尕海湿地CH_4、CO_2和N_2O通量特征初步研究

2011年7月-2012年7月,采用静态箱-气相色谱法同步研究了尕海4种典型湿地类型的CH4、CO2和N2O通量及其与温度因子的关系,并估算了其全球变暖潜势值(GWP)。结果表明,尕海湿地的CH4、CO2和N2O通量具有明显的空间变化特征,CH4、CO2和N2O通量最小值分别为亚高山草甸(-0.014±0.126)mg/(m2·h),沼泽湿地(137.17±284.51)mg/(m2·h)和高山湿地(-0.008±0.022)mg/(m2·h),而最大值分别为沼泽湿地(0.498±0.682)mg/(m2·h),高山湿地(497.81±473.09)mg/(m2·h)和草本泥炭地(0.094±0.117)mg/(m2·h);同时CH4、CO2通量有明显的时间变化特征,通量最大值分别出现在2011年的7-10月和2012年的5-7月,而后降低并维持相对稳定的变化趋势;5cm地温、气温、地表温度及箱内温度与4种类型湿地CO2通量呈极显著正相关关系(P0.01),与高山湿地CH4通量均存在显著正相关关系(P0.05),与其他3种湿地类型CH4通量的相关性均较差,但与4种湿地类型N2O通量无显著相关性;尕海草本泥炭地、沼泽湿地、高山湿地和亚高山草甸4种类型湿地的温室效应贡献潜力依次为35.311,13.520,34.816和30.236tCO2/(hm2·a),沼泽湿地能够显著降低温室效应。     

沼泽垦殖前后土壤呼吸与CH_4通量变化

湿地是陆地生态系统的重要组成部分,在碳的储存中起着重要作用。湿地垦殖后,在相同季节根层土壤温度明显高于沼泽湿地土壤,但垦殖后土壤有机碳、氮素含量明显降低,C:N比值减小,土壤呼吸通量增大,且具有季节性变化。垦殖8年的农田土壤,呼吸通量大于垦殖15年的农田土壤,弃耕后土壤有机碳含量及土壤呼吸强度有所增加,土壤呼吸通量与土壤温度呈显著正相关关系。沼泽湿地土壤为大气CH4的重要源,通量季节性变化明显,沼泽垦殖后农田土壤成为CH4的汇,不同垦殖年限土壤间CH4通量差异性不大。     

稻田甲烷排放影响因素及其研究进展

CH4是大气中仅次于CO2的最重要的温室气体之一,其温室效应贡献已达15～20%。中国稻田是CH4的重要排放源,对全球大气的CH4排放起着重要的作用。本文较为详细地介绍了近几十年来国内外关于稻田CH4排放的研究进展。对稻田CH4的排放机理、CH4的排放规律及影响稻田CH4排放的各种因素作了详细分析,并相应地提出了控制稻田CH4排放的各种措施,最后提出了今后我国稻田CH4排放研究应加强的几个方面内容。     

三江平原典型湿地土壤中硫的分布特征

本文以三江平原的三种典型类型湿地:小叶樟(Calamagrostisangustifolia)草甸、毛果苔草(Carexlasiocarpa)沼泽、乌拉苔草(Carexmeyeriana)沼泽为研究对象,对其土壤中硫的含量在水平及垂直变化方面进行分析。研究在自然环境下硫的分布特征。经过试验分析和数据处理,得出以下结论:总硫、水溶性硫、吸附性硫、盐酸可溶性硫、盐酸挥发性硫、有机硫含量均为小叶樟草甸<乌拉苔草沼泽<毛果苔草沼泽;别拉洪河、挠力河、鸭绿河、浓江是三江平原四条有代表性的沼泽性河流,流域土壤中的硫素含量为挠力河>鸭绿河>浓江>别拉洪河;在土壤层次上,具有明显的规律性:除盐酸挥发性硫以外,其余各硫组分自上而下含量呈递减趋势;在湿地土壤各形态硫中,有机硫是土壤总硫的主体,盐酸挥发性硫含量最低。总硫与有机硫相关性最显著,达极显著正相关(P=0.01),水溶性硫与盐酸可溶性硫的相关性最差。影响湿地土壤中硫素含量的因素为土壤有机质、土壤pH值、物理粘粒及氧化-还原条件。     

华北平原几种主要类型土壤的硝化及反硝化活性

取用华北平原5种主要土壤进行实验室培养试验,研究不同类型土壤间硝化反硝化活性的差异。结果表明,培养28h后砂姜黑土、潮土、褐土、盐渍土和风沙土的硝化率分别为7.9%、20.8%、46.4%、22.5%和20.3%;148h后砂姜黑土的硝化率为18.7%,其它4种土壤达98.4%—100%,基本硝化完全;培养268h释放的N2O总量分别为0.04、0.27、0.24、0.41和0.45μgN·g-1土。培养650h的反硝化损失量分别为0.6、0.3、0.08、0.02和0.05μgN·g-1土。可见,不同的土壤中砂姜黑土的硝化作用活性较弱,而反硝化活性较强;潮土、褐土、盐渍土和风沙土的硝化作用活性较强,而反硝化活性相对较弱。土壤的硝化及反硝化作用与土壤质地和pH有关,与硝化和反硝化菌数量无明显相关性。     

