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土壤呼吸的意义范文1
关键词：水溶性有机碳（DOC）；土壤呼吸强度；CO2释放量
中图分类号：S153.6 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）15-3528-03
陆地生态系统碳储量及变化在全球碳循环和大气CO2浓度变化中起着重要作用[1，2]。在陆地生态系统中，土壤碳储量可占到植被的4倍，土壤碳库的动态变化过程包括土壤有机碳矿化和土壤腐殖化过程，对全球碳循环研究较为重要。土壤中水溶性有机碳（DOC）仅占土壤碳库中很小的一部分，但却是其中一种重要的、活跃的成分，它影响着土壤有机质的矿化过程[3]。由于土壤中固态物质较难被微生物降解，而DOC较易被利用，土壤有机碳在矿化前需要经过一个过程，即通过解聚和溶解加入DOC，才能被微生物有效利用[4，5]。DOC为土壤有机碳的矿化提供必要场所，因此在土壤有机碳矿化过程中具有重要意义。
DOC主要来源于枯落物、微生物、腐殖质及植物根系分泌物[6]。土壤表层DOC来源丰富、周转速度快，研究发现在土壤表层有93%的DOC被矿化，而在土壤深层仅有10%～44%的DOC被矿化[7]。由此可见，DOC在不同深度的更新速率、化学性质存在着差异。目前DOC对土壤碳的矿化及其造成的土壤CO2释放量变化的影响研究较少，研究不同深度DOC在土壤呼吸过程中所起到的贡献有一定意义。此外，气候变暖的大趋势下全球降水的空间格局正发生着变化，有研究发现近年来中国西部的降水总量虽然逐年减少，但强降水次数却有增加趋势[8，9]。高强度降水加大了土壤中DOC的淋溶强度，而DOC淋失后土壤呼吸强度的变化与全球温室气体含量有直接关系。由此可知，DOC对土壤呼吸强度的影响评价研究十分必要。本研究对刺槐林下不同深度的土壤进行去除DOC预处理，运用碱液吸收法测定59 d室内培养过程中CO2释放量，分析DOC在土壤呼吸中的作用，旨在评价DOC对土壤呼吸强度的影响程度。
1 材料和方法
1.1 材料
土样采自陕西省安塞县纸坊沟流域31年生刺槐林，样地海拔1 296 m左右，刺槐胸径23.8 cm，高度15～20 m，郁闭度0.75～0.80，间距4 m×4 m，坡度坡向为21.4 /SWW。林地下部草本植物主要由铁杆蒿（Artemisia gmelinii）、茭蒿（Artemisia giraldii）、达乌里胡枝子（Lespedeza dahuvicus）、长芒草（Stipa bungeana）等组成。挖掘3个剖面坑采集（20±2）、（40±2）和（60±2） cm深度土样，同深度土样均匀混合后，取1 000 g带回实验室在冰箱内保存。3深度供试验土样总有机碳含量/活性碳含量分别为2.45/0.16、1.98/0.11、1.78/0.06 g/kg。
1.2 方法
称取6组20、40和60 cm深度土样50 g分别放入18个250 mL洁净锥形瓶中，每组包括3深度土样各1个。其中3组在培养前进行去除DOC预处理，称取1 mm筛风干土样50 g放入预先称重的250 mL锥形瓶中，加入去离子水150 mL，在25 ℃下振荡1 h，静置5 h后小心抽去上层水分，称重并调整瓶内水土质量比为1∶1。
另3组土样装入锥形瓶，加入去离子水，调整水土质量比为1∶1，敞口放置两天以恢复微生物活性。将装有5 mL 0.4 mol/L的NaOH溶液的10 mL离心管小心斜靠在每个锥形瓶内，用橡胶塞密封锥形瓶后在（25±5） ℃的培养箱黑暗状态下培养，培养前一周每天通气一次，每次30 min，通气过程中注意关闭离心管塞。2～3天随时收集离心管中的碱液，并重新注入同量碱液。抽出的吸收液加2 mL 2 mol/L的BaCl2，摇匀后以酚酞为指示剂，用0.1 mol/L HCl滴定，中和未耗尽的NaOH，通过HCl消耗量来计算CO2的物质的量。培养后期根据前次碱液残留量估算碱液提取间隔，设置一空白锥形瓶做参照。培养时间为59 d，结果取同处理下3组的平均值。
2 结果与分析
试验结果显示（图1），20 cm土样培养过程中去除DOC土样CO2释放量明显少于原土样，59 d后去除DOC土样CO2累积释放量下降了30.1%；40 cm土样培养初期去除DOC土样CO2释放远小于原土样，培养5 d时CO2累积释放量去除DOC样品下降了69.5%，但在培养第8～59天，去除DOC土样CO2释放量增加并最终高于未去除DOC土样，第59天去除DOC土样的CO2累积释放量上升了48.7%；60 cm土壤在59 d培养过程的CO2累积释放量在两个处理间无显著差异。
3 结论与讨论
土壤中有机碳在矿化前要进行解聚和溶解，即在释放CO2前必须先进入土壤溶液[3]，DOC分解的难易程度决定了CO2释放量。去除DOC土样在培养过程中土壤有机碳（SOC）逐渐矿化分解，一部分产物补充了DOC的缺失[10]，因此对比分析的结果决定于原土样DOC和处理样SOC产生DOC的性质差异。本研究中DOC的去除减弱了微生物降解能力，进而抑制了微生物的繁殖，导致土壤呼吸强度减弱[4]。这种趋势在土壤浅层表现得尤为明显，培养过程中SOC分解产生的DOC并不能维持原有的CO2释放水平；随着土壤深度的增加，土壤样品微生物量和SOC活性逐渐下降，培养过程中SOC新分解DOC产物能够维持甚至超过原有CO2释放水平，造成40和60 cm土样没有明显下降表现[11]。在自然环境下，浅层土壤枯落物碎屑、腐殖质含量较高，微生物活动较为活跃，导致DOC来源丰富且性质活跃较易分解，而深层土壤中有限的微生物含量导致DOC以较小的速率变化。
对陕西黄土高原地区降水变化进行研究发现，从二十世纪九十年代末期以来，陕西省日降水量大于25 mm的强降水日数有增加趋势[10]，在强降水过程中，冲刷作用减弱了表层土壤呼吸强度。由于降水的冲刷作用对深层土壤的影响有限，深层SOC较难受到高强度的冲刷淋洗，表土层SOC呼吸强度的变化可能造成土壤强降水后呼吸强度的减弱。目前，DOC的移除对土壤呼吸的影响尚无一致的结论，尽管本试验发现在20 cm表土层CO2释放量变化明显，但40和60 cm在培养过程中没有出现一致的变化特点，显示了降水淋失对土壤呼吸强度影响的复杂性。
参考文献：
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[9] 杨文峰，郭大梅.陕西省强降水日数变化特征[J].干旱区研究，2011，28（5）：866-871.
