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土壤呼吸的意義范文第1篇

關(guān)鍵詞：水土保持；土壤呼吸；影響

中圖分類號： S157 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

在土壤侵蝕嚴(yán)重的地區(qū)廣泛采用水土保持措施。目前，我國大面積的土地存在侵蝕退化現(xiàn)象，土壤流失總量每年高達(dá)50多億，水土保持措施大量被采用，但是水土保持措施的廣泛使用一定會對原先自然狀態(tài)的土壤碳排放進(jìn)程產(chǎn)生嚴(yán)重影響，進(jìn)而改變其對未來全球氣候變化的反饋機(jī)制。

水土保持措施及意義

水土保持措施

由于土壤的組織物質(zhì)比較特殊，是具有地標(biāo)性的自然營力，并在其作用下，以自然營力和人類的綜合活動對土壤有一定的影響，主要是氣候、地形、地質(zhì)、植被等方面的因素，我們所說的土壤侵蝕也是如此，是在綜合活動的情況下，造成土壤過度剝蝕、破壞、分離、搬運(yùn)、沉積。水土保持的主要措施是工程措施、蓄水保土耕作措施與生物措施。

工程措施

指防治水土流失危害，合理利用與保護(hù)水土資源而修建的各項(xiàng)工程設(shè)施，包含治溝工程（如溝頭防護(hù)、谷坊、攔沙壩、淤地壩等）、治坡工程（各類臺地、梯田、魚鱗坑、水平溝等）與小型水利工程（如灌溉系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、水窖、水池等）。

蓄水保土

以改變坡面微小地形，增加植被覆蓋或增強(qiáng)土壤有機(jī)質(zhì)抗蝕力等方法，保土蓄水，改良土壤，以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)措施。如等高耕作、等高帶狀間作、溝壟耕作少耕、免耕等。采用水土保持，就是依據(jù)自然規(guī)律，以小流域?yàn)閱卧谌嬉?guī)劃的前提下，因害設(shè)防、因地制宜，合理安排生物、工程、蓄水保土三大水土保持措施，實(shí)施水、山、田、路、林綜合治理，最大限度地控制水土流失，進(jìn)而滿足合理利用與保護(hù)水土資源，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展。所以，水土保持是合理利用水土資源的必要途徑，也是一項(xiàng)適應(yīng)自然、改造自然的戰(zhàn)略性措施；水土保持工作不但是人類對自然界水土流失規(guī)律與原因認(rèn)識的總結(jié)與概括，也是人類利用自然與改造自然能力的表現(xiàn)。

生物措施

指為預(yù)防與治理水土流失，合理保護(hù)和利用水土資源，采用管護(hù)與種草造林的辦法，植被覆蓋率增加，提高與維護(hù)土地生產(chǎn)力的一種水土保持措施。主要包括種草、造林與封山育草、育林。

為了避免水土的過度流失，從保護(hù)水土資源的角度出發(fā)，通過改良以及合理利用，提高并維護(hù)土地的生產(chǎn)力，為了能夠充分發(fā)揮水土資源的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會效益，必須要采取綜合性的保護(hù)措施。

水土保持的意義

水土保持是山區(qū)發(fā)展的生命線，是江河治理、國土整治的根本，是社會發(fā)展與國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是我們一定要長期堅持的一項(xiàng)基本國策，通過開展小流域綜合整治，節(jié)節(jié)攔蓄，層層設(shè)防，增加地表植被，能夠涵養(yǎng)水源，調(diào)節(jié)小氣候，有效地提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)條件，降低旱、風(fēng)沙、水等自然災(zāi)害的發(fā)生率，增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，促進(jìn)農(nóng)民增收與農(nóng)業(yè)增產(chǎn)。

土壤呼吸分析

土壤呼吸是一種復(fù)雜的生物學(xué)過程，不但受到土壤含水量、土壤溫度、凋落物、降水，與土壤N、C含量等非生物因子的影響，并且還受到葉面積指數(shù)(LAI)、根系生物量、植被類型等生物因子與人類活動的共同影響。其中影響土壤呼吸最主要的環(huán)境因子就是土壤水分與土壤溫度，在不同的研究中它們和土壤呼吸的關(guān)系有較大的變異性，特別是土壤濕度和土壤呼吸的關(guān)系，統(tǒng)一的函數(shù)關(guān)系是不能描述的。

土壤水分影響土壤呼吸的途徑

土壤水分對根系呼吸的影響

1、土壤水分對根的生長呼吸的影響

根的生長呼吸是指與根生物量的增加(即根的生長)相關(guān)的呼吸消耗和CO2釋放。土壤的水分狀況必然影響植物根的生長與生存。一般含水量在小于最大田間持水量的情況下，根的生長隨著土壤含水量的增加而增加。不同的生物環(huán)境條件下，水分對根生物量的影響不同，從而對根的呼吸的影響程度也不相同。直徑不同的根，其呼吸速率也不同，通常認(rèn)為粗根的呼吸速率小于細(xì)根的呼吸速率，所以若增加水分造成增加粗根的生物量，而降低細(xì)根生物量，則總的根呼吸速率也不會增加。

2、土壤水分對根的維持呼吸的影響

根的維持呼吸是指根系發(fā)生CO2所釋放的能量用于下列生物過程：(1)需要在代謝過程中不斷補(bǔ)充的物質(zhì)(核糖核酸、膜脂、酶蛋白等)的再合成；(2)代謝物與離子濃度梯度的保持；(3)在逆境或變化的環(huán)境中和生理適應(yīng)有關(guān)的過程。隨著干旱的嚴(yán)重，從細(xì)根到粗根根系漸漸死亡，降低根呼吸不但只是因?yàn)闇p少離子吸收與根系生長，也包含和膜勢降低、蛋白質(zhì)退化等相關(guān)的根系維持消耗的降低，當(dāng)根系死亡時，用于維持的消耗也會消失，也就停止了根的呼吸。

土壤水分對根離子吸收呼吸的影響

植物對營養(yǎng)元素的吸收量受土壤水分的影響，進(jìn)而影響根的呼吸速率。干旱條件下，水分的不夠影響了根對離子的吸收與根系的生長，同時降低了根系用于維持的能量消耗，進(jìn)而降低了對呼吸釋放的能量的需要，從而造成土壤呼吸速率下降。

