尾巨桉人工林土壤呼吸对林下植被管理措施的响应

【目的】探究不同林下植被管理措施对雷州半岛尾巨桉Eucalyptus urophylla×E.grandis人工林土壤呼吸及其组分的影响,为准确评估桉树人工林土壤碳循环提供科学依据。【方法】以尾巨桉人工林为研究对象,实施物理和化学(施用除草剂)方式去除林下植被,并以未去除为对照。采用LI-8100A土壤碳通量自动测量系统,对土壤总呼吸及其组分速率、土壤温度和湿度(5 cm深处)进行为期1 a的连续监测。【结果】物理和化学去除林下植被极显著降低了土壤总呼吸及其组分(化学去除的根系呼吸除外)(P<0.01),且物理去除的土壤总呼吸速率(3.45μmol·m^-2·s^-1)显著低于化学去除(4.15μmol·m^-2·s^-1)(P<0.01)。2种方式的矿质土壤呼吸速率和凋落物层呼吸速率无显著差异(P>0.05),根系呼吸速率表现为物理去除(1.02μmol·m^-2·s^-1)显著低于化学去除(1.37μmol·m^-2·s     

黄土高原退耕方式与年限对土壤呼吸及其温度敏感性的影响

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的关键过程,明确退耕后土地利用变化对土壤呼吸及其温度敏感性的影响是提升土壤碳汇能力的重要前提。以黄土高原20 a耕地、退耕3、6、10 a的苹果园与撂荒地为研究对象,原位监测样地2018年7-12月的土壤呼吸速率,估算其温度敏感性,并应用偏最小二乘结构方程模型,明确土壤呼吸及其温度敏感性的关键影响因子。结果表明,随退耕年限的增加,撂荒地土壤有机碳和全氮含量呈现先降低后升高的趋势,苹果园则与之相反。监测期间撂荒地平均土壤呼吸速率为2.73～4.65μmol·m^-2·s^-1,苹果园为1.07～3.13μmol·m^-2·s^-1,退耕3 a和6 a撂荒地的土壤呼吸速率显著高于苹果园(P<0.05)。土壤呼吸温度敏感性的变化范围为1.477～4.055,不同退耕方式间土壤呼吸温度敏感性并无显著差异。偏最小二乘-结构方程模型结果表明,土壤因子共解释了土壤呼吸及其温度敏感性34.4%的变化;相比于化学和生物因子,土壤水分与温度等物理因子对土壤呼吸及其温度敏感性的影响更为显著。研究...     

基于Maxwell-Stefan扩散模型的土壤碳通量计算方法研究

目前土壤碳通量的监测方法存在一定的缺点,导致无法长时间精确监测。针对这一问题,提出用Maxwell-Stefan扩散模型进行碳通量的计算,并建立开放型气室模型进行仿真研究。根据仿真程序生成的不同高度的浓度时间序列,基于Maxwell-Stefan扩散模型计算二氧化碳通量值,将计算结果与仿真设定值进行对比。其中,设定通量为0.5μmol·m^-2·s^-1时,计算结果为0.547μmol·m^-2·s^-1;设定通量为1.0μmol·m^-2·s^-1时,计算结果为0.969μmol·m^-2·s^-1;设定通量为2.0μmol·m^-2·s^-1时,计算结果为2.122μmol·m^-2·s^-1。运用该算法计算的误差均在10%以内。另外,与Fick扩散模型的计算结果进行对比,在3组实验下,Maxwell-Stefan模型计算所得的通量值都更加接近于...     

