杭州湾滨海湿地CH4排放通量的研究

2013年4—9月,利用静态明箱–气相色谱法对杭州湾裸滩湿地、海三棱藨草湿地、芦苇湿地和互花米草湿地CH4排放通量进行了原位观测,并利用室内厌氧培养法测定了0~30 cm深度的土壤CH4产生潜力。结果表明:整体而言,裸滩湿地表现为CH4的吸收源,CH4排放通量春季高、夏季低;海三棱藨草湿地、芦苇湿地和互花米草湿地表现为CH4的排放源,CH4排放通量均呈现夏季高、春秋季低的季节变化。平均CH4排放通量表现为:互花米草湿地(1.589 mg/(m2·h))芦苇湿地(0.722 mg/(m2·h))海三棱藨草湿地(0.218 mg/(m2·h))裸滩湿地(–0.068 mg/(m2·h)),互花米草湿地各月CH4排放通量均显著高于其他湿地。0~30 cm深度平均土壤CH4产生潜力表现为:互花米草湿地(0.050μg/(g·d)芦苇湿地(0.042μg/(g·d))裸滩湿地(0.030μg/(g·d)海三棱藨草湿地(0.027μg/(g·d)),互花米草湿地各土层CH4产生潜力显著高于其他湿地(除0~5 cm外)。裸滩湿地土壤CH4产生潜力没有明显的空间垂直变化趋势,CH4产生潜力最大值、最小值分别出现在10~20 cm和5~10 cm土层。其他3类湿地0~5 cm土层的CH4产生潜力最大,土壤CH4产生潜力整体上随着土壤深度的增加而减小;海三棱藨草湿地和芦苇湿地5~10 cm土层的CH4产生潜力最小,互花米草湿地20~30 cm土层的CH4产生潜力最小。土壤p H、有机碳和全氮含量对CH4排放通量有显著的影响。     

大通煤矸石充填复垦区不同植被类型土壤碳排放动态

2011年7月至2012年3月,利用LI-8100土壤CO2通量系统测定了淮南市大通煤矸石充填复垦区草地、灌丛、小乔木林、大乔木林土壤呼吸强度及其相关影响因子.结果显示,煤矸石充填复垦区4种植被类型下土壤呼吸强度的昼夜及季节变化均呈单峰曲线形式,最大值出现在夏季的12:00-16:00间,最小值出现在冬季的4:00左右;不同植被类型下土壤呼吸强度差异显著(p＜0.05),且土壤呼吸强度有强到弱的顺序呈现:草地＞灌丛＞小乔木林＞大乔木林.4种植被土壤CO2-C年释放通量分别为(999.74±62.26) g/(m2· a),(908.49±72.41) g/(m2· a),(869.22±56.23) g/(m2· a),(726.10±63.01) g/(m2· a),故考虑植被的碳减排效应,在煤矸石充填复垦区可以多种植乔木、灌木,而尽量少植人工草坪;复垦区土壤呼吸除受植被类型影响外,主要受10 cm土层土壤温度的影响,各植被类型土壤呼吸强度对土壤温度的指数模型均可以解释88％以上的土壤呼吸变异;草地、灌丛、小乔木林、大乔木林碳排放对温度的敏感性Q10值分别为:2.57,2.71,2.96和3.67.     

堆积肉牛粪便甲烷排放影响因子试验

通过测定肉牛粪便在不同温度和堆高时的甲烷排放量,探讨了中国肉牛粪便甲烷排放量及其主要影响因素。采用动态箱法测定了肉牛粪便在15℃、25℃和35℃中,堆高分别为10cm、20cm和40cm时的甲烷排放通量,同时分析了试验前后粪便的性质。结果表明,15℃时肉牛粪便堆放15d的鲜牛粪甲烷排放通量为(0.031±0.002)～(0.002±0.000)g/(d·kg),累积排放量为0.17～0.18g/kg;25℃中堆放26d的甲烷排放通量为(0.323±0.018)～(0.051±0.063)g/(d·kg),累积排放量为3.8～5.1g/kg;35℃中堆放26d的甲烷排放通量为(0.414±0.073)～(0.033±0.050)g/(d·kg),累积排放量为3.6～6.6g/kg。15℃中粪便甲烷排放量显著小于25℃和35℃中的排放量(P<0.01)。粪便堆高与单位表面积的累积甲烷排放量相应也高。     

