秦岭太白山土壤CO_2的释放特征及温度的影响

秦岭山系是我国南北气候的分界线,地理位置独特,对气候变化响应比较明显,气温升高会影响其土壤碳释放。因此对秦岭土壤CO2释放特征的研究具有重要意义。通过对秦岭主峰太白山六种不同植类型土壤CO2释放特征的野外测定,结果表明,太白山土壤CO2的释放从8:00-11:00升高,11:00-16:00达到峰值;土壤CO2的释放速率的大小顺序是:阔叶栎林桦木林落叶阔叶林太白红杉林秦岭冷杉林高山草甸。不同植被类型土壤CO2的释放速率与温度呈正相关,与地表气温以及土层深度0～5cm处温度呈极显著正相关性。不同植被类型土壤CO2释放速率的Q10顺序是:秦岭冷杉林桦木林阔叶栎林高山草甸落叶阔叶林太白红杉林。     

干旱区绿洲棉田土壤CO2通量变化特征及温湿度影响分析

为了研究不同管理模式下干旱区绿洲棉田土壤CO2通量差异以及与土壤温湿度间的关系,可以为评价绿洲棉田生态系统对大气CO2的源/汇贡献提供参考依据。采用Li-8100土壤碳通量测量系统对天山北坡中段绿洲棉田土壤CO2通量进行动态测定,分析了土壤CO2通量的日、月变化特征及温湿度的影响。结果表明：在2009年5-10月土壤CO2通量日变化和月变化过程均为单峰型。滴灌地、漫灌地、弃耕地的土壤CO2通量（晴天）日均值分别为3.45、3.37、1.63 μmol/(m2?s);峰值出现在15:00-20:00,谷值出现在4:00-6:00,6、7月土壤CO2通量高于其他月份;土壤CO2通量与温度呈不同程度的指数正相关性,气温、5 cm地温较好地解释土壤CO2通量的变异量。土壤CO2通量与土壤湿度的相关性随着深度的变化表现不一;降水、灌溉等湿润事件对土壤CO2通量具有促进作用,多元回归分析模型可以解释67.4%的棉田、79.6%弃耕地土壤CO2通量受温度和湿度的共同控制。     

不同经营措施下毛竹林土壤有机碳组分研究

通过在四岭水库流域代表性毛竹林地建立不同经营措施的定位试验,研究竹林土壤总有机碳(TOC)、可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)以及土壤呼吸等的动态变化。试验设有对照（CK,粗放经营）、农民常规高产营林(FFP)与适地养分科学管理(SSNM)3个处理。结果表明,毛竹林土壤TOC和DOC的季节变化总体趋势为秋冬高于春夏,MBC的季节变化为夏季>春季>秋季>冬季。试验虽只进行了1年,与CK相比,SSNM处理对土壤各形态碳含量没有产生显著影响;而FFP集约经营中土壤活性碳和总有机碳含量明显下降,其中DOC和MBC分别减少13.3%和14%。土壤呼吸CO2的释放通量季节变化曲线为单峰曲线,整个生长季,FFP集约经营毛竹区的土壤呼吸略高于粗放经营(CK)毛竹林,而适地养分管理(SSNM)集约经营措施减少了毛竹林土壤呼吸CO2的释放,但有待于长期的验证。     

大通芦苇生态湿地土壤呼吸特征及其影响因子

为了探寻芦苇湿地土壤碳排放特征及其影响因素,利用Li-8100自动土壤碳通量系统,分别于2011年7月、10月,2012年1月、3月测定淮南大通芦苇湿地的土壤呼吸强度及相关环境因子,同时取相应点表土测定7种土壤酶活性。结果表明：芦苇湿地土壤呼吸强度昼夜变化呈非对称的单峰曲线,季节差异显著(P<0.05),最大值为(4.41±0.36) μmol/(m2?s),出现在2011年7月的12:00—16:00,最小值为(0.57±0.24) μmol/(m2?s),出现在2012年1月的凌晨4:00左右;通过偏相关分析排除其他环境因子的影响,芦苇湿地土壤呼吸强度仅与土壤10 cm温度呈极显著相关(P<0.01),其指数回归模型可以解释土壤呼吸的91.50%,与其他环境因子相关性不显著(P>0.05);逐步线性回归方程表明,芦苇湿地土壤呼吸强度与土壤碱性磷酸酶、纤维素酶、过氧化氢酶极显著相关(P<0.01),这3种酶可解释土壤呼吸强度的95.6%,而与蛋白酶、蔗糖酶、脲酶、多酚氧化酶相关性不显著(P>0.05)。综上可知,土壤温度是大通芦苇湿地土壤呼吸的显著环境影响因子,土壤呼吸相关酶活性的影响也不可小觑。     

