| 成果简介： |
①课题来源与背景：课题来源于甘肃省水利科学试验研究及技术推广项目（编号：甘水科外[2019]8号-9）。当前全球气候变暖，CO<sub>2</sub>减排任务逐渐增加，森林是陆地生态系统中最强大的“碳汇”，人工林是森林的重要组成部分，发展人工林碳汇是应对全球气候变化及实现中国2060年碳中和的重要举措。近年来因水资源日益匮乏，半干旱区水分条件是人工林地碳循环的最重要限制因子，由于土壤水分是温室气体排放与碳循环过程的关键驱动因子，灌溉方式的改变带来的土壤水分含量及其分布的显著变化势必会对林业土壤的温室气体排放/吸收强度产生重要的影响，如何选择科学、合理的高效节水灌溉技术提高人工林的碳汇能力是迫切需要研究的问题。
②技术原理及性能指标：技术原理：课题研究半干旱区不同灌溉方式对侧柏人工林土壤性状与碳通量的影响，采用野外采样调查与室内分析的方法，根据地形特点，在样地内随机挖取土壤剖面，每个剖面分5层采集土样带回实验室风干、磨碎进行土壤容重、孔隙度、团聚体及养分等指标的测定。土壤呼吸采用LI-8100土壤碳通量自动测量系统测定，同时用仪器自带的温度探针和土壤水分探头同步测定观测点附近5cm土壤温度和土壤体积含水量，利用气温计同步观测记录大气温度和地表温度。性能指标：该课题以半干旱区侧柏人工林为研究对象，测定不同灌溉方式人工林土壤含水率、容重及速效养分等理化指标，利用LI－8100土壤碳通量自动测量系统测定不同灌溉方式下的林地土壤呼吸及环境指标，研究林地土壤呼吸日、季变化规律，揭示不同灌溉方式下土壤呼吸变化特征及差异，探讨不同灌溉方式对侧柏人工林土壤理化性质及土壤呼吸的影响，提出半干旱区人工林地适宜的灌溉方式。
③技术的创造性与先进性：（1）采用LI-8100土壤碳通量自动测量系统测定半干旱区侧柏人工林在喷灌、穴灌及漫灌3种灌溉方式的土壤呼吸及环境指标（温度、水分）。（2）通过野外试验与室内分析相结合的方法，测定土壤水量、持水量、孔隙度、土壤容重及团聚体等物理指标及土壤有机碳、水解性氮、速效钾等化学指标，分析土壤养分空间分布和不同灌溉方式对土壤环境因子、理化因子的影响，提出喷灌是改善侧柏人工林土壤孔隙度、持水量、团聚体及土壤速效养分效果最好的灌溉措施。（3）研究不同灌溉方式下侧柏人工林土壤呼吸速率变化特征及差异，分析其与土壤环境因子之间的关系，探明不同灌溉方式对侧柏人工林土壤呼吸的响应机制，提出3种灌溉方式中喷灌是调控半干旱区侧柏人工林土壤碳排放适宜的节水灌溉技术。
④技术的成熟程度，适用范围和安全性：该课题开展了半干旱区不同灌水方式对侧柏人工林土壤理化性质和碳通量变化特征的影响研究，通过分析不同灌溉方式下林地土壤理化性质和土壤呼吸的变化，研究成果可为半干旱区人工林建设和培育过程中选择适宜的灌溉方式和制定科学的节水灌溉措施提供科学依据。
⑤应用情况及存在的问题：应用情况：侧柏耐干旱瘠薄、适应性强，已成为干旱、半干旱地区荒山造林的重要绿化树种，也是兰州市南北两山绿化工程种植面积最大，生长良好的树木。侧柏更具生态意义的是其强大的碳汇作用，在改善生态环境、调节城市小气候、减尘、维持碳氧平衡等方面具有重要作用。该课题以侧柏人工林为研究对象，开展半干旱区灌溉林地碳通量变化特征及其影响因子研究，揭示侧柏土壤碳通量与不同灌溉方式之间的关系及其变化规律，从而提出有利于半干旱区侧柏人工林地固碳减排的灌溉方式。研究成果从土壤碳通量角度为半干旱区侧柏人工林选择适宜的灌溉方式和制定科学的节水灌溉措施提供科学依据，进一步实现人工林的可持续发展，具有广泛的应用价值。存在的问题：在今后的研究中还需要进一步补充多时间尺度之间的对比研究，深入研究不同树种的全天24h土壤呼吸特征，同时结合有机质和生物量等因素进行更加细致的研究，总体评估人工林不同灌溉方式下的土壤呼吸变化特征。
⑥成果简介：该课题以半干旱区侧柏人工林为研究对象，采用野外试验与室内分析相结合的方法，在侧柏地挖取土壤剖面，测定不同灌溉方式（平地漫灌、坡地喷灌和穴灌）下侧柏人工林地的土壤理化性质，并采用LI-8100土壤碳通量自动测量系统测定三种灌溉方式下侧柏人工林地的土壤呼吸速率，分析不同灌溉方式对土壤理化性质和土壤呼吸速率特征的影响。同时用相关性分析法研究了土壤呼吸速率与土壤温度和水分因子之间的相关关系。结果表明，喷灌能更好地改善侧柏人工林地的土壤容重、孔隙度、持水量、团聚体及土壤速效养分，从而有利于促进人工林地对土壤水分及养分的吸收。通过研究不同灌溉方式下侧柏人工林土壤呼吸速率变化特征及差异，分析其与土壤环境因子之间的关系，探明了不同灌溉方式对侧柏人工林土壤呼吸的响应机制，优选出喷灌为半干旱区侧柏人工林地固碳减排的最佳灌溉方式。研究成果从土壤碳通量角度为半干旱区侧柏人工林选择适宜的灌溉方式和制定科学的节水灌溉措施提供科学依据，进一步实现人工林的可持续发展，具有广泛的应用价值。 |