土壤呼吸的意义范文2
特点一：补写题更具灵活性和思维性。如2014年新课标全国卷I第16题：
二氧化碳是最主要的大气保温气体之一。大气中的二氧化碳浓度升高导致全球变暖，造成天气干旱或旱涝不均，甚至可能造成海洋水位上升，淹没大量沿海城市，①。然而，有研究指出，②：如增加的二氧化碳可以给植物“施肥”，有利于植物生长。但这必须有个前提，植物还活着！如果土壤被污染，③，我们就失去了这些向大气中释放氧气的“氧气工厂”和“空气净化器”。
第一步，整体感知内容，语段主要谈“二氧化碳”的利与弊。第一个空应该与二氧化碳浓度升高带来的弊端相关，第二个空是说明二氧化碳的好处。第二步，根据衔接和照应的要求，确定内容。第一空根据上文的弊端，可以填一句概括性强的话。第二空根据“然而”应该写一句“好处”的话，第三空根据前后语境内容可填写“植物出现问题甚至死亡”。答案：①给人类带来巨大灾难，②二氧化碳增加会带来好处，③植物就会生病甚至死亡。
再如2014年新课标全国卷II第16题：
大家都知道，①；倘若呼吸停止，生命也将终结。人体通过呼吸②，
呼出二氧化碳。那你可知道土匆灿泻粑？土壤呼吸和人的呼吸一样，也是一个③的过程。
第一步，要把握语段的整体意思，语段是谈“生命的呼吸”。第二步，分析前后语境。第一空从正反两方面说明“生命需要呼吸”，第二空说明“人体呼吸的过程”，第三空说明“人体呼吸”和“土壤呼吸”是相同的。第三步，要结合相关科学常识作答。第一空根据“倘若”、“呼吸”、“生命终结”可分析出“生命不终结，呼吸”的信息；第二空根据“排出”可分析出“吸入氧气”；第三空根据“和人的呼吸一样”，分析“吸入氧气排出二氧化碳”。据此，将分析出的信息按照题干要求整合成句。答案：①一个人活着就必须呼吸，②从大气中吸入氧气，③吸入氧气释放二氧化碳。
特点二：图文转换题稳中有变，贴近时代特点。如2013年新课标全国卷I第17题：
下面是我国颁布的“中国环境标志”，请写出该标志中除文字以外的构图要素及寓意，要求语意简明，句子通顺，不超过70个字。
每个徽标都有独有的特征，解读徽标类题，第一步，要分析出此徽标的特征，观察分析徽标构图的元素，从而了解创作意图。第二步，辨别或挖掘出某种隐含的信息，对徽标进行综合性评价或判断。第三步，解说画面依照一定顺序组织语言揭示象征意义。从此徽标中不难看出：图形中心由青山、绿水、太阳组成，寓意人类生存的环境；三者的是十个环紧密结合，组成一个圆，围绕着环境，可以看做环境的屏障。同时十个环的“环”字与环境的“环”同字，其寓意为“全民联系起来，共同保护人类赖以生存的环境”。
再如2014年新课标全国卷I第17题：
下面是某中学暑期瑶族村考察的初步构思框架，请把这个构思写成一段话，要求内容完整，表述准确，语言连贯，不超过75个字。
图片中的瑶族村三日行考察包括两大方面：一是去前的“准备”――查阅资料了解瑶族的情况和准备好考察行装；二是到达之后的“实施”过程――四处参观、进行访谈、举行联谊活动和写好考察日记。将这些信息有条理地连贯起来即可。答案：本次瑶族村三日行考察要求参加人员事先查资料，了解瑶族概况，备好所需行装；考察期间的主要活动有参观、访谈及与村民联谊，每人需写日记，记录考察情况。
再如2015年新课标全国卷II第17题：
下面是联合国发行的“联合我们的力量”邮票中的主体图形，请写出构图要素，并说明图形寓意，要求语意简明，句子通顺，不超过85个字。
本题图形较为抽象，主要是橄榄枝和鸽子，然后结合名称“联合我们的力量”分析“齐心合力”和“和平”的寓意。答案：图像与标题的契合；“联合”、“力量”与图像中“鸽子”（和平）、组成鸽子的“旗子”（联合）和鸽子口中的植物橄榄枝。
虽说图文转换题目作为以后语文试卷的常态题目，但图文转换题的形式还有很多，如图表、漫画、图片等。在新一轮高考改革大背景下，我们还可以借鉴其他独立命题省份的图表题，对学生进行图表与补写题结合强化训练，提高学生应变能力。
对策一：图表与补写题的结合。
阅读下面问卷调查统计表，根据其中反映情况，补充下面文段中空缺的内容（不得出现数字），使上下文语意连贯。
（1）您希望开设礼仪教育课程吗？
A.非常希望？ B.希望 C.不希望 D.无所谓
（2）您认为礼仪教育的承担者应该是（多项选择）
A.家庭 B.学校 C.社会 D.以上都是
调查显示，学生和市民对礼仪教育的认识有诸多相同之处。在是否希望开设礼仪教育课程的问题上，学生与市民中①。在礼仪教育承担者问题上，学生与市民中②；同时，都认为家庭、学校、社会三者之间，家庭是最重要的礼仪教育承担者，然后依次为学校和社会。但学生与市民的认识存在差异，如对礼仪教育的需求，③。
第一步，仔细观察图表特征，一定要兼顾表格中的各个要素。第二步，读清图表的标题注释，明确调查对象、调查内容，然后分析数据变化，找规律，舍弃次要信息保留主要信息。第三步，根据题目要求进行总结推断得出结论，解答时用词一定要准确。我们复习语用题，可以放开思路，在语用题中多找一些这样的结合点，提高复习质量。答案：①多数希望开设礼仪教育课程，②多数认为礼仪教育的责任应由国家、学校和社会共同承担，③学生比市民更加强烈。
对策二：回归课本，重温经典。
请在庄子、屈原、史铁生中任选两人为对象，仿照下面示例各写一段话。要求修辞手法相同，句式基本一致。
土壤呼吸的意义范文3
关键词：生物质炭；活性有机碳；土壤腐殖质；土壤有机碳矿化；CO2排放
中图分类号：S153 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）02-0205-06
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.02.002
全球气候变暖已成为不争的事实，CO2作为全球气候变暖的主要温室气体对其贡献率高达50%～60%[1]。土壤作为全球最大的碳库，通过呼吸的形式释放到大气中的CO2是化石燃料释放的10倍以上[2-3]。因此，如何减少土壤呼吸所释放CO2量成为减缓全球气候变暖的关键所在。目前对土壤CO2减排的研究主要集中于土地利用方式、植被类型、水热条件、施肥等因素的研究。生物质炭因其高含碳量、难被分解、空隙多、比表面积大的特点，以及其在全球碳循环涉及到气候变化和环境问题而成为最近研究的热点[4-5]。
生物质炭是指植物或动物生物质在厌氧或部分厌氧条件下通过高温热裂解制备成的多孔芳香类化学物质[6-8]。由于生物质炭具有比表面积巨大，孔隙度丰富、高pH等特点，生物质炭不仅对土壤性质改良具有极大的益处，而且在温室气体减排方面具有极大的潜力。另外，生物质炭的有机碳结构主要以芳香碳为主，因此它具有极强的稳定性，在土壤中可以存在上千年[9]，因此生物质炭对土壤固碳具有重要的意义。为了深入理解生物质炭施入对土壤有机碳库和土壤CO2排放的影响机制，本研究综述了生物质炭输入对土壤活性有机碳库、腐殖质特性以及有机碳矿化特征的影响，较详细地分析了生物质炭输入对土壤CO2排放的影响效果及其机制，最后展望了该方向今后的研究重点。