水稻田土壤N2O和CO2排放日变化规律及最佳观测时间的确定

采用静态箱（暗箱）-气相色谱法,对水稻田土壤中温室气体的排放进行了连续观测,以探索水稻田土壤N2O和CO2排放日变化规律,确定最佳观测时间。结果表明：氮肥的施用对N2O和CO2的排放具有显著的促进作用,各处理水稻田土壤N2O排放日变化规律有明显差异,而CO2排放的日变化规律差异不显著。在整个观测时期内（120 h）,对照处理水稻田土壤N2O的排放变化不大,且排放通量较低。施氮处理在施肥前24 h和施肥后24 h N2O的排放通量变化不明显,而在施氮肥后48~96 h内排放通量增大较显著,在96~120 h内,N2O的排放逐渐减少。各处理水稻田土壤CO2排放的日变化规律较相似,在施氮肥前,各处理水稻田土壤CO2排放无显著差异。在施氮肥后24~48 h、48~72 h、72~96 h和96~120 h观测时间段内,自当日15：00至次日9：00,各处理CO2的排放通量均呈现先减小后增大的趋势,且施氮处理CO2的排放通量显著高于对照处理。通过对120 h内水稻土壤N2O和CO2排放通量进行矫正分析,在9：00—11：00进行观测时,CO2和N2O的排放通量与一天的平均值最接近,能够代表一天温室气体排放通量。     

氮肥施用对柑橘果园土壤有机碳矿化的影响

土壤有机碳矿化是土壤向大气释放CO2的最大净输出途径,其与植被的净初级生产力的差值是判断生态系统碳“源”或“汇”的关键。采用室内模拟试验,在10、20、30℃ 3个温度条件下,研究施肥施用对柑橘果园土壤有机碳矿化的影响。结果表明：3种温度处理下,各施氮处理土壤有机碳矿化速率都表现为培养前期快速下降,培养后期保持相对稳定的趋势。在整个培养过程中,3种温度条件下各施氮处理的土壤CO2累积排放量为1328.25~2219.42 mg/kg,100 mg/kg（N4）处理土壤有机碳矿化量最大,CK处理最低,100 mg/kg（N4）和80 mg/kg（N3）2个高氮处理显著高于低氮50 mg/kg（N2）、30 mg/kg（N1）处理。土壤有机碳矿化速率随温度升高而增长,不同的土壤施氮条件下土壤有机碳矿化的温度敏感性不同,N2处理土壤有机碳矿化的温度敏感性最低,N4处理最高。柑橘果园土壤有机碳矿化受高施氮量影响较大,低施氮影响不明显。随着施氮量的增加土壤有机碳矿化的温度敏感性增加,氮肥施用和温度的共同作用可能使柑橘林向大气中排放的CO2增加。     

玉米农田生态系统水碳通量日变化特征研究

农田生态系统作为陆地生态系统的重要组成部分,研究其CO2通量和水汽通量的变化特征对于探讨整个陆地生态系统的碳、水循环具有重要的意义。笔者采用涡度相关系统测定了晴天条件下夏玉米农田生态系统抽穗期的水碳通量,分析其日变化特征。研究结果表明：（1）农田生态系统CO2通量随着光合有效辐射的增强而增大,用米氏方程拟合达到极显著水平,最大潜在碳通量为3.63398 mg/(m2· s);（2）CO2通量上午和下午没有明显的差异,不存在气孔抑制现象;（3）水汽通量随着光合有效辐射的增强而增大,但下午的水汽通量显著大于上午,其原因在于下午的饱和水汽压差远远大于上午,造成下午的蒸腾和蒸发更大;（4）冠层导度随时间的推移基本呈减小的趋势,到11:00 左右基本保持恒定,到14:00左右随着光合有效辐射越来越弱,冠层导度逐渐减小,造成这一结果的原因可能是露水蒸发引起上午冠层导度被高估。     

