。部分研究發現，生物質炭施入土壤對土壤活性有機碳的影響，還會隨著生物質炭施入時間的長短而不同。如花莉等[14]研究發現，在土壤中施入椰殼炭初期能夠提高土壤活性有機碳的含量，但隨著時間的推移其含量逐漸降低，而土壤有機碳的總量則無顯著變化，從而降低了土壤活性有機碳占土壤總有機碳含量的百分比。謝國雄等[15]研究發現，對土壤施入生物質炭會影響土壤微生物生物量碳、水溶性碳和易氧化碳的含量，隨著施入時間的推移土壤微生物生物量碳和水溶性有機碳的含量逐漸減少。付琳琳[16]通過對水稻土施入生物質炭3年后的研究也發現了相同的結果。施用生物質炭初期能夠增加微生物生物量碳，可能是由于生物質炭本身所攜帶的活性有機碳；后期隨著生物質炭施入時間的增加，土壤和生物質炭中的活性有機碳被微生物所降解，從而降低了其含量。另外還有研究發現，生物質炭輸入對土壤活性有機碳的影響還會隨著生物質炭制備溫度和施入量的不同而不同。如趙世翔等[17]研究發現添加低溫生物質炭能夠增加土壤的呼吸速率、活性有機碳的含量，且隨著添加比例的增加而增加，而在同一添加比例下，隨著制備溫度的升高而降低。金素素等[18]研究發現對土壤施入生物質炭能夠增加土壤有機碳和活性有機碳的含量，但隨著施炭量的增加，活性有機碳占總有機碳的百分比降低，并且隨著時間的推移，活性有機碳的含量逐漸減少?；ɡ虻萚19]試驗也發現向水稻土中添加生物質炭能夠提高土壤的惰性碳庫，從而降低活性有機碳占土壤有機碳的比例，并且隨著施碳量的增加而降低。馬莉等[20]通過盆栽試驗發現，添加生物炭可以顯著提高灰漠土易氧化態有機碳和微生物生物量碳的含量。這可能是因為添加生物質炭能夠提高作物的生物量，特別是能夠提高根系的生物量，這樣就增加了土壤新鮮有機碳的輸入量，從而增加了土壤易氧化有機碳和微生物生物量碳的含量。
1.2 生物質炭輸入對土壤腐殖質的影響
土壤腐殖質是土壤有機質重要的物質組成，主要指除未分解和半分解動、植物殘體及微生物體以外的有機物質的總稱[21]，其含量及其動態變化特征是反應土壤質量的重要標志，作為土壤肥力的物質基礎，對土地的健康循環利用具有重要的意義。由于腐殖質在土壤中不易被分解，所以它是土壤有機碳庫中重要的穩定組成部分，其含量的多少對土壤有機碳的穩定具有重要意義。土壤腐殖質包含富里酸、胡敏酸、胡敏素三部分，其中胡敏素溶解性最差，穩定性最強[22]。
生物質炭可能是土壤腐殖質的來源[23]，為了證實這一結果，研究者進行了一系列的研究，如Haumaier等[24]通過核磁共振技術研究發現，生物質炭和土壤腐殖質具有相似的波譜特征。Kwapinski等[25]在試驗中發現，生物質炭在一定條件下可以通過微生物轉化為土壤腐殖質。付琳琳[16]研究發現，對土壤施入生物質炭能夠增加胡敏素含量，使其分子結構更加復雜，增加土壤腐殖質的含量。周鑫[26]在不同用量的生物質炭施入的研究中發現，隨著生物質炭施入量的增加，土壤胡敏素的含量也增加，并且隨著時間的增加而增加，但一年之后逐漸減低，當生物質炭施入量為48 t/hm2時，胡敏素的含量隨時間的變化一直在增加，但富里酸和胡敏酸的含量隨著生物質炭施入量的增加而降低，這可能是由于生物質炭具有巨大的比表面積和豐富的孔隙度，可以對分子量相對小的富里酸和胡敏酸產生吸附作用，生成分子結構相對復雜的胡敏素。Wang等[27]在豬糞堆肥過程中添加生物質炭，通過核磁共振技術發現生物質炭的施入提高了烷基、烴基比率和芳香烴的含量，這都說明生物質炭能夠促進腐殖質的轉化進程；另外，通過對此生物質炭的傅里葉變換紅外光譜分析認為，腐殖質的吸附作用和生物質炭的化學氧化可能是加速芳香烴物質形成的原因，但其中具體的作用機制還不是很清楚，有待于進一步的研究。張葛等[28]在土壤中施入玉米秸生物質炭的試驗中發現，生物質炭的添加顯著地提高了土壤胡敏酸的縮合度和芳香化程度，降低了氧化度，從而增加了土壤腐殖質的含量。孟凡榮等[29]在玉米秸稈生物質炭對黑土腐殖質和胡敏酸影響的研究中也發現，生物質炭的施入有助于胡敏酸脂肪鏈烴的形成，從而提高胡敏酸中芳香化結構的比例，有利于胡敏酸向胡敏素的轉化。胡敏素作為土壤腐殖質中最穩定的組成成分，其含量的高低對土壤有機碳的固定具有重要的影響。上述試驗結果表明，土壤中的腐殖質不僅來源于動植物殘體的分解，也可能來源于外界所添加的生物質炭的轉化。生物質炭添加到土壤中，由于其特有的理化性質，一方面可以為土壤微生物提供合適的生活環境促進其活性，從而影響生物質炭向土壤腐殖質的轉化；另一方面，生物質炭可以通過自身的芳香基團和羰基等結構，影響土壤腐殖質中胡敏酸結構的變化，進而影響生物質炭向土壤腐殖質的轉化。
1.3 生物質炭對土壤有機碳礦化的影響