1 生物质炭对有机碳库的影响
1.1 生物质炭输入对活性有机碳库的影响
土壤活性有机碳库是土壤微生物活动的能量来源和土壤养分变化的驱动力，其动态变化与土壤呼吸存在密切的关系，土壤活性碳具有移动速度快、稳定性差、易氧化分解等特点，具有较高的植物、动物和微生物活性[10]。土壤活性有机碳虽然只占土壤总有机碳的一小部分，但却能够在土壤全球变化之前反应出人类活动对土壤所引起的微小变化，是土壤碳循环的主要驱动力，对土壤碳收支平衡和全球气候变化具有重要的意义[11]。土壤活性有机碳包括水溶性有机碳、微生物量碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳、轻组有机碳、热水溶性有机碳、可矿化态碳等。其中土壤水溶性有机碳、微生物量碳和易氧化有机碳是土壤活性有机碳库的重要表征指标[12]。
生物质炭输入对土壤活性有机碳的影响在不同类型土壤之间存在显著差异。如Durenkamp等[13]研究发现，在黏质土中添加生物质炭能够增加土壤微生物碳的含量，而在沙质土中添加则降低其含量。部分研究发现，生物质炭施入土壤对土壤活性有机碳的影响，还会随着生物质炭施入时间的长短而不同。如花莉等[14]研究发现，在土壤中施入椰壳炭初期能够提高土壤活性有机碳的含量，但随着时间的推移其含量逐渐降低，而土壤有机碳的总量则无显著变化，从而降低了土壤活性有机碳占土壤总有机碳含量的百分比。谢国雄等[15]研究发现，对土壤施入生物质炭会影响土壤微生物生物量碳、水溶性碳和易氧化碳的含量，随着施入时间的推移土壤微生物生物量碳和水溶性有机碳的含量逐渐减少。付琳琳[16]通过对水稻土施入生物质炭3年后的研究也发现了相同的结果。施用生物质炭初期能够增加微生物生物量碳，可能是由于生物质炭本身所携带的活性有机碳；后期随着生物质炭施入时间的增加，土壤和生物质炭中的活性有机碳被微生物所降解，从而降低了其含量。另外还有研究发现，生物质炭输入对土壤活性有机碳的影响还会随着生物质炭制备温度和施入量的不同而不同。如赵世翔等[17]研究发现添加低温生物质炭能够增加土壤的呼吸速率、活性有机碳的含量，且随着添加比例的增加而增加，而在同一添加比例下，随着制备温度的升高而降低。金素素等[18]研究发现对土壤施入生物质炭能够增加土壤有机碳和活性有机碳的含量，但随着施炭量的增加，活性有机碳占总有机碳的百分比降低，并且随着时间的推移，活性有机碳的含量逐渐减少。花莉等[19]试验也发现向水稻土中添加生物质炭能够提高土壤的惰性碳库，从而降低活性有机碳占土壤有机碳的比例，并且随着施碳量的增加而降低。马莉等[20]通过盆栽试验发现，添加生物炭可以显著提高灰漠土易氧化态有机碳和微生物生物量碳的含量。这可能是因为添加生物质炭能够提高作物的生物量，特别是能够提高根系的生物量，这样就增加了土壤新鲜有机碳的输入量，从而增加了土壤易氧化有机碳和微生物生物量碳的含量。
1.2 生物质炭输入对土壤腐殖质的影响
土壤腐殖质是土壤有机质重要的物质组成，主要指除未分解和半分解动、植物残体及微生物体以外的有机物质的总称[21]，其含量及其动态变化特征是反应土壤质量的重要标志，作为土壤肥力的物质基础，对土地的健康循环利用具有重要的意义。由于腐殖质在土壤中不易被分解，所以它是土壤有机碳库中重要的稳定组成部分，其含量的多少对土壤有机碳的稳定具有重要意义。土壤腐殖质包含富里酸、胡敏酸、胡敏素三部分，其中胡敏素溶解性最差，稳定性最强[22]。
生物质炭可能是土壤腐殖质的来源[23]，为了证实这一结果，研究者进行了一系列的研究，如Haumaier等[24]通过核磁共振技术研究发现，生物质炭和土壤腐殖质具有相似的波谱特征。Kwapinski等[25]在试验中发现，生物质炭在一定条件下可以通过微生物转化为土壤腐殖质。付琳琳[16]研究发现，对土壤施入生物质炭能够增加胡敏素含量，使其分子结构更加复杂，增加土壤腐殖质的含量。周鑫[26]在不同用量的生物质炭施入的研究中发现，随着生物质炭施入量的增加，土壤胡敏素的含量也增加，并且随着时间的增加而增加，但一年之后逐渐减低，当生物质炭施入量为48 t/hm2时，胡敏素的含量随时间的变化一直在增加，但富里酸和胡敏酸的含量随着生物质炭施入量的增加而降低，这可能是由于生物质炭具有巨大的比表面积和丰富的孔隙度，可以对分子量相对小的富里酸和胡敏酸产生吸附作用，生成分子结构相对复杂的胡敏素。Wang等[27]在猪粪堆肥过程中添加生物质炭，通过核磁共振技术发现生物质炭的施入提高了烷基、烃基比率和芳香烃的含量，这都说明生物质炭能够促进腐殖质的转化进程；另外，通过对此生物质炭的傅里叶变换红外光谱分析认为，腐殖质的吸附作用和生物质炭的化学氧化可能是加速芳香烃物质形成的原因，但其中具体的作用机制还不是很清楚，有待于进一步的研究。张葛等[28]在土壤中施入玉米秸生物质炭的试验中发现，生物质炭的添加显著地提高了土壤胡敏酸的缩合度和芳香化程度，降低了氧化度，从而增加了土壤腐殖质的含量。孟凡荣等[29]在玉米秸秆生物质炭对黑土腐殖质和胡敏酸影响的研究中也发现，生物质炭的施入有助于胡敏酸脂肪链烃的形成，从而提高胡敏酸中芳香化结构的比例，有利于胡敏酸向胡敏素的转化。胡敏素作为土壤腐殖质中最稳定的组成成分，其含量的高低对土壤有机碳的固定具有重要的影响。上述试验结果表明，土壤中的腐殖质不仅来源于动植物残体的分解，也可能来源于外界所添加的生物质炭的转化。生物质炭添加到土壤中，由于其特有的理化性质，一方面可以为土壤微生物提供合适的生活环境促进其活性，从而影响生物质炭向土壤腐殖质的转化；另一方面，生物质炭可以通过自身的芳香基团和羰基等结构，影响土壤腐殖质中胡敏酸结构的变化，进而影响生物质炭向土壤腐殖质的转化。
1.3 生物质炭对土壤有机碳矿化的影响
