土壤呼吸的意义

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土壤呼吸的意义范文第1篇

关键词：水土保持；土壤呼吸；影响

中图分类号： S157 文献标识码： A

引言

在土壤侵蚀严重的地区广泛采用水土保持措施。目前，我国大面积的土地存在侵蚀退化现象，土壤流失总量每年高达50多亿，水土保持措施大量被采用，但是水土保持措施的广泛使用一定会对原先自然状态的土壤碳排放进程产生严重影响，进而改变其对未来全球气候变化的反馈机制。

水土保持措施及意义

水土保持措施

由于土壤的组织物质比较特殊，是具有地标性的自然营力，并在其作用下，以自然营力和人类的综合活动对土壤有一定的影响，主要是气候、地形、地质、植被等方面的因素，我们所说的土壤侵蚀也是如此，是在综合活动的情况下，造成土壤过度剥蚀、破坏、分离、搬运、沉积。水土保持的主要措施是工程措施、蓄水保土耕作措施与生物措施。

工程措施

指防治水土流失危害，合理利用与保护水土资源而修建的各项工程设施，包含治沟工程（如沟头防护、谷坊、拦沙坝、淤地坝等）、治坡工程（各类台地、梯田、鱼鳞坑、水平沟等）与小型水利工程（如灌溉系统、排水系统、水窖、水池等）。

蓄水保土

以改变坡面微小地形，增加植被覆盖或增强土壤有机质抗蚀力等方法，保土蓄水，改良土壤，以提高农业生产的技术措施。如等高耕作、等高带状间作、沟垄耕作少耕、免耕等。采用水土保持，就是依据自然规律，以小流域为单元，在全面规划的前提下，因害设防、因地制宜，合理安排生物、工程、蓄水保土三大水土保持措施，实施水、山、田、路、林综合治理，最大限度地控制水土流失，进而满足合理利用与保护水土资源，实现经济社会的可持续发展。所以，水土保持是合理利用水土资源的必要途径，也是一项适应自然、改造自然的战略性措施；水土保持工作不但是人类对自然界水土流失规律与原因认识的总结与概括，也是人类利用自然与改造自然能力的表现。

生物措施

指为预防与治理水土流失，合理保护和利用水土资源，采用管护与种草造林的办法，植被覆盖率增加，提高与维护土地生产力的一种水土保持措施。主要包括种草、造林与封山育草、育林。

为了避免水土的过度流失，从保护水土资源的角度出发，通过改良以及合理利用，提高并维护土地的生产力，为了能够充分发挥水土资源的生态效益、经济效益、社会效益，必须要采取综合性的保护措施。

水土保持的意义

水土保持是山区发展的生命线，是江河治理、国土整治的根本，是社会发展与国民经济的基础，是我们一定要长期坚持的一项基本国策，通过开展小流域综合整治，节节拦蓄，层层设防，增加地表植被，能够涵养水源，调节小气候，有效地提高农业生产与生态环境的基础条件，降低旱、风沙、水等自然灾害的发生率，增强产业结构的调整，促进农民增收与农业增产。

土壤呼吸分析

土壤呼吸是一种复杂的生物学过程，不但受到土壤含水量、土壤温度、凋落物、降水，与土壤N、C含量等非生物因子的影响，并且还受到叶面积指数(LAI)、根系生物量、植被类型等生物因子与人类活动的共同影响。其中影响土壤呼吸最主要的环境因子就是土壤水分与土壤温度，在不同的研究中它们和土壤呼吸的关系有较大的变异性，特别是土壤湿度和土壤呼吸的关系，统一的函数关系是不能描述的。

土壤水分影响土壤呼吸的途径

土壤水分对根系呼吸的影响

1、土壤水分对根的生长呼吸的影响

根的生长呼吸是指与根生物量的增加(即根的生长)相关的呼吸消耗和CO2释放。土壤的水分状况必然影响植物根的生长与生存。一般含水量在小于最大田间持水量的情况下，根的生长随着土壤含水量的增加而增加。不同的生物环境条件下，水分对根生物量的影响不同，从而对根的呼吸的影响程度也不相同。直径不同的根，其呼吸速率也不同，通常认为粗根的呼吸速率小于细根的呼吸速率，所以若增加水分造成增加粗根的生物量，而降低细根生物量，则总的根呼吸速率也不会增加。

2、土壤水分对根的维持呼吸的影响

根的维持呼吸是指根系发生CO2所释放的能量用于下列生物过程：(1)需要在代谢过程中不断补充的物质(核糖核酸、膜脂、酶蛋白等)的再合成；(2)代谢物与离子浓度梯度的保持；(3)在逆境或变化的环境中和生理适应有关的过程。随着干旱的严重，从细根到粗根根系渐渐死亡，降低根呼吸不但只是因为减少离子吸收与根系生长，也包含和膜势降低、蛋白质退化等相关的根系维持消耗的降低，当根系死亡时，用于维持的消耗也会消失，也就停止了根的呼吸。

土壤水分对根离子吸收呼吸的影响

植物对营养元素的吸收量受土壤水分的影响，进而影响根的呼吸速率。干旱条件下，水分的不够影响了根对离子的吸收与根系的生长，同时降低了根系用于维持的能量消耗，进而降低了对呼吸释放的能量的需要，从而造成土壤呼吸速率下降。

