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全球气候变化下土壤呼吸对温度和水分变化的响应特征综述 被引量：2
1
作者 冉漫雪 丁军军 +1 位作者 孙东宝 顾峰雪 《中国农业气象》 CSCD 2024年第1期1-11,共11页
气候变暖、降水格局变化等是气候变化的主要表现形式,也是影响土壤呼吸主要的非生物因素,探明气象条件(温度、水分)对土壤呼吸影响及作用机制是理解陆地生态系统碳循环的重要内容之一。本文对近年来国内外学者关于温度和水分对土壤呼吸... 气候变暖、降水格局变化等是气候变化的主要表现形式,也是影响土壤呼吸主要的非生物因素,探明气象条件(温度、水分)对土壤呼吸影响及作用机制是理解陆地生态系统碳循环的重要内容之一。本文对近年来国内外学者关于温度和水分对土壤呼吸的影响及机制的研究进展进行综述。结果表明,(1)气候变暖与土壤呼吸存在正反馈调节,但温度适应性削弱了二者的反馈关系。增温时长和土壤碳储量不同导致温度对土壤呼吸的影响具有时空差异。土壤呼吸对温度适应性机制主要包括土壤微生物适应性、底物消耗和土壤矿物质活化等。(2)降水对土壤呼吸的作用取决于土壤初始水分含量。当土壤含水量低于萎蔫系数时,降水不仅增加土壤含水量还可促进土壤呼吸,在土壤含水量接近田间持水量时土壤呼吸达到最大值,当土壤含水量达到饱和值时土壤呼吸又会受到抑制。水分对土壤呼吸影响机制主要为替代效应与阻滞效应、底物供给、微生物胁迫以及根系响应等。(3)土壤呼吸与土壤温度、水分的耦合关系取决于土壤水热因子配比,当土壤温度成为胁迫因子时,降水引发的土壤水分含量升高对土壤呼吸的激发效应被低温的负面影响所抑制;当土壤水分成为胁迫因子时,气候变暖引发的土壤温度升高对土壤呼吸的促进作用被干旱的负面影响所抵消,进行土壤呼吸研究时需充分考虑土壤温度和水分的交互作用。为更全面深入地明晰陆地生态系统土壤碳排放扰动因素,未来气候变化下土壤呼吸与环境关系等相关领域研究应为重点方向,一是加强多因素交互作用对土壤呼吸影响的研究,并定量化研究土壤呼吸组分;二是持续关注土壤呼吸对土壤初始温度和温度波动的响应特征,探索生物多样性或群落结构组成对土壤呼吸的影响。 展开更多
关键词 土壤呼吸 温度 降水 响应特征
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种植模式对作物产量及间作系统种间关系的影响
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作者 冉漫雪 孙东宝 丁军军 《干旱地区农业研究》 2024年第6期61-68,79,共9页
为探究北方旱作区高效合理的种植模式,选取玉米和毛叶苕子为材料进行田间试验,采用完全随机区组设计,通过轮作和连作与间作和单作相结合,共设置玉米轮作单作、毛叶苕子轮作单作、玉米连作单作、毛叶苕子连作单作、玉米/毛叶苕子轮作间作... 为探究北方旱作区高效合理的种植模式,选取玉米和毛叶苕子为材料进行田间试验,采用完全随机区组设计,通过轮作和连作与间作和单作相结合,共设置玉米轮作单作、毛叶苕子轮作单作、玉米连作单作、毛叶苕子连作单作、玉米/毛叶苕子轮作间作(玉米轮作间作、毛叶苕子轮作间作)、玉米/毛叶苕子连作间作(玉米连作间作、毛叶苕子轮作间作)共6种种植模式,研究作物产量对种植模式变化的响应特征,以及轮作和连作对间作系统中种间关系及生物多样性效应的影响。结果表明:与连作相比,轮作使毛叶苕子产量显著提升12.66%~21.11%;间作相比于单作使玉米产量显著提升21.92%~26.66%,而使毛叶苕子产量显著降低7.46%~16.43%。不同种植模式中间作系统的土地当量比为1.04~1.09,与单作相比,间作系统存在间作优势,由于玉米的偏土地当量比大于毛叶苕子,且作物竞争强度均小于0,因此间作系统中作物的种间竞争大于种内竞争,且玉米是间作中的优势作物。当种植制度由连作改变为轮作,可通过显著减少种间竞争的方式,驱动玉米和毛叶苕子间作系统增产增效的生物多样性效应由选择效应向互补效应转变。生物多样性效应与作物增产率之间的相关性结果表明,互补效应和净效应与毛叶苕子增产率均呈显著正相关关系,在间作系统中,产量优势源于系统中劣势作物的产量提升。综上所述,山西晋中旱作农业区实施玉米/毛叶苕子轮作间作种植模式可通过改变作物种间竞争关系来提高土地生产力,在当地农业生产中具有应用价值。 展开更多
关键词 轮作 间作 作物产量 种间关系 选择效应 互补效应
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