长期施肥下红壤旱地CO2、N2O排放特征

摘 要：基于中国农业科学院红壤实验站长期定位试验,采用静态箱/气相色谱法,研究红壤旱地小麦生长季节不同施肥处理(CK、NP、NPK、NPKM、1.5NPKM)下土壤CO2、N2O排放差异。结果表明,长期不同施肥处理形成不同的土壤肥力以及作物生长的差异是影响土壤呼吸CO2、N2O排放的重要因素,红壤旱地小麦季土壤呼吸CO2、N2O排放具有明显的季节变化特征;在小麦生长季,不同施肥处理之间土壤呼吸CO2、N2O排放通量差异显著,土壤呼吸CO2年累积排放量在8284.02 kg?ha-1～15863.48 kg?ha-1之间,N2O年累积排放量在0.37 kg?ha-1～2.04 kg?ha-1之间。各处理土壤呼吸CO2排放通量的大小变化：1.5NPKM>NPKM>NPK>CK>NP;土壤呼吸N2O平均排放通量大小顺序为1.5NPKM>NPKM>NPK>NP>CK;有机肥的施用显著增加了土壤呼吸CO2和N2O的排放(P<0.05)。土壤呼吸CO2与N2O排放分别与土壤温度和土壤水分显著相关性。     

乌兰乌苏绿洲棉田生态系统水汽和二氧化碳通量研究

为了研究新疆干旱和半干旱地区农田生态系统陆地-大气间水汽和二氧化碳连续相互作用对全球气候、环境变化的影响。2009年1—12月应用涡动相关系统,连续观测乌兰乌苏绿洲棉田生态系统下垫面（裸地和不同生长期）地气界面水汽和二氧化碳通量变化,分析水汽和二氧化碳通量的季节和日变化规律。结果表明：（1）绿洲棉田生态系统下垫面全年二氧化碳通量变化分干、湿2季,干季棉田下垫面以释放CO2为主,湿季以吸收CO2为主,但全年吸收量远大于释放的量。（2）在湿季,绿洲棉田生态系统下垫面其CO2的通量值曲线呈开口向上的抛物线型,与下垫面棉田发育情况有较好的相关性。（3）其水汽通量全年分3个阶段,水汽通量值从小到大分别为：雪覆盖阶段。裸地阶段。棉花种植阶段。（4）在湿季,其水汽通量日变化明显,与日照强度和温度相关较好。     

保护性耕作对黄土高原旱地春小麦成熟期农田温室气体通量日变化的影响

为了预测农田生态系统中CO2、N2O、CH4的排放对全球气候变暖的响应,及其温度对温室气体排放日变化的影响,利用CO2分析仪、静态箱-气象色谱法,对黄土高原旱区农田生态系统传统耕作(T)和保护性耕作(NTS)措施下春小麦成熟期CO2、N2O、CH4气体通量日变化进行原位观测。结果表明：2种耕作措施下农田土壤均表现为大气CO2、N2O的源和CH4的汇。CO2、N2O、CH4都有明显的日变化特征,传统耕作措施下CO2排放通量明显高于保护性耕作。CO2日排放通量最高峰出现在12:00,最低峰出现在2:00。N2O日排放最高峰出现在16:00,最低峰出现在0:00。保护性耕作措施能增加农田土壤N2O通量的排放。2种耕作措施下CH4吸收通量的最高峰均出现在14:00,保护性耕作措施下CH4吸收通量的最低峰出现在22:00,传统耕作措施则出现在2:00。采取保护性耕作措施能促进农田土壤对CH4通量的吸收。地表温度,5 cm地温与CO2排放通量都有极显著的正相关关系,且都与CO2通呈指数函数关系。N2O与各个耕层的土壤温度都有极显著的正相关关系,且与N2O排放通量呈线性函数关系。2种耕作措施下,CO2通量与地表温度的相关系数最高,N2O与10 cm地温的相关系数最高。CH4与地表温度具有极显著的负相关关系。     

典型草原区生长季大气CO2浓度特征分析

基于锡林浩特国家气候观象台2007～2009年生长季（5～9月份晴日）湍流通量监测资料,结合同步气象资料,分析了典型草原区大气CO2浓度日变化特征及与环境主要因子的关系。结果表明：典型草原区生长季大气CO2浓度日变化呈“正弦”规律波动。最高值出现在5:30左右,为358.1μl/L,最低值出现在13:00左右,为351.1μl/L。与温度、水平风速、光合有效辐射、地表温度（0～5cm）达到显著负相关水平,与空气水蒸气密度、湿度、气压、地温(40cm)达到显著正相关水平。     