根部照光对叶用甜菜生长及光合特性的影响

通过研究根部照光对叶用甜菜(Beta vulgarisL. cv. Baby leaf)生长发育、光合特性和营养品质的影响,旨在为植物工厂条件下叶用甜菜生产的光照模式优化提供依据。本试验设置不同的根部照光光强度[光量子通量密度(PPFD)分别设置为0、30μmol·m^-2·s^-1、60μmol·m^-2·s^-1、90μmol·m^-2·s^-1],其中光强度0为对照(CK)。结果表明:在根部照光60μmol·m^-2·s^-1条件下,叶片中叶绿素和花青素含量显著高于对照;根部照光90μmol·m^-2·s^-1处理下叶片净光合速率显著高于对照;对根部照光60μmol·m^-2·s^-1和90μmol·m^-2·s^-1处理显著提高了植株生物量和叶片蒸腾速率,降低了细胞间CO₂浓度;根...     

土壤温度与水分对昆明城市绿地土壤呼吸时间动态的影响

为探明土壤温湿度对城市绿地土壤呼吸时间动态的影响,采用Li-6400-09土壤呼吸室,连续定位测定了昆明城市森林与草坪等2种绿地类型土壤呼吸速率的时间动态特征。结果表明:2种绿地类型土壤呼吸速率存在极显著差异（P＜0.01）,城市草坪的年均土壤呼吸速率是城市森林的1.37倍;森林与草坪土壤呼吸速率具有明显的时间变化,其中城市草坪土壤呼吸波动（1.08～7.77 μmol·m^-2·s^-1）显著高于森林（0.95～4.76 μmol·m^-2·s^-1）;土壤水分与土壤温度是影响城市绿地类型土壤呼吸时间动态的主要影响因子,但土壤水分对土壤呼吸速率的贡献率显著高于土壤温度。土壤温度只能分别解释城市森林与草坪土壤呼吸的66.2%及67.1%,而土壤水分能够解释城市森林土壤呼吸的87.8%及城市草坪的75.8%。因此,西南地区近年来的严重干旱导致土壤含水率的减少,已成为调控昆明城市绿地土壤呼吸速率时间动态的主要影响因子。     

呼伦贝尔草原蘑菇圈对土壤呼吸作用的影响

【目的】蘑菇圈是草原上常见的生态学景观,蘑菇圈的真菌不仅会影响植物的生长,而且会极大地改变土壤理化性质和微生物群落,从而间接影响土壤呼吸。探究草原蘑菇圈的土壤呼吸作用,为精确估算草地土壤温室气体排放提供科学依据。【方法】采用Li-8100土壤呼吸监测系统,对呼伦贝尔草甸草原蘑菇圈不同位置(圈上、圈内、圈外)的土壤呼吸作用进行监测,并使用探针式电子温度计(CJTP-101)和手持式土壤水分仪测量土壤温度和土壤含水量,同时测定蘑菇圈土壤生物量和土壤养分,探讨它们之间的相关性。【结果】蘑菇圈上的地上生物量为246.2 g·m^-2,显著高于圈内(153.1 g·m^-2)和圈外(132.6 g·m^-2),圈上地上生物量分别为圈内和圈外的1.61倍和1.86倍;蘑菇圈上地下生物量为763.9 g·m^-2,小于圈内(927.4 g·m^-2)和圈外(824.8 g·m^-2),圈上、圈内、圈外地下生物量差异不显著(P>0.05);蘑菇圈上枯落物量为17.9 g·m     

光照强度对普通白菜生长特性及膳食纤维含量的影响

以普通白菜品种‘夏王’为试验材料,探究不同光照强度对普通白菜光合特性、形态及膳食纤维积累的影响。结果表明:400μmol·m^-2·s^-1光照强度下普通白菜净光合速率、叶绿素荧光参数、不可溶膳食纤维、总膳食纤维、细胞壁纤维素和总半纤维素含量较100μmol·m^-2·s^-1光照强度下显著提高,当光照强度提高至500μmol·m^-2·s^-1时,其并无显著增加;随着光照强度增加,其叶面积、叶片厚度、可溶性膳食纤维、细胞壁果胶含量先增加后减小,400μmol·m^-2·s^-1时最大;普通白菜的生物量、可溶性蛋白和可溶性糖含量随着光照强度升高而增加,500μmol·m^-2·s^-1时最高,与其他处理差异显著。综上,400μmol·m^-2·s^-1较适合人工光型植物工厂高品质普通白菜生产。     

