采伐对大兴安岭非连续冻土区毛赤杨沼泽碳源/汇的影响

目的气候变暖引起冻土退化将会增加冻土之上湿地的温室气体排放，但有关采伐干扰对冻土湿地温室气体排放有何影响仍不清楚。方法运用静态箱?气相色谱，相对生长方程等方法，测定寒温带大兴安岭冻土生境毛赤杨沼泽林4种不同采伐处理（对照（D）、轻度择伐15%（Q_z）、重度择伐45%（Z_z）及皆伐（J））的土壤呼吸年碳排放量（ACE）（CO₂和CH₄），植被净初级生产力（NPP）与年净固碳量（VNCS）及相关环境因子（土壤温度、水位、化冻深度、土壤碳氮含量、雪被厚度等），依据生态系统净碳收支平衡，揭示采伐干扰对冻土生境毛赤杨沼泽林生态系统碳源/汇的影响规律及其机制。结果（1） Z_z和J显著降低土壤CH₄年均通量（0.008 ~ 0.019 mg/（m2·h））52.6% ~ 57.9%，而Q_z与对照相近（? 10.5%，P > 0.05），且其季节动态趋势存在2种类型（D、Q_z双峰型?低排放及Z_z和J双峰型?低吸收）。（2） Q_z、Z_z和J显著降低土壤CO₂年均通量（103.69 ~ 133.65 mg/（m2·h））14.4% ~ 22.4%（P < 0.05），且其季节动态趋势存在2种类型（D、Q_z单峰型?峰值于夏末及Z_z和J单峰型?峰值提前于盛夏）。（3） 其土壤CH₄通量受土壤温度、水位、雪被厚度综合控制，土壤CO₂通量受土壤温度、土壤有机碳含量、化冻深度综合控制。（4） NPP（5.07 ~ 8.83 t/（hm2·a））和VNCS（2.10 ~ 3.83 t/（hm2·a））呈现随采伐强度增大而递减趋势，Q_z与D相近（P > 0.05），Z_z和J显著低于D 13.7% ~ 36.9%和14.2% ~ 43.5%（P < 0.05），J又显著低于Z_z 26.9%和34.2%（P < 0.05）。（5） 净生态系统碳收支（? 0.42 ~ 1.30 t/（hm2·a））存在显著差异性，D、Q_z、Z_z均表现为碳的吸收汇，且Q_z的汇强显著高于D和Z_z 1.6和1.2倍（P < 0.05），但J已转化为碳的排放源（? 0.42 t/（hm2·a），P < 0.05）。结论择伐干扰8年后寒温带冻土区毛赤杨沼泽林的碳汇功能已恢复，而皆伐后仍维持碳源，故在湿地碳汇管理中适宜采取择伐而应避免皆伐。      

光合模型对无患子叶片光合响应参数计算结果的影响

目的旨在探究光合模型对无患子冠层不同部位叶片光合响应参数计算结果的影响,并得到合适的光合响应应用模型和合理的光合响应参数。方法本研究以福建建宁地区进入稳定结实期的无患子为研究对象,采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角修正模型和指数修正模型来拟合无患子冠层不同部位叶片的光响应曲线,采用直角修正模型、直角双曲线模型和Michaelis-Menten模型来拟合CO₂响应曲线,通过均方误差和决定系数来检验光合响应模型的拟合精度,采用Duncan多重比较法检验不同模型和不同部位叶片光合响应参数的差异并进行方差分析。结果（1）4种模型对光响应曲线拟合结果的优劣为:直角修正模型 > 指数修正模型 > 非直角双曲线模型 > 直角双曲线模型,3种模型对CO₂响应曲线拟合优劣的结果类似:直角修正模型 > 直角双曲线模型/Michaelis-Menten模型。（2）层级间叶片光合响应参数的差异显著性因模型而有别,各模型得到的方向间叶片光合响应参数值的差异均不显著。（3）模型对初始量子效率、光响应最大净光合速率、光饱和点、暗呼吸速率、CO₂响应最大净光合速率和CO₂饱和点的影响更大,层级对光补偿点、初始羧化效率、CO₂补偿点和光呼吸速率的影响更大,方向对光合响应参数无显著影响,光饱和点、CO₂饱和点、初始羧化效率和CO₂补偿点还受到交互作用的显著影响。结论相对于其他模型,直角修正模型能更好地拟合无患子光合响应曲线,得到的光合响应参数也较准确;模型对所有光合响应参数的影响是极显著的,模型的筛选很重要。      