土壤有机碳是指存在于土壤中所含碳的有机物质，包括动植物的残体、微生物体及其会分解和合成的各种有机质，可以通过多种方式影响土壤向大气中释放CO2。土壤有机质的矿化过程受到环境因子、理化性质、微生物等因素的影响，直接P系到土壤温室气体的排放[15]，而生物质炭施入能够改变土壤温度、水分、酸碱度等理化性质，从而影响土壤有机质的矿化作用。土壤温度通过影响土壤微生物和土壤酶活性而影响土壤有机碳的矿化。当温度较低时，升高温度有利于促进土壤有机碳的矿化；而当温度较高时，升高温度不但不会促进矿化速率反而对其产生抑制作用[30]，而生物质炭施入可以通过改变土壤颜色、土壤通气性、含水量等因素而影响土壤温度的变化。水分条件对土壤有机碳矿化速率的影响是复杂的，在旱地中水分条件是影响土壤有机碳矿化的重要条件，但当水分含量达到一定值时，其对土壤矿化速率影响不大，所以对于水田等水分含量高的土壤来说，水分条件就不是制约土壤有机碳矿化的关键因素，而添加生物质炭可以通过改变土壤的含水量而影响土壤有机碳的矿化。如康熙龙等[31]在对旱地土壤施入生物质炭的研究中发现，在添加相同量的生物质炭下，土壤有机碳的矿化速率随着水分含量的增加而提高。王战磊等[32]在对板栗林施入竹叶生物质炭的试验中发现，土壤含水量对土壤的CO2排放无显著影响。由于生物质炭是碱性物质，对酸性土壤施入生物质炭能够改良土壤性质，提高微生物活性，从而促进土壤有机碳的矿化。从目前的研究结果来看，生物质炭对土壤有机碳的矿化存在多种影响结果，有促进作用的，有抑制作用的，也有没有影响的[33-35]。
Liang等[36]研究发现高温制备的生物质炭能够抑制土壤有机质的矿化作用。花莉等[37]研究发现高温制备的生物质炭具有丰富的孔隙结构和巨大的比表面积，对土壤中的活性有机物质起到一定的吸附作用，从而降低了土壤有机质的矿化。王英惠等[38]在土壤中添加不同温度制备的生物质炭研究中发现，随着制备生物质炭温度的升高土壤有机碳矿化速率逐渐降低，土壤有机碳的含量增加，累计矿化量逐渐减少。以上研究结果表明，高温制备的生物质炭比低温制备的生物质炭更有利于土壤有机碳的封存。原因可能有：①在一定温度范围内，制备生物质炭的温度越高，土壤有机碳的半衰期越长[17]，从而减慢了土壤有机碳的矿化速率。②随着制备生物质炭温度的升高，生物质炭的芳香化结构和致密性越高，生物质炭的稳定性就越强[39]，而土壤有机碳矿化的部分来源于生物质炭本身，所以高温制备的生物质炭更有利于降低土壤有机碳的矿化速率。③生物质炭可以促进土壤团聚体的形成，提高土壤碳库的稳定性，从而降低土壤有机碳的矿化速率[40]。匡崇婷等[41]试验发现向红壤水稻土中添加生物质炭能够降低土壤的呼吸强度，有机碳矿化率和累积矿化量。刘燕萍等[42]在试验过程中发现，对土壤施入生物质炭，前期能够促进土壤有机碳的矿化，后期则减缓了此过程。王蕾等[43]也发现了类似的试验结果。Hefa等[44]试验认为生物质炭含有丰富的孔隙结构，能够吸附土壤中的有机质，减少微生物和土壤酶与土壤有机质的接触，从而降低了土壤有机碳的矿化。赵次娴等[45]在水田和旱地土壤中添加生物质炭研究发现，添加生物质炭对水田和旱地中的土壤有机碳的矿化都能起到抑制作用。康熙龙等[31]试验研究结果表明，对旱地土壤添加生物质炭能够抑制土壤有机碳的矿化，并且随着生物质炭施入量的增加而增强。
但是，也有一些结果表明生物质输入对土壤有机碳矿化存在促进作用或无显著影响。Steinbeiss等[46]和Luo等[47]发现向土壤中添加生物质炭能够促进土壤有机碳的矿化。Wardle等[48]研究发现，生物质炭本身含有的有机物质增强了土壤微生物的活性，因而促进了土壤有机碳的矿化。Farrell等[49]在试验过程中也发现对土壤添加生物质炭能够促进土壤有机碳的矿化。但是也有不少研究结果表明，施入生物质炭对土壤有机碳矿化无显著影响[50-52]。Hilscher等[53]发现对土壤添加由松木制备而成的生物质炭没有增加土壤有机碳的矿化速率，而添加牧草制备的生物质炭则增强了土壤有机碳的矿化速率。王战磊等[32]研究发现向板栗林中施入生物质炭仅在第1个月增加了CO2的排放和微生物碳和水溶性碳的含量，但对土壤CO2的年累积排放量并无影响。施入生物质炭初期促进土壤CO2排放速率的原因可能是生物质炭本身含有一些易被分解的有机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质炭对土壤有机质的吸附作用，减少了土壤有机质与微生物的接触机会，从而降低了土壤的呼吸速率[54]。Singh等[55]研究认为，制备生物质炭的温度以及生物质的差异，使得所制备生物质炭的性质有所不同，从而影响土壤有机碳的矿化。另外，生物质炭对土壤有机碳矿化速率的影响也会因土壤有机质含量的不同而不同。一般情况下是对土壤有机质含量特别低的土壤产生抑制作用，中等含量的产生促进作用，含量较高的也产生抑制作用[15]。
2 生物质炭对土壤CO2通量的影响
从以往的研究来看，土壤施入生物质炭对土壤CO2排放既有激发效应又有抑制效应，或对CO2排放无显著影响，这种影响效果会因生物质炭类型和施用剂量、制备方法以及土壤类型等因素的不同而产生差异[56-58]。部分研究发现生物质炭的施入激发了土壤CO2的排放。如Luo等[47]研究了生物质输入对旱地土壤CO2排放的影响，发现生物质炭处理显著增加土壤CO2排放。这可能与生物质炭本身含有部分可溶性有机碳有关，且这种可溶性有机碳的降解一般发生在添加生物质炭36 h后[59]。Smith等[60]试验发现对土壤添加生物质炭会促进土壤CO2的排放。Singh等[34]也得到了同样的研究结果，但CO2的来源并不是生物质炭本身的有机碳，而是其促进了土壤原有有机碳的降解，并且这种促进作用随着时间的延长逐渐减弱。有部分研究发现生物质炭的施入抑制了土壤CO2的排放，如花莉等[19]试验发现向水稻土中施入生物质炭能够显著降低CO2的排放，但是在不同施碳量间没有显著差异。Lu等[57]在河南封丘的旱地土壤中研究发现，施加生物质炭和氮肥可以显著降低土壤CO2的排放速率。Karhu等[61]也发现向旱地土壤中添加生物质炭能够降低土壤CO2的排放。金素素[18]也得到了类似的研究结果。但也有少量研究发现，生物质炭的施入对土壤CO2的排放没有显著影响，如Yoo等[62]在猪粪生物质炭输入水稻田的研究中发现，生物质炭施入水稻田后对土壤CO2排放没有显著影响。Zavalloni等[63]和Cheng等[64]在试验过程中发现，施入生物质炭的土壤CO2排放与对照相比无明显差异。Wang等[65]在竹叶及其生物质炭输入板栗人工林的研究中也发现，生物质炭输入对土壤CO2排放通量没有显著影响。
生物质炭输入能够增加土壤CO2排放通量的原因可能是：①生物质炭本身含有部分活性有机碳，在其施入土壤后使得土壤活性有机碳的浓度增加，从而促进土壤CO2的排放[60]。②生物质炭本身具有巨大的比表面积和孔隙度，且含有大量的营养元素，因而槲⑸物的生长提供了有力的生存环境，促进了土壤CO2的排放[66-67]。③生物质炭施入土壤后，能够显著提高土壤的pH、CEC值和土壤含水量，从而提高了土壤微生物的活性，促进了土壤CO2的排放[68]。而生物质炭施入能够降低土壤CO2排放的原因可能有：①生物质炭本身含有不利于土壤微生物生长的物质，抑制了土壤微生物的活性，从而降低了土壤CO2排放[69]；②生物质炭本身具有巨大的比表面积和孔隙度，可能对土壤中的微生物和酶产生吸附作用，从而使其失去活性，降低了土壤CO2的排放[70]；③生物质炭能够吸附土壤有机碳，隔绝了其与微生物的接触，从而降低了土壤有机碳的分解[71]；④生物质炭施入土壤能够促进土壤团聚体的形成，特别是微团聚体的形成，而微团聚体具有更高的稳定性，从而减少了土壤有机碳的分解，降低了土壤CO2的排放[54]。