土壤有機碳是指存在于土壤中所含碳的有機物質，包括動植物的殘體、微生物體及其會分解和合成的各種有機質，可以通過多種方式影響土壤向大氣中釋放CO2。土壤有機質的礦化過程受到環境因子、理化性質、微生物等因素的影響，直接P系到土壤溫室氣體的排放[15]，而生物質炭施入能夠改變土壤溫度、水分、酸堿度等理化性質，從而影響土壤有機質的礦化作用。土壤溫度通過影響土壤微生物和土壤酶活性而影響土壤有機碳的礦化。當溫度較低時，升高溫度有利于促進土壤有機碳的礦化；而當溫度較高時，升高溫度不但不會促進礦化速率反而對其產生抑制作用[30]，而生物質炭施入可以通過改變土壤顏色、土壤通氣性、含水量等因素而影響土壤溫度的變化。水分條件對土壤有機碳礦化速率的影響是復雜的，在旱地中水分條件是影響土壤有機碳礦化的重要條件，但當水分含量達到一定值時，其對土壤礦化速率影響不大，所以對于水田等水分含量高的土壤來說，水分條件就不是制約土壤有機碳礦化的關鍵因素，而添加生物質炭可以通過改變土壤的含水量而影響土壤有機碳的礦化。如康熙龍等[31]在對旱地土壤施入生物質炭的研究中發現，在添加相同量的生物質炭下，土壤有機碳的礦化速率隨著水分含量的增加而提高。王戰磊等[32]在對板栗林施入竹葉生物質炭的試驗中發現，土壤含水量對土壤的CO2排放無顯著影響。由于生物質炭是堿性物質，對酸性土壤施入生物質炭能夠改良土壤性質，提高微生物活性，從而促進土壤有機碳的礦化。從目前的研究結果來看，生物質炭對土壤有機碳的礦化存在多種影響結果，有促進作用的，有抑制作用的，也有沒有影響的[33-35]。
Liang等[36]研究發現高溫制備的生物質炭能夠抑制土壤有機質的礦化作用?；ɡ虻萚37]研究發現高溫制備的生物質炭具有豐富的孔隙結構和巨大的比表面積，對土壤中的活性有機物質起到一定的吸附作用，從而降低了土壤有機質的礦化。王英惠等[38]在土壤中添加不同溫度制備的生物質炭研究中發現，隨著制備生物質炭溫度的升高土壤有機碳礦化速率逐漸降低，土壤有機碳的含量增加，累計礦化量逐漸減少。以上研究結果表明，高溫制備的生物質炭比低溫制備的生物質炭更有利于土壤有機碳的封存。原因可能有：①在一定溫度范圍內，制備生物質炭的溫度越高，土壤有機碳的半衰期越長[17]，從而減慢了土壤有機碳的礦化速率。②隨著制備生物質炭溫度的升高，生物質炭的芳香化結構和致密性越高，生物質炭的穩定性就越強[39]，而土壤有機碳礦化的部分來源于生物質炭本身，所以高溫制備的生物質炭更有利于降低土壤有機碳的礦化速率。③生物質炭可以促進土壤團聚體的形成，提高土壤碳庫的穩定性，從而降低土壤有機碳的礦化速率[40]?？锍珂玫萚41]試驗發現向紅壤水稻土中添加生物質炭能夠降低土壤的呼吸強度，有機碳礦化率和累積礦化量。劉燕萍等[42]在試驗過程中發現，對土壤施入生物質炭，前期能夠促進土壤有機碳的礦化，后期則減緩了此過程。王蕾等[43]也發現了類似的試驗結果。Hefa等[44]試驗認為生物質炭含有豐富的孔隙結構，能夠吸附土壤中的有機質，減少微生物和土壤酶與土壤有機質的接觸，從而降低了土壤有機碳的礦化。趙次嫻等[45]在水田和旱地土壤中添加生物質炭研究發現，添加生物質炭對水田和旱地中的土壤有機碳的礦化都能起到抑制作用。康熙龍等[31]試驗研究結果表明，對旱地土壤添加生物質炭能夠抑制土壤有機碳的礦化，并且隨著生物質炭施入量的增加而增強。
但是，也有一些結果表明生物質輸入對土壤有機碳礦化存在促進作用或無顯著影響。Steinbeiss等[46]和Luo等[47]發現向土壤中添加生物質炭能夠促進土壤有機碳的礦化。Wardle等[48]研究發現，生物質炭本身含有的有機物質增強了土壤微生物的活性，因而促進了土壤有機碳的礦化。Farrell等[49]在試驗過程中也發現對土壤添加生物質炭能夠促進土壤有機碳的礦化。但是也有不少研究結果表明，施入生物質炭對土壤有機碳礦化無顯著影響[50-52]。Hilscher等[53]發現對土壤添加由松木制備而成的生物質炭沒有增加土壤有機碳的礦化速率，而添加牧草制備的生物質炭則增強了土壤有機碳的礦化速率。王戰磊等[32]研究發現向板栗林中施入生物質炭僅在第1個月增加了CO2的排放和微生物碳和水溶性碳的含量，但對土壤CO2的年累積排放量并無影響。施入生物質炭初期促進土壤CO2排放速率的原因可能是生物質炭本身含有一些易被分解的有機碳而被土壤中的微生物所分解，后期土壤呼吸速率降低的原因可能是生物質炭對土壤有機質的吸附作用，減少了土壤有機質與微生物的接觸機會，從而降低了土壤的呼吸速率[54]。Singh等[55]研究認為，制備生物質炭的溫度以及生物質的差異，使得所制備生物質炭的性質有所不同，從而影響土壤有機碳的礦化。另外，生物質炭對土壤有機碳礦化速率的影響也會因土壤有機質含量的不同而不同。一般情況下是對土壤有機質含量特別低的土壤產生抑制作用，中等含量的產生促進作用，含量較高的也產生抑制作用[15]。
2 生物質炭對土壤CO2通量的影響