土壤水分对微生物呼吸的影响

土壤呼吸的重要组成部分是微生物呼吸，在土壤总呼吸中不同生态系统所占比例相差异较大，大概在30% ~90%。土壤中可溶性有机质可移动性与有效性的主要控制因子是土壤水分，而可溶性有机质是土壤微生物主要的能量来源与呼吸底物，所以土壤的微生物呼吸受土壤水分情况的变化发生较大影响。对土壤有机质的分解土壤微生物往往受到夏季很低的含水量的影响，发生降水后，可溶性有机质的可移动性与有效性加大，进而加大了土壤中微生物的活性与数量，造成在降水后CO2释放量有一个瞬时的峰值。此外，增加土壤微生物量，提高了土壤中有机质分解速率，进而增强了土壤有机物中无机营养元素的释放，对根的同化于吸收有利，从而影响到根系呼吸。

土壤温度对土壤呼吸的影响

土壤呼吸与温度的关系

研究地点不同所得知的土壤呼吸和温度间的关系也不一样，然而通常温度对土壤呼吸的影响用指数模型 RS=aebTs来描述。本站点土壤呼吸与土壤温度的指数模型为：RS=0.681e0.049Ts，R2=0.69（如图1所示）土壤温度可以单独解释在全年中土壤呼吸速率 69%的变化。随着土壤温度的升高，土壤呼吸指数呈上升趋势。

土壤呼吸对温度变化的敏感程度是Q10值，就是每升高温度10 ℃，增加土壤呼吸的倍数。经过计算得知板栗林在全年的土壤呼吸Q10值是1.63。就是土壤每升高温度10 ℃，增大土壤呼吸速率1.63倍。然而在不同的土壤含水量与土壤温度的条件下，Q10值是不一样的。依据杏树林的土壤温度在全年的变化，将土壤温度分为四段，分别计算Q10值（表1）。当表面土壤的温度小于零度时指数模型的参数b是负数，Q10是0.55，就是土壤每升高温度10 ℃降低土壤呼吸速率0.55。当表面土壤的温度为20~30 ℃范围内时Q10基本为1，就是土壤每升高温度10 ℃增大土壤呼吸速率1.09倍。当表面土壤的温度在0~20 ℃的范围内时Q10大于2，就是在这个范围内增加土壤温度10 ℃土壤呼吸就增加2倍多。

图1 全年土壤呼吸速率和土壤温度的关系

表1 不同土壤温度条件下土壤呼吸和温度的关系

土壤温度对土壤呼吸的影响

土壤温度和土壤含水量对土壤呼吸的影响并不是隔裂开来的，而是同时进行的。土壤呼吸速率在一年的尺度上变化趋势大体与土壤温度相似，土壤呼吸随温度的升高而增大，在生长季中期达到最高，随后温度逐渐降低，土壤呼吸也随之减小。

杏树林土壤呼吸季节动态不受水土保持措施的影响。采用水土保持措施会使土壤的热、水环境发生变化，扰乱了未发育与已发育的土壤层次，致使熟土和生土层混合，造成土壤水分、有机质质量分数与结构等产生变化，对土壤呼吸速率一定会产生影响。

结束语

综上所述，采取水土保持措施后，土壤温度和土壤湿度对土壤呼吸速率的影响有一定程度的增强。这就表明水土保持措施的施用减少冬季土壤碳排放，从而有利于土壤的固碳作用。

参考文献

土壤呼吸的意义范文第2篇

关键词:农业;低碳农业;二氧化碳

哥本哈根世界气候大会全称《联合国气候变化框架公约》，被喻为“拯救人类的最后一次机会”; 的会议，让“低碳经济”;成了2009年的岁末热词。一时间，所谓碳税、碳汇、碳交易、碳足迹、低碳工业、低碳农业、低碳建筑、低碳城市、低碳生活蜂拥而至。低碳经济作为具有广泛社会性的前沿经济理念，其实并没有约定俗成的定义。一般来讲，低碳经济是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业创新、新能源开发等手段，尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。所谓低碳，就意味着环保、节能减排，意味着生产、生活方式和价值观念的转变。

1低碳农业的概述 低碳农业首先是一种理念，是农业转变发展方式的一个发展方向。低碳理念的本质就是降能节约。低碳农业是一种现代农业发展模式，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发利用等多种手段，尽可能地减少能源消耗，减少碳排放，实现农业生产发展与生态环境保护双赢。低碳农业是一种比广义的生态农业概念更广泛的概念，是生态农业、绿色农业的进一步发展，不仅象生态农业那样提倡少用化肥农药、进行高效的农业生产，而在农业的能源消耗越来越多，种植、运输、加工等过程中，电力、石油和煤气等能源的使用都在增加的情况下，低碳农业还更注重整体农业能耗和碳排放的降低。

