降水和氮沉降对草地生态系统碳循环影响研究进展

随着全球变化的不断加剧,陆地生态系统碳循环备受关注,近年来预测未来降水格局变化和氮沉降增加对草地生态系统碳循环影响的研究不断深入。本文综述了全球背景下降水格局变化和氮沉降增加对草地生态系统碳循环的影响及其内在机理。降水量、强度、时间分布和频度以及氮沉降量、频度和形态的变化,通过改变土壤含水量、土壤温度、土壤养分及微生物活性影响生态系统的物种组成和结构,最终影响生态系统水平的碳循环。降水格局变化和氮沉降增加对生态系统水平碳循环是否存在交互作用没有统一的结论,因此在将来的研究中应采用多因子的实验,才能够更好的研究未来全球变化下生态系统碳循环的响应机理。     

开垦60年东北三江平原典型产粮区生态脆弱性时空格局演变分析——以859农场为例

地处东北黑龙江省的三江平原是我国重要的产粮区,上世纪50年代以来经历了高强度的湿地开垦,改变了原有的景观格局和生态系统结构,使得生态脆弱性问题成为制约该区可持续发展及粮食生产安全的重要因素。文中以该区开垦程度较大的859农场为例,利用开垦60年(1950s~2013a)来8个时期的遥感影像解译的土地利用结果,从景观格局角度选取生态压力指标与结合土壤侵蚀敏感性指标构建生态脆弱性评价模型,对研究区生态脆弱性时空动态变化进行定量分析,分析其生态脆弱性时空变化规律。结果表明:1)开垦60年,景观格局发生巨大变化,草地、林地2种景观类型景观生态脆弱性变化明显。2)开垦60年,农场生态脆弱性显著增加。初期上升明显,自1980s后变化趋缓,新世纪以来,随着垦荒强度以及各种生态保护政策与农田管理措施的变化,农场生态脆弱性也随之出现了剧烈波动,总体有向好的趋势。3)研究区生态脆弱性变化方向与开垦方向相同,开垦30年后生态脆弱性较高区域呈现出增加的趋势,主要分布于位于林地-耕地-草地交界区域。研究结果说明:人类活动是影响东北典型产粮区生态脆弱性的关键因素。过度开垦对区域生态脆弱性有负面影响,而退耕退湿等政策能缓和区域生态脆弱性状况,保障区域可持续发展。     

1961-2015年新疆0cm地温的时空分布特征及突变分析

根据新疆地温观测时间最长、资料最完整的86个地面气象站1961-2015年地面0cm地温逐月资料,运用线性趋势分析、Mann-Kendall突变检验以及基于ArcGIS的混合插值法对0cm地温的时空变化特征进行了分析。研究表明:从时间尺度来看,近55年新疆0cm地温呈显著波动上升趋势,增温速率为0.54℃/10a,突变点为1999年。地温的突变存在明显的季节差异,春、夏、秋、冬四季0cm地温突变年份分别为2000年、1995年、1998年、2003年,增温速率冬季(1.40℃/10a)>秋季(0.59℃/10a)>春季(0.53℃/10a)>夏季(0.42℃/10a);从空间分布来看,0cm地温增温速率北疆(0.70℃/10a)>东疆(0.46℃/10a)>南疆(0.40℃/10a)。地温与气温呈现出显著正相关关系,而风速降低有利于地温的增加。因此,在全球气候变暖、风速降低的大背景下,地温将持续升高。     

10个种源黑果枸杞光合作用特性研究

为阐明黑果枸杞光合特性,采用Li-6400光合作用测定系统,对移栽到同一环境条件下的不同种源黑果枸杞的光合日变化规律及光响应曲线进行了测定,并利用非直角双曲线模型对10个种源黑果枸杞光合作用生理参数进行拟合。结果表明:不同种源间黑果枸杞叶绿素含量差异显著(p<0.05),叶绿素a/叶绿素b的比值在2.311-2.769之间。不同种源的黑果枸杞在净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度及水分利用效率之间具有相似的变化趋势,但不同种源间这些参数日变化在同一时间段差异显著(p<0.05)。光合速率日变化规律为双峰曲线,第一峰值出现在9:00-10:00,第二次峰值出现在13:00-14:00。不同种源黑果枸杞的AQY在0.028-0.043之间;最大光合速率在9.004-32.046μmol·m~(-2)·s~(-1)之间,不同种源间最大光合速率之间差异显著,金塔黑果枸杞最大光合速率最大为32.046μmol·m~(-2)·s~(-1),大武口最大光合速率最小为9.004μmol·m~(-2)·s~(-1);暗呼吸速率在1.8503-6.5487μmol·m~(-2)·s~(-1)之间,光补偿点在153.6761-290.3694μmol·m~(-2)·s~(-1)之间,光饱和点在678.959-1382.839μmol·m~(-2)·s~(-1)之间,这说明黑果枸杞对强光适应能力较强,适宜在光照充足的地区栽培。     

基于CRU格点数据集的近百年渭河流域降水变化

基于英国东安格利亚大学Climatic Research Unit(简称CRU)气象格点数据集CRU_TS3.24,分析得出1916~2015年渭河流域100年间年季降水的趋势、突变、周期等变化特征,也从侧面检验了CRU格点数据的应用效果。结果表明近百年来:(1)渭河流域夏季和全年降水呈现不显著减少趋势(-1.73mm/10a和-0.82mm/10a),时间上降水的减少主要发生在夏季,空间上降水的减少主要发生在流域西部;(2)春季降水2个突变点分别为1991年、2009年,夏季降水2个突变点分别为1933年、1961年,全年降水的两个突变点分别为1933年、1968年,秋冬两季各存在5个突变点;(3)夏季与全年降水序列突变点识别结果表明采用CRU格点数据对渭河流域降水变化进行分析更为全面;(4)秋季与冬季降水序列的周期性比其他时段更加明显,四季与全年降水序列的第1主周期分别为19年、3年、13年、5年和18年,第2主周期分别为6年、7年、42年、12年和24年。     

