自由大气CO2浓度升高对稻田CH_4排放的影响研究

采用FACE田间试验,对高CO2浓度影响稻田CH4排放规律进行了观测分析,并利用δ13C技术初步分析了土壤CH4的排放来源。结果显示,植株和土壤的CH4排放速率在高CO2浓度处理大于对照18%以上,其增加幅度为土壤大于植物,CH4排放速率可能受田间水分条件影响较大。与对照比较,高CO2浓度条件下植物和土壤部分CH4累积排放总量增加,且变化幅度随生长期而降低,前期（54d）常规氮处理（NN）高于低氮处理（LN）,后期LN高于NN;但是行间裸土CH4累积排放总量在前期（54d）增加和之后降低的幅度均为NN高于LN。土壤排放CH4δ13C值从移栽到第102d,高CO2浓度处理LN和NN水平下土壤对照（CK）仅分别升高9.0%和8.3%,种水稻则降低8.8%和8.1%;但是在对照CO2浓度条件下土壤对照降低17.2%和112.5%（P=0.047）,种水稻降低40.3%和105.9%（P=0.023）,表明高CO2浓度下有更多C4来源的碳释放,对照CO2浓度条件下有更多C3来源的碳释放。水稻不同生长期与土壤对照比较,种水稻土壤排放CH4δ13C值降低的幅度总和在高CO2浓度条件LN和NN水平下分别为114.8%和72.7%,对照CO2浓度条件下分别为41.9%和72.8%,表明在种有植物的情况下更多当季的碳分解释放,LN水平下高CO2浓度促进来源于当季碳的CH4排放,NN水平下没有发现CO2浓度的影响,可能与作物生物量和它的间接产物（根系分泌物）的影响有关。     

黑碳在杉木人工林土壤不同组分中的分配规律研究

黑碳(BC)是土壤惰性 C 库的重要组分,在土壤 C 循环中占有重要地位.本文利用相对密度分组方法研究BC在杉木人工林土壤不同组分中的分配规律.结果表明:杉木人工林土壤轻组分中黑碳(LFBC)含量为 0.05 ～ 0.64 g/kg,而重组分中黑碳(HFBC)含量为 0.23 ～ 1.09 g/kg.LFBC/BC的比例为 12.9% ～ 37.5%,HFBC/BC的比例为62.5% ～ 87.1%,表明 BC 主要存在重组分中.但是,LFBC含量占轻组有机碳(LFOC)含量的比例(LFBC/LFOC)为4.0% ～ 27.9%,而HFBC含量占重组有机碳(HFOC)含量的比例(HFBC/HFOC)仅为 6.5% ～ 8.9%,前者比例大多高于后者,说明轻组分中不仅存在 BC,而且 BC 占该组分 C 库的比例较高.     

普通山地红壤可溶性氮不同条件下的提取效率比较

[目的]针对目前土壤可溶性氮的提取方法在提取剂种类、水土比及土样保存状态(新鲜和风干)等方面的不同,分析普通山地红壤可溶性氮不同条件下的提取效率,以期为土壤可溶性氮提取提供试验依据。[方法]利用常绿阔叶林植被下普通山地红壤,分别以其新鲜土和风干土为试验材料,探讨2 mol/L KCl和0.5 mol/L K2SO42种提取剂在水土比4∶1、6∶1和10∶1下提取土壤可溶性氮的差异,研究该类型土壤可溶性氮不同提取条件下的提取效率。[结果]KCl比K2SO4更适合用于提取土壤NH4+-N,KCl提取的NH4+-N不仅量大且稳定性好,K2SO4则需在较大水土比下才能充分提取土壤NH4+-N;2种提取剂在NO3--N提取上的差异性很小,但低水土比下KCl提取NO3--N的稳定性高于K2SO4;两者提取的NO2--N性能非常接近;在土壤SON的提取中,2种提取剂的差异较小,KCl提取的SON量少于K2SO4,但稳定性高于K2SO4,二者的SON提取量具有极显著相关性;用K2SO4提取MBN时可以不考虑水土比的影响,但使用KCl则必须慎重选择水土比。提取新鲜样时KCl和K2SO4之间的差异大于提取风干样时的差异,所以在对新鲜样中可溶性氮提取时应更注重提取剂的选择。[结论]该试验结果为提高土壤可溶性氮的提取效率,增加测定结果的可比性奠定了试验基础。     