土壤水分對微生物呼吸的影響

土壤呼吸的重要組成部分是微生物呼吸，在土壤總呼吸中不同生態(tài)系統(tǒng)所占比例相差異較大，大概在30% ~90%。土壤中可溶性有機(jī)質(zhì)可移動性與有效性的主要控制因子是土壤水分，而可溶性有機(jī)質(zhì)是土壤微生物主要的能量來源與呼吸底物，所以土壤的微生物呼吸受土壤水分情況的變化發(fā)生較大影響。對土壤有機(jī)質(zhì)的分解土壤微生物往往受到夏季很低的含水量的影響，發(fā)生降水后，可溶性有機(jī)質(zhì)的可移動性與有效性加大，進(jìn)而加大了土壤中微生物的活性與數(shù)量，造成在降水后CO2釋放量有一個瞬時的峰值。此外，增加土壤微生物量，提高了土壤中有機(jī)質(zhì)分解速率，進(jìn)而增強(qiáng)了土壤有機(jī)物中無機(jī)營養(yǎng)元素的釋放，對根的同化于吸收有利，從而影響到根系呼吸。

土壤溫度對土壤呼吸的影響

土壤呼吸與溫度的關(guān)系

研究地點(diǎn)不同所得知的土壤呼吸和溫度間的關(guān)系也不一樣，然而通常溫度對土壤呼吸的影響用指數(shù)模型 RS=aebTs來描述。本站點(diǎn)土壤呼吸與土壤溫度的指數(shù)模型為：RS=0.681e0.049Ts，R2=0.69（如圖1所示）土壤溫度可以單獨(dú)解釋在全年中土壤呼吸速率 69%的變化。隨著土壤溫度的升高，土壤呼吸指數(shù)呈上升趨勢。

土壤呼吸對溫度變化的敏感程度是Q10值，就是每升高溫度10 ℃，增加土壤呼吸的倍數(shù)。經(jīng)過計算得知板栗林在全年的土壤呼吸Q10值是1.63。就是土壤每升高溫度10 ℃，增大土壤呼吸速率1.63倍。然而在不同的土壤含水量與土壤溫度的條件下，Q10值是不一樣的。依據(jù)杏樹林的土壤溫度在全年的變化，將土壤溫度分為四段，分別計算Q10值（表1）。當(dāng)表面土壤的溫度小于零度時指數(shù)模型的參數(shù)b是負(fù)數(shù)，Q10是0.55，就是土壤每升高溫度10 ℃降低土壤呼吸速率0.55。當(dāng)表面土壤的溫度為20~30 ℃范圍內(nèi)時Q10基本為1，就是土壤每升高溫度10 ℃增大土壤呼吸速率1.09倍。當(dāng)表面土壤的溫度在0~20 ℃的范圍內(nèi)時Q10大于2，就是在這個范圍內(nèi)增加土壤溫度10 ℃土壤呼吸就增加2倍多。

圖1 全年土壤呼吸速率和土壤溫度的關(guān)系

表1 不同土壤溫度條件下土壤呼吸和溫度的關(guān)系

土壤溫度對土壤呼吸的影響

土壤溫度和土壤含水量對土壤呼吸的影響并不是隔裂開來的，而是同時進(jìn)行的。土壤呼吸速率在一年的尺度上變化趨勢大體與土壤溫度相似，土壤呼吸隨溫度的升高而增大，在生長季中期達(dá)到最高，隨后溫度逐漸降低，土壤呼吸也隨之減小。

杏樹林土壤呼吸季節(jié)動態(tài)不受水土保持措施的影響。采用水土保持措施會使土壤的熱、水環(huán)境發(fā)生變化，擾亂了未發(fā)育與已發(fā)育的土壤層次，致使熟土和生土層混合，造成土壤水分、有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與結(jié)構(gòu)等產(chǎn)生變化，對土壤呼吸速率一定會產(chǎn)生影響。

結(jié)束語

綜上所述，采取水土保持措施后，土壤溫度和土壤濕度對土壤呼吸速率的影響有一定程度的增強(qiáng)。這就表明水土保持措施的施用減少冬季土壤碳排放，從而有利于土壤的固碳作用。

參考文獻(xiàn)

土壤呼吸的意義范文第2篇

關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè);低碳農(nóng)業(yè);二氧化碳

哥本哈根世界氣候大會全稱《聯(lián)合國氣候變化框架公約》，被喻為“拯救人類的最后一次機(jī)會”; 的會議，讓“低碳經(jīng)濟(jì)”;成了2009年的歲末熱詞。一時間，所謂碳稅、碳匯、碳交易、碳足跡、低碳工業(yè)、低碳農(nóng)業(yè)、低碳建筑、低碳城市、低碳生活蜂擁而至。低碳經(jīng)濟(jì)作為具有廣泛社會性的前沿經(jīng)濟(jì)理念，其實(shí)并沒有約定俗成的定義。一般來講，低碳經(jīng)濟(jì)是指在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下，通過技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、新能源開發(fā)等手段，盡可能地減少煤炭、石油等高碳能源消耗，減少溫室氣體排放，達(dá)到經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)雙贏的一種經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài)。所謂低碳，就意味著環(huán)保、節(jié)能減排，意味著生產(chǎn)、生活方式和價值觀念的轉(zhuǎn)變。

1低碳農(nóng)業(yè)的概述 低碳農(nóng)業(yè)首先是一種理念，是農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的一個發(fā)展方向。低碳理念的本質(zhì)就是降能節(jié)約。低碳農(nóng)業(yè)是一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，通過技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開發(fā)利用等多種手段，盡可能地減少能源消耗，減少碳排放，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)雙贏。低碳農(nóng)業(yè)是一種比廣義的生態(tài)農(nóng)業(yè)概念更廣泛的概念，是生態(tài)農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，不僅象生態(tài)農(nóng)業(yè)那樣提倡少用化肥農(nóng)藥、進(jìn)行高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，而在農(nóng)業(yè)的能源消耗越來越多，種植、運(yùn)輸、加工等過程中，電力、石油和煤氣等能源的使用都在增加的情況下，低碳農(nóng)業(yè)還更注重整體農(nóng)業(yè)能耗和碳排放的降低。

低碳農(nóng)業(yè)也是生物多樣性農(nóng)業(yè)。農(nóng)業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了刀耕火種農(nóng)業(yè)階段、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)階段和工業(yè)化農(nóng)業(yè)階段。工業(yè)化農(nóng)業(yè)過程對生物多樣性構(gòu)成威脅:農(nóng)田開墾和連片種植引起自然植被減少，以及自然物種和天敵的減少;農(nóng)藥的使用破壞了物種多樣性;化肥造成了環(huán)境污染，進(jìn)而也引起生物多樣性的減少;品種選育過程的遺傳背景單一化及其大面積推廣，造成了對其他品種的排斥，如果用碳經(jīng)濟(jì)的概念衡量，這種農(nóng)業(yè)可以說是一種 “高碳農(nóng)業(yè)”;。改變高碳農(nóng)業(yè)的方法就是發(fā)展生物多樣性農(nóng)業(yè)。生物多樣性農(nóng)業(yè)由于可以避免使用農(nóng)藥、化肥等，某種意義上正屬于低碳農(nóng)業(yè)。 農(nóng)業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是一個重要的溫室氣體來源，同時又受到溫室效應(yīng)的嚴(yán)重影響。響應(yīng)低碳經(jīng)濟(jì)的號召，確定農(nóng)業(yè)溫室氣體的排放量并探尋減排辦法已成為世界各國的當(dāng)務(wù)之急。然而，低碳農(nóng)業(yè)雖然前景廣闊，但距離“低碳農(nóng)業(yè)”;的標(biāo)準(zhǔn)還有很大差距。勞動力是發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)前期投人成本中的主要部分，尤其是知識型勞動力的投人;我國目前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)決定了規(guī)?；吞嫁r(nóng)業(yè)發(fā)展的困難。發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)，需要大面積采用生態(tài)農(nóng)業(yè)的部分技術(shù)、需要相應(yīng)的生產(chǎn)技術(shù)與之相匹配、需要政府和一些高校社會組織專業(yè)人員的指導(dǎo)和培訓(xùn)，特別是市場的銜接。