從以往的研究來看，土壤施入生物質炭對土壤CO2排放既有激發效應又有抑制效應，或對CO2排放無顯著影響，這種影響效果會因生物質炭類型和施用劑量、制備方法以及土壤類型等因素的不同而產生差異[56-58]。部分研究發現生物質炭的施入激發了土壤CO2的排放。如Luo等[47]研究了生物質輸入對旱地土壤CO2排放的影響，發現生物質炭處理顯著增加土壤CO2排放。這可能與生物質炭本身含有部分可溶性有機碳有關，且這種可溶性有機碳的降解一般發生在添加生物質炭36 h后[59]。Smith等[60]試驗發現對土壤添加生物質炭會促進土壤CO2的排放。Singh等[34]也得到了同樣的研究結果，但CO2的來源并不是生物質炭本身的有機碳，而是其促進了土壤原有有機碳的降解，并且這種促進作用隨著時間的延長逐漸減弱。有部分研究發現生物質炭的施入抑制了土壤CO2的排放，如花莉等[19]試驗發現向水稻土中施入生物質炭能夠顯著降低CO2的排放，但是在不同施碳量間沒有顯著差異。Lu等[57]在河南封丘的旱地土壤中研究發現，施加生物質炭和氮肥可以顯著降低土壤CO2的排放速率。Karhu等[61]也發現向旱地土壤中添加生物質炭能夠降低土壤CO2的排放。金素素[18]也得到了類似的研究結果。但也有少量研究發現，生物質炭的施入對土壤CO2的排放沒有顯著影響，如Yoo等[62]在豬糞生物質炭輸入水稻田的研究中發現，生物質炭施入水稻田后對土壤CO2排放沒有顯著影響。Zavalloni等[63]和Cheng等[64]在試驗過程中發現，施入生物質炭的土壤CO2排放與對照相比無明顯差異。Wang等[65]在竹葉及其生物質炭輸入板栗人工林的研究中也發現，生物質炭輸入對土壤CO2排放通量沒有顯著影響。
生物質炭輸入能夠增加土壤CO2排放通量的原因可能是：①生物質炭本身含有部分活性有機碳，在其施入土壤后使得土壤活性有機碳的濃度增加，從而促進土壤CO2的排放[60]。②生物質炭本身具有巨大的比表面積和孔隙度，且含有大量的營養元素，因而槲⑸物的生長提供了有力的生存環境，促進了土壤CO2的排放[66-67]。③生物質炭施入土壤后，能夠顯著提高土壤的pH、CEC值和土壤含水量，從而提高了土壤微生物的活性，促進了土壤CO2的排放[68]。而生物質炭施入能夠降低土壤CO2排放的原因可能有：①生物質炭本身含有不利于土壤微生物生長的物質，抑制了土壤微生物的活性，從而降低了土壤CO2排放[69]；②生物質炭本身具有巨大的比表面積和孔隙度，可能對土壤中的微生物和酶產生吸附作用，從而使其失去活性，降低了土壤CO2的排放[70]；③生物質炭能夠吸附土壤有機碳，隔絕了其與微生物的接觸，從而降低了土壤有機碳的分解[71]；④生物質炭施入土壤能夠促進土壤團聚體的形成，特別是微團聚體的形成，而微團聚體具有更高的穩定性，從而減少了土壤有機碳的分解，降低了土壤CO2的排放[54]。
3 展望
生物質炭對土壤活性有機碳庫和CO2排放的影響因生物質炭的種類、施碳量、土壤類型等條件的不同而不同。生物質炭施入能夠增加土壤活性有機碳的含量，但隨著施入時間的推移影響效果并不明顯，生物質炭還能夠增加土壤腐殖質的含量，但其中具體的轉化機制并不清楚。生物質炭對土壤有機碳的礦化和CO2的排放都存在激發、抑制、無影響三方面的作用。然而，目前對于生物質炭與土壤腐殖質之間的關系研究較少，也未曾對生物質炭種類和施用量對土壤碳庫動態變化的影響作出探討。生物質炭轉化為土壤腐殖質的具體機制和對土壤有機碳庫作用的微觀機理將是今后研究的重點。
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土壤呼吸的意義范文4
關鍵詞：苗圃；土壤改良；管理
中圖分類號：S156 文獻標識碼：A
眾所周知，農作物的生長無法離開土壤，土壤的好壞將影響著作物生長的好壞，同樣也影響著苗木的成活率。因此，積極改善土壤的質量，對于我國的經濟發展起到重要的意義。
1 苗圃土壤現狀
我國現在對于苗圃的需求還是非常大的，因此今年來苗圃的數量也在不斷的增加，但這些投入應用的苗圃通常是沒有經過測試分析的，在投入應用后出現苗木生長的速度以及質量都不高，極大的影響了苗木的存活率，這樣做的后果反而是給苗圃的育苗工作帶來了極大的損失。一些土壤是不適合用來做苗圃種植的，這種土壤呈塊狀結構，比較堅硬，水分比較少，容易干燥，若用這種類型的土壤來培育苗圃，會取得適得其反的效果。
我國現在苗圃種植中存在的另一個問題就是很多苗圃都是經過很多輪種植的，土壤的肥力以及質量都大不如從前，但是很多苗木種植人員為了謀求更大的利益，依然不斷的輪番種植，沒有考慮到土壤的承受能力，一味的追求土壤為他們帶來利潤。這種情況下苗圃培育出來的植物質量越來越差，害蟲不斷增加，大大降低了苗木的存活率，是不利于生態建設和苗圃發展的行為。