敦煌绿洲近30年的景观变化研究

以敦煌绿洲为例,基于4期Landsat遥感数据,采用监督分类及目视解译修正方法对研究区进行地物分类,利用数理统计模型等开展绿洲变化过程,采用邻域分析方法剖析绿洲细部变化特征。结果表明:1986-2015年间敦煌绿洲的变化主要以人工绿洲扩张为主,总绿洲面积增加了40.71%。以10年为间隔统计,研究区80%以上的人工绿洲扩张发生在其1km邻域范围内,且人工绿洲扩张具有方向性,主要向北、东北、东和西南方向扩张。1995年之前,人工绿洲面积的增加主要是由于天然绿洲和过渡带转化造成的,而1995之后,由荒漠转为人工绿洲的面积逐渐增加。     

鼓槌石斛不同花期香气成分及盛花期香气日变化规律研究

[目的]本研究明确鼓槌石斛花朵挥发性成分及其释放量变化,阐明其花香气形成的物质基础,为石斛属植物花香研究提供理论基础。[方法]以鼓槌石斛原生种为材料,运用固相微萃取(SPME)结合GC-MS技术测定鼓槌石斛不同花期及盛花期时一天中不同时段花朵挥发性成分及其释放量变化。[结果]从鼓槌石斛花朵释放的花香中共鉴定出花香成分33种,其中,萜烯类15种,酯类7种,醇类6种,芳香族化合物2种,酮类2种,醛类1种;鼓槌石斛花香成分主要为酯类和萜烯类,其释放量占总香气成分的80%以上。鼓槌石斛盛花期花朵随一天中开放时段的不同,香气成分种类和释放量皆呈先上升后下降的趋势,其中,香气种类和释放量均在14:00时达到最高。鼓槌石斛不同花期挥发性成分中的酯类、萜烯类、醛类、醇类、酮类和芳香族化合物的种类和释放量皆呈先上升后下降的趋势,在盛花期达到最高。[结论]本研究明确鼓槌石斛花朵不同花期及盛花期一天中的不同时段挥发性成分及释放量差异明显,乙酸辛酯、β-罗勒烯、α-蒎烯和苯乙醛是影响鼓槌石斛香气的主要物质,为探讨石斛兰香气形成机制和香花型石斛兰育种提供参考。     

岫岩森林资源变化分析

森林资源是林业生产的物质基础,森林资源状况是衡量林业工作成效最重要的标志,森林在发展的过程中因受人为经营活动和自然因素影响,森林资源始终处于消长动态变化之中。岫岩森林资源状况总体趋势稳步增长。     

不同品种茶叶聚硒能力及周年变化规律研究

研究采用原子荧光检测技术,分析检测了4种不同茶树品种在一个年周期内不同季节茶叶样品的含硒量。结果显示,不同茶树品种中硒含量分布广泛,陕茶1号品种中硒含量最高,为0. 45 mg·kg~(-1),且与其他三个品种差异显著。其他三个品种含硒量由低到高依次为福鼎大白、龙井43号、龙井长叶,含硒量分别为0. 40、0. 39、0. 38 mg·kg~(-1),但是三者之间差异不显著,实验过程中发现茶叶中硒含量跟氨基酸含量呈现一定的线性关系,在周年变化规律研究中发现春茶硒含量大于春茶和夏茶。     

中国水稻土酸化时空变化特征及其对氮素盈余的响应

针对水稻土酸化造成作物减产和严重污染环境的问题,收集了1979—1985年全国第二次土壤普查成果和2015—2017年水稻土质量等级调查成果,结合2005—2015年全国测土配方施肥数据,采用空间分析和统计分析方法,分析了1979—2017年,39年间中国水稻土pH值空间分布的变化;计算了39年间不同水稻土pH值分级和区域的水稻土酸化速率,探讨了39年间氮肥投入变化量和土壤理化性质与水稻土酸化速率的关系;估算了2015—2017年水稻土单位面积氮素盈余量,并进一步量化了氮素盈余量与水稻土pH值变化量的关系。结果表明:39年间水稻土受土壤酸胁迫程度加剧,特别是水稻土由酸性(pH值为5.5~6.5)转变成强酸性(pH值小于等于5.5)的面积比例增加,这主要集中在长江中下游中部、南部和华南区中部、南部。39年间水稻土平均pH值下降了0.26,其中,东北区、长江中下游区、华南区平均pH值分别下降了0.34、0.29和0.58,西南区平均上升了0.14。39年间水稻土酸化速率从大到小依次为碱性水稻土、中性水稻土、酸性水稻土、强酸性水稻土,区域上水稻土酸化速率从大到小依次为东北区、华南区、长江中下游区、西南区。39年间,氮肥投入量和土壤容重变化量与水稻土酸化速率存在极显著的正相关关系,有机质含量和耕层厚度变化量与水稻土酸化速率存在极显著的负相关关系。2015—2017年,氮素盈余量与水稻土pH值变化量呈显著的负相关关系,氮素盈余量增加会造成水稻土酸化加剧。划定了3类水稻土治理分区,提出“治酸、防酸、控酸”的总体策略,并分区域制定了治理措施,可为水稻土酸化阻控和地力提升提供参考。