2農(nóng)業(yè)與溫室氣體中二氧化碳的消長關(guān)系 人類的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動與全球氣候變化相互聯(lián)系又相互影響。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在全球溫室氣體(包括二氧化碳，CH4, N20)循環(huán)中占有重要地位。土壤中的有機(jī)物質(zhì)經(jīng)微生物分解，以二氧化碳的形式釋放人大氣，CH;可在長期淹水的農(nóng)田中經(jīng)發(fā)酵作用產(chǎn)生，全球一半以上的N20來自土壤的硝化和反硝化過程。 2.1農(nóng)業(yè)是溫室氣體中二氧化碳的重要來源 2.1.1土壤本身就是一個巨大的碳庫。土壤圈是地球巖石圈、大氣圈、水圈和生物圈交界的一個圈層，它不僅是人類賴以生存的自然資源和人類與生物生活棲息的基地，而且是生態(tài)系統(tǒng)中生物與環(huán)境間進(jìn)行物質(zhì)、能量交換的樞紐。土壤圈在全球氣候變化尤其在全球碳循環(huán)中的重要作用可歸納為兩方面:一是土壤圈是碳素的重要貯存庫和轉(zhuǎn)化器。其貯存形式為土壤有機(jī)質(zhì)，它含有的有機(jī)碳量占整個生物圈總碳量的3/4。儲存的大量有機(jī)碳是土壤質(zhì)量和功能的核心，有利于作物的生長;但由于大量施用化肥，加速了農(nóng)田土壤中有機(jī)碳的礦化，進(jìn)而向大氣中排放了大量的二氧化碳和CH4等溫室氣體，尤其是千百年來因種植水稻而形成的水稻土，每年排放的CH4占全球 CH;排放總量的10%一15%。二是土壤呼吸使大量的有機(jī)碳以二氧化碳形式釋放到大氣中。土壤呼吸作用釋放的二氧化碳量是相當(dāng)可觀的。據(jù)估算，全球每年由土壤釋放到大氣中的碳量約為 (0.8一4.6) xlOlsg。因此，土壤呼吸的微量變化將導(dǎo)致大氣中二氧化碳濃度的顯著變化，從而影響由于二氧化碳濃度升高所伴隨的全球變暖和其他氣候因素的變化。

土壤呼吸的意義范文第3篇

關(guān)鍵詞：低碳農(nóng)業(yè)；協(xié)整檢驗(yàn)；農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施

1引言

“低碳經(jīng)濟(jì)”、“低碳技術(shù)”、“低碳發(fā)展”、“碳足跡”、“低碳城市”等一系列新概念的提出，旨在改善人類當(dāng)前的高碳發(fā)展模式。低碳農(nóng)業(yè)是相對于“高碳農(nóng)業(yè)”而言的。低碳農(nóng)業(yè)是低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分，這個概念要比廣義的生態(tài)農(nóng)業(yè)還要更廣泛，不僅包含了生態(tài)農(nóng)業(yè)倡導(dǎo)的低化肥、少農(nóng)藥、高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還指在農(nóng)業(yè)能源消耗越來越多，種植、運(yùn)輸、加工等過程對電力、石油和煤氣等能源使用增加的同時，更注重農(nóng)業(yè)的整體能耗與排放的降低。

對于低碳農(nóng)業(yè)的影響因素有許多學(xué)者進(jìn)行過研究。師帥等（2013）基于黑龍江省近20年的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)整分析，結(jié)果表明化肥、農(nóng)藥和農(nóng)膜的投入是增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)碳排放的主因。姚延婷等（2010）認(rèn)為農(nóng)村用電量、農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力、農(nóng)用柴油量、化肥施用量等是溫室氣體的主要來源。鄭恒（2010）分析我國溫室氣體現(xiàn)狀后得出幾個結(jié)論：化肥過量使用導(dǎo)致溫室其他排放增多；化石能源高消耗導(dǎo)致溫室氣體排放量大；農(nóng)業(yè)碳排放量與化肥施用量、能源消費(fèi)顯著相關(guān)。漆雁斌（2010）通過計量回歸得出，農(nóng)業(yè)碳排放與能源消耗、化肥施用量和二氧化碳排放有著非常顯著的相關(guān)性?？梢钥闯鲛r(nóng)業(yè)碳排放的主要影響因素就是化肥、農(nóng)藥的過量使用、農(nóng)用機(jī)械總動力、農(nóng)村用電量，但對于農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施方面對于農(nóng)業(yè)碳排放的研究尚不足，本文將以農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施作為研究對象，分析其對低碳農(nóng)業(yè)的影響。

2農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施對低碳農(nóng)業(yè)作用機(jī)制

農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施是低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)與前提。農(nóng)村教育文化等項(xiàng)目的建設(shè)可以從根本上提高農(nóng)村勞動者的素質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展。道路交通等項(xiàng)目的發(fā)展有利于加強(qiáng)農(nóng)村與外界社會的聯(lián)系和交流，會促使農(nóng)村傳統(tǒng)觀念改變（鞠晴江，2006）。政府加大對農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的投入，建立有效的農(nóng)業(yè)防災(zāi)、救災(zāi)體系，加強(qiáng)農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施、農(nóng)業(yè)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，有利于提高低碳農(nóng)業(yè)的綜合生產(chǎn)力，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的活力，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)與農(nóng)村的可持續(xù)發(fā)展（韋寧衛(wèi)，2011）。

農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施分為物質(zhì)基礎(chǔ)設(shè)施與社會基礎(chǔ)設(shè)施兩大類，前者是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中必需的，但沒有直接參與生產(chǎn)活動的一些物質(zhì)條件，如農(nóng)用灌溉、公共水利設(shè)施、發(fā)電站、道路、運(yùn)輸設(shè)施等，可以改善生產(chǎn)條件，抵抗逆境；后者是為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更好的進(jìn)行而提供服務(wù)的一些非物質(zhì)或社會條件，如教育機(jī)構(gòu)、土壤保持機(jī)構(gòu)等，側(cè)重于提供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的社會條件。