3 展望
生物质炭对土壤活性有机碳库和CO2排放的影响因生物质炭的种类、施碳量、土壤类型等条件的不同而不同。生物质炭施入能够增加土壤活性有机碳的含量，但随着施入时间的推移影响效果并不明显，生物质炭还能够增加土壤腐殖质的含量，但其中具体的转化机制并不清楚。生物质炭对土壤有机碳的矿化和CO2的排放都存在激发、抑制、无影响三方面的作用。然而，目前对于生物质炭与土壤腐殖质之间的关系研究较少，也未曾对生物质炭种类和施用量对土壤碳库动态变化的影响作出探讨。生物质炭转化为土壤腐殖质的具体机制和对土壤有机碳库作用的微观机理将是今后研究的重点。
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土壤呼吸的意义范文4
关键词：苗圃；土壤改良；管理
中图分类号：S156 文献标识码：A
众所周知，农作物的生长无法离开土壤，土壤的好坏将影响着作物生长的好坏，同样也影响着苗木的成活率。因此，积极改善土壤的质量，对于我国的经济发展起到重要的意义。
1 苗圃土壤现状
我国现在对于苗圃的需求还是非常大的，因此今年来苗圃的数量也在不断的增加，但这些投入应用的苗圃通常是没有经过测试分析的，在投入应用后出现苗木生长的速度以及质量都不高，极大的影响了苗木的存活率，这样做的后果反而是给苗圃的育苗工作带来了极大的损失。一些土壤是不适合用来做苗圃种植的，这种土壤呈块状结构，比较坚硬，水分比较少，容易干燥，若用这种类型的土壤来培育苗圃，会取得适得其反的效果。
我国现在苗圃种植中存在的另一个问题就是很多苗圃都是经过很多轮种植的，土壤的肥力以及质量都大不如从前，但是很多苗木种植人员为了谋求更大的利益，依然不断的轮番种植，没有考虑到土壤的承受能力，一味的追求土壤为他们带来利润。这种情况下苗圃培育出来的植物质量越来越差，害虫不断增加，大大降低了苗木的存活率，是不利于生态建设和苗圃发展的行为。
但是我国苗圃的发展还是比较迅速的，近年来也有了很大的进展。有了多媒体的介入，苗圃的宣传工作变得更加方便，苗木种植者们一些先进的种植培育技术以及经验都可以通过媒体来进行交流与合作。另外，加上国家对生态建设的重视，会定期举办一些苗圃种植博览会或是种苗交易会等，这都为苗圃事业的发展起到了重要的作用。再加上新技术以及苗木新品种的引进，我国的苗圃事业不断的在走上坡路，逐步稳定、成熟。
2 当前苗圃存在的问题
2.1 发展规模不宜继续扩张
现在，全国范围内都在频繁进行苗圃扩张，想要拥有更大面积的苗圃，但并没有考虑到苗木搬移的问题，例如某些小规格的苗木在短期种植内是不能够进行搬移的，这种频繁的移动无疑是不利于苗木生存发展的。实际上，现如今由于苗圃培育技术的成熟，使得苗圃生长的速度加快，产量已经能够达到供应要求，因此现在无需再加大苗圃的种植面积，眼下我们要做的应该是着眼于现有的苗圃，想办法利用更加科学合理的方法提高苗圃产量。苗圃种植者要对苗圃做出整体的布局规划，调整苗圃的种植结构，尽量的增加大规格苗木的种植，减少小规格的苗木的生产，一定要注重苗木生产的合格性以及培育质量。
2.2 苗圃种植缺乏特色
苗圃种植也是我国进行生态建设的一部分，然而我国的苗圃种植却出现品种单一缺乏特色的情况。例如我们知道在新疆地区，前几年比较流行种植杨树，于是家家户户都是种植杨树，等这阵风过去了，又开始了各种各样的风，山楂树、馒头柳以及大叶白蜡等一阵阵风吹来了又走。当哪种植物种植成为主流时，家家户户便开始蜂拥而至不约而同的种植，这种现象不仅造成了生态景观单一，并且一旦哪种树木受到虫害，遭殃的便会是一大片。出现这种现象的原因主要是因为业主认为跟风生产能够降低培育的风险。
2.3 苗圃管理粗放，缺乏可持续发展意识
苗圃在不断扩大，投入苗圃事业的人员也在相应的增加，但是问题也随之出现，很多苗圃新手对于苗圃学并不懂，有没有什么经验。他们只能从其他渠道获得信息来选择苗圃种植的品种，对于苗圃种植地的选择以及土壤的选择都不了解，不能够因地制宜选择适合苗木生长肥沃土壤。在这种情况下难免会导致种植质量下降，培育出来的苗圃不能进行长期可持续发展。
3 实现苗圃可持续发展的对策
3.1 调整产品结构
根据上述分析，我国已经长期存在这种种植结构过于单一的问题，这是一种不合理的种植形式，不能满足多样化的市场需求。这种情况不但不利于生态建设，同样给苗圃种植者带来了销售上的问题，常常出现所种植的苗木挤压的现象。因此为了满足市场需求，苗圃工作者要能够准确把握住市场走向，苗圃的品种也应该变换增多，符合人民的欣赏水平。积极发挥自身优势，培育出质量优良的苗圃，成为市场的导向，而不是一味的跟着别人走。
3.2 探索苗圃建设的新模式
科学发展的经济观提出必须要转变经济发展模式，将粗放型经济模式转变为集约型，以实现更大的活动效益。这一点也要能灵活应用到苗圃建设中，通过不断地完善，实现苗圃建设的集约化经营管理，从而最大限度的减少浪费。另外一个提高资金的使用效益的方法就是使用新工艺、新技术，采用先进的苗圃管理技术，不断的提高苗圃建设的种植水平。
3.3 重视人才的培养
人才是第一资源，因此苗圃事业要想长久可持续发展，必须要重视人力资源的培养。面对上述提到的我国苗圃工作者文化素质普遍偏低的现象，必须要采取相应的行动。要积极引进专业素质较高的人才的加入，每位员工在加入到新岗位之前都要对他们进行严格的培训，使他们掌握一些新技术，提升他们的能力。
4 结语
总之，我国的苗圃种植还存在许多问题，苗圃种植者在种植前没有对土壤进行严格的检测，土壤质量不过关导致产量不高的现象频频发生，种植的苗木种类也比较单一。因此苗圃种植者都要不断提升自己的专业素质，加强管理，在不断的实践中寻找探索适合苗圃培育的最佳方案。
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土壤呼吸的意义范文5
关键词：煤炭开采；土壤环境；影响；防治措施
中图分类号：F407文献标识码： A