不同整形方式对酿酒葡萄赤霞珠果实品质的影响

为促进酿酒葡萄赤霞珠的优质栽培,以20年生赤霞珠酿酒葡萄为试材,采用直立独龙蔓和厂形两种整形方式,通过物候期的调查和果实品质的测定,研究不同整形方式对酿酒葡萄赤霞珠果实品质的影响。结果表明,厂形的萌芽期和着色期均较直立独龙蔓提前了5 d,且厂形的净光合速率(25.82μmol·m^-2·s^-1)、气孔导度(371.44μmol·m^-2·s^-1)、胞间CO₂浓度(475.23μmol·mol^-1)、蒸腾速率(8.08μmol·m^-2·s^-1)均高于直立独龙蔓(23.24μmol·m^-2·s^-1、254.72μmol·m^-2·s^-1、401.15μmol·mol^-1、5.13μmol·m^-2·s^-1),但两种整形方式下叶片的蒸腾速率存在显著差异,其他光合指标差异均不显...     

植物工厂中银合欢幼苗生长条件的优化

【目的】探明银合欢幼苗在植物工厂中水培的最优生长条件，为生产优质的银合欢苗奠定基础。【方法】分析不同光照时长(12、16、20、24 h·d^-1)、光照强度(100、200、300、400μmol·m^-2·s^-1)、营养液盐度(7‰、15‰、20‰、25‰)、氮浓度(7.5、15、30、60 mmol·L^-1)和磷浓度(0.5、1、2、4 mmol·L^-1)下银合欢幼苗的形态和生理指标，优化银合欢幼苗的生长条件。【结果】单因素试验结果表明，随着光照时长、光照强度、氮浓度或磷浓度的增加，银合欢幼苗的形态指标呈现先增后降的趋势。幼苗定植35 d后，在光照时长20 h·d^-1下幼苗鲜重(5.61±0.11) g·株^-1，比12、24 h·d^-1分别增加60.0%和14.6%；光强200μmol·m^-2·s^-1下鲜重(6.55±0.10) g·株^-1，比1...     

6个广西种源荷木光合及保水力的比较

[目的]评价广西荷木6个种源的光合能力及保水力,以期更好地选择和利用优良种源。[方法]采用列区种植6个广西种源10年生荷木幼林,研究其叶片光合生理、气孔及保水力等指标,并对不同荷木种群进行比较。[结果]6个种源荷木叶片气孔密度在23.4～28.9个·mm^-2之间,叶绿素含量在1.342～2.436 mg·g^-1之间,叶片暗呼吸速率在0.76～1.84μmol·m^-2·s^-1之间,光补偿点在11.54～24.63μmol·m^-2·s^-1之间,光饱和点在1 072.87～1 607.44μmol·m^-2·s^-1之间,最大净光合速率在11.14～14.51μmol·m^-2·s^-1之间。离体24 h后,叶片保水力大小依次为：灌阳>恭城>苍梧>兴业>博白>钦州。总体上,6个广西种源荷木光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率、保水力、最大净光合速率均表现为桂北...     

甘蓝型油菜光合特性及株型性状相关分析

选取102份遗传基础广泛的甘蓝型油菜骨干亲本,在油菜初花期使用便携式光合仪6400XT测定光合生理指标,分析102份骨干亲本的光合指标变异情况,运用相关分析探究影响油菜净光合速率的主要因素;同时选取8份代表性材料在苗期和初花期分别测定光合日变化,进一步探究甘蓝型油菜不同发育时期的光合日变化规律。结果表明：102份材料净光合速率变化呈现正态分布,最大净光合速率值为38.15μmol·m^-2·s^-1,最小净光合速率值为11.53μmol·m^-2·s^-1,根据净光合速率大小频率分布将102份材料分为4大类,第Ⅰ类8份(>31.53μmol·m^-2·s^-1),第Ⅱ类53份(22.53～31.53μmol·m^-2·s^-1),第Ⅲ类33份(17.53～22.53μmol·m^-2·s^-1),第Ⅳ类8份(11.53～17.53μmol·m^-2·s^-...     