无患子幼苗的生长和光合特性对重庆低山丘陵区不同生境的响应

目的本文探究了重庆低山丘陵地区不同生境无患子生长、光合特征及其影响因素,为西南地区无患子苗木培育及集约种植提供参考。方法在无患子旺盛生长的夏季测定低山、高丘和低丘立地无患子的生长指标、光合响应曲线及日变化特征,并采用通径分析方式分析各环境因子对无患子净光合速率（P_n）的直接和间接影响。结果（1）3种生境无患子P_n与蒸腾速率（T_r）日变化均呈双峰曲线变化,存在明显的“午休”。低丘无患子日均P_n和T_r均最小,高丘与低山日均P_n相差不大;光能利用效率（LUE）与水分利用效率（WUE）日均值大小为低丘 > 高丘 > 低山。（2）低山、高丘和低丘的无患子株高较移栽前分别增长1.16、1.39和0.63倍,地径增加2.41、1.97和0.75倍;叶片干质量大小为低山 > 高丘 > 低丘;根、茎总干质量大小为高丘 > 低山 > 低丘。（3）光合有效辐射（PAR）、大气CO₂浓度（C_a）、温度（T_a）和湿度（RH）等各环境因子决策系数由大到小分别为低山:R_PAR2 > R_Ta2 > R_Ca2 > R_RH2,高丘:R_PAR2 > R_Ta2 > R_Ca2 > R_RH2,低丘:R_PAR2 > R_Ca2 > R_RH2 > R_Ta2。（4）叶绿素a、b含量由大到小为低丘 > 高丘 > 低山;类胡萝卜素含量大小为低山 > 高丘 > 低丘。（5）拟合光合响应曲线得出无患子最大净光合速率（P_nmax）大小为低山 > 高丘 > 低丘;叶片表观量子效率（AQY）低山最小,高、低丘陵间无显著差异。结论无患子在低山立地条件下能长期获取比高丘、低丘更强的光照,长期适应使其对弱光利用能力低于另两个立地。3种立地中,PAR皆为P_n的主要驱动因子,低山和高丘立地中RH为P_n最大限制因素;低丘立地P_n主要限制因子为T_a,其夏季高温限制了无患子的光合潜能,导致其日均P_n在3种立地中最小,植株生长最慢。      

林龄和气候变化对三峡库区马尾松林蓄积量的影响

目的林龄增长和气候变化是影响森林蓄积量变化的关键因素,研究这两种因素对区域尺度森林蓄积的影响具有重要意义。方法本文基于生态过程模型（3-PG）、森林资源规划设计调查数据及3种未来气候情景（BS、RCP4.5和RCP8.5）,量化了林龄和气候变化对三峡库区马尾松林蓄积的影响。结果2009—2050年林龄促使三峡库区马尾松林蓄积年均增长2.60 × 106 m3/a或2.60 m3/（hm2·a）;而气候变化对蓄积生长的促进作用较小,年均增量为1.70 × 105 ~ 2.00 × 105 m3/a或0.17 ~ 0.20 m3/（hm2·a）,相当于林龄影响的6.55% ~ 7.67%。林龄和气候变化对马尾松林蓄积生长的促进作用在三峡库区中部最强,而在库区南部最弱。林龄促进马尾松林单位面积蓄积年均增长最高和最低的地区分别是万州区和巴南区,对应值为4.54 和1.17 m3/（hm2·a）。气候变化对开州区单位面积蓄积年均增长的促进作用最高,为0.40 m3/（hm2·a）,而对涪陵区的促进作用最低,为0.03 m3/（hm2·a）。结论林龄和气候变化均促进马尾松林蓄积生长,其共同作用将使万州区和开州区马尾松林单位面积蓄积年均增量最高,而使巴南区蓄积年均增量最低。未来需重点关注巴南区马尾松林生长,通过加强抚育管理、调整林龄结构以维持区域森林资源增长。      

基于Biome-BGC模型的千烟洲森林水分利用效率研究

目的为了探究全球气候变化背景下森林生态系统水分利用效率的影响因子及其对气候变化的响应。方法本文利用经PEST模型参数优化后的Biome-BGC模型,对千烟洲森林生态系统2000—2014（CK）年以及不同气候情景变化模式下的水分利用效率及其影响因子进行了探究。结果（1）千烟洲的年均温和最大叶面积指数同水分利用效率呈显著正相关关系（P < 0.01）,降水同水分利用效率间的相关性不显著（P > 0.05）。（2）千烟洲不同情景模式水分利用效率的取值区间是2.09 ~ 3.71 g/kg、均值2.90 g/kg。（3）同CK（2.18 ~ 2.57 g/kg、均值2.38 g/kg）相比,千烟洲各情景模式下大气CO₂浓度增加情景（2.38 ~ 3.41 g/kg、均值2.90 g/kg）、降水和大气CO₂浓度同时增加情景（2.38 ~ 3.33 g/kg、均值2.86 g/kg）、气温和大气CO₂浓度同时增加情景（2.58 ~ 3.71 g/kg、均值3.15 g/kg）、降水和气温同时增加（2.30 ~ 2.84 g/kg、均值2.57 g/kg）及降水、气温和大气CO₂浓度同时增加情景（2.70 ~ 3.60 g/kg、均值3.15 g/kg）的水分利用效率差异显著。但是,降水增加情景（2.09 ~ 2.68 g/kg、均值2.39 g/kg）和气温增加情景（2.13 ~ 2.81 g/kg、均值2.47 g/kg）对水分利用效率的影响不显著。（4）降水和大气CO₂浓度同时增加情景与大气CO₂浓度增加情景的水分利用效率差异不显著,气温和大气CO₂浓度同时增加情景与大气CO₂浓度增加情景的水分利用效率差异显著。结论（1）千烟洲森林生态系统的水分利用效率受到气温和叶面积指数的影响,情景分析表明水分利用效率能很好的对气候变化做出响应。（2）降水、气温和大气CO₂浓度对水分利用效率的影响存在耦合效应。（3）增温对水分利用效率的影响要大于降水。      