低碳农业也是生物多样性农业。农业的发展经历了刀耕火种农业阶段、传统农业阶段和工业化农业阶段。工业化农业过程对生物多样性构成威胁:农田开垦和连片种植引起自然植被减少，以及自然物种和天敌的减少;农药的使用破坏了物种多样性;化肥造成了环境污染，进而也引起生物多样性的减少;品种选育过程的遗传背景单一化及其大面积推广，造成了对其他品种的排斥，如果用碳经济的概念衡量，这种农业可以说是一种 “高碳农业”;。改变高碳农业的方法就是发展生物多样性农业。生物多样性农业由于可以避免使用农药、化肥等，某种意义上正属于低碳农业。 农业作为国民经济的基础产业，是一个重要的温室气体来源，同时又受到温室效应的严重影响。响应低碳经济的号召，确定农业温室气体的排放量并探寻减排办法已成为世界各国的当务之急。然而，低碳农业虽然前景广阔，但距离“低碳农业”;的标准还有很大差距。劳动力是发展低碳农业前期投人成本中的主要部分，尤其是知识型劳动力的投人;我国目前的农业生产特点决定了规模化低碳农业发展的困难。发展低碳农业，需要大面积采用生态农业的部分技术、需要相应的生产技术与之相匹配、需要政府和一些高校社会组织专业人员的指导和培训，特别是市场的衔接。

2农业与温室气体中二氧化碳的消长关系 人类的农业生产活动与全球气候变化相互联系又相互影响。农业生产在全球温室气体(包括二氧化碳，CH4, N20)循环中占有重要地位。土壤中的有机物质经微生物分解，以二氧化碳的形式释放人大气，CH;可在长期淹水的农田中经发酵作用产生，全球一半以上的N20来自土壤的硝化和反硝化过程。 2.1农业是温室气体中二氧化碳的重要来源 2.1.1土壤本身就是一个巨大的碳库。土壤圈是地球岩石圈、大气圈、水圈和生物圈交界的一个圈层，它不仅是人类赖以生存的自然资源和人类与生物生活栖息的基地，而且是生态系统中生物与环境间进行物质、能量交换的枢纽。土壤圈在全球气候变化尤其在全球碳循环中的重要作用可归纳为两方面:一是土壤圈是碳素的重要贮存库和转化器。其贮存形式为土壤有机质，它含有的有机碳量占整个生物圈总碳量的3/4。储存的大量有机碳是土壤质量和功能的核心，有利于作物的生长;但由于大量施用化肥，加速了农田土壤中有机碳的矿化，进而向大气中排放了大量的二氧化碳和CH4等温室气体，尤其是千百年来因种植水稻而形成的水稻土，每年排放的CH4占全球 CH;排放总量的10%一15%。二是土壤呼吸使大量的有机碳以二氧化碳形式释放到大气中。土壤呼吸作用释放的二氧化碳量是相当可观的。据估算，全球每年由土壤释放到大气中的碳量约为 (0.8一4.6) xlOlsg。因此，土壤呼吸的微量变化将导致大气中二氧化碳浓度的显著变化，从而影响由于二氧化碳浓度升高所伴随的全球变暖和其他气候因素的变化。

土壤呼吸的意义范文第3篇

关键词：低碳农业；协整检验；农业基础设施

1引言

“低碳经济”、“低碳技术”、“低碳发展”、“碳足迹”、“低碳城市”等一系列新概念的提出，旨在改善人类当前的高碳发展模式。低碳农业是相对于“高碳农业”而言的。低碳农业是低碳经济发展的重要组成部分，这个概念要比广义的生态农业还要更广泛，不仅包含了生态农业倡导的低化肥、少农药、高效的农业生产，还指在农业能源消耗越来越多，种植、运输、加工等过程对电力、石油和煤气等能源使用增加的同时，更注重农业的整体能耗与排放的降低。

对于低碳农业的影响因素有许多学者进行过研究。师帅等（2013）基于黑龙江省近20年的数据进行协整分析，结果表明化肥、农药和农膜的投入是增加农业生产碳排放的主因。姚延婷等（2010）认为农村用电量、农业机械总动力、农用柴油量、化肥施用量等是温室气体的主要来源。郑恒（2010）分析我国温室气体现状后得出几个结论：化肥过量使用导致温室其他排放增多；化石能源高消耗导致温室气体排放量大；农业碳排放量与化肥施用量、能源消费显著相关。漆雁斌（2010）通过计量回归得出，农业碳排放与能源消耗、化肥施用量和二氧化碳排放有着非常显著的相关性。可以看出农业碳排放的主要影响因素就是化肥、农药的过量使用、农用机械总动力、农村用电量，但对于农业基础设施方面对于农业碳排放的研究尚不足，本文将以农业基础设施作为研究对象，分析其对低碳农业的影响。

2农业基础设施对低碳农业作用机制

农业基础设施是低碳农业发展的基础与前提。农村教育文化等项目的建设可以从根本上提高农村劳动者的素质，从而实现农村可持续发展。道路交通等项目的发展有利于加强农村与外界社会的联系和交流，会促使农村传统观念改变（鞠晴江，2006）。政府加大对农业基础设施的投入，建立有效的农业防灾、救灾体系，加强农田水利基础设施、农业生态基础设施的建设，有利于提高低碳农业的综合生产力，增强农业发展的活力，实现农业与农村的可持续发展（韦宁卫，2011）。