光强对苗期大豆叶片水力导度及叶脉性状的影响

【目的】探究光强对苗期大豆叶片水力导度、光合特性和叶水势的影响，分析叶脉性状对不同生长光强的适应机制，为提高大豆光能利用提供理论支撑。【方法】选用强耐荫型的大豆品种南豆12和弱耐荫型的大豆品种桂夏7为试验材料，在人工气候室进行盆栽试验，设置高光强((424.47±12.32)μmol·m^-2·s^-1,HL)、中光强((162.52±20.31)μmol·m^-2·s^-1,ML)和低光强((93.93±9.87)μmol·m^-2·s^-1,LL)处理。在处理20 d后研究不同生长光强对苗期大豆叶片水力导度、光合参数、叶片水势及叶脉性状的影响。【结果】相对于高光强处理，低光强处理下南豆12和桂夏7的叶片水力导度显著降低，南豆12的叶片水力导度在3个处理下均显著高于桂夏7。与高光强处理相比，在中、低光强处理下南豆12的叶片水力导度分别降低7.56%和21.24%，气孔导度分别降低43.96%和58.89%，净光合速率分别降低29.44%和46.49%。同样，桂夏7的...     

水分亏缺对不同饲草型小黑麦品种光合速率的影响

为了鉴定筛选出光合作用强、抗旱性强的饲草型小黑麦品种,通过对不同饲草型小黑麦品种灌浆期进行正常供水和干旱胁迫处理,研究干旱胁迫对饲草型小黑麦光合速率的影响。结果表明：正常供水处理时,小黑麦光合速率的变化范围为14.04～24.22μmol CO₂·m^-2·s^-1,光合速率排名前三位品种分别是NH3582、NH3514和NH3625,其值分别为24.22μmol CO₂·m^-2·s^-1、22.35μmol CO₂·m^-2·s^-1和20.71μmol CO₂·m^-2·s^-1,供试品种中NH3468与中饲3241没有达到显著差异(p>0.05),其他品种之间均达到了显著差异(p<0.05);干旱胁迫处理时,不同小黑麦品种光合速率范围为10.65～20.74μmol CO₂·m^-2     

12个网纹草品种的光合光响应曲线(简报)

测定了12个网纹草主要栽培品种的光合光响应曲线,通过曲线拟合和计算得到光饱和点、光补偿点等光合作用参数。结果表明:各品种最大光合速率均比较低,最高的是‘Red Star’,仅为4.74μmol·m^-2·s^-1;所有品种的光饱和点均在240～521μmol·m^-2·s^-1,因此在栽培时应控制光照条件,PAR小于520μmol·m^-2·s^-1为宜,否则易发生日灼;所有测试品种的光补偿点均小于7μmol·m^-2·s^-1,说明这些网纹草品种均可适应室内极弱光照条件。     

模拟氮沉降对滇中云南松林湿干季土壤特性和土壤呼吸的影响

【目的】研究氮沉降背景下湿干两季土壤理化性质、微生物特征和酶活性变化对土壤呼吸影响，为亚热带森林生态系统碳循环及物质循环、能量流动提供科学依据。【方法】选择滇中亚高山云南松林为研究对象，研究模拟氮沉降下(对照CK 0 g/(m²·a)、低氮LN 10 g/(m²·a)、中氮MN 20 g/(m²·a)、高氮HN 25 g/(m²·a))湿干两季土壤理化性质、酶活性、土壤微生物数量、微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)以及土壤呼吸变化特征，阐明氮沉降下土壤呼吸的季节变化特征以及土壤呼吸与土壤特性之间的响应关系，并探讨其耦合机制的相关性。【结果】(1)与CK相比，各氮处理下土壤TN、NH4+-N均显著增加。(2)在湿干季时，脲酶在HN显著增加了16.38%～67.95%；蔗糖酶在HN显著降低了19.65%～35.65%；过氧化氢酶在LN、MN和HN显著增加了11.11%～100.00%；多酚氧化酶在MN、HN显著降低了8.69%～25.00%；(3)土壤微生物数量、MBC在LN、MN下均显著增加(...     