但是我國苗圃的發展還是比較迅速的，近年來也有了很大的進展。有了多媒體的介入，苗圃的宣傳工作變得更加方便，苗木種植者們一些先進的種植培育技術以及經驗都可以通過媒體來進行交流與合作。另外，加上國家對生態建設的重視，會定期舉辦一些苗圃種植博覽會或是種苗交易會等，這都為苗圃事業的發展起到了重要的作用。再加上新技術以及苗木新品種的引進，我國的苗圃事業不斷的在走上坡路，逐步穩定、成熟。
2 當前苗圃存在的問題
2.1 發展規模不宜繼續擴張
現在，全國范圍內都在頻繁進行苗圃擴張，想要擁有更大面積的苗圃，但并沒有考慮到苗木搬移的問題，例如某些小規格的苗木在短期種植內是不能夠進行搬移的，這種頻繁的移動無疑是不利于苗木生存發展的。實際上，現如今由于苗圃培育技術的成熟，使得苗圃生長的速度加快，產量已經能夠達到供應要求，因此現在無需再加大苗圃的種植面積，眼下我們要做的應該是著眼于現有的苗圃，想辦法利用更加科學合理的方法提高苗圃產量。苗圃種植者要對苗圃做出整體的布局規劃，調整苗圃的種植結構，盡量的增加大規格苗木的種植，減少小規格的苗木的生產，一定要注重苗木生產的合格性以及培育質量。
2.2 苗圃種植缺乏特色
苗圃種植也是我國進行生態建設的一部分，然而我國的苗圃種植卻出現品種單一缺乏特色的情況。例如我們知道在新疆地區，前幾年比較流行種植楊樹，于是家家戶戶都是種植楊樹，等這陣風過去了，又開始了各種各樣的風，山楂樹、饅頭柳以及大葉白蠟等一陣陣風吹來了又走。當哪種植物種植成為主流時，家家戶戶便開始蜂擁而至不約而同的種植，這種現象不僅造成了生態景觀單一，并且一旦哪種樹木受到蟲害，遭殃的便會是一大片。出現這種現象的原因主要是因為業主認為跟風生產能夠降低培育的風險。
2.3 苗圃管理粗放，缺乏可持續發展意識
苗圃在不斷擴大，投入苗圃事業的人員也在相應的增加，但是問題也隨之出現，很多苗圃新手對于苗圃學并不懂，有沒有什么經驗。他們只能從其他渠道獲得信息來選擇苗圃種植的品種，對于苗圃種植地的選擇以及土壤的選擇都不了解，不能夠因地制宜選擇適合苗木生長肥沃土壤。在這種情況下難免會導致種植質量下降，培育出來的苗圃不能進行長期可持續發展。
3 實現苗圃可持續發展的對策
3.1 調整產品結構
根據上述分析，我國已經長期存在這種種植結構過于單一的問題，這是一種不合理的種植形式，不能滿足多樣化的市場需求。這種情況不但不利于生態建設，同樣給苗圃種植者帶來了銷售上的問題，常常出現所種植的苗木擠壓的現象。因此為了滿足市場需求，苗圃工作者要能夠準確把握住市場走向，苗圃的品種也應該變換增多，符合人民的欣賞水平。積極發揮自身優勢，培育出質量優良的苗圃，成為市場的導向，而不是一味的跟著別人走。
3.2 探索苗圃建設的新模式
科學發展的經濟觀提出必須要轉變經濟發展模式，將粗放型經濟模式轉變為集約型，以實現更大的活動效益。這一點也要能靈活應用到苗圃建設中，通過不斷地完善，實現苗圃建設的集約化經營管理，從而最大限度的減少浪費。另外一個提高資金的使用效益的方法就是使用新工藝、新技術，采用先進的苗圃管理技術，不斷的提高苗圃建設的種植水平。
3.3 重視人才的培養
人才是第一資源，因此苗圃事業要想長久可持續發展，必須要重視人力資源的培養。面對上述提到的我國苗圃工作者文化素質普遍偏低的現象，必須要采取相應的行動。要積極引進專業素質較高的人才的加入，每位員工在加入到新崗位之前都要對他們進行嚴格的培訓，使他們掌握一些新技術，提升他們的能力。
4 結語
總之，我國的苗圃種植還存在許多問題，苗圃種植者在種植前沒有對土壤進行嚴格的檢測，土壤質量不過關導致產量不高的現象頻頻發生，種植的苗木種類也比較單一。因此苗圃種植者都要不斷提升自己的專業素質，加強管理，在不斷的實踐中尋找探索適合苗圃培育的最佳方案。
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土壤呼吸的意義范文5
關鍵詞：煤炭開采；土壤環境；影響；防治措施
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
我國煤炭資源豐富，隨著煤炭開采行業的發展，煤矸石的產生量與日俱增.據統計，我國煤矸石的產生量約為原煤總產量的15%~20%，已經積存70億噸，占地面積約70km2，而且排放量正以1.5億噸/年的速度增長。目前，我國煤矸石綜合利用水平較低，尚不到煤矸石排放量的15%，大部分未被利用的煤矸石采用溝谷傾倒式自然松散的堆放在礦井四周，不僅侵占大量土地，而且還會產生自燃或滑坡等地質災害.另外，由于露天堆放的矸石較松散，滲透系數大，產生的淋溶水對周圍水體及土壤環境可能產生極大污染。因此，解決煤炭開采過程中產生的土壤環境影響已迫在眉睫。
我國很多煤礦地區的土壤己受到不同程度的污染。據國家環保總局官方網站資料顯示，土壤污染的總體形勢相當嚴峻，己對生態環境、食品安全和農業可持續發展構成威肋。據土壤污染造成有害物質在農作物中積累，并通過食物鏈進入人體，引發各種疾病，最終危害人體健康。礦山固體廢物在其堆積和填埋過程中，長期處于與地下環境相異的地表環境，將受到水、生物、溫度、壓力、人類活動等多因素的綜合影響，尾礦渣通過礦物風化溶解其所含的重金屬從巖石圈進入水圈，從而在整個圈層中以多種途徑循環。因此，煤矸石環境效應的系統調查研究，對礦區環境治理和生態恢復具有重要意義。
