中国粮食作物秸秆焚烧释放碳量的估算

生物质燃烧对全球大气环境和气候系统会产生重要的影响,根据1999-2008年中国的粮食产量、谷草比,估算了主要粮食作物的秸秆产量,结合秸秆露天焚烧比例计算了中国1999-2008年主要粮食作物秸秆露天焚烧量,进一步依据相关排放因子得出CO和CO2的排放量及碳排放总量.结果发现,中国主要粮食作物年平均秸秆产量达到4.9×...     

不同利用方式对小针茅荒漠草原土壤活性有机碳的影响

通过围封、3个放牧梯度[0.50羊单位/hm²(G_0.50)、0.94羊单位/hm²(G_0.94)、1.25羊单位/hm²(G_1.25)]和开垦5种不同的处理条件下,对内蒙古小针茅荒漠草原土壤总有机碳、水溶性有机碳、易氧化有机碳、微生物量碳含量和土壤基本理化的影响开展野外监测试验。结果表明,1)不同利用方式下,小针茅荒漠草原土壤总有机碳、全氮、全磷、碳氮比均表现为围封>G_0.50>G_0.94>开垦>G_1.25。其中围封区的土壤有机碳含量、全氮含量显著高于G_0.94、G_1.25和开垦区(P<0.05),随着放牧强度的增加,土壤有机碳、全氮、全磷、碳氮比均呈现逐渐降低的趋势。2)开垦区和放牧区土壤表层(0~20 cm)水溶性有机碳、易氧化有机碳、微生物量碳含量,均显著低于围封区(P<0.05);在放牧区,随着放牧强度的增加土壤活性有机碳含量均逐渐降低。3)围封4年后小针茅荒漠草原土壤活性有机碳占总有机碳的比例提高,放牧和开垦使活性有机碳的比例下降。其中,围封区的土壤微生物量碳比例显著高于G_0.94、G_1.25和开垦区(P<0.05),较G_0.50、G_0.94、G_1.25和开垦区分别增加了0.26,0.53,0.66和0.43个百分点。4)土壤总有机碳、水溶性有机碳、易氧化有机碳、微生物量碳含量均具有显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的正相关关系,土壤活性有机碳组分与土壤理化性质具有密切的关系。     

农村土地整治社会可持续性评价初探

为促进土地整治社会可持续性评价相关研究及实践应用,提出了农村土地整治社会可持续性的基本概念,基于PSR模型,构建了评价指标体系,并进行了综合评价。结果表明,通过典型案例分析,压力、状态及响应的评价分值分别为0.50、0.65、0.68,社会可持续综合评价值为0.62,协调指数为1.72,总体上处于中等可持续的水平。随着城镇扩张,耕地减少,城乡用地矛盾加大,土地整治的驱动力随之增强,相关部门应做好相应配套措施,缓解社会压力,提升社会状态,促进农村土地整治活动社会层面的可持续。     

贝加尔针茅草原土壤微生物功能多样性对氮素和水分添加的响应

应用Biolog技术研究了连续2年氮素与水分添加处理对贝加尔针茅草原土壤微生物功能多样性的影响。结果表明,水分添加能够减少氮肥对微生物的抑制作用,增强微生物的代谢活性和微生物对碳源的利用能力,水分添加与N₁₅水平氮处理的交互作用显著提高了土壤微生物对碳源的利用能力和功能多样性。与对照相比,高氮处理(N₁₀₀、N₁₅₀、N₂₀₀和N₃₀₀)下微生物群落丰富度指数和均匀度指数降低,而优势度指数升高。氮素与水分添加处理不仅改变了微生物的功能多样性,也使微生物对碳源的利用模式发生转变。主成分分析表明,低氮肥与高氮肥处理下土壤微生物对碳源利用模式上存在较大差异,氮肥是主要影响因子。糖类、氨基酸类和代谢中间产物及次生代谢物是土壤微生物利用的主要碳源。土壤总有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮含量与微生物群落功能多样性密切相关。     

长期连作和轮作对农田土壤生物学特性的影响研究进展

土壤生物学特性作为衡量土壤质量的重要指标,可以表征土壤质量演变趋势,不同种植制度对土壤生物学特性的影响不同。通过综述国内外连作、轮作等种植方式下土壤生物学特性的研究进展,重点分析了连作和轮作对土壤微生物、土壤线虫和土壤酶活性的影响,指出合理种植制度对土壤质量修复的可能性及研究方向,提出集约化农田种植制度优化策略,为制定合理的种植制度和农业的可持续发展提供参考依据。     

转基因抗虫棉花重组DNA在土壤中分布的实时定量PCR分析

根据转基因抗虫棉花35S启动子与Cry1A(c)基因以及35S启动子与nptⅡ基因之间的构建特异性序列分别设计引物和探针,建立荧光定量PCR检测方法,并对采集于3个生长时期(播种后40、50 d和60 d)的不同根区(根表、根际和非根际)土壤中35S-Cry1A和35S-nptⅡ片段进行定量分析.结果表明,所建立的荧光定量PCR方法最低能够检测到10个拷贝数的外源重组DNA片段,定量标准曲线相关系数均达到0.998以上,具有很好的重复性.实时定量PCR分析表明,同一生长时期不同根区土壤中35S-Cry1A和35S-nptⅡ片段拷贝数变化情况均为根表土＞根际土＞非根际土,即转基因抗虫棉花重组DNA片段主要分布于根表土壤中,其次为根际土壤和非根际土壤.在60 d生长期内,土壤中35S-Cry1A和35S-nptⅡ片段的拷贝数随生长时期的推进均呈现上升趋势,其分布范围逐渐扩大.土壤中35S-nptⅡ片段拷贝数均高于同一生长时期相应根区中35S-Cry1A片段的拷贝数.转基因抗虫棉花对环境可能存在潜在影响.     