我国煤炭资源丰富，随着煤炭开采行业的发展，煤矸石的产生量与日俱增.据统计，我国煤矸石的产生量约为原煤总产量的15%~20%，已经积存70亿吨，占地面积约70km2，而且排放量正以1.5亿吨/年的速度增长。目前，我国煤矸石综合利用水平较低，尚不到煤矸石排放量的15%，大部分未被利用的煤矸石采用沟谷倾倒式自然松散的堆放在矿井四周，不仅侵占大量土地，而且还会产生自燃或滑坡等地质灾害.另外，由于露天堆放的矸石较松散，渗透系数大，产生的淋溶水对周围水体及土壤环境可能产生极大污染。因此，解决煤炭开采过程中产生的土壤环境影响已迫在眉睫。
我国很多煤矿地区的土壤己受到不同程度的污染。据国家环保总局官方网站资料显示，土壤污染的总体形势相当严峻，己对生态环境、食品安全和农业可持续发展构成威肋。据土壤污染造成有害物质在农作物中积累，并通过食物链进入人体，引发各种疾病，最终危害人体健康。矿山固体废物在其堆积和填埋过程中，长期处于与地下环境相异的地表环境，将受到水、生物、温度、压力、人类活动等多因素的综合影响，尾矿渣通过矿物风化溶解其所含的重金属从岩石圈进入水圈，从而在整个圈层中以多种途径循环。因此，煤矸石环境效应的系统调查研究，对矿区环境治理和生态恢复具有重要意义。
1国外研究现状
目前在全球煤炭开采的国家和地区，矿业活动己产生大量的矿业固体废物，其长期堆积产生的重金属污染受到重视，国外如美国、英国、俄罗斯、意大利、澳大利亚、巴西、印度等，针对煤矿区环境开展了大量研究工作。Teixeira E.对巴西Baixo Jacui,R. S.地区的煤矿区中河流底部沉积物中的重金属进行研究，结果表明，该地区受到了煤矿开采所引起的Cu, Fe, Ni, Pb, Zn污染；Szcaepanska等对波兰Smolnica煤矿的煤矸石进行研究，表明煤矸石对周围土壤的重金属污染是显而易见的；Panov B.S.等对俄罗斯著名大煤田(顿巴斯)重金属环境化学进行调查研究，发现在该地区的许多土壤样品中Hg, As, Pb, Zn, Cd含量超标。
然而在对煤矸石山堆积对土壤环境产生的影响研究中，大多数的研究仅局限于重金属、pH、水溶性盐总量的方面。在估计土壤整体功能及其变化时，指标的选择对量化土壤质量十分重要。一个具有良好功能的土壤表现出一系列相互协调的物理、化学和生物学性质和特性。但我们不可能考虑到所有这些性质，必须有选择性地挑选。一般土壤物理和化学指标(土层厚度、土壤容重、土壤有机碳含量、土壤pH值、导电性、渗透性、土壤有机质代谢率、速效氮、速效磷和土壤团聚性等)在指示土壤质量变化中的意义有限，因为它们只有当土壤遭受剧烈变化后才能表现出来。而生物和生物化学指标能够灵敏地响应土壤质量，由于它们遭受任何退化因素都会导致不同程度的变化。其中土壤活性直接影响一个生态系统稳定性与生产力，所以它们有可能成为系统稳定性的早期预警和敏感指标。因而，在估计自然土壤整体功能及其变化时，任何关键指标必须涉及生物和生物化学指标。它们主要包括土壤微生物量、土壤呼吸和土壤酶活性，从而延伸到氮的矿化、微生物多样性和土壤生物功能种群。
2国内研究现状
我国是世界上少有的以煤为主要能源的国家之一，煤炭年产量居世界第一。煤矿环境也受到广泛的关注。近年来，国内学者针对煤炭开发活动排放煤矸石所带来的环境问题开展了相关研究工作。经风化、淋溶后，煤矸石中有害重金属和可溶性盐活性增强，部分被溶解并随降水形成地表径流或地下水进入水体、土壤，对所在矿区水体和土壤造成污染。余运波等观测到煤矸石堆放区水体的pH为4.43 -7.93，总硬度和SO42-浓度高，微量有毒有害组分(Be, V, Mn, Sr, Mo, Ni, F等)存在超标或浓度过高现象。不仅煤矸石堆周边土壤中S，F，Hg含量显著高于对照，而且煤矸石风化形成的土壤中，重金属Zn, Pb, Cu, Cd也有明显积累，并己经受到一定程度的污染。郭慧霞等以焦作矿区煤矸石和土壤为研究对象，进行室内模拟淋溶试验，发现煤矸石淋出液呈中性偏弱碱性，SO42-、总硬度、Zn, Mn等组分己经出现超标，Cr, Pb, Cu, Cd则未检出；再淋滤试验前期，风化煤矸石淋出液中的污染组分含量要高于新鲜煤矸石淋出液中的含量，土壤对污染物组分有很大的吸附能力，约50%的污染组分被吸附；随着淋滤的进行，煤矸石中污染组分随水淋出的含量迅速下降并逐渐稳定下来，此时由于低浓度淋滤液进入土壤，使土壤中发生了污染组分的解吸，导致淋滤液中污染组分含量升高；土壤对污染组分的吸附解析与pH值、土壤组成类型、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浓度等有关。杨建、陈家军等对焦作演马矿煤矸石堆周围土壤中重金属的空间分布特征进行了检测和分析，发现土壤受到了不同程度的污染，重金属的含量在平面上与煤矸石堆的距离成负相关，在剖面上与深度关系不明显；土壤中重金属污染分布特征与地势高低、风向和土壤性质有关。
关于煤矸石山周边土壤中微生物量的研究基本是找不到的。只有相关的pH变化和重金属污染对土壤微生物的有关报道。张彦等研究表明，沈阳张士灌区长期污水灌溉造成的原位农田土壤重金属污染，土壤微生物生物量随土壤重金属含量增加呈下降趋势。尹军霞等用传统的微生物培养法，研究了不同浓度的外源重金属Cd对油菜土壤微生物区系的影响发现，Cd浓度的不同真菌和细菌分别表现不影响、刺激和抑制。
3煤炭开采对周边土壤环境的影响
煤矸石经雨水淋溶进入水域或渗入土壤，会影响水体和土壤，并被植物根部所吸收，影响农作物的生长，造成农业减产和产品污染。大气和水携带的矸石风化物细粒可漂撒在周围土地上，污染土壤，矸石山的淋溶水进入潜流和水系，也可影响土壤。因此，煤矸石经过淋溶会严重影响土壤环境。我国煤矸石大多采用露天堆放，其自身理化性质决定了煤矸石山堆放场形成过程中的主要环境胁迫因子有：(1)物理结构不良，持水保肥能力差；{2)极端贫瘠，N, P, K及有机质含量极低，或是养分不平衡；(3)重金属含量过高，影响植物各种代谢途径，抑制植物对营养元素的吸收及根系的生长；(4)极端pH，煤矸石硫化物氧化产生硫酸，严重时pH接近2，酸性条件又进一步加剧重金属的溶出和毒害，并会导致养分不足。这些不利因素单独或集中同时出现，导致矸石山堆放场废弃地大多为不毛之地。
煤矸石是伴随着煤层的形成而产生的，因此矸石中微量元素的来源与煤相似，在煤矸石中，微量有毒元素都有无机态或有机态的可能性，只是结合的程度不同。有毒微量元素若以有机态存在为主时，即微量有毒元素以碳氢键与有机物大分子相结合，一般不易淋溶出来；若以无机态或吸附态形式存在为主时，即微量有毒元素以盐类或其它化合物结合时，在淋溶作用下，有毒微量元素易分解出来。另外，煤矸石中有毒微量元素的状态同时受煤矸石pH值和氧化还原电位的制约及其它化合物种类的影响，不同状态的有毒微量元素在适当的环境条件下是可以相互转化的。因此，有毒微量元素在煤矸石中的贮存状态就成为有毒微量元素化学活性大小的关键所在。