1國外研究現狀
目前在全球煤炭開采的國家和地區，礦業活動己產生大量的礦業固體廢物，其長期堆積產生的重金屬污染受到重視，國外如美國、英國、俄羅斯、意大利、澳大利亞、巴西、印度等，針對煤礦區環境開展了大量研究工作。Teixeira E.對巴西Baixo Jacui,R. S.地區的煤礦區中河流底部沉積物中的重金屬進行研究，結果表明，該地區受到了煤礦開采所引起的Cu, Fe, Ni, Pb, Zn污染；Szcaepanska等對波蘭Smolnica煤礦的煤矸石進行研究，表明煤矸石對周圍土壤的重金屬污染是顯而易見的；Panov B.S.等對俄羅斯著名大煤田(頓巴斯)重金屬環境化學進行調查研究，發現在該地區的許多土壤樣品中Hg, As, Pb, Zn, Cd含量超標。
然而在對煤矸石山堆積對土壤環境產生的影響研究中，大多數的研究僅局限于重金屬、pH、水溶性鹽總量的方面。在估計土壤整體功能及其變化時，指標的選擇對量化土壤質量十分重要。一個具有良好功能的土壤表現出一系列相互協調的物理、化學和生物學性質和特性。但我們不可能考慮到所有這些性質，必須有選擇性地挑選。一般土壤物理和化學指標(土層厚度、土壤容重、土壤有機碳含量、土壤pH值、導電性、滲透性、土壤有機質代謝率、速效氮、速效磷和土壤團聚性等)在指示土壤質量變化中的意義有限，因為它們只有當土壤遭受劇烈變化后才能表現出來。而生物和生物化學指標能夠靈敏地響應土壤質量，由于它們遭受任何退化因素都會導致不同程度的變化。其中土壤活性直接影響一個生態系統穩定性與生產力，所以它們有可能成為系統穩定性的早期預警和敏感指標。因而，在估計自然土壤整體功能及其變化時，任何關鍵指標必須涉及生物和生物化學指標。它們主要包括土壤微生物量、土壤呼吸和土壤酶活性，從而延伸到氮的礦化、微生物多樣性和土壤生物功能種群。
2國內研究現狀
我國是世界上少有的以煤為主要能源的國家之一，煤炭年產量居世界第一。煤礦環境也受到廣泛的關注。近年來，國內學者針對煤炭開發活動排放煤矸石所帶來的環境問題開展了相關研究工作。經風化、淋溶后，煤矸石中有害重金屬和可溶性鹽活性增強，部分被溶解并隨降水形成地表徑流或地下水進入水體、土壤，對所在礦區水體和土壤造成污染。余運波等觀測到煤矸石堆放區水體的pH為4.43 -7.93，總硬度和SO42-濃度高，微量有毒有害組分(Be, V, Mn, Sr, Mo, Ni, F等)存在超標或濃度過高現象。不僅煤矸石堆周邊土壤中S，F，Hg含量顯著高于對照，而且煤矸石風化形成的土壤中，重金屬Zn, Pb, Cu, Cd也有明顯積累，并己經受到一定程度的污染。郭慧霞等以焦作礦區煤矸石和土壤為研究對象，進行室內模擬淋溶試驗，發現煤矸石淋出液呈中性偏弱堿性，SO42-、總硬度、Zn, Mn等組分己經出現超標，Cr, Pb, Cu, Cd則未檢出；再淋濾試驗前期，風化煤矸石淋出液中的污染組分含量要高于新鮮煤矸石淋出液中的含量，土壤對污染物組分有很大的吸附能力，約50%的污染組分被吸附；隨著淋濾的進行，煤矸石中污染組分隨水淋出的含量迅速下降并逐漸穩定下來，此時由于低濃度淋濾液進入土壤，使土壤中發生了污染組分的解吸，導致淋濾液中污染組分含量升高；土壤對污染組分的吸附解析與pH值、土壤組成類型、土壤中污染物含量、土壤的吸附容量、煤矸石淋出液中污染物濃度等有關。楊建、陳家軍等對焦作演馬礦煤矸石堆周圍土壤中重金屬的空間分布特征進行了檢測和分析，發現土壤受到了不同程度的污染，重金屬的含量在平面上與煤矸石堆的距離成負相關，在剖面上與深度關系不明顯；土壤中重金屬污染分布特征與地勢高低、風向和土壤性質有關。
關于煤矸石山周邊土壤中微生物量的研究基本是找不到的。只有相關的pH變化和重金屬污染對土壤微生物的有關報道。張彥等研究表明，沈陽張士灌區長期污水灌溉造成的原位農田土壤重金屬污染，土壤微生物生物量隨土壤重金屬含量增加呈下降趨勢。尹軍霞等用傳統的微生物培養法，研究了不同濃度的外源重金屬Cd對油菜土壤微生物區系的影響發現，Cd濃度的不同真菌和細菌分別表現不影響、刺激和抑制。
3煤炭開采對周邊土壤環境的影響
煤矸石經雨水淋溶進入水域或滲入土壤，會影響水體和土壤，并被植物根部所吸收，影響農作物的生長，造成農業減產和產品污染。大氣和水攜帶的矸石風化物細?？善鲈谥車恋厣希廴就寥?，矸石山的淋溶水進入潛流和水系，也可影響土壤。因此，煤矸石經過淋溶會嚴重影響土壤環境。我國煤矸石大多采用露天堆放，其自身理化性質決定了煤矸石山堆放場形成過程中的主要環境脅迫因子有：(1)物理結構不良，持水保肥能力差；{2)極端貧瘠，N, P, K及有機質含量極低，或是養分不平衡；(3)重金屬含量過高，影響植物各種代謝途徑，抑制植物對營養元素的吸收及根系的生長；(4)極端pH，煤矸石硫化物氧化產生硫酸，嚴重時pH接近2，酸性條件又進一步加劇重金屬的溶出和毒害，并會導致養分不足。這些不利因素單獨或集中同時出現，導致矸石山堆放場廢棄地大多為不毛之地。