稻田灌溉和秸秆施用对后季麦田N_2O排放的影响

 选用水稻 冬小麦轮作试验田 ,采用裂区设计 ,研究水稻生长季灌溉方式 (常规灌溉和持续淹水 )和秸秆施用 (0、2 2 5、4 5 0g·m-2 共 3水平 )对后季冬小麦田N2 O排放的影响。结果表明 ,与常规灌溉 (淹水和烤田相结合 )相比 ,水稻生长季持续淹水处理促进了后季麦田N2 O的排放 ,方差分析达极显著水平 (P =0 .0 0 3)。在水稻生长季不同的灌溉方式下 ,秸秆施用处理对麦田N2 O排放的影响不同。在常规灌溉方式下 ,2 2 5和 4 5 0 g·m-2 施用水平间N2 O季节平均排放通量无明显差异 ,但显著低于无秸秆施用的处理 (P =0 .0 4 5 ) ,秸秆施用可减少后季麦田N2 O的排放 ;而在持续淹水方式下 ,施用秸秆 2 2 5、4 5 0 g·m-2 与无秸秆施用 3处理间N2 O在水稻生长季节平均排放量无显著差异 ,施用秸秆并不减少N2 O排放量 ;不同处理N2 O排放通量 (Y)的季节变化与土壤温度 (T)、湿度 (W )的相互关系 ,皆可用方程 :Y =A0 +A1T +A2 W +A3 W2 (n =2 3,R2 ≥ 0 .4 15 9 )和Y =C0 +C1W +C2 W2 (n =2 3,R2 ≥0 .4 0 74 )分别描述 ,与土壤温度相比 ,土壤湿度对N2 O排放量的影响更为明显。     

东北黑土区不同作物系统氮肥反硝化损失与N_2O排放量

在田间条件下,应用原状土柱培养-乙炔抑制法测定不同作物系统中氮肥反硝化损失和N20排放量.结果表明,在东北黑土旱作系统中土壤氮素反硝化损失量很低不施肥条件下,小麦、玉米和大豆地反硝化损失量分别为0.42,0.48和0.79 kgN·hm-2;施肥条件下为0.84,0.83和0.64 kgN·hm-2,作物间均无显著差异;氮素损失率仅占施肥量的0.61%、0.26%和-0.58%.小麦、玉米和大豆地N2O排放量在不施肥条件下作物间无显著差异,为0.74,0.41和0.48kgN·hm-2;施肥条件下差异极显著,排放量为0.72,1.37和0.44 kgN·hm-2;排放量分别占施氮量的-0.02%,0.69%和-0.14%.在玉米作物上施量较大,极显著地增加N2O排放量;在大豆作物上施肥量较低,表现出极显著地降低N2)排放量;小麦作物上施肥量也低,处理间N2O排放量差异不显著.     

华北平原不同作物-潮土系统中N_2O排放量的测定

在中国科学院封丘农业生态试验站应用原状土柱培养法测定了华北平原主要农作物 -潮土系统中N2O的排放量 ,比较了不同作物对农田土壤中N2O排放的影响。结果表明 ,大豆、花生、玉米和棉花4种作物系统的N2O排放通量有所差异 ;生长期间不施氮肥处理下N2O排放总量为0.57—1.00kgN·hm -2,施氮肥处理下为1.48—3.12kgN·hm-2,作物系统间有较大差异。氮肥产生的N2O -N占施肥量的0.57 %—1.58 % ,其中玉米作物系统是棉花作物系统的近3倍。     

三江平原湿地CH4排放通量研究

2002年6月到10月在三江平原利用静态暗箱-气相色谱法对不同土壤水分状况或积水深度的毛果苔草沼泽、小叶章草甸以及灌丛进行了CH4排放的测定,结果为毛果苔草沼泽CH4排放通量(11.9 mg/m2·h)>小叶章草甸(8.5 mg/m2·h)>灌丛(0.75 mg/m2·h),差异达到高度显著水平(α=0.01),主要是由土壤水分状况不同而造成的.由于生境的差异,3种湿地类型CH4排放通量的季节变化形式也不尽相同.温度、土壤Eh和毛果苔草生物量是影响CH4排放的重要因素,湿地CH4排放通量和箱内外温度或不同深度的地温均呈显著或极显著正相关,小叶章草甸和毛果苔草沼泽分别与10 cm及15 cm的Eh呈极显著负相关(P<0.01),毛果苔草生物量和CH4排放通量呈显著正相关(P<0.05).     

三江平原农田生态系统CO_2收支研究

根据土壤异养呼吸速率及农作物生物量对三江平原农田生态系统NEE（Net Ecosystem Exchange）进行估算,农田生态系统包括水田和旱田,分别种植一年一熟的水稻和大豆.结果表明,1 a内农田NEE的季节变化趋势呈“V”形,在植物的非生长季表现为微弱的碳源,水田和旱田NEE分别为0.80和1.12 t·hm^-2;在植物生长季,表现为较强的碳汇,水田和旱田NEE分别为（-6.19±0.21）t·hm^-2和（-3.55±0.22）t·hm^-2.但对土壤有机碳的分析表明,耕作不仅导致土壤有机碳含量减少,而且使土壤有机碳组分中的重组有机碳含量相对富集,使其可利用性降低.因此,农田生态系统在作物生长期间所充当的＂碳汇＂并不能真正增加土壤中有机碳的含量和提高有机碳的质量.