3農(nóng)業(yè)物質(zhì)基礎(chǔ)設(shè)施對低碳農(nóng)業(yè)的影響

農(nóng)業(yè)物質(zhì)基礎(chǔ)設(shè)施主要包括農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施、電力基礎(chǔ)設(shè)施、交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施三大方面，它對于農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)活動有重要意義。

3.1農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施

農(nóng)田土壤中含有大量的有機(jī)碳，其主要來源于以各種形式進(jìn)入土壤的有機(jī)物料，特別是農(nóng)作物殘體，如秸稈、糞肥、綠肥等。影響其含量的因素有很多，其中土壤中的水分是主要影響因素之一。在干濕交替的季節(jié)里，土壤團(tuán)聚體會崩潰，使得其體內(nèi)受到保護(hù)的有機(jī)碳暴露出來，致使土壤呼吸強(qiáng)度在極短的時間內(nèi)大幅度提高，消耗大量的有機(jī)碳。而在干燥或干旱的情況下，土壤微生物會因失水而大量死亡，這也會影響到有機(jī)碳的分解速率，改變其含量。降雨后，土壤微生物數(shù)量激增，活性增強(qiáng)，激發(fā)了土壤的呼吸強(qiáng)度，分解土壤有機(jī)碳增加（Orchard V A，Cook F J，1983；陳勝全、李凌皓、韓興國，2003），而降雨對土壤呼吸速率的影響因土壤溫度狀況而異（Singh J S，Gupta S R，1977）。農(nóng)田水利設(shè)施的任務(wù)就是灌溉與排水，人為的改變土壤水分狀況，它主要包括田間灌排工程、灌區(qū)、灌區(qū)抗旱水源工程、水庫、塘壩、蓄水池、水窖、水井、引水工程和泵站等。因此農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施可以影響到土壤有機(jī)碳的含量。

3.2能源基礎(chǔ)設(shè)施

現(xiàn)階段能源的使用主要是指消耗化石能源，這一過程會排放大量的CO2，是一個高碳產(chǎn)業(yè)，而新型能源的發(fā)展與使用又是現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的重要切入點(diǎn)。因此，能源消耗是中國節(jié)能減排的重點(diǎn)，也是中國發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的重要支撐。作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中必不可少的條件之一，能源消耗也是農(nóng)業(yè)碳排放的主要源頭之一，實(shí)現(xiàn)低碳農(nóng)業(yè)的發(fā)展同樣離不開對它的改革。

3.3交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施

交通運(yùn)輸業(yè)一直是低碳經(jīng)濟(jì)關(guān)注的重點(diǎn)，汽車數(shù)量的急劇增加加劇了溫室氣體濃度的增長，隨著國家對農(nóng)業(yè)的重視，我國農(nóng)村有了很大的發(fā)展，農(nóng)村的交通運(yùn)輸也成為發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)的重要組成部分。農(nóng)村交通運(yùn)輸?shù)闹饕绞接泄?、鐵路、水路，這些對于農(nóng)產(chǎn)品的運(yùn)輸來說是必不可少的，但同時占用了大量的土地資源，由于我國土地資源有限，人均耕地面積不到世界水平的40%，因此必須充分的利用有限的土地資源，選擇既能滿足需求，又能節(jié)約資源、低碳環(huán)保的運(yùn)輸方式。同時，交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，有助于加強(qiáng)農(nóng)村與外界的溝通與聯(lián)系，從而了解更多的科學(xué)知識與生產(chǎn)技能，促進(jìn)低碳農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

4模型選取與說明

本文將采用協(xié)整檢驗(yàn)分析農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施與低碳農(nóng)業(yè)之間有無長期穩(wěn)定的關(guān)系。協(xié)整指的是多個非平穩(wěn)經(jīng)濟(jì)變量的某種線性組合是平穩(wěn)的，主要研究一些非平穩(wěn)的經(jīng)濟(jì)時間序列存在的長期均衡問題，步驟如下。

4.1平穩(wěn)性檢驗(yàn)

在對經(jīng)濟(jì)時間序列進(jìn)行協(xié)整檢驗(yàn)時，首先必須進(jìn)行變量的平穩(wěn)性檢驗(yàn)。即要求該時間序列數(shù)據(jù)的隨機(jī)過程的特征不會隨著時間推移而變化，之所以要對時間序列進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗(yàn)，就是要克服“偽回歸”現(xiàn)象。

假設(shè)一個回歸模型為Yt=0+1Xt1+u1，如果1=1，則該時間序列Yt存在一個單位根，這時就 被稱為單位根過程。對兩式兩邊減去后，得到如下結(jié)論：

其中，這時檢驗(yàn)就1=1變?yōu)闄z驗(yàn)β=0是否成立，檢驗(yàn)β=0是否成立的過程即單位根檢驗(yàn)，本文采用ADF檢驗(yàn)，其基本假設(shè)為：

原假設(shè)：Hβ=0，存在單位根；備擇假設(shè)：H0：QUOTEβ

如果得到的ADF統(tǒng)計量大于顯著性水平下的臨界值，則接受原假設(shè)，表明存在單位根，序列是非平穩(wěn)的，反之亦然。

4.2 協(xié)整檢驗(yàn)

對于時間序列的協(xié)整檢驗(yàn)，常用的有兩種方法，一個是E-G兩步法，由恩格爾和葛蘭杰共同提出，另一個是由為Johansan提出的極大似然法。協(xié)整關(guān)系檢驗(yàn)最常用的方法是EG兩步法，其過程如下：

第一步是對時間序列Yt的分量序列進(jìn)行靜態(tài)回歸，公式表示為βTYt=ut，其中{ut}為隨機(jī)誤差序列。利用觀測數(shù)據(jù)，通過普通最小二乘法進(jìn)行擬合，得到殘差序列。然后，檢驗(yàn)殘差序列的平穩(wěn)性，即利用ADF檢驗(yàn)殘差序列是否平穩(wěn)。若殘差序列是平穩(wěn)的，則可以確定時間序列Yt的分量序列之間存在協(xié)整關(guān)系。第二步，為進(jìn)一步考察因變量和自變量之間的短期波動對長期影響的關(guān)系，可以建立誤差修正模型ECM。

4.3數(shù)據(jù)說明

本文研究是農(nóng)業(yè)設(shè)施建設(shè)對低碳農(nóng)業(yè)的影響，指標(biāo)的選取如表1。

表1指標(biāo)與數(shù)據(jù)

年份1單位耕種面積農(nóng)業(yè)