煤矸石是伴隨著煤層的形成而產生的，因此矸石中微量元素的來源與煤相似，在煤矸石中，微量有毒元素都有無機態或有機態的可能性，只是結合的程度不同。有毒微量元素若以有機態存在為主時，即微量有毒元素以碳氫鍵與有機物大分子相結合，一般不易淋溶出來；若以無機態或吸附態形式存在為主時，即微量有毒元素以鹽類或其它化合物結合時，在淋溶作用下，有毒微量元素易分解出來。另外，煤矸石中有毒微量元素的狀態同時受煤矸石pH值和氧化還原電位的制約及其它化合物種類的影響，不同狀態的有毒微量元素在適當的環境條件下是可以相互轉化的。因此，有毒微量元素在煤矸石中的貯存狀態就成為有毒微量元素化學活性大小的關鍵所在。
煤矸石經雨水淋溶進入水域或滲入土壤，會影響水體和土壤，并被植物根部所吸收，影響農作物的生長，造成農業減產和產品污染。大氣和水攜帶的矸石風化物細粒可漂撒在周圍土地上，污染土壤，矸石山的淋溶水進入潛流和水系，也可影響土壤。煤矸石中有毒微量重金屬元素隨之遷移至土壤中，對土壤造成污染。
煤矸石中微量元素對土壤的影響主要有兩種途徑：一是含微量有毒元素的矸石粉塵直接降落于土壤；二是矸石淋溶液進入土壤。淋溶液中元素濃度較低，矸石以粉塵形式進入土壤的微量有毒元素甚少，說明不同微量有毒元素在土壤中的累積性不同，且矸石中微量有毒元素對土壤的污染是是一個長期緩慢的過程。
4防治措施
針對煤炭開采對土壤環境的污染，提出以下三點防治措施：
（1）硬化煤矸石臨時堆場的地表面，煤矸石及時外賣給磚廠制磚或者進行合理的綜合利用，避免長久堆放。
（2）在煤矸石臨時堆場周圍設置環形截水溝，工業廣場內設置排水溝渠，下游設置初期雨水收集池。煤矸石淋溶水和工業廣場內的沖刷雨水經排水溝渠引至初期雨水收集池內，再經過中和池、沉淀池處理后回用于廠區內灑水降塵。
（3）由于礦區煤矸石山堆積對周邊土壤環境己經造成污染，在改善煤矸石山環境中，植物修復技術被普遍認為具有費用低廉、不破壞場地結構、不造成地下水的二次污染、能起到美化環境的作用、易于為社會所接受等優點。植物修復能夠徹底清除土壤中的重金屬污染，并可以通過處理植物體而回收其中的重金屬，達到資源化利用的目標。
由于研究區主要污染物為鎘、鉛、鉻、鋅，所以建議礦區種植能夠相應吸收或累積重金屬的植物，從而凈化礦區土壤環境，同時還有美化礦區景觀環境的作用。
目前己發現有400多種植物可以超積累各種重金屬，如印度芥菜和向日葵可大量積聚Pb，As，Hg，Cr，Ce，Zn等重金屬；香蒲植物、綠肥植物天葉紫花菩子對Pb具有超耐性，羊齒類鐵角蕨屬植物對Cd有超耐性。
羽葉鬼針草和酸模能夠富集重金屬鉛，對鉛有很好的耐性，能把絕大部分的鉛遷移到莖葉，可以作為先鋒植物去修復被鉛污染的土壤。堇菜的主要作用是除鉛、鎘，而且這種植物非常賴活，南方北方都能生長。也可依據本地自然選擇的結果，大量種植蓖麻和蒲公英，進行植被修復。
參考文獻：
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土壤呼吸的意義范文6
[關鍵詞] 木麻黃 凋落物 碳儲量
森林凋落物是森林生態系統內生物組分產生并歸還林地表面的有機物質的總稱[1]，是森林在生長發育過程中的新陳代謝產物，也是森林植被與環境之間進行物質和能量交換的主要途徑。森林從土壤中吸收的養分，每年又通過凋落物分解作用歸還給土壤，逐漸向土壤中釋放營養元素，這對于維護土壤肥力，保持森林生態系統物質的養分循環和能量流動起著重要作用[2-5]。濱海沙地多屬退化立地，生境條件較為惡劣，生態恢復難度較大，對于構建一個可持續的復合生態系統[8]，凋落物發揮著更為重要的功能。開展沿海防護林凋落物動態研究對于維持林地生產力，實現林地的可持續經營具有重大意義。
另外，森林生態系統作為陸地生物圈的主體，不僅本身維持著大量的碳庫（約占全球植被碳庫的86％以上），同時也維持著巨大的土壤碳庫（約占全球土壤碳庫的73％，因而，森林生態系統土壤碳平衡是全球碳循環中極為重要的組分，在全球碳平衡中起著不可替代的作用。Raich和Nadelhoffer研究表明，凋落物年碳歸還量與土壤呼吸呈顯著的線性相關[6,7]。因此，研究沿海防護林凋落物的動態變化對于深入探討沿海防護林在“碳“調節中的作用具有非常重要的意義。
本文研究了不同林齡木麻黃人工林凋落物的動態變化規律，以期對沿海防護林的可持續經營提供依據，并為開展沿海防護林在全球碳平衡中的作用研究提供參考。
1 試驗地概況