灌溉与秸秆覆盖条件下冬小麦农田小气候特征

采用四种灌溉方式和有无秸秆覆盖的组合处理，研究了灌溉与秸秆覆盖结合条件下冬小麦农田的小气候特征。结果表明，从2月份开始，覆盖处理在14:00时的土壤温度明显低于不覆盖处理。秸秆覆盖能够降低近地面空气湿度和提高近地面空气温度，在灌溉条件下表现尤为明显。灌溉能够降低近地面的湍流交换系数和湍流热通量，提高潜热通量，而秸秆覆盖的作用相反。秸秆覆盖具有增强灌溉水入渗能力的作用。秸秆覆盖显著降低冬小麦的产量和水分利用效率(WUE)。     

白点鲑的耗氧率及窒息点研究

2009年在中国水产科学研究院黑龙江水产研究所渤海冷水鱼实验站,对两种不同体重规格的白点鲑的耗氧率、耗氧量及窒息点进行了测定,结果表明,白点鲑的耗氧率和窒息点随体重的增加而减小;耗氧量随体重的增加而增加。温度在13.08℃,平均体重2.06g的白点鲑平均耗氧率为6.14mg／g?h,平均耗氧量为13.58mg／尾?h;平均体重85.95g的白点鲑平均耗氧率为0.46mg／g?h,平均耗氧量为39.69mg／尾?h。平均体重2.06g的白点鲑,窒息点为1.28mg／L,平均体重85.95g的白点鲑窒息点为0.96mg／L。同等规格白点鲑的昼夜耗氧率差异不显著,但其夜间平均耗氧率要高于白天。通过研究结果综合分析认为在9：00、12：00、18：00投喂,每天投喂3次,而且傍晚的投喂量占一天总量的3／5,从而有效提高饲料的利用率,也符合白点鲑的活动规律,有利于鱼体生长。     

极端干旱对毛竹林土壤呼吸的影响

为了预测未来气候变化引起的干旱和高温对森林碳循环的影响,采用人工截雨的方法,创造极端干旱环境,研究极端干旱和较高土壤温度对人工毛竹林土壤呼吸的影响。结果表明：（1）人工截雨样地和对照样地的土壤呼吸月际变化分别为0.63~2.00μmol/（m2·s）和0.66~2.20μmol/（m2·s）。土壤呼吸的月际变化与土壤温度的变化趋势基本相同,而与土壤含水量的变化趋势相反,即成负线性相关。（2）土壤温度可以分别解释截雨样地和对照样地土壤呼吸变异的65.5%和73.9%。基于耦合土壤温度和土壤含水量的多元线性模型,可以分别解释截雨样地和对照样地土壤呼吸变异的66.9%和73.4%。土壤含水量与土壤呼吸的关系不紧密。截雨样地和对照样地的Q10值分别为4.44和5.99。     

设施滴灌条件下甜瓜茎流变化及其对环境因子的响应

设施甜瓜栽培已成为中国一个具有较大增长空间的重要产业。采用合理的灌溉方式和决策来提高甜瓜产量与品质显得尤为重要。为探明设施滴灌条件下甜瓜植株茎流速率变化规律及其影响因素,有效诊断植株水分指标,为制定灌溉策略提供理论依据,采用基于茎热平衡法的Dymaxax包裹式茎流计、小型自动气象站和TRIME-IPH土壤剖面水分测量仪等对温室内覆膜滴灌条件下甜瓜植株茎流速率变化及其周围环境影响因子进行长时间连续定点监测。研究结果表明：温室内甜瓜的茎流速率日变化曲线基本呈双峰曲线,多云及阴天甜瓜白天液流启动推迟,峰值减小15%~47%;晴天条件下温室内太阳辐射(Rs)、空气相对温度(Rh)滞后于茎流速率,阴天及多云条件下,辐射与茎流速率基本同步达到峰值,相对湿度在晴天中午辐射较高区间内的小幅提高会对茎流速率产生一定的拉低效应;温室内太阳辐射是甜瓜茎流变化的主要驱动因素,并建立了以太阳辐射(Rs)和空气相对湿度(Rh)为主要因子反映甜瓜茎流速率(F)变化的多元线性回归模型(F=26.204+0.0890Rs-0.2540Rh,R2=0.831,P<0.001),可对甜瓜蒸腾变化进行预测。     