夏季奶牛场污水覆膜存储池温室气体排放分析

为研究畜禽粪污处理过程中温室气体的排放状况,该文对夏季某奶牛场的覆膜存储池工艺贮存畜禽养殖场污水过程中温室气体CO_2,CH_4和N2O排放量及排放规律进行了研究。结果表明:覆膜存储池中CO_2,CH_4和N2O的排放浓度分别是(634.01±81.54)g/m3,(215.33±18.59)g/m3,(0.19±0.07)mg/m3;CO_2,CH_4和N2O的单位面积排放量分别是(4.18±0.53)g/(m2×h),(1.42±0.12)g/(m2×h),(0.0013±0.0005)mg/(m2·h)。CH_4和N2O的CO_2排放当量分别达到35.50和0.0004 g/(m2·h)。CO_2、CH_4和N2O的平均温室效应的贡献率分别是10.53%、89.46%和0。在该研究夏季监测期间,温度与CO_2和CH_4排放量有明显的正相关趋势,虽然其相关性均不显著(P0.05),但其在全年范围中温室气体排放及温度变化的相关性需要进一步研究。在覆膜存储中厌氧条件下,N2O的排放量很低,可以忽略不计。因此,如何加强对大量生成的CH_4进行综合高效利用,对降低奶牛场污水储存过程的温室气体排放至关重要。     

黄土丘陵区不同土地利用类型土壤CO_2,N_2O通量特征

以黄土丘陵区园则沟小流域农地、撂荒草地、红枣林3种土地利用类型为单元,采用静态箱—气象色谱法对生长季土壤CO_2,N_2O两种温室气体进行定位监测,研究退耕还林(草)工程实施后不同土地利用类型土壤CO_2,N_2O排放通量特征。结果表明:生长季农地、撂荒草地、红枣林土壤CO_2排放通量均值分别为300.39,273.31,173.80mg/(m~2·h),季节变化均呈单峰型;农地、撂荒草地、红枣林N_2O通量均值分别为7.08,9.26,0.52μg/(m~2·h),土地利用类型未明显改变N_2O通量的季节特征,各处理均于6—7月出现较大值,其他时期均较低或出现负排放并呈现较为复杂的源汇特征。土壤10cm温度与土壤CO_2,N_2O相关关系高于土壤水分,而3种土地利用类型下N_2O通量与土壤水分均不相关,二元线性回归结果显示水热双因子解释了54%~78%的土壤CO_2通量变异。综合分析表明黄土丘陵区退耕还草后土壤CO_2未有显著变化,土壤N_2O则随土壤基质条件的改善呈现上升趋势(p0.01);坡耕地改为经济林后土壤CO_2,N_2O通量均有一定程度减少(42.1%~92.7%),且更容易出现N_2O的负排放。     

河西走廊中段荒漠草地地上生物量分布特征及其与环境因子的关系

[目的]揭示河西走廊中段荒漠草地地上生物量的空间分布特征及其与环境因子的关系,为区域草地生态系统碳库及其变化评估提供基础资料。[方法]利用从52个样点获得的样方调查数据,进行统计分析。[结果](1)河西走廊中段荒漠草地单位面积地上生物量的范围为11.17~523.76g/m2,平均值为149.67g/m2,大致表现为西北高,东南低的分布特征;(2)调查中共出现15种优势植物群落地,地上部生物量黑果枸杞群落最小,为49.88±7.42g/m2,叉枝鸦葱群落最大,为201.69±98.48g/m2;(3)地上生物量与经度呈显著的负相关关系,与海拔呈显著的正相关关系;(4)土壤环境因子能够解释地上生物量39.8%的空间变异,其中土壤类型、土壤容重和土壤有机质的影响较显著,而土壤含水量的影响相对较弱。[结论]河西走廊荒漠草地地上生物量趋势为由西北至东南逐渐降低;海拔和土壤环境因子是影响分布格局的关键因子。     