試驗地設在福建省沿海中部惠安縣崇武鎮赤湖防護林場(118°55′ E，24°55′ N)，屬南亞熱帶海洋性季風氣候，年平均氣溫19.8℃；年均降水量1 029mm，年均蒸發量2 000 mm；夏季(7-9月)多臺風和暴雨天氣，秋季東北風強盛，8級以上的大風天達105 d，年平均風速7.0 m•s-1，干濕季明顯。土壤為均一性風積沙土，沙土層厚度
80-100 cm。
2 材料與方法
在惠安不同發育階段的每個樣地內分別設置5個1m×1m凋落物收集筐。每月中旬收集一次凋落物，裝入塑料帶，帶回室內，分類烘干至恒重后稱重，最后換算成單位面積凋落物量，并點繪各組分年積累動態曲線。
對進行生物量調查的同時采集的喬木層不同器官和凋落物層的樣品，經烘干、粉碎、過篩后，用全自動碳氮分析儀測定含碳率；喬木層平均含碳率是各器官含碳率的加權平均值。
3 結果與分析
3.1木麻黃人工林凋落物年產量及組成
木麻黃幼齡林、中齡林、成熟林的年凋落物量分別為4.84t•hm-2、9.25t•hm-2和13.33t•hm-2（見表1），成熟林的年凋落量最大，這主要是由于成熟林生長已處于衰退時期，其年凋落量處于較大時期；而中齡林和幼齡林仍處于生長期間，因此凋落物相對較成熟林小。
不同發育階段的凋落物各組分及總量均有較大差異。但均為落葉所占比重最大，落枝次之，而落果所占比重最小。與譚芳林[8]研究的20年和7年林分相比，這一序列相同。但不同發育階段不同各組分具體所占的比例是不同的：落葉占的比例為：幼齡林(91.94％)>中齡林（83.24%）>成熟林（79.97%），而落枝所占比例為：成熟林（16.65％）>中齡林（10.49%）>幼齡林（2.89%）。落果為：中齡林（6.27％）>中齡林（5.17%）>成熟林（3.38%）?？梢娪g林落葉量所占比例最大，而中齡林落果量所占比例最大，成熟林則為落枝條量最大。
30a 生木麻黃的凋落量13.33t•hm-2，低于譚芳林[8]1997～1999年的定位觀測的20年生的林分13.973t•hm-2，稍高于7年生的12.385t•hm-2。16年生和5年生的凋落量遠遠低于其研究結果。本研究得出木麻黃不同發育階段平均值為9.14t•hm-2。與亞熱帶林齡相近的其它樹種相比，其年凋落量高于亞熱帶杉木人工林(1.76～5.30t•hm-2 )[9] 和福建武夷山天然杉木混交林(5.034t•hm-2)[10]，高于廣西亞熱帶常綠闊葉林(7.99t•hm-2)[11]也高于福建武夷山51～54齡甜櫧林(2.5870～5.5625t•hm-2)[12]，與福建九龍江秋茄紅樹林(9208 kg•hm-2)接近[13]。木麻黃人工林年凋落量介于熱帶雨林(11t•hm-2)和暖溫帶落葉闊葉林(5.5t•hm-2 )之間[11]。木麻黃較高的年凋落物量，可能與沿海地區的大風天氣較多有關。在惠安沿海，8級以上的大風天可達100d，臺風平均每年5.1次，大風的作用增加了凋落物量。另外，木麻黃分枝較多，枝葉生物量占全樹生物量的比重較大，這也是木麻黃防護林年凋落量較大的一個原因。
3.2木麻黃人工林凋落量的月動態
． 森林凋落量具有明顯的季節變化規律，其凋落物組分數量在各個月的分布是不均勻的，季節變化模式可以是單峰，也可以是雙峰的或不規則的，但多數是雙峰，少數是單峰的，差異較大，與組成群落的樹種種類結構有關。主要依賴于林分組成樹種的生物學和生態學特性。為了便于討論凋落量在1a中的變化，本研究將當月凋落量高于年平均值30％的稱為峰值。
3.2.1木麻黃人工林落葉量的月動態
森林凋落物是森林物質和能量流動的載體，落葉一般在凋落物中占大多數，是森林凋落物的主要成分。木麻黃人工林的幼齡林、中齡林、成熟林的年落葉量分別為4.45t•hm-2、7.7t•hm-2、10.66t•hm-2，占年凋落量的79.97％～91.94％，所占的比例大于溫遠光等對常綠闊葉林的研究 [15-18]。幼齡林落葉量的變化為雙峰型(見圖1)，主峰出現在7月，次峰出現在9、10月，其余各月的變化比較平緩，成熟林和中齡林落葉量在7～9月出現峰值，其余各月變化比較平緩。木麻黃成熟林和中齡林落葉量最大值均出現在7～9月．主要是由于7～9月是福建惠安沿海臺風的發生季節，造成葉的大量凋落。
3.2.2木麻黃人工林落枝量的月動態
木麻黃不同發育階段的落枝總量分別為0.14t•hm-2、0.97t•hm-2、2.22t•hm-2，幼齡林與中齡林和成熟林差異顯著。幼齡林、中齡林、成熟林平均落枝量占總凋落量的的比例分別為2.89％、10.49％、16.65％，均小于武夷山甜櫧林(20.59％)[12] 、廣西亞熱帶常綠闊葉林(25.2％)[11]、南亞熱帶常綠闊葉林(18.7％)[11]，成熟林落枝占的比例(16.65％)大于九龍江秋茄紅樹林(15.44％)[13]、與滇中常綠闊葉林(16.47％)接近。木麻黃人工林中齡林落枝量的月變化與落葉模式相似，在7～9月出現峰值。而成枝的峰值出現在5月和8～9月，幼齡林在7～9月出現主峰，又在11月出現一個次峰，其動態與落葉的有所不同。從不同發育階段落枝量的平均值看，與落葉相似最大值均出現在7～9月，這樣是木麻黃的葉已退化為針葉，其葉連著小枝一起凋落造成的。成熟林在5月落枝出現一個次峰，這可能是由于4～5月是東南沿海的梅雨季節，連續的降雨造成大量的落枝。 與成熟林和中齡林相比，幼齡林和中齡林的落枝量較小，變化亦較為平緩。