碳排放Y1有效灌溉

面積X11農(nóng)用柴油消

耗量X21鄉(xiāng)道

X3199011.2523 147403.111087.81218760199111.2712 147822.111076.11248480199211.2892 148590.111158.81296830199311.2741 148727.911314.71359500199411.2804 148759.111354.31386920199511.2520 149281.611405.01428600199611.2402 150381.611485.31463500199711.2426 151238.511507.51496520199811.2241 152295.611574.61536320199911.2931 153158.411819.51584630200011.3060 153820.311902.71623500200111.3539 154249.411922.81814000200211.3633 154354.912020.81865635200311.3570 154014.211887.91893800200411.3635 154478.411959.91945180200511.3700 155029.312023.11981430200611.2523 155750.511087.81987600200711.2712 156518.311076.11998400200811.2892 158471.711158.811011100200911.2741 159261.411314.711019390201011.2804 160347.711354.311054826

注：數(shù)據(jù)來源《中國統(tǒng)計年鑒》

（1）Y是單位耕種面積的農(nóng)業(yè)碳排放，即農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)作物總播種面積的比。

（2）有效灌溉面積，在一般情況下，有效灌溉面積應(yīng)等于灌溉工程或設(shè)備已經(jīng)配備，能夠進(jìn)行正常灌溉的水田和水澆地面積之和，它與農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)該是正相關(guān)關(guān)系，因此本文選用的是有效灌溉面積來反應(yīng)農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施對低碳農(nóng)業(yè)的影響。

（3）鄉(xiāng)道，道路的發(fā)展程度是衡量交通運(yùn)輸是發(fā)展的重要指標(biāo)，農(nóng)村道路主要有鄉(xiāng)道與村道，但由于村道在2006年才開始統(tǒng)計，因此本文只選用鄉(xiāng)道來反應(yīng)交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施對低碳農(nóng)業(yè)的影響。

（4）農(nóng)用柴油消耗量，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中使用最多的能源是柴油，因此本文選用農(nóng)村用電量應(yīng)電力基礎(chǔ)設(shè)施對低碳農(nóng)業(yè)的影響。以上數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》、《中國公路水路交通統(tǒng)計》。

5模型檢驗(yàn)與結(jié)果

5.1單位根檢驗(yàn)

首先對各個變量取自然對數(shù)以使數(shù)據(jù)趨勢線性化和消除時間序列中存在的異方差，同時其回歸系數(shù)又代表了彈性的意義。結(jié)果如表2。

表2單位根檢驗(yàn)

變量1檢驗(yàn)類型（c，t，k）1ADF檢驗(yàn)1結(jié)論lnY1（c，t，3）1-1.1897651非平穩(wěn)lnX11（c，t，3）10.2615581非平穩(wěn)lnX21（c，t，3）13.0842281非平穩(wěn)lnX31（c，t，3）1-1.3402781非平穩(wěn)D （lnY）1（c，t，3）1-2.9787441平穩(wěn)*D （lnX1）1（c，t，3）1-4.6598211平穩(wěn)***D （lnX2）1（c，t，3）1-3.8285211平穩(wěn)**D （lnX3）1（c，t，3）1-2.7689601平穩(wěn)*

注：D表示一階差分，D（變量，2）表示二階差分。***表示在1%的顯著性水平下平穩(wěn)，**表示在5%的顯著性水平下平穩(wěn)，*表示在10%的顯著性水平下平穩(wěn)

由表2可以看出，變量lnY、lnX1、lnX2的ADF統(tǒng)計量均大于10%臨界值，因此它們均是非平穩(wěn)時間序列變量，但lnX3在5%的顯著性水平下平穩(wěn)。在經(jīng)過一階差分后，D（LnY）、D（lnX1）、D（lnX2）、D（lnX3）的ADF統(tǒng)計量均小于10%臨界值，不存在單位根，即序列是平穩(wěn)的，即為一階單整，因此滿足協(xié)整檢驗(yàn)的前提條件，可以檢驗(yàn)lnY及主要相關(guān)變量之間是否存在協(xié)整關(guān)系。

2014年11月綠色科技第11期5.2協(xié)整檢驗(yàn)與協(xié)整方程

先對變量做靜態(tài)回歸，即采用普通最小二乘法進(jìn)行回歸。把所有變量引入方程，進(jìn)行回歸分析，見表3。

表3回歸分析結(jié)果

變量1系數(shù)1系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差1t統(tǒng)計量1概率C1-0.16908110.36523313.23562810.0071Lnx110.43479410.22685511.91662010.0794Lnx21-0.22639410.0615791-3.67646310.0032Lnx310.33691610.09932213.39217510.0053R210.8139211因變量均值10.555928調(diào)整后的R210.7674021因變量標(biāo)準(zhǔn)差10.027554回歸標(biāo)準(zhǔn)差10.0132891赤池信息量1-5.591441殘差平方和10.0021191施瓦茲信息量1-5.398294對數(shù)似然比148.731531F統(tǒng)計量117.49627DW統(tǒng)計量11.8749881F統(tǒng)計量的概率10.000112

由表3可以得出回歸方程：

lnY=043lnX1-023lnX2+034lnX3-017

由表3可知，模型的 為0813921，說明模型的擬合優(yōu)度較高，樣本回歸方程的代表性較強(qiáng)。DW值為187，在2的附近，說明模型中不存在自相關(guān)問題。從表3中可以看出lnX2和lnX3的回歸系數(shù)通過了顯著性水平為1%的顯著性檢驗(yàn)，而lnX1的回歸系數(shù)通過了10%的顯著性檢驗(yàn)。說明有效灌溉面積、農(nóng)用柴油量每增加1%，單位耕種面積的碳排放就增加43%、34%；每增加鄉(xiāng)道1%，單位耕種面積的碳排放就減少23%。對回歸方程的殘差序列進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗(yàn)，即采用ADF檢驗(yàn)殘差序列是否存在單位根。見表4。

表4殘差序列的ADF單位根檢驗(yàn)結(jié)果

變量1ADF1ADF臨界值檢驗(yàn)值11%15%110%1平穩(wěn)性e1-4.0795731-4.1219901-3.1449201-2.7137511平穩(wěn)**

注：e表示回歸模型的殘差序列，**表示在5%的顯著性水平下平穩(wěn)

上述結(jié)果表明，lnY和lnX1、lnX2、lnX3之間存在協(xié)整關(guān)系。回歸方程的殘差序列在10%的顯著性水平下平穩(wěn)。

5.3誤差修正模型的建立

通過上述協(xié)整分析，得出我國單位耕地面積碳排放與灌溉面積、鄉(xiāng)道、農(nóng)用柴油量之間存在長期的均衡關(guān)系，但是要想知道對于它們之間的短期動態(tài)均衡關(guān)系就必須建立誤差修正模型。誤差修正模型考慮了長期均衡關(guān)系以及短期調(diào)節(jié)作用。根據(jù)以上分析，以lnY的一階差分D（lnY）為因變量，lnX1的一階差分，D（lnX1）、lnX2的一階差分D（lnX2）、lnX3的一階差分D（lnX3）、滯后一起的誤差修正項(xiàng)e（-1）為自變量，建立誤差修正模型，見表5。