亚热带农业小流域水系N2O扩散通量及其影响因素

为研究亚热带丘陵地区农业小流域水系溶存N2O的扩散传输特性,利用双层扩散模型法,研究了一年周期内(2014年4月-2015年4月)脱甲河小流域4级河段N2O浓度和扩散通量的时空变化规律及其与环境变量的相关关系。结果显示:1)脱甲河水体氨态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)和电导率(electrical conductivity,EC)的年变化范围分别是0.004~8.32(均值1.29±1.49)mg/L、0.01~3.05(均值1.43±0.63)mg/L、0.92~6.72(均值2.99±1.25)mg/L和50.36~248.43(均值138.37±47.56)μS/cm,相应的河流N2O浓度和扩散通量的年变化范围分别是0.006~1.38(均值0.15±0.26)μmol/L和-0.88~337.94(均值32.50±56.41)μg/(m2·h);2)除在冬季河流源头区域观测到个别的负通量外,N2O扩散通量在一年时间内几乎持续处于正值,呈现明显的季节变化特征。其季节变化规律为:冬高(70.93±90.89)μg/(m2·h),夏低(12.04±9.02)μg/(m2·h);空间上呈随河流污染负荷梯度的增加通量逐步增加的模式;3)影响脱甲河水体溶存N2O浓度的显著性因子有EC(r=0.45,P0.05)、NH4+-N(r=0.44,P0.05)、NO3--N(r=0.52,P0.05)和DOC(r=0.49,P0.05);水体N2O扩散通量与NH4+-N(r=0.50,p0.05)、NO3--N(r=0.58,P0.05)、DOC(r=0.46,P0.05)和EC(r=0.50,P0.05)呈显著正相关,与水体温度T(r=-0.24,P0.05)呈显著负相关。研究表明,脱甲小流域内,农业面源污染、畜禽养殖以及居民生活废水和污水的排入造成的河流水体污染负荷增大是导致脱甲河水体溶存N2O扩散通量急剧增加的主要原因。该研究可为研究亚热带丘陵地区水系或类似河流N2O扩散特征及影响因素响应机制提供参考。     

喀纳斯自然保护区林地和草地土壤呼吸速率差异及影响因素

为了研究新疆喀纳斯国家自然保护区森林生态和草地生态系统与大气的相互作用,分析土壤呼吸速率的时空变异特征及与影响因子的关系,2012年及2013年5月上旬至9月上旬利用土壤碳通量测量系统LI-8150对林地和草地两种植被类型土壤的呼吸速率日动态进行了全天连续自动监测,研究了两类土壤呼吸速率在生长季各月日的变化规律。结果表明:林地和草地生态系统土壤呼吸速率在植被生长季内均呈现较明显的单峰曲线型日变化,其月最大值均出现在7月,林地土壤呼吸速率的最大值(2.43μmol/(m~2·s))显著高于草地土壤呼吸速率最大值(1.55μmol/(m~2·s)),且各月林地生态系统的土壤呼吸速率均明显高于草地,波峰出现在北京时间17:00—18:00,波谷出现在北京时间9:00—10:00,草地最小值出现在6月(0.35μmol/(m~2·s)),而林地最小值出现在5月,其呼吸速率仅0.71μmol/(m~2·s),且整个生长季白天大于晚上,全天以呼出CO_2为主。植被生长季内林地和草地土壤呼吸速率与土壤温度的变化趋势相似,具有显著的正相关性,但与土壤含水量的变化没有这样的趋势。     