我国主要粮食作物秸秆还田养分资源量及其对小麦化肥减施的启示

【目的】明确我国主要粮食作物秸秆及其养分资源特征,为秸秆肥料化利用、化肥合理减施及农业绿色生产提供科学依据。【方法】基于《中国统计年鉴》和文献资料数据,估算我国水稻、小麦和玉米秸秆及其养分资源量,分析秸秆和养分资源区域分布特征、养分资源当季释放量以及小麦生产中化肥减施量。【结果】通过文献数据加权估算,我国水稻、小麦和玉米的草谷比分别为1.01、1.14和1.25。2014—2018年,我国三大粮食作物秸秆年均产量为65 386.6万t,其中水稻、小麦和玉米秸秆产量分别占32.3%、22.7%和45.0%。秸秆资源量的73.3%分布在我国华北、长江中下游和东北农区,其中水稻秸秆主要集中在长江中下游农区（50.7%）、小麦秸秆主要集中在华北农区（59.0%）、玉米秸秆主要集中在东北农区（33.7%）和华北农区（30.4%）。我国水稻、小麦和玉米秸秆氮素（N）平均含量分别为0.78%、0.64%和0.85%,磷素（P₂O₅）平均含量分别为0.42%、0.27%和0.53%,钾素（K₂O）平均含量分别为2.31%、1.53%和1.59%,秸秆总养分含量（N+P₂O₅+K₂O）表现为水稻>玉米>小麦。三大粮食作物秸秆养分资源年均量为509.8万t（N）、284.7万t（P₂O₅）和1 183.0万t（K₂O）,不同农区总养分量分布表现为长江中下游（26.0%）>华北（25.4%）>东北（21.3%）>西北（11.1%）>西南（10.5%）>东南（5.6%）。我国水稻、小麦和玉米秸秆还田氮素当季释放率分别为54.9%、51.4%和61.9%,磷素当季释放率分别为60.9%、65.3%和73.0%,钾素当季释放率分别为90.1%、93.3%和92.3%,表现为钾>磷>氮。三大粮食作物秸秆还田养分当季归还量（化肥可替代量）年均值为294.0万t（N）、194.1万t（P₂O₅）和1 083.9万t（K₂O）,总量为1 572万t,其中以玉米秸秆养分（N+P₂O₅+K₂O）当季归还量最高,占当季养分总归还量的44.6%。秸秆还田对我国小麦生产具有较高化肥替代潜力,在小麦一年一作区,小麦秸秆全量还田理论上可替代4.6 kg N·hm ^-2、7.8 kg P₂O₅·hm ^-2和65.3 kg K₂O·hm ^-2的化肥投入量;小麦玉米轮作区,玉米秸秆全量还田理论上可替代小麦生产季39.4 kg N·hm ^-2、28.9 kg P₂O₅·hm ^-2和109.9 kg K₂O·hm ^-2的化肥投入量;稻麦轮作区,水稻秸秆全量还田理论上可替代小麦生产季29.9 kg N·hm ^-2、17.8 kg P₂O₅·hm ^-2和145.1 kg K₂O·hm ^-2的化肥投入量。【结论】我国水稻、小麦和玉米秸秆年均产量分别为21 141.5万t、14 843.1万t和29 402.0万t,总量为65 386.6万t。三大粮食作物秸秆全量还田养分当季释放量为294.0万t（N）、194.1万t（P₂O₅）和1 083.9万t（K₂O）。70%以上秸秆资源和养分当季释放量集中在长江中下游、华北和东北地区。小麦生产区,前茬作物秸秆全量还田理论上可替代 4.6—39.4 kg N·hm ^-2、7.8—28.9 kg P₂O₅·hm ^-2和65.3—145.1 kg K₂O·hm ^-2的化肥投入量。     

生物炭及与秸秆联用对我国热带地区稻田土壤CH4和N2O的影响

为了研究添加生物炭、秸秆、生物炭与秸秆联用对热带地区稻田温室气体排放的影响,通过盆栽培养试验,设常规施肥（CK）、常规施肥配施 40 t·hm?2 椰糠生物炭（B）、常规施肥配施3 t·hm?2水稻秸秆（C）、常规施肥配施 40 t·hm?2 椰糠生物炭加3 t·hm?2水稻秸秆（B+C）4个处理,采用静态箱-气相色谱法监测整个水稻种植季CH₄和N₂O排放,估算全球增温潜势（GWP）并测定收获后作物产量。结果表明,相比CK处理, B、C和B+C处理的N₂O累计排放量分别降低21.43%、21.89%和14.77%;B处理的CH₄累计排放量降低38.21%,而C和B+C处理的CH₄累计排放量分别增加14.63%和19.85%;C和B+C处理显著增加GWP,而B处理显著降低GWP;单独添加生物炭减排效果最佳。与CK相比,B、C处理的单株水稻产量分别增加5.22%、8.76%,而B+C处理的单株水稻产量降低18.39% (P<0.05)。因此,在我国热带地区稻田,单独施用40 t·hm?2生物炭,可以实现温室气体减排和增产,值得在田间推广应用。     