农业基础设施分为物质基础设施与社会基础设施两大类，前者是农业生产活动中必需的，但没有直接参与生产活动的一些物质条件，如农用灌溉、公共水利设施、发电站、道路、运输设施等，可以改善生产条件，抵抗逆境；后者是为农业生产更好的进行而提供服务的一些非物质或社会条件，如教育机构、土壤保持机构等，侧重于提供农业生产所需的社会条件。

3农业物质基础设施对低碳农业的影响

农业物质基础设施主要包括农田水利基础设施、电力基础设施、交通运输基础设施三大方面，它对于农业的生产活动有重要意义。

3.1农田水利基础设施

农田土壤中含有大量的有机碳，其主要来源于以各种形式进入土壤的有机物料，特别是农作物残体，如秸秆、粪肥、绿肥等。影响其含量的因素有很多，其中土壤中的水分是主要影响因素之一。在干湿交替的季节里，土壤团聚体会崩溃，使得其体内受到保护的有机碳暴露出来，致使土壤呼吸强度在极短的时间内大幅度提高，消耗大量的有机碳。而在干燥或干旱的情况下，土壤微生物会因失水而大量死亡，这也会影响到有机碳的分解速率，改变其含量。降雨后，土壤微生物数量激增，活性增强，激发了土壤的呼吸强度，分解土壤有机碳增加（Orchard V A，Cook F J，1983；陈胜全、李凌皓、韩兴国，2003），而降雨对土壤呼吸速率的影响因土壤温度状况而异（Singh J S，Gupta S R，1977）。农田水利设施的任务就是灌溉与排水，人为的改变土壤水分状况，它主要包括田间灌排工程、灌区、灌区抗旱水源工程、水库、塘坝、蓄水池、水窖、水井、引水工程和泵站等。因此农田水利基础设施可以影响到土壤有机碳的含量。

3.2能源基础设施

现阶段能源的使用主要是指消耗化石能源，这一过程会排放大量的CO2，是一个高碳产业，而新型能源的发展与使用又是现阶段实现低碳经济的重要切入点。因此，能源消耗是中国节能减排的重点，也是中国发展低碳经济的重要支撑。作为农业生产中必不可少的条件之一，能源消耗也是农业碳排放的主要源头之一，实现低碳农业的发展同样离不开对它的改革。

3.3交通运输基础设施

交通运输业一直是低碳经济关注的重点，汽车数量的急剧增加加剧了温室气体浓度的增长，随着国家对农业的重视，我国农村有了很大的发展，农村的交通运输也成为发展低碳农业的重要组成部分。农村交通运输的主要方式有公路、铁路、水路，这些对于农产品的运输来说是必不可少的，但同时占用了大量的土地资源，由于我国土地资源有限，人均耕地面积不到世界水平的40%，因此必须充分的利用有限的土地资源，选择既能满足需求，又能节约资源、低碳环保的运输方式。同时，交通运输基础设施的建设，有助于加强农村与外界的沟通与联系，从而了解更多的科学知识与生产技能，促进低碳农业的发展。

4模型选取与说明

本文将采用协整检验分析农业基础设施与低碳农业之间有无长期稳定的关系。协整指的是多个非平稳经济变量的某种线性组合是平稳的，主要研究一些非平稳的经济时间序列存在的长期均衡问题，步骤如下。

4.1平稳性检验

在对经济时间序列进行协整检验时，首先必须进行变量的平稳性检验。即要求该时间序列数据的随机过程的特征不会随着时间推移而变化，之所以要对时间序列进行平稳性检验，就是要克服“伪回归”现象。

假设一个回归模型为Yt=0+1Xt1+u1，如果1=1，则该时间序列Yt存在一个单位根，这时就 被称为单位根过程。对两式两边减去后，得到如下结论：

其中，这时检验就1=1变为检验β=0是否成立，检验β=0是否成立的过程即单位根检验，本文采用ADF检验，其基本假设为：

原假设：Hβ=0，存在单位根；备择假设：H0：QUOTEβ

如果得到的ADF统计量大于显著性水平下的临界值，则接受原假设，表明存在单位根，序列是非平稳的，反之亦然。

4.2 协整检验

对于时间序列的协整检验，常用的有两种方法，一个是E-G两步法，由恩格尔和葛兰杰共同提出，另一个是由为Johansan提出的极大似然法。协整关系检验最常用的方法是EG两步法，其过程如下：

第一步是对时间序列Yt的分量序列进行静态回归，公式表示为βTYt=ut，其中{ut}为随机误差序列。利用观测数据，通过普通最小二乘法进行拟合，得到残差序列。然后，检验残差序列的平稳性，即利用ADF检验残差序列是否平稳。若残差序列是平稳的，则可以确定时间序列Yt的分量序列之间存在协整关系。第二步，为进一步考察因变量和自变量之间的短期波动对长期影响的关系，可以建立误差修正模型ECM。