菠菜内生固氮菌的分离及其功能特性研究

内生固氮菌具有促生、病原菌的防治及生物固氮等作用,并且占据着植物组织内有利于营养供应和微环境适宜的生态位,是重要的微生物菌种资源。从菠菜根内分离筛选优势内生固氮菌7株,其中假单胞菌属(Pseudomonas)5株,红球菌属(Rhodococcus)和黄杆菌属(Flavobacterium)各1株。菌株Pseudomonas sp.BCE6和Pseudomonas sp.BC-E8固氮酶活性较高,分别为(13.19±0.32)和(12.11±0.96)C2H4nmol/(mg protein·h),与圆褐固氮菌(ACCC11103)的固氮酶活性具有极显著性差异(P0.01);菌株Pseudomonas sp.BC-E7具有固氮酶活性[(8.42±0.03)C2H4nmol/(mg protein·h)]、产IAA能力[(59.58±4.15)μg/m L]、ACC脱氨酶活性[(5.067±0.376)μmol/(mg protein·h)],拮抗立枯丝核菌ACCC36124(Rhizoctonia solani)、麦类赤霉病ACCC36272(Gibberella zeae)等4种常见土传病害。菠菜内生固氮菌Pseudomonas sp.BC-E7是一株多功能内生菌,具有较好的生产应用前景。     

华北平原杨树人工林5种植被类型土壤CO2通量研究

利用Licor-8100土壤CO2通量测定系统对华北平原地区5种不同密度和类型杨树人工林2009年10月份的土壤呼吸通量进行了观测、比较和分析.结果表明:(1)在短时间尺度上,它们的土壤呼吸通量有显著的差别,表现出明显的空间异质性.其大小顺序为:8 m行宽林间小藜、牛筋草地>2 m行宽林问苍耳地>8 m行宽林间水蓼、灰灰菜地>8 m行宽林间苍耳地>2 m宽林间裸地,其中平均值最大呼吸通量为3.23 μmol/(m2·s),最小为1.87μmol/(m2·s).(2)造成各植被类型和密度土壤呼吸差异的因素有土壤草根密度、与杨树的距离和地表空气流通性.(3)5种类型和密度的土壤呼吸通量的日变化过程并不一致,除8 m行宽林间小藜、牛筋草地和8 m行宽林间水蓼、灰灰菜地的呼吸通量与温度有较一致的规律,呈单峰型外,其余无明显的变化规律.(4)在较大时间尺度上,空气温度,土壤含水率和空气湿度有显著的相关关系;随着空气温度、土壤含水率和空气湿度的下降,土壤呼吸通量在一个月内呈逐渐的下降趋势.     

基于ZigBee的精准农业模式研究

针对传统农业的局限性,探讨了传统农业生产模式转变为以信息网络为中心的精准农业的生产模式,阐述了ZigBee技术在精准农业中的应用,对系统的硬件进行了设计,并给出了软件流程。运用该系统可有效地降低成本,提高农作物产量。     

土壤对养分离子吸附特性初步研究

针对土壤本身对养分离子具有吸附固定特性降低了养分的有效性,运用土壤养分状况系统研究法通过吸附试验研究新疆两种土壤对养分离子的吸附固定能力。研究结果表明:棕漠土对P、Zn、Cu的吸附固定能力比潮土强,两种土壤对K、B和Mn吸附固定差异不显著,棕漠土的养分限制因子是N>P>Mn>B,潮土的养分限制因子是N>Mn>P>K,因此施肥时考虑到土壤对养分离子的吸附固定能力确定合理的施肥量。     

降雨对地表糙度影响的研究

通过野外模拟降雨实验,研究了降雨对地表糙度的影响规律,经过降雨作用后,随机糙度的地表,变化呈增加趋势,而有向糙度的地表,则呈减小趋势;随着降雨组合因子增加,随机糙度的变化量呈增加的趋势,而有向糙度则呈幂函数递减。     

基于IHA-RVA法的生态治理对径流演变情势的影响评估

研究流域径流演变情势及其对生态治理的响应,可为流域水资源合理利用和水生态治理提供重要指导。该文依据北洛河上游1964—2014年逐日平均流量和年降水量资料,采用双累积曲线法、双滑动平均法(MASH)和Mann-Kendall趋势检验法对径流过程变化进行了分析研究,采用水文指标变化范围法(IHA-RVA)对5组30个径流指标及其改变度进行了评估,对径流演变成因做了初步分析。结果表明：研究期内年径流呈现减少趋势,且以1979年和2002年为界可划分为基准期、水土保持治理期和生态恢复影响期;汛期流量下降较非汛期明显,减少幅度为35.6%;生态治理影响下径流指标整体水文改变度为74.35%,属于高度改变;5组30个径流指标中发生高度改变的指标占比增加,其中年极端流量组变化度最大,为94.77%。人类活动使得流域河川径流显著减少且波动性减弱,而水土保持、退耕还林(草)措施是核心驱动力。     