煤矸石经雨水淋溶进入水域或渗入土壤，会影响水体和土壤，并被植物根部所吸收，影响农作物的生长，造成农业减产和产品污染。大气和水携带的矸石风化物细粒可漂撒在周围土地上，污染土壤，矸石山的淋溶水进入潜流和水系，也可影响土壤。煤矸石中有毒微量重金属元素随之迁移至土壤中，对土壤造成污染。
煤矸石中微量元素对土壤的影响主要有两种途径：一是含微量有毒元素的矸石粉尘直接降落于土壤；二是矸石淋溶液进入土壤。淋溶液中元素浓度较低，矸石以粉尘形式进入土壤的微量有毒元素甚少，说明不同微量有毒元素在土壤中的累积性不同，且矸石中微量有毒元素对土壤的污染是是一个长期缓慢的过程。
4防治措施
针对煤炭开采对土壤环境的污染，提出以下三点防治措施：
（1）硬化煤矸石临时堆场的地表面，煤矸石及时外卖给砖厂制砖或者进行合理的综合利用，避免长久堆放。
（2）在煤矸石临时堆场周围设置环形截水沟，工业广场内设置排水沟渠，下游设置初期雨水收集池。煤矸石淋溶水和工业广场内的冲刷雨水经排水沟渠引至初期雨水收集池内，再经过中和池、沉淀池处理后回用于厂区内洒水降尘。
（3）由于矿区煤矸石山堆积对周边土壤环境己经造成污染，在改善煤矸石山环境中，植物修复技术被普遍认为具有费用低廉、不破坏场地结构、不造成地下水的二次污染、能起到美化环境的作用、易于为社会所接受等优点。植物修复能够彻底清除土壤中的重金属污染，并可以通过处理植物体而回收其中的重金属，达到资源化利用的目标。
由于研究区主要污染物为镉、铅、铬、锌，所以建议矿区种植能够相应吸收或累积重金属的植物，从而净化矿区土壤环境，同时还有美化矿区景观环境的作用。
目前己发现有400多种植物可以超积累各种重金属，如印度芥菜和向日葵可大量积聚Pb，As，Hg，Cr，Ce，Zn等重金属；香蒲植物、绿肥植物天叶紫花菩子对Pb具有超耐性，羊齿类铁角蕨属植物对Cd有超耐性。
羽叶鬼针草和酸模能够富集重金属铅，对铅有很好的耐性，能把绝大部分的铅迁移到茎叶，可以作为先锋植物去修复被铅污染的土壤。堇菜的主要作用是除铅、镉，而且这种植物非常赖活，南方北方都能生长。也可依据本地自然选择的结果，大量种植蓖麻和蒲公英，进行植被修复。
参考文献：
[1]刘玉荣.煤矸石风化土壤中重金属的环境效应研究[J].农业环境科学学报， 2003，22(1)
土壤呼吸的意义范文6
[关键词] 木麻黄 凋落物 碳储量
森林凋落物是森林生态系统内生物组分产生并归还林地表面的有机物质的总称[1]，是森林在生长发育过程中的新陈代谢产物，也是森林植被与环境之间进行物质和能量交换的主要途径。森林从土壤中吸收的养分，每年又通过凋落物分解作用归还给土壤，逐渐向土壤中释放营养元素，这对于维护土壤肥力，保持森林生态系统物质的养分循环和能量流动起着重要作用[2-5]。滨海沙地多属退化立地，生境条件较为恶劣，生态恢复难度较大，对于构建一个可持续的复合生态系统[8]，凋落物发挥着更为重要的功能。开展沿海防护林凋落物动态研究对于维持林地生产力，实现林地的可持续经营具有重大意义。
另外，森林生态系统作为陆地生物圈的主体，不仅本身维持着大量的碳库（约占全球植被碳库的86％以上），同时也维持着巨大的土壤碳库（约占全球土壤碳库的73％，因而，森林生态系统土壤碳平衡是全球碳循环中极为重要的组分，在全球碳平衡中起着不可替代的作用。Raich和Nadelhoffer研究表明，凋落物年碳归还量与土壤呼吸呈显著的线性相关[6,7]。因此，研究沿海防护林凋落物的动态变化对于深入探讨沿海防护林在“碳“调节中的作用具有非常重要的意义。
本文研究了不同林龄木麻黄人工林凋落物的动态变化规律，以期对沿海防护林的可持续经营提供依据，并为开展沿海防护林在全球碳平衡中的作用研究提供参考。
1 试验地概况
试验地设在福建省沿海中部惠安县崇武镇赤湖防护林场(118°55′ E，24°55′ N)，属南亚热带海洋性季风气候，年平均气温19.8℃；年均降水量1 029mm，年均蒸发量2 000 mm；夏季(7-9月)多台风和暴雨天气，秋季东北风强盛，8级以上的大风天达105 d，年平均风速7.0 m•s-1，干湿季明显。土壤为均一性风积沙土，沙土层厚度
80-100 cm。
2 材料与方法
在惠安不同发育阶段的每个样地内分别设置5个1m×1m凋落物收集筐。每月中旬收集一次凋落物，装入塑料带，带回室内，分类烘干至恒重后称重，最后换算成单位面积凋落物量，并点绘各组分年积累动态曲线。
对进行生物量调查的同时采集的乔木层不同器官和凋落物层的样品，经烘干、粉碎、过筛后，用全自动碳氮分析仪测定含碳率；乔木层平均含碳率是各器官含碳率的加权平均值。
3 结果与分析
3.1木麻黄人工林凋落物年产量及组成
木麻黄幼龄林、中龄林、成熟林的年凋落物量分别为4.84t•hm-2、9.25t•hm-2和13.33t•hm-2（见表1），成熟林的年凋落量最大，这主要是由于成熟林生长已处于衰退时期，其年凋落量处于较大时期；而中龄林和幼龄林仍处于生长期间，因此凋落物相对较成熟林小。
不同发育阶段的凋落物各组分及总量均有较大差异。但均为落叶所占比重最大，落枝次之，而落果所占比重最小。与谭芳林[8]研究的20年和7年林分相比，这一序列相同。但不同发育阶段不同各组分具体所占的比例是不同的：落叶占的比例为：幼龄林(91.94％)>中龄林（83.24%）>成熟林（79.97%），而落枝所占比例为：成熟林（16.65％）>中龄林（10.49%）>幼龄林（2.89%）。落果为：中龄林（6.27％）>中龄林（5.17%）>成熟林（3.38%）。可见幼龄林落叶量所占比例最大，而中龄林落果量所占比例最大，成熟林则为落枝条量最大。
30a 生木麻黄的凋落量13.33t•hm-2，低于谭芳林[8]1997～1999年的定位观测的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年生的凋落量远远低于其研究结果。本研究得出木麻黄不同发育阶段平均值为9.14t•hm-2。与亚热带林龄相近的其它树种相比，其年凋落量高于亚热带杉木人工林(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]，高于广西亚热带常绿阔叶林(7.99t•hm-2)[11]也高于福建武夷山51～54龄甜槠林(2.5870～5.5625t•hm-2)[12]，与福建九龙江秋茄红树林(9208 kg•hm-2)接近[13]。木麻黄人工林年凋落量介于热带雨林(11t•hm-2)和暖温带落叶阔叶林(5.5t•hm-2 )之间[11]。木麻黄较高的年凋落物量，可能与沿海地区的大风天气较多有关。在惠安沿海，8级以上的大风天可达100d，台风平均每年5.1次，大风的作用增加了凋落物量。另外，木麻黄分枝较多，枝叶生物量占全树生物量的比重较大，这也是木麻黄防护林年凋落量较大的一个原因。