4.3数据说明

本文研究是农业设施建设对低碳农业的影响，指标的选取如表1。

表1指标与数据

年份1单位耕种面积农业

碳排放Y1有效灌溉

面积X11农用柴油消

耗量X21乡道

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：数据来源《中国统计年鉴》

（1）Y是单位耕种面积的农业碳排放，即农业碳排放与农作物总播种面积的比。

（2）有效灌溉面积，在一般情况下，有效灌溉面积应等于灌溉工程或设备已经配备，能够进行正常灌溉的水田和水浇地面积之和，它与农田水利基础设施应该是正相关关系，因此本文选用的是有效灌溉面积来反应农田水利基础设施对低碳农业的影响。

（3）乡道，道路的发展程度是衡量交通运输是发展的重要指标，农村道路主要有乡道与村道，但由于村道在2006年才开始统计，因此本文只选用乡道来反应交通运输基础设施对低碳农业的影响。

（4）农用柴油消耗量，在农业生产活动中使用最多的能源是柴油，因此本文选用农村用电量应电力基础设施对低碳农业的影响。以上数据来源于《中国统计年鉴》、《中国农村统计年鉴》、《中国公路水路交通统计》。

5模型检验与结果

5.1单位根检验

首先对各个变量取自然对数以使数据趋势线性化和消除时间序列中存在的异方差，同时其回归系数又代表了弹性的意义。结果如表2。

表2单位根检验

变量1检验类型（c，t，k）1ADF检验1结论lnY1（c，t，3）1-1.1897651非平稳lnX11（c，t，3）10.2615581非平稳lnX21（c，t，3）13.0842281非平稳lnX31（c，t，3）1-1.3402781非平稳D （lnY）1（c，t，3）1-2.9787441平稳*D （lnX1）1（c，t，3）1-4.6598211平稳***D （lnX2）1（c，t，3）1-3.8285211平稳**D （lnX3）1（c，t，3）1-2.7689601平稳*

注：D表示一阶差分，D（变量，2）表示二阶差分。***表示在1%的显著性水平下平稳，**表示在5%的显著性水平下平稳，*表示在10%的显著性水平下平稳

由表2可以看出，变量lnY、lnX1、lnX2的ADF统计量均大于10%临界值，因此它们均是非平稳时间序列变量，但lnX3在5%的显著性水平下平稳。在经过一阶差分后，D（LnY）、D（lnX1）、D（lnX2）、D（lnX3）的ADF统计量均小于10%临界值，不存在单位根，即序列是平稳的，即为一阶单整，因此满足协整检验的前提条件，可以检验lnY及主要相关变量之间是否存在协整关系。

2014年11月绿色科技第11期5.2协整检验与协整方程

先对变量做静态回归，即采用普通最小二乘法进行回归。把所有变量引入方程，进行回归分析，见表3。

表3回归分析结果

变量1系数1系数标准差1t统计量1概率C1-0.16908110.36523313.23562810.0071Lnx110.43479410.22685511.91662010.0794Lnx21-0.22639410.0615791-3.67646310.0032Lnx310.33691610.09932213.39217510.0053R210.8139211因变量均值10.555928调整后的R210.7674021因变量标准差10.027554回归标准差10.0132891赤池信息量1-5.591441残差平方和10.0021191施瓦兹信息量1-5.398294对数似然比148.731531F统计量117.49627DW统计量11.8749881F统计量的概率10.000112

由表3可以得出回归方程：

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

由表3可知，模型的 为0813921，说明模型的拟合优度较高，样本回归方程的代表性较强。DW值为187，在2的附近，说明模型中不存在自相关问题。从表3中可以看出lnX2和lnX3的回归系数通过了显著性水平为1%的显著性检验，而lnX1的回归系数通过了10%的显著性检验。说明有效灌溉面积、农用柴油量每增加1%，单位耕种面积的碳排放就增加43%、34%；每增加乡道1%，单位耕种面积的碳排放就减少23%。对回归方程的残差序列进行平稳性检验，即采用ADF检验残差序列是否存在单位根。见表4。

表4残差序列的ADF单位根检验结果

变量1ADF1ADF临界值检验值11%15%110%1平稳性e1-4.0795731-4.1219901-3.1449201-2.7137511平稳**

注：e表示回归模型的残差序列，**表示在5%的显著性水平下平稳

上述结果表明，lnY和lnX1、lnX2、lnX3之间存在协整关系。回归方程的残差序列在10%的显著性水平下平稳。

5.3误差修正模型的建立

通过上述协整分析，得出我国单位耕地面积碳排放与灌溉面积、乡道、农用柴油量之间存在长期的均衡关系，但是要想知道对于它们之间的短期动态均衡关系就必须建立误差修正模型。误差修正模型考虑了长期均衡关系以及短期调节作用。根据以上分析，以lnY的一阶差分D（lnY）为因变量，lnX1的一阶差分，D（lnX1）、lnX2的一阶差分D（lnX2）、lnX3的一阶差分D（lnX3）、滞后一起的误差修正项e（-1）为自变量，建立误差修正模型，见表5。

表5误差修正模型回归分析结果

变量1系数1系数标准差1t统计量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因变量均值10.003101调整后的R210.4531401因变量标准差10.017299回归标准差10.0127931赤池信息量1-5.618705残差平方和10.0016361施瓦兹信息量1-5.382689对数似然比147.140291F统计量13.900173DW统计量11.8498901F统计量的概率10.036802