水肥耦合对毛白杨林分土壤氮、细根分布及生物量的影响

目的杨树速生丰产林是我国主要的纸浆兼用材林，较低的水肥利用效率容易造成土壤退化、环境污染甚至林分产量下降。因此，迫切需要探究适宜的水肥耦合策略，实现可持续发展。本研究通过探讨不同水肥耦合处理对根区土壤氮分布、根系分布以及林木产量的影响，旨在筛选出适宜毛白杨人工林的最佳水肥耦合措施。方法以三倍体毛白杨为研究对象，设置3个灌溉水平:? 20 kPa（I₂₀）、? 33 kPa（I₃₃）、? 45 kPa（I₄₅）和4个施N水平:0（F₀）、120 kg/（hm2·a）（F₁₂₀）、190 kg/（hm2·a）（F₁₉₀）、260 kg/（hm2·a）（F₂₆₀），并设置CK对照（不灌溉不施肥）。测定其全年的土壤NO₃?-N动态、细根分布以及生物量产量。结果（1） 施N量和灌溉量显著增加NO₃?-N运移、分布和深层累积量，其中I₂₀F₂₆₀处理NO₃?-N深层浸出现象严重，而I₂₀F₁₂₀处理浸出量最小。（2） 水肥耦合管理可使根系分布浅层化；其中N肥供应可改变根系分布规律，灌溉促使根系分布表层化；而根系生长对N的响应取决于灌溉水平，其中I₂₀F₂₆₀处理根长密度（RLD）显著高于其他处理（P < 0.05）。（3） 不同处理NO₃?-N含量、RLD和整株生物量（TB），彼此间存在显著相关性。其中，土壤NO₃?-N含量与RLD存在显著抛物线回归关系（P < 0.05）；因此，土壤养分差异是造成细根分布差异的重要因素。0 ~ 10 cm、20 ~ 40 cm土层RLD与TB呈极显著的抛物线回归关系（P < 0.01）；可见，0 ~ 10 cm、20 ~ 40 cm土层适量的RLD有利于提高林木产量。其中，I₂₀F₁₂₀水肥耦合处理，林木年均生物量最高。结论I₂₀F₁₂₀处理施N量是传统施N量的四分之一，且深层NO₃?-N浸出量最小，有效减轻对环境的污染；此外，能够形成适量的RLD，促进林木对土壤养分的吸收利用，并最终形成较高的林木产量和较高的水肥利用率等优点。因此推荐I₂₀F₁₂₀处理为砂地毛白杨人工林最佳水肥耦合措施。      

不同密度下2种杨树短轮伐期矮林生长及生物量

  目的  在培育能源林的过程中,短轮伐期矮林（SRC）培育模式在生产力及环境上有着优良表现,并正受到各国关注,但不同栽植密度及经营方式对其生长及生产力的影响尚有许多值得深入探讨的方面。本研究旨在探究在不进行后期人工水肥管理的情况下,2种杨树短轮伐期矮林的生长和生物量差异及其可持续性。  方法  本研究以种植在山东省高唐县的三倍体毛白杨B301（以下简称“B301”）和欧美杨107（以下简称“107”）为试验材料,以3种栽植密度（5 000、10 000、20 000株/hm2）和3种不同轮伐期（2、3、4年）为处理,历时6年,研究其存活率、离地22 cm处萌条直径（D₂₂）、单株萌条数及各周期和6年间单位面积的生物量。  结果  （1）2树种的存活率在2年轮伐期中较高,在栽植密度为20 000株/hm2时较低。存活率最高可达98.89%,处于B301中的2年轮伐期、10 000株/hm2栽植密度的第2次轮伐。经过6年的短轮伐管理后,2年与3年轮伐期所有处理的存活率均显著下降,B301的存活率保持在66%以上,107在58%以上。（2）2树种的D₂₂与单株萌条数均在较小栽植密度下得到较大值,D₂₂在较长的轮伐周期及第1次轮伐中较大,而单株萌条数在2年和3年的轮伐周期及后2次轮伐中较大。2树种D₂₂均在4年轮伐期、5 000株/hm2、第1次轮伐的处理下最大,B301可达到5.83 cm,而107可达到7.32 cm。B301平均单株萌条数为1.10 ~ 5.52枝,107为1.14 ~ 9.55枝。107有更强的萌蘖能力。（3）华北地区以本试验条件所栽植短轮伐期矮林的生产力:单个轮伐周期内B301的年均单位面积生物量为3.36 ~ 13.42 t/（hm2·a）,107为4.58 ~ 14.45 t/（hm2·a）。在6年时间内B301的单位面积年均生物量为5.10 ~ 9.95 t/（hm2·a）,107则为6.22 ~ 10.69 t/（hm2·a）;B301单位面积总生物量为30.63 ~ 59.68 t/hm2,107为37.32 ~ 64.17 t/hm2。  结论  （1）在未进行人工水养管理的情况下,2种杨树短轮伐期矮林在第1次轮伐时生产力最高,之后随轮伐次数增加生产力下降。（2）在该地区培育短轮伐期矮林,若要取得较高生产力,107整体上优于B301。（3）考虑到实际经营中栽植和管理成本,3年轮伐期、10 000株/hm2是这2种杨树较为适宜的轮伐期与栽植密度。      

LdNPV对CO2胁迫下舞毒蛾生长发育及生化酶活性影响

目的以森林害虫舞毒蛾为对象,研究CO₂介导下LdNPV病毒对舞毒蛾生长发育、解毒酶和保护酶的影响。方法利用密闭式CO₂人工气候箱研究了不同CO₂含量（397、550和750 μL/L）条件下饲养的舞毒蛾幼虫,LdNPV对其生长发育指标的影响,并采用分光光度计法测定体内保护酶和解毒酶活性。结果高CO₂含量胁迫下舞毒蛾3龄幼虫体重累计增长率降低。LdNPV胁迫导致不同CO₂含量（397、550和750 μL/L）条件下饲养的舞毒蛾3龄幼虫体重累计增长率分别比对照组增加81.27%、71.63%和68.41%;随着CO₂含量升高幼虫感染LdNPV死亡率增加,750 μL/L高含量处理组死亡率为27.09%。高CO₂含量胁迫下舞毒蛾3龄幼虫体内解毒酶CarE和AChE活性随着CO₂含量升高而诱导增加,ALP活性随CO₂含量增加抑制下降;保护酶CAT活性随着CO₂含量升高诱导增加,而SOD活性随着CO₂含量升高抑制减少。高CO₂含量条件下生长的舞毒蛾3龄幼虫接种LdNPV后,随着CO₂含量升高体内CarE、ALP、AChE和CAT活性被抑制,而SOD活性表现为诱导增加。结论不同CO₂含量下舞毒蛾饲养至3龄幼虫接种LdNPV,随着CO₂含量增加,幼虫体重累计增长率减少、死亡率增加。舞毒蛾幼虫CarE、AChE、ALP和CAT活性随着LdNPV处理时间和CO₂含量增加而主要表现为抑制减少;SOD活性则主要表现为诱导增加。CO₂含量升高可能通过影响生长发育和生理生化增加LdNPV对舞毒蛾幼虫的致病力。      