陆面过程中的水文模式研究

陆面水文过程模拟是解决全球环境恶化与气候异常的最好方法，是当前学术界关注的热点。对陆面过程的涵义、模式的发展、陆面过程中水文参数的描述进行了总结，提出了在陆面水文过程研究中存在的尺度匹配误差、数据共享矛盾、参数不确定性等不足及今后的研究方向。     

黄土沟壑丘陵区退耕对土壤侵蚀影响的模拟研究

随着在黄土沟壑丘陵区退耕政策的实施,退耕必将对该地区的水土流失特征产生重大影响。对退耕的水土保持效益进行模拟研究,可为退耕政策的合理实施提供理论依据。选定位于黄土沟壑丘陵区的安塞研究区,在RS和GIS支持下,采用USLE,模拟研究了不同退耕方案对土壤侵蚀的影响。在2001年土地利用的遥感解译图和GIS计算分析基础上设计了8种不同的退耕方案,模拟结果显示,各种退耕方案对土壤侵蚀的减少主要发生在强度及强度以上侵蚀区,退耕后研究区已没有发生剧烈侵蚀的区域,强度和极强度侵蚀明显减少;土壤侵蚀量的减少主要发生在≥25°退耕和≥15°退耕,≥25°退耕还草和还林分别使土壤侵蚀总量减少了19.9%和23.2%,≥15°退耕还草和还林分别使土壤侵蚀总量减少了36.6%和42.6%。≥8°退耕方案和全部退耕方案与≥15°退耕方案相比,水保效益并没有显著差别。     

GIS支持下的土壤侵蚀强度景观空间结构研究

从土壤侵蚀角度看,自然生态系统景观由微度土壤侵蚀和其它等级土壤侵蚀强度的地域组成 ,其景观基本元素有斑、廊、基.在GIS支持下研究了宜昌地区土壤侵蚀强度景观的面积对比、多样性指数、优势度指数和多度等参数.通过RS-GIS一体化的土壤侵蚀遥感调查,认为宜昌地区中观尺度的土壤侵蚀强度景观结构类型有散置斑块景观、指状交错景观、网络景观.     

基于InVEST模型评估土地整治对生境质量的影响

土地整治通过对土地资源及其利用方式再组织和再优化影响生境斑块之间物质流、能量流的循环过程,从而改变区域生境质量和分布格局。该文以大安市土地整治重大项目为例,采用InVEST模型分析了土地整治对生境质量的影响。研究表明:1)土地整治前(2008年)、整治中(2011年)、整治后(2014年),耕地、草地和盐碱地均为项目区的主要土地利用类型;2)土地整治后,大量的盐碱地和草地转变为耕地,耕地面积由整治前的14.43%上升到71.19%;3)土地整治中,项目区的生境质量得分由整治前的0.194下降到0.189,整治后又上升到0.214;4)土地整治工程改善了项目区的生境质量,但整治完成后生境质量改善效果经历了先下降后上升的过程,在整治完成3~4 a时,生境质量仅比整治前提高了0.06左右,整治完成4 a之后,生境质量开始逐渐好转。研究结果可为土地整治工作中的生境及生物多样性保护工作提供科学依据。     

不同基因型大豆氮效率的研究

通过对不同基因型大豆新大豆1号和黑农40的试验研究,结果表明,施氮对新大豆1号的增产作用不明显,但对黑农40有较好的增产作用;花期黑农40和新大豆1号上、中、下层叶片氮含量都随着施氮量的增加而增加,黑农40叶片氮含量与施氮量的相关系数都达到极显著相关,但新大豆1号没有达到显著水平;施氮对新大豆1号的生物固氮抑制程度高于黑农40,使新大豆1号生物固氮降低36. 3% ~85. 2%。     

农膜污染的防治对策

论述了我国残膜污染的原因、现状及残膜给环境和农业带来的危害 ,并针对目前存在的问题提出了治理对策。