得到的误差修正模型为：

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

由表5可以得知，为0909386，说明模型的拟合优度很高，样本回归方程的代表性强。DW值为1849890，在2的附近，说明不存在自相关问题。DlnX1、DlnX2、DlnX3均没有通过检验，误差项e（-1）的估计系数为-0969449，体现了对偏离的修正，上一期偏离越远，本期修正量越大，即系统存在误差修正机制。

6结语

（1）单位播种面积的农业碳排放与有效灌溉面积、农用柴油消耗量之间存在长期的均衡关系，且为正相关。究其原因可能是农田水利基础设施的修建使得土壤水分状况变化剧烈，不有利于土壤有机碳的固定。农用柴油的消耗本身就是一个高碳的过程，因此消耗量越大，单位播种面积的碳排放越多。乡道的修建使得农产品可以迅速进入市场，降低了贮藏时间，减少了碳排放，并且便利的交通使农民加强了与外界的联系，增强了低碳意识。

（2）单位播种面积的农业碳排放与乡道之间存在长期的均衡关系，且呈负相关。这可能是因为乡道的修建使得农产品可以迅速进入市场，降低了贮藏时间，减少了碳排放，并且便利的交通使农民加强了与外界的联系，增强了低碳意识。

乡道、农用柴油量之间没有明显的短期动态均衡关系。这可能是因为农业基础设施修建包含了技术进步的因素与农村固定投资，科学技术的进步是一个缓慢的过程，科技进步产生的实际效应传导到低碳农业上需要一定的时间。而农村固定投资在一定时期内不会发生变化，也导致了农业基础设施与碳排放之间没有显著的短期动态均衡。

参考文献：

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土壤呼吸的意义范文第4篇

关键词：葡萄，大棚，滴灌技术

 

1.发展滴灌技术对葡萄种植的意义

滴灌技术是近几年来迅速发展起来的一项节水、高效的灌溉技术。该技术通过滴头点滴的方式，把水分缓慢地送到作物根区。葡萄种植产业是经济、生态和社会效益融为一体的朝阳产业。葡萄在生长期要求水分充足，如果水分不足或者过多都会影响葡萄的生长发育。葡萄的根、叶、蔓的含水量约占50%左右，浆果含水量高达80-85%。水分不足易发生早期脱落，使果实皱缩甚至脱落，影响产量和品质；水分过多会引起真菌病害，通气不良，土壤板结，长期积水会导致根系窒息，甚至死亡。

现代葡萄种植大多采用大棚种植，而大棚葡萄必须经常灌水，保持适量水分。传统的灌溉主要是总沟与支沟相连通的沟灌方法。这种粗放式的方法容易造成水量浪费，且灌溉不均匀，容易造成局部灌水过多，妨碍土壤中微生物尤其是好气细菌的运动，从而影响对有机肥料的分解，甚至还会引起病害的发生。。结合葡萄滴灌的诸多优点,笔者认为大力发展葡萄滴灌技术,对于保证水资源可持续利用，促进葡萄种植产业化发展,具有十分重要的意义。

1.1葡萄滴灌节水效果十分明显

一般来说，常规沟灌每次需灌水187.5m³/h㎡，滴灌灌溉只需水11.25m³/h㎡，但次数增加2-3次，滴灌可节水78.5%以上。。不仅如此，改善了土壤理化特征，采用节水滴灌系统，田块土壤基本不板结，有利于土壤呼吸。

1.2灌水均匀度得到提高

传统的沟灌遇到高温天气,低处积水,高处旱,造成葡萄落花落果,产量和品质均会受到影响。而滴灌灌水均匀,落花落果现象明显减少,与采用沟灌技术相比，葡萄长势和长相的质量都得到很大提高。

1.3提高了葡萄种植的经济效益

据品种维多利亚对比试验，使用节水灌溉系统之后，平均粒重由8.2g提高到9.7g，表现果粒大小均匀，穗形整齐，色泽鲜艳，优质产品率由78.4%提高到92.6%，市场平均售价得到大幅提高，经济效益十分可观。

1.4肥料的利用率显著提高

因为可以将肥料放到水里，通过水滴将肥料送入土中，葡萄滴灌结合施肥非常方便,容易做到少施、勤施,有利于提高作物产量及肥料的用量。。肥料可以根据作物消耗直接施到作物根系附近,使土壤养分保持在最佳平衡状态。氮和钾的利用率提高10%,磷的利用率提高20%。

1.5果农劳动强度得到降低

葡萄滴灌不需打坝开渠,也不需要人工浇水，大大减少了果农灌水的劳动量和劳动强度。同时，滴灌可以使葡萄各种病虫害减少,喷药人工减少,以及蔬花、蔬果工作量减少,一定程度上减轻了果农的劳动强度。

1.6有效抑制杂草的生长，大大降低了葡萄的发病率。由于滴灌葡萄使用的水需要通过过滤系统,与常规灌溉相比，杜绝了由渠道传播杂草的来源,可有效的抑制杂草的再生。同时，滴灌葡萄采用局部给水,降低了高温高湿,能较好促进根系的发育,增强植物的抗病能力,降低了葡萄的发病率。