表5誤差修正模型回歸分析結(jié)果

變量1系數(shù)1系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差1t統(tǒng)計量1概率C1-0.02175210.0253621-0.85766110.4112DLnx110.23171110.63457910.36514110.7226DLnx21-0.02082410.0609281-0.34178810.7396DLnx310.25075510.17111111.46545210.1735E（-1）1-0.96944910.2811991-3.44755910.0063R210.9093861因變量均值10.003101調(diào)整后的R210.4531401因變量標(biāo)準(zhǔn)差10.017299回歸標(biāo)準(zhǔn)差10.0127931赤池信息量1-5.618705殘差平方和10.0016361施瓦茲信息量1-5.382689對數(shù)似然比147.140291F統(tǒng)計量13.900173DW統(tǒng)計量11.8498901F統(tǒng)計量的概率10.036802

得到的誤差修正模型為：

D（lnY）=-0021752+0231711D（lnX1）-0020824D（lnX2）+0250755；D（lnX3）-0969449e（-1）。

由表5可以得知，為0909386，說明模型的擬合優(yōu)度很高，樣本回歸方程的代表性強(qiáng)。DW值為1849890，在2的附近，說明不存在自相關(guān)問題。DlnX1、DlnX2、DlnX3均沒有通過檢驗(yàn)，誤差項(xiàng)e（-1）的估計系數(shù)為-0969449，體現(xiàn)了對偏離的修正，上一期偏離越遠(yuǎn)，本期修正量越大，即系統(tǒng)存在誤差修正機(jī)制。

6結(jié)語

（1）單位播種面積的農(nóng)業(yè)碳排放與有效灌溉面積、農(nóng)用柴油消耗量之間存在長期的均衡關(guān)系，且為正相關(guān)。究其原因可能是農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施的修建使得土壤水分狀況變化劇烈，不有利于土壤有機(jī)碳的固定。農(nóng)用柴油的消耗本身就是一個高碳的過程，因此消耗量越大，單位播種面積的碳排放越多。鄉(xiāng)道的修建使得農(nóng)產(chǎn)品可以迅速進(jìn)入市場，降低了貯藏時間，減少了碳排放，并且便利的交通使農(nóng)民加強(qiáng)了與外界的聯(lián)系，增強(qiáng)了低碳意識。

（2）單位播種面積的農(nóng)業(yè)碳排放與鄉(xiāng)道之間存在長期的均衡關(guān)系，且呈負(fù)相關(guān)。這可能是因?yàn)猷l(xiāng)道的修建使得農(nóng)產(chǎn)品可以迅速進(jìn)入市場，降低了貯藏時間，減少了碳排放，并且便利的交通使農(nóng)民加強(qiáng)了與外界的聯(lián)系，增強(qiáng)了低碳意識。

鄉(xiāng)道、農(nóng)用柴油量之間沒有明顯的短期動態(tài)均衡關(guān)系。這可能是因?yàn)檗r(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施修建包含了技術(shù)進(jìn)步的因素與農(nóng)村固定投資，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步是一個緩慢的過程，科技進(jìn)步產(chǎn)生的實(shí)際效應(yīng)傳導(dǎo)到低碳農(nóng)業(yè)上需要一定的時間。而農(nóng)村固定投資在一定時期內(nèi)不會發(fā)生變化，也導(dǎo)致了農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施與碳排放之間沒有顯著的短期動態(tài)均衡。

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土壤呼吸的意義范文第4篇

關(guān)鍵詞：葡萄，大棚，滴灌技術(shù)

 

1.發(fā)展滴灌技術(shù)對葡萄種植的意義

滴灌技術(shù)是近幾年來迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)節(jié)水、高效的灌溉技術(shù)。該技術(shù)通過滴頭點(diǎn)滴的方式，把水分緩慢地送到作物根區(qū)。葡萄種植產(chǎn)業(yè)是經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會效益融為一體的朝陽產(chǎn)業(yè)。葡萄在生長期要求水分充足，如果水分不足或者過多都會影響葡萄的生長發(fā)育。葡萄的根、葉、蔓的含水量約占50%左右，漿果含水量高達(dá)80-85%。水分不足易發(fā)生早期脫落，使果實(shí)皺縮甚至脫落，影響產(chǎn)量和品質(zhì)；水分過多會引起真菌病害，通氣不良，土壤板結(jié)，長期積水會導(dǎo)致根系窒息，甚至死亡。

現(xiàn)代葡萄種植大多采用大棚種植，而大棚葡萄必須經(jīng)常灌水，保持適量水分。傳統(tǒng)的灌溉主要是總溝與支溝相連通的溝灌方法。這種粗放式的方法容易造成水量浪費(fèi)，且灌溉不均勻，容易造成局部灌水過多，妨礙土壤中微生物尤其是好氣細(xì)菌的運(yùn)動，從而影響對有機(jī)肥料的分解，甚至還會引起病害的發(fā)生。。結(jié)合葡萄滴灌的諸多優(yōu)點(diǎn),筆者認(rèn)為大力發(fā)展葡萄滴灌技術(shù),對于保證水資源可持續(xù)利用，促進(jìn)葡萄種植產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,具有十分重要的意義。

1.1葡萄滴灌節(jié)水效果十分明顯

一般來說，常規(guī)溝灌每次需灌水187.5m³/h㎡，滴灌灌溉只需水11.25m³/h㎡，但次數(shù)增加2-3次，滴灌可節(jié)水78.5%以上。。不僅如此，改善了土壤理化特征，采用節(jié)水滴灌系統(tǒng)，田塊土壤基本不板結(jié)，有利于土壤呼吸。

1.2灌水均勻度得到提高

傳統(tǒng)的溝灌遇到高溫天氣,低處積水,高處旱,造成葡萄落花落果,產(chǎn)量和品質(zhì)均會受到影響。而滴灌灌水均勻,落花落果現(xiàn)象明顯減少,與采用溝灌技術(shù)相比，葡萄長勢和長相的質(zhì)量都得到很大提高。

1.3提高了葡萄種植的經(jīng)濟(jì)效益

據(jù)品種維多利亞對比試驗(yàn)，使用節(jié)水灌溉系統(tǒng)之后，平均粒重由8.2g提高到9.7g，表現(xiàn)果粒大小均勻，穗形整齊，色澤鮮艷，優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品率由78.4%提高到92.6%，市場平均售價得到大幅提高，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

1.4肥料的利用率顯著提高

因?yàn)榭梢詫⒎柿戏诺剿?，通過水滴將肥料送入土中，葡萄滴灌結(jié)合施肥非常方便,容易做到少施、勤施,有利于提高作物產(chǎn)量及肥料的用量。。肥料可以根據(jù)作物消耗直接施到作物根系附近,使土壤養(yǎng)分保持在最佳平衡狀態(tài)。氮和鉀的利用率提高10%,磷的利用率提高20%。