原位内生根方法测定枇杷树细根呼吸的研究

[目的]探索一种原位沙培内生根的根呼吸测定方法,并同离体测定方法相结合观测成熟枇杷[Eriobotrya Japonica(Thunb.)Lindl.]果树的细根呼吸。[方法]将枇杷细根放入装有洗脱了有机质河沙的根室内培养11 d后,分别在5个时间点每隔2 h用Li-8100CO2测定系统(Licor,USA)测定内生根的CO2排放量。[结果]所有内生根样品直径范围在0.69~2.15 mm,非内生根样品直径范围在0.66~1.70㎜;根呼吸速率在近地表温度20.5~30.5℃和0~5㎝土层温度15.9~23.3℃范围内测定的平均值为7.52±4.96 nmol/(DM2·s),非内生根离体测定值1.76±0.20 nmol/(DM2·s),内生根法原位测定值是非内生根离体测定值的3倍。[结论]内生根方法通过改进可以用于成熟林木细根呼吸乃至其他代谢活性研究。     

武夷山土壤有机碳和黑碳的分配规律研究

The objective of this study is to investigate the distribution pattern of organic carbon and black carbon in soils of Wuyi Mountains. The results indicated that the contents of organic carbon in 2000-250 μm fraction, 250-50 μm fraction and <50 μm fraction ranged from 7.16 to 78.78 g·kg^-1, 1.48 to 10.30 g·kg^-1 and 0.58 to 3.86 g·kg^-1 respectively. The contents of black carbon in corresponding fraction varied from 0.58 to 22.19 g·kg^-1, 0.11 to 3.57 g·kg^-1 and 0.07 to 0.87 g·kg^-1, which indicated that the organic carbon and black carbon were mainly presented in 2000-250 μm fraction. The regression analysis showed that there was a significant linear or logarithmic relationship between soil organic carbon and black carbon in corresponding fractions and whole soil, and the proportion of black carbon to organic carbon was 6%-35% in different soils. The data also suggested that the black carbon had a high relative content in <50 μm fraction of red soil, yellowish red and yellow soil, but in 250-50 μm fraction of meadow soil.     

添加葡萄糖对中亚热带阔叶林土壤氮转化的影响

针对中亚热带阔叶林(罗浮栲林)土壤,设置7个碳添加梯度(C量分别是0,300,600,900,1 000,1 100,1 300 mg/kg),在25℃、土壤饱和持水量(WHC)的60%条件下室内培养21 d,研究活性碳对阔叶森林土壤氮的影响。结果表明:随着碳添加量增加,NO_3~–-N迅速降低且在C 900 mg/kg水平达到最低,此时NO_3~–-N降低28.35 mg/kg。可溶性有机氮(SON)在第7天随葡萄糖碳添加量而降低,但是到第21天在900～1 300 mg/kg C水平,SON高于第7天,且用氯仿熏蒸提取后来自微生物的SON开始增加;总的SON增加15.09～17.10 mg/kg。可见,通过NO_3~–-N的微生物同化转化为有机氮,使该地区在降雨较多的情况下降低NO_3~–-N的淋溶或反硝化气态损失风险,增加SON的淋溶风险。但是在生态系统氮需求发生改变时SON能迅速响应使该地区森林土壤氮有效矿化,并满足植物生长需求,提高生态系统中氮的可利用性。凋落物残体氮浓度增加,且残余土壤氮增加5.64 mg/kg。红外光谱显示,碳添加量为900 mg/kg降低罗浮栲土壤经K_2SO_4溶液提取后残体在各波数处的吸收峰比例,且在吸收峰最高的426～600 cm~(–1)、900～1 200 cm~(–1)范围内,碳添加的影响最小,表明碳添加使土壤矿物对氮的保持增加,且有机氮变得更加稳定。     