2.滴灌系统在葡萄大棚中的安装和使用

大棚滴灌具有降低湿度、提高地温、节水、省工、增产等许多优点，是葡萄种植中应用广泛的一种滴灌形式。

2.1大棚滴灌的组成与安装

大棚滴灌系统主要包括水源、供水泵、控制阀门、过滤器、施肥罐、输水管和灌水器。大棚滴灌的形式日趋多样化，主要以固定式较多，其他也有半固定式和移动式。

滴灌的安装：设备按设计要求,选择优质的水泵,才能达到设计的压力和流量;设计出合理的供水管径和管长,以达到较高的均匀度； 供水管道应选择具有抗老化性能的塑料管材(比较成熟的为PE材料)。灌水器是关键部件,要选择出水均匀、抗堵塞能力强、安装使用方便的灌水器。选择的过滤器应为120目或150目，并具有耐磨蚀、易冲洗等优点。

（1）主管道的铺设：将主管道分成3m*60m的3段，沿大棚方向铺设，大棚入口到棚中心铺设2条，1条为供水管道，1条为滴灌主管道，棚中心到棚尾铺 1 条，然后用三通、弯头、螺丝将主管道和供水管连接，注意密封，以防漏水，管道末段用堵头堵好。

（2）支管道的铺设：沿作物种植方向铺设，距根部10-15cm，滴头间距一般为25cm左右，滴头直径约10mm，单滴头流量一般为1-2L/H即可。

（3）主管道与支管道的连接：根据支管道的分布情况，在主管道上依次打孔，用旁通将他们连接。

（4）过滤器、施肥器的安装：先将1个阀门安装在2个三通中间，施肥器与2个三通支管口相连，此阀门可调节肥液用量，再将过滤器与三通的另一端相连，再安装这个阀门与主管连接。

2.2滴灌的使用：

（1）开始滴灌时：要慢慢开启阀门，逐渐增加流量，以排净空气，减小对管道的冲击，延长其使用寿命。

（2）需要施肥时：先将化肥在施肥罐中液化均匀，然后把施肥器放入施肥罐中，慢慢开启阀门，调节阀门，控制施肥量大小。

2.3滴灌设备的保养：

（1）要控制好系统压力,各部件工作压力应控制在规定的标准范围内。

（2）过滤器是保证滴灌系统正常工作的关键部件,要经常清洗。若发现滤网破损要及时更换。

（3）灌水器易损坏,应小心铺放,细心管理,不用时要轻轻卷起,切忌踩压或在地上拖动。

（4）加强管理,防止杂物进入灌水器或供水管内。若发现有杂物进入,应及时打开堵塞头冲洗干净。

（5）冬季大棚内温度均衡。温度过低时，要放空管内水量,防止冻裂供水管及灌水器等。

总之，大棚滴灌安装简单，节水高效，而且成本不高，对于葡萄种植户来说，采用此种灌溉技术能够节约成本，并增加产量，提高产值。

参考文献：

[1] 张建法.欧亚种葡萄大棚滴灌技术的应用[J].现代农业科技，2008，（6），63.

[2]柴敬礼.农八师葡萄滴灌应用现状[J].农业与技术，2009，（2），53.

土壤呼吸的意义范文第5篇

[关键词] 木麻黄 土壤 易变碳

土壤有机质对于维持土壤生产力具有重要作用，是土壤质量和健康的重要指标[1]。由于土壤中生物、化学和物理过程之间复杂的相互作用，使得不同土壤有机质成分具有不同的化学结构和分解速率，周转时间从几小时到几百上千年，依据周转速率的快慢把土壤有机碳分成易变碳库(1abile carbopoo1)和稳定碳库(stable carbon poo1)，或活性库(active poo1)、慢性库(slow po1)和惰性库(passivepoo1)，不同的碳库在土壤营养物质和能量流动的控制中起着不同的作用[2-4]。同时，由于土地利用或管理等变化引起了环境条件的改变，矿质土壤总有机质含量须经过几十到几百年才能平衡，而在土壤有机质背景值很大的情况下，短期内土壤碳储量的增加或减少在统计上很难区分。作为森林生态系统中重要的、活跃的组分的可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量量碳（MBC）的流动是森林生态系统碳循环的重要组成部分，对揭示森林碳预算及源与汇变化具有重要科学意义，这二者构成了土壤有机碳的主要部分。因此，分离更敏感的易变有机质组分有助于阐明土壤有机碳库在土地利用或管理变化早期阶段的变化[5,6]。

自20世纪50年代以来，我国东南沿海陆续营造了大面积的木麻黄防护林，从根本上改善了沿海地区的生态环境。但是目前大面积的木麻黄林带已经进入衰退期，为了实现防护效果的可持续性，必须进行林带更新[7,8]。然而林带的更新也就意味着土地利用方式的改变，会引起土壤有机碳的变化，有必要对可能引起的“碳”变化进行预测[9]。

本实验选取不同发育阶段的木麻黄人工林，分别测定其不同剖面层次的总有机碳、水溶性有机碳、微生物生物量碳含量并进行了比较分析，以期为林带更新引起的“碳”变化提供参考依据。