晋西黄土区典型林分水源涵养能力评价

目的评价晋西黄土区典型林分的水源涵养能力,为筛选水源涵养林、水土保持林构建与管护提供依据。方法以山西吉县蔡家川小流域的山杨辽东栎次生混交林、油松人工林、侧柏人工林、刺槐人工林4种典型林分类型为研究对象,对植被层、枯落物层和土壤层的持水能力进行测定,采用熵权法（EWM）对各林分类型的水源涵养能力进行综合分析。结果（1）4种林分类型植被层的持水能力依次为:油松人工林（17.79 t/hm2） > 侧柏人工林（13.55 t/hm2） > 刺槐人工林（12.81 t/hm2） > 山杨辽东栎次生混交林（6.71 t/hm2）。油松人工林、侧柏人工林的主要持水层为乔木层;刺槐人工林中乔灌草的持水量相近;山杨辽东栎次生混交林中主要持水层为草本层。（2）4种林分类型中枯落物有效拦蓄量分别为:山杨辽东栎次生混交林（23.02 t/hm2） > 侧柏人工林（13.00 t/hm2） > 刺槐人工林（10.36 t/hm2） > 油松人工林（2.81 t/hm2）。（3）4种林地土壤最大蓄水能力分别为:山杨辽东栎次生混交林地（3 182.43 t/hm2） > 油松人工林地（3 176.67 t/hm2） > 侧柏人工林地（2 995.3 t/hm2） > 刺槐人工林地（2 803.5 t/hm2）。其中除山杨辽东栎次生混交林地与油松人工林地持水能力差异不显著外,其余各林地持水能力之间均存在显著差异。（4）4种典型林分类型水源涵养能力的综合排序为:山杨辽东栎次生混交林 > 侧柏人工林 > 油松人工林 > 刺槐人工林,影响水源涵养能力的主要因素为林下草本层与枯落物。结论从涵养水源的角度出发,晋西黄土区应采用仿拟自然植被技术、封山育林等加强次生植被的建设与管护,营造林下草本层和枯枝落叶层丰富的植物群落,以达到保持水土、涵养水源、改善生态环境的多重作用。      

水氮调控对葡萄园土壤温室气体排放及其增温潜势的影响

【目的】探究不同水氮调控下鲜食葡萄园土壤N₂O、CO₂和CH₄ 3种温室气体的排放特征及其增温潜势,以期了解水氮调控对温室气体排放的贡献,旨在筛选出更为合理的水氮调控管理模式,从而为减缓葡萄园温室气体排放,促进葡萄产业可持续生产提供科学依据和技术参考。【方法】于2017年4—12月,选择在河北省葡萄主产区—昌黎,以鲜食葡萄‘红地球’为供试葡萄品种,通过田间小区设置传统水氮、移动水肥、优化水氮和优化水氮+DMPP（3,4-二甲基吡唑磷酸盐,一种新型的硝化抑制剂） 4个处理,采用密闭静态箱-气相色谱法对鲜食葡萄园土壤3种温室气体（N₂O、CO₂和CH₄）排放量进行监测,比较其综合增温潜势差异,并测定葡萄产量。【结果】N₂O排放通量施肥后呈现单峰趋势,在施肥灌水后的1—2 d出现峰值。氮肥能显著提高土壤N₂O排放通量,与传统水氮相比,减氮控水处理能降低73.03%—88.19%的N₂O平均排放通量,达到显著性差异（P<0.05）。等氮条件下配施DMPP能平均降低50.08%的N₂O排放通量;各处理CO₂排放通量变化趋势一致,在施肥后2—3 d达到排放高峰,在生长期内表现为季节变化规律。减氮控水处理能减少60.56%—62.13%的CO₂排放,达到减排效果;CH₄排放通量则无明显变化趋势,施肥后CH₄排放通量时正时负,其中传统水氮CH₄排放通量波动性较大,范围在-0.132—0.238 μg·m ^-2·h ^-1,减氮控水处理之间变化趋势平缓,无显著性差异（P>0.05）。在整个试验期间,各处理土壤N₂O排放总量从高到低依次是传统水氮、优化水氮、移动水肥和优化水氮+DMPP,分别为3.90、2.83、2.76和2.65 kg·hm ^-2,排放系数介于0.58%—0.67%。与传统水氮处理相比,减氮控水处理（移动水肥、优化水氮和优化水氮+DMPP）可使N₂O总排放累积量降低27.56%—32.09%;各处理土壤CO₂和CH₄的累积排放量,分别为传统水氮（3 816.05 kg·hm ^-2、0.060 g·hm ^-2）,移动水肥（3 387.33 kg·hm ^-2、-0.075 g·hm ^-2）,优化水氮（3 410.95 kg·hm ^-2、-0.036 g·hm ^-2）和优化水氮+DMPP（3 412.06 kg·hm ^-2、-0.030 g·hm ^-2）。减氮控水处理可分别使CO₂排放累积量降低10.59%—11.23%,CH₄总排放累积量降低150.23%—224.38%。结合葡萄产量,减氮控水处理葡萄产量较传统水氮处理增加8.81%—19.35%,其中以优化+DMPP处理增幅最大,且比优化水氮和移动水肥处理也高出9.69%和2.25%。 【结论】与传统水氮相比,优化水氮+DMPP处理土壤N₂O、CO₂和CH₄累积排放量分别降低了32.09%、10.59%和150.23%,总GWP 降低了12.82%,实现了葡萄园温室气体减排,同时可使葡萄产量增加19.35%,达到了经济与环境双赢,综合评价为本研究中最佳水氮调控措施。     