3.2.3木麻黃人工林落果量的月動態
木麻黃人工林幼齡林、中齡林、成熟林的年落果量分別為0.25t•hm-2、0.58t•hm-2、0.45t•hm-2,僅占年凋落量的3.38％～6.27％。成熟林和幼齡林均在8～10月出現峰值。而中齡林有所不同，在3～7月出現峰值。從落果的平均值來看，最大值出現在8～10月，在5、6月亦出現一個次峰，這主要是由于中齡林的落果量較大造成的?？偟膩砜绰涔姆逯档某霈F比落葉和落枝滯后，這可能與闊葉樹的生物學特性有關系。
3.2.4木麻黃人工林總凋落量的月動態
不同發育階段木麻黃總凋落量的月變化是不同的，木麻黃人工林幼齡林、中齡林、成熟林的年落量分別為4.84t•hm-2、9.25t•hm-2、13.33t•hm-2。其中，中齡林和成熟林在7～9月出現峰值，成熟林在5月出現一個次峰，而幼齡林則在7月出現一個峰值。不同發育階段木麻黃人工林總凋落量平均值的變化為單峰型(見圖4)，在7～9月出現。這主要是由于7～9月為落葉和落枝的峰值造成的。
3.2.5木麻黃人工林凋落量的季節動態
木麻黃防護林的凋落物及其組分表現為明顯的季節性變化。幼齡林、中齡林、成熟林的凋落物及其各組分的最小值出現在1月、2月或3月，而最大峰值均出現在9月，8月也是木麻黃林分凋落物及各組分產量的高峰期，僅次于9月?？梢詫⒌蚵湮锛案鹘M分的產生劃分為3個階段：第一階段為12～3月，凋落物產量最小，分別僅占全年總凋落量的16.88％（幼齡林）、18.64％（中齡林）、17.53％ (成熟林)，該階段新葉和幼枝開始萌動生長，凋落量較??；第二階段為4～6月，凋落物產量略高于第一階段，但仍僅占全年凋落物總量的22.69％（幼齡林）、28.69％（中齡林）、23.23％ (成熟林)，該階段枝葉生長迅速，為一年中木麻黃的主要生長期；第三階段為7～11月，在這一階段，福建省的東南沿海盛行東北季風，大風天氣多，加之在該階段的后期，木麻黃基本停止生長，舊的枝葉在風的動力作用下大量脫落，凋落物大量增加，占全年總量的60.43％（幼齡林）、52.67％（中齡林）、59.24％(成熟林)。
3.2.6木麻黃凋落物碳素含量的季節動態
不同季節的木麻黃凋落物枝、葉中碳素密度的測定結果表明(見表2)，不同發育階段木麻黃凋落物的枝、葉中碳素密度隨季節的變化規律基本一致，均表現為冬季>秋季>夏季>春季。在同一季節，不同發育階段枝、葉間的碳素密度表現為中齡林>成熟林>幼齡林生枝、與喬木層相似，幼齡林和中齡林和成熟林差異顯著。從表2還可以看出，葉的平均碳素密度明顯高于枝的平均密度，幼齡林、中齡林、成齡林葉的平均碳素密度分別為47.91％、50.58％、50.52％，總平均為 49.67％。變異系數分別為4.18％、4.54％、3.73％，總平均為2.08％。木麻黃落枝的平均碳素密度分別為46.13％、48.29％、47.95％，總平均為47.46％。變異系數分別為4.80％、5.31％、4.02％，總平均為2.25％。
3.2.7木麻黃凋落物碳固定量的月動態
凋落物產量與森林碳吸存能力有密切關聯。
木麻黃凋落物的碳固定量等于凋落物的產量與各組分的碳含量的乘積，但每月的碳素含量變化幅度較小，所以木麻黃凋落物的碳固定量受凋落物產量的正相影響，故其月動態變化和凋落產量變化一致。
4 結論
對不同發育階段木麻黃人工林的凋落物的數量、組成及其組分的月動態及碳素含量的季節動態的研究表明：木麻黃人工林的幼齡林、中齡林、成熟林向林地輸入凋落物分別為4.84t•hm-2、9.25t•hm-2和13.33t•hm-2。不同發育階段各組分所占比例變化較大，其中葉占79.97％～91.94％，枝占2.89％～16.65％，果占3.38％～6.27％，不同發育階段間凋落量變化亦較大，成熟林是中齡林和幼齡林的1.44倍和2.75倍。木麻黃不同發育階段凋落物有明顯的凋落節律，凋落量的峰值出現在梅雨季節的5月和臺風的7～9月，以9月凋落量最大；凋落物的碳素含量的季節變化為冬季>秋季>夏季>春季。因為凋落物碳的歸還量主要受凋落量的正相影響，故表現出和凋落量一致的動態變化規律。
與亞熱帶其他森林相比，木麻黃人工林凋落量較大，有利于改良森林土壤，可作為針闊混交樹種。
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