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1029mm，年均蒸发量2000mm；夏季(7-9月)多台风和暴雨天气，秋冬东北风强盛，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

实验地设置在6年、17年、19年、19年和31年生的5个木麻黄人工纯林内，幼林一个，中龄林三个，成熟林一个，分别记为幼林、中林1、中林2、中林3和成林。株行距2.0m×2.0m，样地面积为20m×20m。

在每块样地内按照S形选取5个点，去除地表凋落物层，然后用取土钻（直径为8cm）进行采样，采取表层0～20cm（按0～10cm和10～20cm分层）土壤，去掉土壤中可见植物根系和残体，同一个样地内同一层次的充分混合组成一个土样，这样每个样地最后只有两份土样。样品带回室内过2mm钢筛后再分成两份，其中一份鲜样(用冰桶带回实验室，放入4℃冰箱冷藏保存)供土壤水溶性碳、微生物生物量碳测定用；另一份风干后再过0.25mm筛子用于土壤总有机碳含量测定。

总有机碳的测定采用常规的重铬酸钾－外加热法，水溶性有机碳的测定采用热水浸提法，微生物生物量碳的测定采用氯仿熏蒸－K2SO4浸提法；实验设置三次重复。

3 结果与分析

3.1 DOC分析

滨海沙地木麻黄人工林表层土壤（0～20cm）的DOC总体含量处于一个比较低的水平；随着林龄的逐渐增大，其DOC含量逐渐变大，分别由幼林阶段的20.15 mg/kg增大为中林的31.68 mg/kg（三个中林平均），至成林的41.52mg/kg。

DOC含量在表层土不同土层中的差异比较明显；除了成林有所不同外，幼林、三个中林样地0～10cm土层中的DOC含量均高于10～20cm土层里的DOC含量。成林样地与此相反，10～20cm土层里的DOC含量略高于0～10cm土层中的DOC含量，这可能是由于成林时间久，土层中有机质积累较多，随着时间的推移，土壤内部的交流也愈加频繁与活跃，故土层之间的差别愈不明显。

3.2 MBC分析

木麻黄林地的土壤微生物生物量碳的总体含量也处于一个比较低的水平，五个样地的平均含量为58.51mg/kg（见图2）。五个样地两个土层的平均含量分别为94.03、40.14、86.18、52.17和20.01mg/kg，由此可以看出随着林龄的增长，除了中林1有所变异外，MBC的含量基本上是不断降低的。

另外一个很明显的结论是随着林龄的不断增大，MBC的含量在表层土的不同层次之间的差异越来越小，差异性（即把两层的差值的绝对值除以两者的平均值）依次为23.7％、17.5％、17.0％、11.7％和8.7％。这说明在幼林阶段，由于根际效应，微生物主要集中在土壤表层，随着林龄的增大，微生物慢慢地向下层移动，使土层之间的微生物的差异越来越小，这也是林龄的增大导致土壤中有机质的土层差异越来越小所引起的。

3.3 微生物量碳/土壤有机碳（比值）分析

本研究在测定表层土壤易变碳的同时测定了其总的有机碳含量。微生物量碳是活跃的移动性碳库，微生物量碳/土壤有机碳（MBC/OC）可以作为土壤碳有效性的指标。微生物量虽然只占土壤有机质的很小部分(1～5％)，但却是控制生态系统中C、N和其他养分流的关键。微生物生物量C对环境的变化敏感，能较早地指示生态系统功能的变化。所以探讨林地表层土壤中微生物生物量碳/土壤有机碳（比值）很有意义。这里把两个土壤层次共20cm作为一个整体来分析。上面已经得到五个样地两个土层的平均MBC含量分别为94.03、40.14、86.18、52.17和20.01 mg/kg。实验中五个样地20cm土层的有机碳含量分别为7.130、12.000、6.387、8.871和12.431 g/kg。最终得到在这五个木麻黄人工林样地20cm表层土壤中，微生物量碳/土壤有机碳比值处于一个较低的水平（见表1），平均为0.75％。这主要是因为木麻黄林地土壤为以红壤为底的均一性风积沙土，土壤质地条件很差，这使得沙土中微生物的类群和数量都很低，但是具体的微生物类群和数量还有待进一步深入研究。

4 小结

滨海沙地木麻黄人工林表层土壤（0～20cm）的DOC与MBC的总体含量处于一个比较低的水平。随着林龄的逐渐增大，其DOC含量逐渐变大，分别由幼林阶段的20.15 mg/kg增大为中林的31.68 mg/kg，至成林的41.52mg/kg。DOC含量在表层土不同土层中的差异比较明显，幼林、三个中林样地0～10cm土层中的DOC含量均高于10～20cm土层里的DOC含量，成林样地与此相反。五个样地两个土层的MBC平均含量分别为94.03、40.14、86.18、52.17和20.01mg/kg，由此可以看出随着林龄的增长，除了中林1有所变异外，MBC的含量基本上是不断降低的。随着林龄的不断增大，MBC的含量在表层土的不同层次之间的差异越来越小。五个样地中表层土壤（0～20cm）MBC/土壤有机碳的比值都处于一个很低的水平，五个样地的平均比值为0.75％。

参考文献

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