南滚河国家级自然保护区典型植被类型土壤有机碳及全氮储量的空间分布特征

目的植被群落随山地海拔升高呈现有规律的垂直分布,能够引起样地微气候及土壤性质的改变,进而影响碳氮在土壤中的沉积。因此,不同典型植被类型土壤碳氮储量的空间分布特征是山地生态系统碳氮循环研究的重要内容。本文旨在探明南滚河自然保护区不同典型植被类型土壤有机碳及全氮储量沿海拔梯度的变化及其与环境因子的耦合关系。方法选取南滚河自然保护区沿海拔形成的3种典型植被类型（沟谷雨林、半常绿季雨林和中山湿性常绿阔叶林）为研究对象,研究不同植被类型之间土壤有机碳及全氮储量的变化规律,并运用线性回归和RDA冗余分析等方法研究环境因子沿海拔变化对土壤有机碳及全氮储量的影响。结果不同典型植被类型土壤有机碳与全氮储量随海拔升高呈现显著增加的变化趋势（P < 0.05）,即沟谷雨林（89.10 t/hm2,11.94 t/hm2） < 半常绿季雨林（190.30 t/hm2,25.34 t/hm2） < 中山湿性常绿阔叶林（508.05 t/hm2,56.55 t/hm2）,这种变化规律与凋落物厚度、年均降水量、土壤含水量、总有机碳及全氮沿海拔的变化相一致;不同植被类型土壤有机碳储量均随土层深度增加呈先增后降的垂直变化规律,而土壤全氮储量则随土层深度增加呈逐渐降低趋势;土壤有机碳及全氮储量与海拔、土壤含水量、总有机碳、全氮、凋落物厚度和年均降水量呈极显著正相关（P < 0.01）,与土壤密度、pH、年均气温和土壤温度呈极显著负相关（P < 0.01）,冗余分析表明凋落物厚度与土壤含水量是影响有机碳和全氮储量的主导因子。结论热带地区植被类型沿海拔梯度有规律的分布,能够通过改变样地微气候（如温度、水分）、凋落物输入（凋落物厚度）及土壤理化环境（如土壤密度、C与N含量等）,进而显著影响土壤有机碳及全氮储量的空间分布。      

再生稻和双季稻田CH4排放对比研究

【目的】 为了探索生态可持续的稻作模式,对比研究了长江中下游地区双季稻和再生稻稻作模式的产量潜力和CH₄排放特征,以此为选取绿色、生态经济可持续的稻作模式提供科学依据。【方法】 于2017—2018年依托湖南省益阳市大通湖区宏硕生态农业农机合作社科研基地,设置了双季稻和再生稻2种模式,对比分析了产量潜力、稻田生育期间CH₄排放动态和稻田生态系统CH₄季节性累积排放规律以及评估了单位产量稻田CH₄排放。【结果】 试验期间,从产量方面来看,双季稻早稻产量为7.37 t·hm ^-2,再生稻头季产量为8.84 t·hm ^-2,头季相比早稻增产19.95%。双季稻晚稻产量为6.82 t·hm ^-2,再生稻再生季产量为3.39 t·hm ^-2,再生季相比晚稻减产50.29%。综合两季,双季稻总产量为14.19 t·hm ^-2,再生稻总产量为12.22 t·hm ^-2;从生育期间CH₄排放动态来看,双季稻在分蘖期和齐穗期左右排放较强峰值,再生稻除了在分蘖期和齐穗期有较强的排放以外,其在施用促芽肥时也出现了小峰值。但总体双季稻的排放范围（- 0.06—1.30 μmol·m ^-2·s ^-1）要高于再生稻的排放范围（- 0.01—0.70 μmol·m ^-2·s ^-1）;从稻田CH₄季节性累积排放来看,双季稻CH₄累积排放要高于再生稻。再生稻头季累积排放范围在23.90—266.59kg·hm ^-2,再生季累积排放范围在0.00—46.14 kg·hm ^-2。双季稻早稻季节累积排放范围在为35.57—251.29kg·hm ^-2,晚稻季节累积排放范围在为10.74—321.59 kg·hm ^-2。双季稻CH₄季节累积排放A-B（两叶一心至分蘖后期）段>B-C（分蘖后期至齐穗期）段>C-D（齐穗期至成熟期）段,且全生育期双季稻累积排放达922.35 kg·hm ^-2。再生稻CH₄累积排放B-C段>A-B段>C-D段,且全生育期CH₄累积排放为609.74 kg·hm ^-2,即相比对照双季稻,再生稻CH₄累积排放降低了33.89%;最后通过评估单位产量CH₄排放可知,早稻单位产量CH₄排放为0.069 kg·kg ^-1,头季单位产量CH₄排放为0.062 kg·kg ^-1,头季相比早稻减少了10.14%;晚稻单位产量CH₄排放为0.061 kg·kg ^-1,再生季单位产量CH₄排放为0.018 kg·kg ^-1,再生季相比晚稻降低了70.49%。综合两季,双季稻单位产量CH₄排放为0.065 kg·kg ^-1,再生稻单位产量CH₄排放为0.050 kg·kg ^-1,再生稻相比双季稻降低了23.08%。 【结论】 从单位产量下CH₄排放角度来看,在长江中下游双季稻的主产区扩大种植再生稻是为良策。     