3.2木麻黄人工林凋落量的月动态
． 森林凋落量具有明显的季节变化规律，其凋落物组分数量在各个月的分布是不均匀的，季节变化模式可以是单峰，也可以是双峰的或不规则的，但多数是双峰，少数是单峰的，差异较大，与组成群落的树种种类结构有关。主要依赖于林分组成树种的生物学和生态学特性。为了便于讨论凋落量在1a中的变化，本研究将当月凋落量高于年平均值30％的称为峰值。
3.2.1木麻黄人工林落叶量的月动态
森林凋落物是森林物质和能量流动的载体，落叶一般在凋落物中占大多数，是森林凋落物的主要成分。木麻黄人工林的幼龄林、中龄林、成熟林的年落叶量分别为4.45t•hm-2、7.7t•hm-2、10.66t•hm-2，占年凋落量的79.97％～91.94％，所占的比例大于温远光等对常绿阔叶林的研究 [15-18]。幼龄林落叶量的变化为双峰型(见图1)，主峰出现在7月，次峰出现在9、10月，其余各月的变化比较平缓，成熟林和中龄林落叶量在7～9月出现峰值，其余各月变化比较平缓。木麻黄成熟林和中龄林落叶量最大值均出现在7～9月．主要是由于7～9月是福建惠安沿海台风的发生季节，造成叶的大量凋落。
3.2.2木麻黄人工林落枝量的月动态
木麻黄不同发育阶段的落枝总量分别为0.14t•hm-2、0.97t•hm-2、2.22t•hm-2，幼龄林与中龄林和成熟林差异显著。幼龄林、中龄林、成熟林平均落枝量占总凋落量的的比例分别为2.89％、10.49％、16.65％，均小于武夷山甜槠林(20.59％)[12] 、广西亚热带常绿阔叶林(25.2％)[11]、南亚热带常绿阔叶林(18.7％)[11]，成熟林落枝占的比例(16.65％)大于九龙江秋茄红树林(15.44％)[13]、与滇中常绿阔叶林(16.47％)接近。木麻黄人工林中龄林落枝量的月变化与落叶模式相似，在7～9月出现峰值。而成枝的峰值出现在5月和8～9月，幼龄林在7～9月出现主峰，又在11月出现一个次峰，其动态与落叶的有所不同。从不同发育阶段落枝量的平均值看，与落叶相似最大值均出现在7～9月，这样是木麻黄的叶已退化为针叶，其叶连着小枝一起凋落造成的。成熟林在5月落枝出现一个次峰，这可能是由于4～5月是东南沿海的梅雨季节，连续的降雨造成大量的落枝。 与成熟林和中龄林相比，幼龄林和中龄林的落枝量较小，变化亦较为平缓。
3.2.3木麻黄人工林落果量的月动态
木麻黄人工林幼龄林、中龄林、成熟林的年落果量分别为0.25t•hm-2、0.58t•hm-2、0.45t•hm-2,仅占年凋落量的3.38％～6.27％。成熟林和幼龄林均在8～10月出现峰值。而中龄林有所不同，在3～7月出现峰值。从落果的平均值来看，最大值出现在8～10月，在5、6月亦出现一个次峰，这主要是由于中龄林的落果量较大造成的。总的来看落果的峰值的出现比落叶和落枝滞后，这可能与阔叶树的生物学特性有关系。
3.2.4木麻黄人工林总凋落量的月动态
不同发育阶段木麻黄总凋落量的月变化是不同的，木麻黄人工林幼龄林、中龄林、成熟林的年落量分别为4.84t•hm-2、9.25t•hm-2、13.33t•hm-2。其中，中龄林和成熟林在7～9月出现峰值，成熟林在5月出现一个次峰，而幼龄林则在7月出现一个峰值。不同发育阶段木麻黄人工林总凋落量平均值的变化为单峰型(见图4)，在7～9月出现。这主要是由于7～9月为落叶和落枝的峰值造成的。
3.2.5木麻黄人工林凋落量的季节动态
木麻黄防护林的凋落物及其组分表现为明显的季节性变化。幼龄林、中龄林、成熟林的凋落物及其各组分的最小值出现在1月、2月或3月，而最大峰值均出现在9月，8月也是木麻黄林分凋落物及各组分产量的高峰期，仅次于9月。可以将凋落物及各组分的产生划分为3个阶段：第一阶段为12～3月，凋落物产量最小，分别仅占全年总凋落量的16.88％（幼龄林）、18.64％（中龄林）、17.53％ (成熟林)，该阶段新叶和幼枝开始萌动生长，凋落量较小；第二阶段为4～6月，凋落物产量略高于第一阶段，但仍仅占全年凋落物总量的22.69％（幼龄林）、28.69％（中龄林）、23.23％ (成熟林)，该阶段枝叶生长迅速，为一年中木麻黄的主要生长期；第三阶段为7～11月，在这一阶段，福建省的东南沿海盛行东北季风，大风天气多，加之在该阶段的后期，木麻黄基本停止生长，旧的枝叶在风的动力作用下大量脱落，凋落物大量增加，占全年总量的60.43％（幼龄林）、52.67％（中龄林）、59.24％(成熟林)。
3.2.6木麻黄凋落物碳素含量的季节动态
不同季节的木麻黄凋落物枝、叶中碳素密度的测定结果表明(见表2)，不同发育阶段木麻黄凋落物的枝、叶中碳素密度随季节的变化规律基本一致，均表现为冬季>秋季>夏季>春季。在同一季节，不同发育阶段枝、叶间的碳素密度表现为中龄林>成熟林>幼龄林生枝、与乔木层相似，幼龄林和中龄林和成熟林差异显著。从表2还可以看出，叶的平均碳素密度明显高于枝的平均密度，幼龄林、中龄林、成龄林叶的平均碳素密度分别为47.91％、50.58％、50.52％，总平均为 49.67％。变异系数分别为4.18％、4.54％、3.73％，总平均为2.08％。木麻黄落枝的平均碳素密度分别为46.13％、48.29％、47.95％，总平均为47.46％。变异系数分别为4.80％、5.31％、4.02％，总平均为2.25％。
3.2.7木麻黄凋落物碳固定量的月动态
凋落物产量与森林碳吸存能力有密切关联。
木麻黄凋落物的碳固定量等于凋落物的产量与各组分的碳含量的乘积，但每月的碳素含量变化幅度较小，所以木麻黄凋落物的碳固定量受凋落物产量的正相影响，故其月动态变化和凋落产量变化一致。
4 结论
对不同发育阶段木麻黄人工林的凋落物的数量、组成及其组分的月动态及碳素含量的季节动态的研究表明：木麻黄人工林的幼龄林、中龄林、成熟林向林地输入凋落物分别为4.84t•hm-2、9.25t•hm-2和13.33t•hm-2。不同发育阶段各组分所占比例变化较大，其中叶占79.97％～91.94％，枝占2.89％～16.65％，果占3.38％～6.27％，不同发育阶段间凋落量变化亦较大，成熟林是中龄林和幼龄林的1.44倍和2.75倍。木麻黄不同发育阶段凋落物有明显的凋落节律，凋落量的峰值出现在梅雨季节的5月和台风的7～9月，以9月凋落量最大；凋落物的碳素含量的季节变化为冬季>秋季>夏季>春季。因为凋落物碳的归还量主要受凋落量的正相影响，故表现出和凋落量一致的动态变化规律。
与亚热带其他森林相比，木麻黄人工林凋落量较大，有利于改良森林土壤，可作为针阔混交树种。
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