大气CO2浓度升高对作物根际土壤氮的影响

利用FACE(Free air carbon dioxide enrichment)技术,在两种氮肥施用(低氮LN和常规氮NN)水平下,研究CO2浓度升高对水稻和小麦收获后根际和非根际土壤硝态氮、铵态氮和有机氮的影响.结果表明,相对于对照CO2浓度处理,高CO2浓度处理在显著增加作物生物量的前提下,使水稻季根际土壤硝态氮含量降低,NN水平下降低明显,小麦季变化不大,高CO2浓度处理对作物根际的影响大于非根际.高CO2浓度对土壤铵态氮含量的影响不显著,仅小幅度增加了水稻季和降低了小麦季土壤铵态氮含量,且根际降低幅度大于非根际;增加氮肥施用使土壤铵态氮含量在高CO2浓度处理增加幅度低于对照.高CO2浓度处理并没有显著增加有机氮的含量,在小麦季作物对土壤有机氮的贡献大于水稻季,且增加氮肥施用条件下根际对有机氮的贡献较大.     

杉木凋落物及其生物质炭对土壤原有有机碳矿化的影响

利用~(13)C同位素技术和培养实验,研究不同添加量(0、10、20、30、40、50 g·kg~(-1))杉木凋落物和生物质炭(Biochar,BC,350℃热解)对土壤原有有机碳(原SOC)矿化及外源碳自身分解的影响。实验进行28 d,培养温度为25℃,水分保持为60%土壤持水量(Water holding capacity,WHC)。结果表明:凋落物及BC添加显著提高了土壤总CO_2累积排放量(P0.05),且凋落物的影响更为明显;来源于外源碳及原SOC的CO_2累积排放量均随添加量的增加而增加。培养结束时,凋落物碳(LR-C)分解率为5.71%～13.68%,生物质炭碳(BC-C)分解率仅0.34%～0.50%,凋落物和BC处理下原SOC分解率分别为对照土壤的6.42倍～13.58倍与2.06倍～3.94倍。回归分析发现,2种外源碳处理下原SOC分解率与添加量均呈极显著的线性关系(P0.01);LR-C分解率亦随添加量的增加而增加;但BC-C分解率则与添加量呈显著的开口向上的抛物线关系(P0.05),并在10 g·kg~(-1)添加量时达到最大。相关分析表明,短期内BC分解受微生物活动的影响较小,在土壤中更加稳定。因此,将凋落物制备为BC后施入更有利于杉木人工林土壤有机碳固存。     

植物富集~(13)C标记技术的初步研究

<正>稳定同位素13C技术已被广泛用于研究土壤有机碳的周转[1-3]。13C技术可分为自然标记和人工标记两种[4-5]。13C自然标记方法研究土壤碳周转一般用于田间原位试验,要求有C3和C4植物的更替,且要有准确的更替时间。而室内培育实验利用这一方法则需加入较高的外源碳才能使δ13C值有较明     

开放式空气CO2浓度升高对水稻/小麦轮作土壤速效钾的影响

采用FACE（Free air carbon dioxide enrichment）技术,研究了不同施N水平下,大气CO2浓度升高对水稻/小麦轮作土壤速效钾的影响。结果表明,相对于对照处理,在不同氮水平下CO2浓度升高使作物生物量增加,导致作物生长季对土壤钾的吸收增加,但并没有降低作物主要生长期土壤（0―5、5―15 cm土层）速效钾的含量;CO2浓度升高使土壤速效钾增加的幅度在作物根际达6.3%~22.3%,在行间达3.7%~11.2%,且土壤速效钾增加的幅度在小麦季大于水稻季。表明根系对土壤速效钾的影响很大,因此,短期内土壤钾含量不会成为限制因素而影响作物对高CO2浓度的响应,反而会增加土壤钾的有效性。但在土壤肥力较低的土壤上可能会产生消极影响。