不同种源地北美鹅掌楸光合特性研究

以3个种源地北美鹅掌楸无性系为试验材料,利用LI-6400XT便携式光合测定系统,研究了净光合速率日变化及对有效光辐射和CO₂的响应等光合特性。结果表明,宾夕法尼亚种源和俄亥俄种源北美鹅掌楸的P_n日变化曲线呈双峰型,具有明显的午休现象,峰值出现在10:00和14:00,纽约种源北美鹅掌楸不具有明显的午休现象。光响应曲线和CO₂响应曲线数据分析表明,纽约种源北美鹅掌楸光饱和点（1 180.4 μmol·m^-2·s^-1）和光补偿点（10.27 μmol·m^-2·s^-1）均高于另外2个种源。这种趋势也同样适用于CO₂饱和点（1 595.0 μmol·m^-2·s^-1）和CO₂补偿点（107.5 μmol·m^-2·s^-1）。在北方低光照环境下,纽约种源较高的光补偿点和CO₂补偿点,不利于有机物的积累,宾夕法尼亚种源对光照和CO₂要求较低,更适合北方环境。     

林下植被和凋落物对我国寒温带天然林土壤CO2通量的短期影响

  目的  为研究林下植被和凋落物对我国寒温带天然林土壤CO₂通量的影响,对不同处理下CO₂通量排放特征进行分析探究,为大兴安岭地区森林生态系统的经营管理和土壤温室气体研究提供参考。  方法  在2019年5—9月采用静态箱?气相色谱法对大兴安岭北部4种主要林型（白桦林、山杨林、樟子松林和兴安落叶松林）土壤CO₂通量排放特征进行原位监测研究。  结果  4种林型不同处理后的土壤CO₂通量都呈现相似的单峰曲线变化趋势,峰值出现在7月或8月。去除凋落物会提高阔叶林土壤呼吸,降低针叶林土壤呼吸,但变化幅度较小,没有达到显著水平（P > 0.05）。与自然状态相比,去除林下植被后,白桦林、山杨林和兴安落叶松林的CO₂通量均值分别升高了27.57%、15.84%和24.13%,达到显著水平（P < 0.05）,但樟子松林则下降了0.68%（P > 0.05）。去除林下植被和凋落物状态下,白桦林、山杨林和兴安落叶松林土壤CO₂通量均值升高了20.05% ~ 25.34%,但樟子松林则下降了12.36%,且去除林下植被和凋落物的阔叶林的平均通量显著大于针叶林（P < 0.05）。  结论  凋落物和林下植被的存在与否会对土壤CO₂通量产生不同影响,且影响程度因林型而异,科学合理的林下管理对调控森林生态系统CO₂排放和生态环境保护都有着重大的作用。      

模拟不同烹饪温度对红松籽油品质的影响及主成分分析

目的以模拟不同烹饪温度处理后的红松籽油为材料,测定其脂肪酸组成和理化性质,并采用主成分分析法进行综合评价。方法对不同烹饪温度预处理后的红松籽油通过气相质谱（GC-MS）联用测定脂肪酸组分。根据国标测定热处理前后的红松籽油理化性质。利用SPSS 19.0软件对不同温度处理后红松籽油的脂肪酸组成进行主成分分析。结果随着热处理温度的升高红松籽油的羰基价和酸值显著上升（P < 0.05）,过氧化值先升高后降低,180 ℃达到最大值9.79 mmol/kg,碘值和皂化值与对照组相比分别降低31.78%、22.86%。高温加热后红松籽油脂肪酸的种类和含量出现显著变化,不饱和脂肪酸以及亚油酸和皮诺敛酸含量下降,而反式脂肪酸的种类和含量随烹饪温度的升高而增多,加热过程中共生成5种新的脂肪酸（9t-C_18∶1（反式油酸）、（9c,11t）-C_18∶2、（10t,12c）-C_18∶2、14-甲基-C_16∶0、10c-C_17∶1）。对不同温度处理后红松籽油的脂肪酸组成进行主成分分析,共提取出2个主成分,方差贡献率分别为83.80%、10.43%。结论升高温度会降低红松籽油品质和改变脂肪酸组成。低温热处理时,红松籽油的理化指标及其脂肪酸不发生显著变化,随着温度的升高,红松籽油中多不饱和脂肪酸含量下降,反式脂肪酸的种类和含量增加。      

氮沉降和生物质炭对毛竹叶片光合特性的影响

为了解氮沉降和生物质炭对毛竹Phyllostachys edulis叶片光合特性的影响,研究了4种氮沉降（0 kg·hm-2·a-1,N₀;30 kg·hm-2·a-1,N₃₀;60 kg·hm-2·a-1,N₆₀;90 kg·hm-2·a-1,N₉₀）下施加3种不同强度（0 t·hm-2,BC₀;20 t·hm-2,BC₂₀;40 t·hm-2,BC₄₀）生物质炭处理后2龄毛竹新老叶片光合及叶绿素荧光特性的变化。结果表明:氮沉降和生物质炭均促进了毛竹新老叶的最大净光合速率（P_max）,气孔导度（G_s）和蒸腾速率（T_r）,生物质炭同时提高了老叶实际量子产量[Y（Ⅱ）]和PSⅡ潜在活性（F_v/F₀）。与不施加生物质炭相比（BC₀）,N₃₀下施加20 t·hm-2生物质炭的老叶及N₆₀下施加20 t·hm-2生物质炭（BC₂₀）的新老叶叶色值显著降低;N₆₀处理下施加生物质炭,毛竹新老叶的最大光化学效率（F_v/F_m）,F_v/F_o和Y（Ⅱ）均提高,而N₉₀处理下施加生物质炭,毛竹新老叶的F_v/F_m和F_v/F_o均降低。由此认为:氮沉降条件下施加生物质炭有利于毛竹新老叶片的光合固碳能力;大气氮沉降背景下,施加生物质炭有利于提高毛竹生产力。     