中华苦荬菜光合作用及与环境因子的关系研究

为研究中华苦卖菜光合特性与环境因子关系,采用TPS-1便携式光合作用系统,测定自然条件下中华苦卖菜叶片光合特性、光合有效辐射（PAR）、大气二氧化碳浓度（Ca）、气温（Ta）、叶温（Tl）和相对湿度（RH）等环境因子。结果表明：中华苦卖菜净光合速率日变化呈明显的双峰曲线,峰值出现在10:00和14:00,分别为为9.26和4.17 μmol/(m2?s),具有明显的光合“午休”现象,中华苦卖菜净光合速率中午降低为气孔限制;蒸腾速率日变化呈单峰曲线,峰值出现在10:00,为3.52 mmol/(m2?s),气孔导度与水分利用效率日变化呈双峰曲线,峰值出现在10:00和14:00;环境因子中对Pn直接作用由大到小为TL>PAR>Ta>Ca>RH,中华苦卖菜Pn与PAR、RH呈显著正相关,与Ta、TL呈负相关。在中华苦卖菜叶片进行气体交换的日进程中,环境因子对中华苦卖菜同光合生理参数的影响程度不尽相同。总体而言,光合有效辐射、空气温度和空气相对湿度是影响中华苦卖菜光合气体交换的主要环境因子。     

风沙半干旱区不同立体复合模式下大扁杏的光合特性

摘要：选择科尔沁沙地南缘3种果粮草立体复合模式（模式A：大扁杏//花生/玉米/花生//大扁杏;模式B：大扁杏//玉米//大扁杏;模式C：大扁杏//草//大扁杏）,研究了3种果粮草立体复合模式下田间主要气象因子的日变化以及大扁杏的光合特性。结果表明：3种模式大扁杏所截获的光合有效辐射（PAR）为：模式C＞模式A＞模式B;模式B的空气相对湿度（RH）较大而气温（Ta）较高,田间CO2浓度也相对偏低。3种模式大扁杏叶片净光合速率（Pn）日变化均呈双峰型曲线,两个高峰值分别出现在12:00与16:00前后。3种模式的Pn日平均（8:00～18:00）分别为10.5、8.9和10.6 μmol/(m2?s);最高值分别为17.9、15.2和18.2 μmol/(m2?s),模式B的光合能力明显低于模式A与模式C,而蒸腾速率（E）则比另两个模式高,模式A的光合速率虽介于模式B与模式C之间,但其蒸腾速率显著低于两模式,故模式A的大扁杏WUE日平均相对较高,抗旱性较强。从经济效益分析,模式A的经济效益显著高于另两模式。因此,模式A在风沙半干旱区表现较好。     

晚稻全生育期气温、水温、泥温特征及避灾应用

为研究双季晚稻全生育期气温、水温、泥温特征及寒露风避灾措施,应用农田小气候与实景观测系统等开展研究。试验表明：晚稻营养生长期以水温积温最高,生殖生长期以泥温积温最高。营养生长期日均气温、水温、泥温相差较大,孕穗后三者粘合并同步大幅下降。中午水温与日照时数呈正相关、与叶面积指数呈负相关。水温维持较高时长为14h、高于早稻,是低温灾害的首选干预介质。寒露风来临时,气温下降迅猛并在6:00出现极值,日均气温较日均水温低2℃,最低气温可较水温极值低5.3℃。水温全天较稳定,灌深水保温可平缓早晚气温尖锐低谷,日平均气温比无措施提升1.5℃。遇大晴天实施排水晒田,在11:00后水温、泥温都呈明显上倾。抽穗后期灌浆前期寒露风对秕谷率影响较大,采取灌深水 遇晴排水晒田的综合措施对秕谷率、空壳率、千粒重改善最明显。     

衡阳紫色土丘陵坡地植物群落根系与土壤理化特征

为了对衡阳紫色土丘陵坡地自然恢复演替进程中主要植物群落植被根系与土壤理化特征的变化进行研究。先用“空间代替时间”的方法,选择3类典型样地,分别代表群落演替进程中3个不同的阶段。再用野外样地调查和室内分析法研究了衡阳紫色土丘陵坡地自然恢复演替进程中,主要植物群落不同演替阶段的植被根系空间变化格局和土壤环境因子间的关系。结果表明：（1）随着植物群落演替进行,不同阶段植物群落的生态特征,土壤的理化性质等产生相应的变化,演替初期、演替中期与演替后期0~15 cm土层的根系量与土量的比例分别为0.18、0.15、0.12;（2）随着植物群落演替进行,植物根系的空间分布格局会发生相应的变化,不同的演替阶段土壤根系的基质量的大小顺序为：演替初期＜演替中期＜演替后期,0~15 cm土层的根土比的变化规律为：演替初期＞演替中期＞演替后期;（3）随着植物群落演替进行,植物根系(0~60 cm)的空间分布格局、根土比、土壤容重与土壤含水量会发生相应的变化,且它们与土壤中氮的含量存在一定的相关性。