光强与氮肥施加对玉铃花幼苗光合生理参数的影响

【目的】筛选更有利于玉铃花 Styrax obassia 光合生理参数表达的光强、施氮组合处理,揭示光强、氮素变化与玉铃花幼苗生长的关系。【方法】采用盆栽育苗方法,构建光氮双因素控制试验：4 种遮光处理 [ 全光对照 (透光率100.00%)、轻度遮光 (透光率为 47.30%,L₁),中度遮光 (20.00%,L₂) 和高度遮光 (7.75%,L₃)] 与 3 种施氮处理 [N₂ (施纯氮 0.63 g),N₁(施纯氮 0.21 g) 和 N₀(不施氮)],测定分析玉铃花的光响应进程和光合色素质量分数的变化特征。【结果】(1)随遮光程度和施氮量的增加,玉铃花幼苗的净光合速率、表观量子效率和总叶绿素质量分数呈现相应的增加,暗呼吸速率则相对减弱,其光饱和点为 140.00～481.33 μmol·m^-2·s^-1,光补偿点为 6.00～34.67 μmol·m-2·s-1、叶绿素 a/b<2。(2)全光及 L<...     

石榴-绿豆间作系统土壤呼吸及其影响因子研究

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节,在维持全球碳平衡中发挥着重要作用。于2010年6—10月,在黄河小浪底森林生态系统研究站,利用Li-8100红外动态土壤呼吸自动观测系统、温湿度自动观测系统测定了石榴-绿豆间作系统（间作系统）和绿豆单作系统（单作系统）土壤呼吸速率(soil respiration rate, SRR)及土壤温度和湿度。结果表明:1) 间作系统和单作系统的SRR日波动在晴天-多云呈单峰变化趋势,在阴天日波动变化幅度较小。间作系统的SRR高于单作系统。整个观测时期内间作系统和单作系统的平均SRR分别为2.996 μmol ·m^-2· s^-1和2.378 μmol·m^-2·s^-1。2) 间作系统和单作系统SRR与15 cm处土壤温度存在显著的指数相关关系,在该深处的Q₁₀值分别为2.462和1.793 3) 间作系统和单作系统与20 cm处的土壤体积含水量与SRR的相关关系均不明显。     

氮沉降下滇中华山松林土壤特性变化对土壤呼吸的影响

研究氮(N)沉降背景下湿、干季土壤理化性质、微生物特征及酶活性变化对土壤呼吸影响，阐明N沉降下土壤呼吸的季节变化特征以及土壤呼吸与土壤特性之间的动态响应，为滇中亚高山森林生态系统C循环研究提供科学依据。选择云南玉溪磨盘山华山松人工林为研究对象，研究模拟N沉降下(对照-CK,0 g·m^-2·a^-1、低N-LN,10 g·m^-2·a^-1、中N-MN,20 g·m^-2·a^-1、高N-HN,25 g·m^-2·a^-1)湿(7月)、干(1月)季土壤理化性质、酶活性、土壤微生物数量、微生物量C(MBC)、微生物量N(MBN)以及土壤呼吸变化特征，阐明N沉降下土壤呼吸与土壤特性的动态变化特征。结果表明，1)湿季时，与CK相比，各N沉降处理下土壤TP、TK、NH₄⁺-N、NO₃^--N、AN均显著增加(13.1%～95.5%);干季时，TN、TP...     