不同磷水平下CO2浓度升高对番茄光合特性和抗氧化酶活性的影响

通过水培试验研究在低磷（2μmol/L）、磷充足（2 mmol/L）条件下,大气中不同CO₂浓度[（400±50）、（800±50）μmol/mol]对番茄光合特性和抗氧化酶活性的影响。结果表明,磷充足条件下,CO₂浓度升高可以显著促进番茄叶片光合速率的提高;而低磷抑制了这种作用。磷充足时,CO₂浓度升高显著增加了叶绿素含量,并且叶绿素b含量的增幅明显大于叶绿素a含量;而低磷条件下,CO₂浓度升高显著降低了叶绿素含量。与磷充足相比,低磷条件下,番茄叶片的超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性明显降低,丙二醛含量升高。但CO₂浓度升高明显促进了3种抗氧化酶的活性,并且磷充足条件下促进作用更为显著,同时降低了MDA的含量。因此CO₂浓度升高条件下,磷素充足供应可以促进CO₂浓度升高产生的正效应。     

沼液中HCO3-对水稻生长的类CO2施肥效应

【目的】 沼液富含氮素是其农田利用的基础,但不可忽视的是,沼液中还含有大量的HCO₃^-。探讨沼液还田过程中HCO₃^-的转化及其对水稻生长的影响,以期为沼液替代化肥,实施化肥减量及沼液资源化利用提供新的理论依据。【方法】 设置沼液原液（BS）、去除HCO₃^-的沼液（BS?B）、去离子水加HCO₃^-（W+B）和去离子水（W）4个处理,采用¹³C标记技术,通过水稻苗期盆栽试验,观测CO₂释放特征,同步分析水稻光合作用速率、胞间CO₂浓度、干鲜重、株高,以及上覆水和土壤pH、HCO₃^-、NH₄⁺含量等的变化。【结果】 （1）BS处理下CO₂释放速率为9.55—38.07 mg·kg^-1·h^-1,净累计释放量为4 654.06 mg·kg^-1;BS?B处理下CO₂释放速率为4.55—17.25 mg·kg^-1·h^-1,净累计释放量为780.68 mg·kg^-1;W+B处理下CO₂释放速率为3.93—26.33 mg·kg^-1·h^-1,净累计释放量为1 274.07 mg·kg^-1;W处理下CO₂释放速率为3.22—11.90 mg·kg^-1·h^-1,累计释放量为2 265.20 mg·kg^-1。BS处理下CO₂平均释放速率分别是BS?B和W+B的4.18倍和2.44倍,净累计释放量分别是BS?B和W+B的5.96倍和3.65倍,均显著高于BS?B和W+B处理。同时,BS处理下的CO₂净累计释放量大于BS?B与W+B两个处理之和,因此HCO₃^-与沼液中其他组分在对CO₂释放影响方面存在协同效应。（2）培养期内BS处理下¹³CO₂的净累计释放量为32.87 mg·kg^-1,占土壤-水稻系统CO₂净累计释放量的0.71%;W+B处理下¹³CO₂的净累计释放量为13.18 mg·kg^-1。相比较而言,BS处理下的¹³CO₂净累计释放量显著高于W+B（P<0.05）,这表明沼液中的其他组分促进了HCO₃^-向CO₂的转化。（3）BS和BS?B处理在前12 h水稻的净光合速率显著高于W+B和W处理;添加培养液后2—7 d,BS处理下的净光合速率值显著高于BS?B,同时,整个培养期间均显著高于W+B处理（P<0.05）,沼液中的HCO₃^-显著改善了水稻叶片的光合作用。相比较而言,BS处理前5 d胞间CO₂浓度均显著低于其他3个处理。BS和BS?B处理下水稻株高和水稻鲜重均显著高于W+B和W处理（P<0.05）,4个处理间水稻干重无显著差异。（4）BS处理水稻幼苗固定的¹³CO₂量为4.05 g·kg^-1,标记物H¹³CO₃^-利用率为18.54%;W+B处理的¹³CO₂固定量为3.29 g·kg^-1,H¹³CO₃^-利用率为14.20%。H¹³CO₃^-源的¹³CO₂促进水稻光合作用,有利于水稻生长。（5）BS和W+B处理下CO₂及¹³CO₂释放速率均与上覆水和土壤HCO₃^-含量、pH显著相关;同时,BS和W+B处理下水稻光合速率均与土壤中HCO₃^-含量显著正相关。【结论】 沼液还田,大量HCO₃^-转化显著促进了CO₂的释放,有利于水稻光合作用。土壤中的HCO₃^-含量和土壤pH是影响CO₂释放和水稻光合作用的重要因素。同时,水稻对沼液中的HCO₃^-具有更高的利用率,沼液中的HCO₃^-存在明显的类CO₂施肥效应。