1.5果農(nóng)勞動強(qiáng)度得到降低

葡萄滴灌不需打壩開渠,也不需要人工澆水，大大減少了果農(nóng)灌水的勞動量和勞動強(qiáng)度。同時，滴灌可以使葡萄各種病蟲害減少,噴藥人工減少,以及蔬花、蔬果工作量減少,一定程度上減輕了果農(nóng)的勞動強(qiáng)度。

1.6有效抑制雜草的生長，大大降低了葡萄的發(fā)病率。由于滴灌葡萄使用的水需要通過過濾系統(tǒng),與常規(guī)灌溉相比，杜絕了由渠道傳播雜草的來源,可有效的抑制雜草的再生。同時，滴灌葡萄采用局部給水,降低了高溫高濕,能較好促進(jìn)根系的發(fā)育,增強(qiáng)植物的抗病能力,降低了葡萄的發(fā)病率。

2.滴灌系統(tǒng)在葡萄大棚中的安裝和使用

大棚滴灌具有降低濕度、提高地溫、節(jié)水、省工、增產(chǎn)等許多優(yōu)點(diǎn)，是葡萄種植中應(yīng)用廣泛的一種滴灌形式。

2.1大棚滴灌的組成與安裝

大棚滴灌系統(tǒng)主要包括水源、供水泵、控制閥門、過濾器、施肥罐、輸水管和灌水器。大棚滴灌的形式日趨多樣化，主要以固定式較多，其他也有半固定式和移動式。

滴灌的安裝：設(shè)備按設(shè)計要求,選擇優(yōu)質(zhì)的水泵,才能達(dá)到設(shè)計的壓力和流量;設(shè)計出合理的供水管徑和管長,以達(dá)到較高的均勻度； 供水管道應(yīng)選擇具有抗老化性能的塑料管材(比較成熟的為PE材料)。灌水器是關(guān)鍵部件,要選擇出水均勻、抗堵塞能力強(qiáng)、安裝使用方便的灌水器。選擇的過濾器應(yīng)為120目或150目，并具有耐磨蝕、易沖洗等優(yōu)點(diǎn)。

（1）主管道的鋪設(shè)：將主管道分成3m*60m的3段，沿大棚方向鋪設(shè)，大棚入口到棚中心鋪設(shè)2條，1條為供水管道，1條為滴灌主管道，棚中心到棚尾鋪 1 條，然后用三通、彎頭、螺絲將主管道和供水管連接，注意密封，以防漏水，管道末段用堵頭堵好。

（2）支管道的鋪設(shè)：沿作物種植方向鋪設(shè)，距根部10-15cm，滴頭間距一般為25cm左右，滴頭直徑約10mm，單滴頭流量一般為1-2L/H即可。

（3）主管道與支管道的連接：根據(jù)支管道的分布情況，在主管道上依次打孔，用旁通將他們連接。

（4）過濾器、施肥器的安裝：先將1個閥門安裝在2個三通中間，施肥器與2個三通支管口相連，此閥門可調(diào)節(jié)肥液用量，再將過濾器與三通的另一端相連，再安裝這個閥門與主管連接。

2.2滴灌的使用：

（1）開始滴灌時：要慢慢開啟閥門，逐漸增加流量，以排凈空氣，減小對管道的沖擊，延長其使用壽命。

（2）需要施肥時：先將化肥在施肥罐中液化均勻，然后把施肥器放入施肥罐中，慢慢開啟閥門，調(diào)節(jié)閥門，控制施肥量大小。

2.3滴灌設(shè)備的保養(yǎng)：

（1）要控制好系統(tǒng)壓力,各部件工作壓力應(yīng)控制在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

（2）過濾器是保證滴灌系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵部件,要經(jīng)常清洗。若發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)破損要及時更換。

（3）灌水器易損壞,應(yīng)小心鋪放,細(xì)心管理,不用時要輕輕卷起,切忌踩壓或在地上拖動。

（4）加強(qiáng)管理,防止雜物進(jìn)入灌水器或供水管內(nèi)。若發(fā)現(xiàn)有雜物進(jìn)入,應(yīng)及時打開堵塞頭沖洗干凈。

（5）冬季大棚內(nèi)溫度均衡。溫度過低時，要放空管內(nèi)水量,防止凍裂供水管及灌水器等。

總之，大棚滴灌安裝簡單，節(jié)水高效，而且成本不高，對于葡萄種植戶來說，采用此種灌溉技術(shù)能夠節(jié)約成本，并增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)值。

參考文獻(xiàn)：

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土壤呼吸的意義范文第5篇

[關(guān)鍵詞] 木麻黃 土壤 易變碳

土壤有機(jī)質(zhì)對于維持土壤生產(chǎn)力具有重要作用，是土壤質(zhì)量和健康的重要指標(biāo)[1]。由于土壤中生物、化學(xué)和物理過程之間復(fù)雜的相互作用，使得不同土壤有機(jī)質(zhì)成分具有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)和分解速率，周轉(zhuǎn)時間從幾小時到幾百上千年，依據(jù)周轉(zhuǎn)速率的快慢把土壤有機(jī)碳分成易變碳庫(1abile carbopoo1)和穩(wěn)定碳庫(stable carbon poo1)，或活性庫(active poo1)、慢性庫(slow po1)和惰性庫(passivepoo1)，不同的碳庫在土壤營養(yǎng)物質(zhì)和能量流動的控制中起著不同的作用[2-4]。同時，由于土地利用或管理等變化引起了環(huán)境條件的改變，礦質(zhì)土壤總有機(jī)質(zhì)含量須經(jīng)過幾十到幾百年才能平衡，而在土壤有機(jī)質(zhì)背景值很大的情況下，短期內(nèi)土壤碳儲量的增加或減少在統(tǒng)計上很難區(qū)分。作為森林生態(tài)系統(tǒng)中重要的、活躍的組分的可溶性有機(jī)碳(DOC)和微生物生物量量碳（MBC）的流動是森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的重要組成部分，對揭示森林碳預(yù)算及源與匯變化具有重要科學(xué)意義，這二者構(gòu)成了土壤有機(jī)碳的主要部分。因此，分離更敏感的易變有機(jī)質(zhì)組分有助于闡明土壤有機(jī)碳庫在土地利用或管理變化早期階段的變化[5,6]。

自20世紀(jì)50年代以來，我國東南沿海陸續(xù)營造了大面積的木麻黃防護(hù)林，從根本上改善了沿海地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。但是目前大面積的木麻黃林帶已經(jīng)進(jìn)入衰退期，為了實(shí)現(xiàn)防護(hù)效果的可持續(xù)性，必須進(jìn)行林帶更新[7,8]。然而林帶的更新也就意味著土地利用方式的改變，會引起土壤有機(jī)碳的變化，有必要對可能引起的“碳”變化進(jìn)行預(yù)測[9]。