少免耕及秸秆还田小麦间作玉米的碳排放与水分利用特征

【目的】利用间作和保护性耕作对土壤碳减排及水分高效利用的潜力,将二者集成于同一系统中以发挥各自的优势并催生彼此间的协同效应,从而建立减排与节水双赢的间作高效种植模式。【方法】以河西绿洲灌区长期规模化种植的小麦间作玉米为研究对象,集成应用保护性耕作的理论与技术,利用带状耕作和秸秆覆盖建立免耕立茬（NTSSI）、免耕秸秆覆盖（NTSI）、少耕秸秆翻压（TISI）和传统收割（CTI）4种处理,并以传统收割单作小麦（SW）和单作玉米（SM）作为对照,系统研究了不同处理土壤呼吸与作物耗水状况。应用土壤呼吸测定系统EGM-4（environmental gas monitor-4,UK,PP system）测定土壤呼吸速率,以此计算不同处理生育期内土壤碳排放总量。用产量与耗水和土壤碳排放量与耗水两种方法计算水分利用效率,客观评价间作系统的水分利用状况。【结果】不同种植模式中,单作玉米土壤呼吸速率最大（1.57 μmol CO₂·m^-2·s^-1）,间作次之（0.83 μmol CO₂·m^-2·s^-1）,单作小麦最小（0.72 μmol CO₂·m^-2·s^-1）;4种秸秆还田方式中,NTSI处理土壤呼吸速率最低,2011与2012年分别较CTI降低了20.4%和11.9%,由此减少碳排放量12.4%。在间作中集成应用带状耕作和秸秆覆盖能有效降低系统耗水总量、增加产量、提高水分利用效率（WUE_GY）,与CTI处理相比,NTSI处理平均减少耗水量达4.1%,增产29.7%,水分利用效率提高15.6%。同时,间作系统的单位耗水碳排放平均降低了5.9%,碳排放效率提高了28.2%。【结论】小麦间作玉米与保护性耕作结合,并集成应用带状耕作及秸秆覆盖技术可使系统的产量、碳排放和耗水得到有效协调,能促进耗水更多转化为作物产量并降低在该转化过程中产生的碳排放,实现碳减排与水分高效利用的协同促进。     

华西雨屏区常绿阔叶林土壤呼吸对模拟氮沉降的响应

【目的】研究华西雨屏区常绿阔叶林土壤呼吸对模拟氮沉降量的响应,分析二者的关系。【方法】从2013年12月至2014年11月,通过野外原位试验,采用LI-8100土壤碳通量分析系统测定对照(CK,0g/(m~2·a))、低氮(L,5g/(m~2·a))、中氮(M,15g/(m~2·a))和高氮(H,30g/(m~2·a))4个氮沉降水平的土壤呼吸速率,分析土壤呼吸速率与10cm土壤温度和含水量的关系,以及氮沉降处理对土壤微生物生物量碳、氮含量的影响。【结果】华西雨屏区常绿阔叶林土壤呼吸速率具有明显的季节动态变化,呈单峰型,在夏季较高,冬季较低。模拟氮沉降处理4次后,各氮沉降处理开始表现出对CO_2释放的抑制作用,在夏季抑制作用最明显,且氮沉降量越大抑制作用越强,全年L、M和H氮沉降处理的CO_2释放量分别比CK降低6.88%,15.76%和28.17%。模拟氮沉降使得土壤呼吸Q_(10)值减小,CK、L、M和H处理的Q10值分别为2.77,2.60,2.45和2.40,这表明随氮沉降量增大土壤呼吸的温度敏感性降低。单因素回归方程分析结果表明,与土壤温度相比,土壤含水量对土壤呼吸速率的影响较小。经过连续1年氮沉降后,L、M、H处理土壤微生物生物量碳和氮分别比CK降低9.65%,14.51%,25.47%和11.40%,19.51%,23.31%,且均与CK差异显著。【结论】在氮沉降持续增加和全球气候变化的背景下,氮沉降使得华西雨屏区天然常绿阔叶林向大气中排放的CO_2量减少。