氮添加对贝加尔针茅草原土壤细菌群落结构的影响

为揭示不同氮添加量对贝加尔针茅草原土壤细菌群落结构的影响,依托长期定位试验,采集8个氮添加水平(0、15、30、50、100、150、200、300 kg N·hm^-2·yr^-1)下0~10 cm土层土壤,利用高通量测序技术,分析不同氮添加水平下土壤细菌群落结构特征及其与土壤化学性质的关系。结果表明:随着氮添加水平增加,细菌Alpha多样性指数呈现先增加后降低的趋势,7个氮添加处理的Alpha多样性指数与对照相比无显著差异。在群落中占主导的细菌门类有酸杆菌门(19.01%~38.31%)、变形菌门(6.64%~17.11%)、放线菌门(5.07%~16.06%)、疣微菌门(3.57%~7.40%)、绿弯菌门(3.38%~8.42%)和芽单胞菌门(0.87%~1.81%)。随着氮添加水平的增加,占主导的细菌门类相对丰度表现出不同的变化趋势。氮添加改变了土壤细菌群落结构,且高氮添加对土壤细菌群落结构影响高于低氮添加。相关性分析表明,土壤pH、硝态氮、铵态氮和全磷含量是影响细菌群落结构的主要因素,其中土壤pH对细菌群落结构的影响最大。     

氮添加对贝加尔针茅草原植物和土壤化学计量特征的影响

以贝加尔针茅草原为研究对象,设置N₀(0 kg N·hm^-2)、N₃₀(30 kg N·hm^-2)、N₅₀(50 kg N·hm^-2)、N₁₀₀(100 kg N·hm^-2)、N₁₅₀(150 kg N·hm^-2)5个氮添加水平,研究不同氮添加水平对6种植物叶C、N、P计量特征和土壤C、N、P计量特征的影响,分析植物计量特征与土壤计量特征的相关性,为深入理解N沉降增加对草原群落结构的影响提供基础数据。结果表明,自然条件下,6种植物叶C、N、P含量和计量特征存在显著的差异,表现为扁蓿豆叶C、N、P含量和叶N∶P最高,贝加尔针茅叶N、P含量最低,线叶菊叶C含量最低。氮添加提高了除扁蓿豆以外其他5种植物叶N含量,叶C∶P和叶N∶P,降低了叶P含量和叶C∶N,而叶C含量无一致变化趋势。氮添加提高了土壤有机碳含量、土壤N∶P,对土壤全氮含量和土壤C∶N无显著性影响。羊草、羽茅、线叶菊和草地麻花头叶N含量与土壤有机碳、土壤N∶P呈显著正相关,贝加尔针茅、羊草、羽茅和草地麻花头叶N∶P与土壤有机碳、土壤C∶P呈显著正相关。综合分析表明,土壤有机碳、土壤N∶P和土壤C∶P是影响6种植物叶C、N、P含量和计量特征的主要影响因素,但不同植物对氮添加的响应不同,意味着长期氮添加可能会改变贝加尔针茅草原生态系统的结构。     

不同土层土壤酶活性对重金属汞和镉胁迫的响应

通过室内模拟重金属污染土壤,研究了不同浓度Hg、Cd单-胁迫及Hg+Cd复合胁迫对不同土层(0～20 cm和20～40 cm)土壤脲酶、过氧化氧酶和转化酶活性的影响.结果表明,不同土壤酶对Hg和Cd胁迫的响应并不一致,Hg对土壤脲酶和转化酶的影响较大,Cd对过氧化氢酶的作用更显著.转化酶对Hg、Cd胁迫的响应因处理浓度不同而表现为抑制或激活作用.相关分析显示,脲酶活性可作为土壤Hg及Hg+Cd污染程度的生化监测指标;而过氧化氢酶活性可以作为Cd污染的指标.同一重金属浓度胁迫下,0～20 cm土层的土壤酶活性明显高于20～40 cm土层的土壤酶活性.Hg、Cd胁迫对0～20 cm土壤脲酶和过氧化氢酶的抑制作用小于20～40 cm相应土壤酶活性,高浓度Hg和低浓度Cd对0～20 cm土壤转化酶表现为抑制作用,而对20～40 cm土壤转化酶却表现为激活作用.     

冬小麦休耕对土壤动物群落及其摄食活性的影响

为明确农田土壤动物对不同耕作制度的响应,本研究以华北小麦田土壤微节肢动物为研究对象,探究休耕对土壤微节肢动物群落及其摄食活性的影响。试验设置不播种作物的样方作为休耕处理,正常播种作为不休耕处理,分析处理间和不同土层的土壤温湿度时空差异,并利用诱饵薄条法（Bait-Lamina Test,BLT）原位解析土壤动物的摄食活性。结果表明：休耕与不休耕处理中的土壤微节肢动物均以真螨目为优势类群,其占总丰度的89%,并且具有明显的表聚效应。此外,休耕对不同土层深度土壤微节肢动物群落的影响不一致,0～5 cm土层、不休耕处理中的土壤微节肢动物丰度显著增加,约为休耕处理的4.4倍;5～10 cm土层、不休耕处理的微节肢动物数量相较于休耕处理增长了约46%。相关性分析显示,土壤微节肢动物摄食活性与土壤温湿度和不同种植模式均存在显著正相关关系。从小麦的拔节期到成熟期,休耕处理中土壤微节肢动物的摄食活性均显著高于不休耕处理,且在土壤湿度最高的抽穗期达到最大。研究表明,休耕显著降低了0～10 cm深度土壤微节肢动物的数量和多样性,但提高了其摄食活性,土壤微节肢动物群落的摄食活性主要受土壤湿度的影响。