本實(shí)驗(yàn)選取不同發(fā)育階段的木麻黃人工林，分別測定其不同剖面層次的總有機(jī)碳、水溶性有機(jī)碳、微生物生物量碳含量并進(jìn)行了比較分析，以期為林帶更新引起的“碳”變化提供參考依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在福建省沿海中部惠安縣崇武鎮(zhèn)赤湖防護(hù)林場(118°55′ E，24°55′ N)，屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年平均氣溫19.8℃；年均降水量1029mm，年均蒸發(fā)量2000mm；夏季(7-9月)多臺風(fēng)和暴雨天氣，秋冬東北風(fēng)強(qiáng)盛，8級以上的大風(fēng)天達(dá)105 d，年平均風(fēng)速7.0 m•s-1，干濕季明顯。土壤為均一性風(fēng)積沙土，沙土層厚度80-100 cm。

2 材料與方法

實(shí)驗(yàn)地設(shè)置在6年、17年、19年、19年和31年生的5個木麻黃人工純林內(nèi)，幼林一個，中齡林三個，成熟林一個，分別記為幼林、中林1、中林2、中林3和成林。株行距2.0m×2.0m，樣地面積為20m×20m。

在每塊樣地內(nèi)按照S形選取5個點(diǎn)，去除地表凋落物層，然后用取土鉆（直徑為8cm）進(jìn)行采樣，采取表層0～20cm（按0～10cm和10～20cm分層）土壤，去掉土壤中可見植物根系和殘體，同一個樣地內(nèi)同一層次的充分混合組成一個土樣，這樣每個樣地最后只有兩份土樣。樣品帶回室內(nèi)過2mm鋼篩后再分成兩份，其中一份鮮樣(用冰桶帶回實(shí)驗(yàn)室，放入4℃冰箱冷藏保存)供土壤水溶性碳、微生物生物量碳測定用；另一份風(fēng)干后再過0.25mm篩子用于土壤總有機(jī)碳含量測定。

總有機(jī)碳的測定采用常規(guī)的重鉻酸鉀－外加熱法，水溶性有機(jī)碳的測定采用熱水浸提法，微生物生物量碳的測定采用氯仿熏蒸－K2SO4浸提法；實(shí)驗(yàn)設(shè)置三次重復(fù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 DOC分析

濱海沙地木麻黃人工林表層土壤（0～20cm）的DOC總體含量處于一個比較低的水平；隨著林齡的逐漸增大，其DOC含量逐漸變大，分別由幼林階段的20.15 mg/kg增大為中林的31.68 mg/kg（三個中林平均），至成林的41.52mg/kg。

DOC含量在表層土不同土層中的差異比較明顯；除了成林有所不同外，幼林、三個中林樣地0～10cm土層中的DOC含量均高于10～20cm土層里的DOC含量。成林樣地與此相反，10～20cm土層里的DOC含量略高于0～10cm土層中的DOC含量，這可能是由于成林時間久，土層中有機(jī)質(zhì)積累較多，隨著時間的推移，土壤內(nèi)部的交流也愈加頻繁與活躍，故土層之間的差別愈不明顯。

3.2 MBC分析

木麻黃林地的土壤微生物生物量碳的總體含量也處于一個比較低的水平，五個樣地的平均含量為58.51mg/kg（見圖2）。五個樣地兩個土層的平均含量分別為94.03、40.14、86.18、52.17和20.01mg/kg，由此可以看出隨著林齡的增長，除了中林1有所變異外，MBC的含量基本上是不斷降低的。

另外一個很明顯的結(jié)論是隨著林齡的不斷增大，MBC的含量在表層土的不同層次之間的差異越來越小，差異性（即把兩層的差值的絕對值除以兩者的平均值）依次為23.7％、17.5％、17.0％、11.7％和8.7％。這說明在幼林階段，由于根際效應(yīng)，微生物主要集中在土壤表層，隨著林齡的增大，微生物慢慢地向下層移動，使土層之間的微生物的差異越來越小，這也是林齡的增大導(dǎo)致土壤中有機(jī)質(zhì)的土層差異越來越小所引起的。

3.3 微生物量碳/土壤有機(jī)碳（比值）分析

本研究在測定表層土壤易變碳的同時測定了其總的有機(jī)碳含量。微生物量碳是活躍的移動性碳庫，微生物量碳/土壤有機(jī)碳（MBC/OC）可以作為土壤碳有效性的指標(biāo)。微生物量雖然只占土壤有機(jī)質(zhì)的很小部分(1～5％)，但卻是控制生態(tài)系統(tǒng)中C、N和其他養(yǎng)分流的關(guān)鍵。微生物生物量C對環(huán)境的變化敏感，能較早地指示生態(tài)系統(tǒng)功能的變化。所以探討林地表層土壤中微生物生物量碳/土壤有機(jī)碳（比值）很有意義。這里把兩個土壤層次共20cm作為一個整體來分析。上面已經(jīng)得到五個樣地兩個土層的平均MBC含量分別為94.03、40.14、86.18、52.17和20.01 mg/kg。實(shí)驗(yàn)中五個樣地20cm土層的有機(jī)碳含量分別為7.130、12.000、6.387、8.871和12.431 g/kg。最終得到在這五個木麻黃人工林樣地20cm表層土壤中，微生物量碳/土壤有機(jī)碳比值處于一個較低的水平（見表1），平均為0.75％。這主要是因?yàn)槟韭辄S林地土壤為以紅壤為底的均一性風(fēng)積沙土，土壤質(zhì)地條件很差，這使得沙土中微生物的類群和數(shù)量都很低，但是具體的微生物類群和數(shù)量還有待進(jìn)一步深入研究。

4 小結(jié)

濱海沙地木麻黃人工林表層土壤（0～20cm）的DOC與MBC的總體含量處于一個比較低的水平。隨著林齡的逐漸增大，其DOC含量逐漸變大，分別由幼林階段的20.15 mg/kg增大為中林的31.68 mg/kg，至成林的41.52mg/kg。DOC含量在表層土不同土層中的差異比較明顯，幼林、三個中林樣地0～10cm土層中的DOC含量均高于10～20cm土層里的DOC含量，成林樣地與此相反。五個樣地兩個土層的MBC平均含量分別為94.03、40.14、86.18、52.17和20.01mg/kg，由此可以看出隨著林齡的增長，除了中林1有所變異外，MBC的含量基本上是不斷降低的。隨著林齡的不斷增大，MBC的含量在表層土的不同層次之間的差異越來越小。五個樣地中表層土壤（0～20cm）MBC/土壤有機(jī)碳的比值都處于一個很低的水平，五個樣地的平均比值為0.75％。

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