宁夏三类温室与其小气候关系的试验研究

通过对宁夏三类温室小气候的试验研究表明三类温室的光照强度、气温、地温及相对湿度在一天内的变化规律相同,不同温室结构对温室内光照强度和地表温度的影响不显著,而对气温和相对湿度的影响较显著,对地面下5cm、10cm、15cm、20cm的温度影响极显著.     

长期不同施肥下新疆灰漠土土壤呼吸特征研究

[目的]探讨长期不同施肥下新疆灰漠土的土壤呼吸变化特征,为西北干旱区灰漠土农田土壤碳通量的计算以及灰漠土固碳潜力的评估提供依据.[方法]在连续定位施肥22 a灰漠土长期试验的12个处理中选择5个处理,利用英国ACE土壤碳通量测量仪,对其呼吸速率进行24 h的连续监测.同时监测试验区气温和5 cm地表温度等相关气象数据.[结果]长期施用有机物料(NPKM、M、S)的土壤呼吸速率总体高于不施用有机物料(NPK、CK)的处理,以单施有机肥(M)处理对土壤呼吸速率的影响最为显著,秸秆还田处理其次.NPKM处理的土壤呼吸速率小于M和S,说明化肥配合有机肥的施肥方式能够减缓农田CO2的释放,长期施用有机物料处理的土壤呼吸速率对环境温度的敏感性大于不施用有机物料的土壤,陈NPKM处理外,其余处理与地表温度间存在线性关系.[结论]从农业固碳减排和土壤肥力培育的角度,有机无机配合施用是实现新疆农田地力提升和环境友好双赢的重要培肥措施.     

滴灌对干旱区春小麦田土壤CO2、N2O排放及综合增温潜势的影响

对比新疆干旱区滴灌和传统灌溉对春小麦田土壤CO_2和N_2O排放通量及综合增温潜势的影响差异,旨在为该区有利于农田温室气体减排的农业管理措施的制定提供科学依据。在春小麦田中,设置滴灌和漫灌两种灌溉方式(其中滴灌包含滴灌管间和滴灌管上2个不同的空间处理),利用静态暗箱-气相色谱法对两种灌溉方式下不同处理的土壤CO_2及N_2O排放通量及影响因素进行了测定和分析。结果表明:在春小麦生长季,滴灌方式下土壤CO_2排放通量均值比漫灌减少了35.76%。滴灌管间和滴灌管上两个处理的土壤CO_2排放通量无显著差异,均值分别为906.28、838.25 mg·m~(-2)·h~(-1),但均与漫灌处理有显著性差异(P0.05)。滴灌方式下土壤N2O排放通量达74.81μg·m~(-2)·h~(-1),比漫灌增加25.87%。滴灌管间和滴灌管上处理土壤N_2O平均排放通量均高于漫灌,分别为85.76、63.62μg·m~(-2)·h~(-1),3个处理间均无显著性差异(P0.05)。滴灌和漫灌方式下土壤CO_2累积排放量分别为2 188.68、3180.91 g·m~(-2),土壤N2O累积排放量分别为188.62、160.60 mg·m~(-2),滴灌方式下春小麦田土壤CO_2和N_2O的综合增温潜势比漫灌减少983.55 g CO~(-2)·m~2。相关性分析表明,滴灌管间处理土壤CO_2排放通量与大气温度及5、10 cm地温的相关性均达显著水平(P0.05),与10~20 cm层土壤微生物量碳呈极显著相关(P0.01);漫灌方式下,0~10 cm和10~20 cm层土壤水分显著影响土壤N_2O排放通量(P0.05);滴灌方式下滴灌管上处理的0~10 cm层土壤水分与土壤N_2O排放通量显著相关(P0.05),滴灌管间处理的10~20cm层土壤NH_4~+-N含量是影响N2O排放通量的显著因素(P0.05)。     

三江平原毛果苔草沼泽不同生长阶段CH4排放的日变化规律研究

利用静态暗箱/气相色谱法对三江平原毛果苔草沼泽4个生长阶段(开花期、果熟期、果后营养期和枯萎期)进行CH4排放通量的日变化观测实验。结果表明,毛果苔草沼泽这4个生长阶段CH4排放通量的日变化规律不一致,开花期时表现为无明显规律,果熟期、果后营养期和枯萎期时其变化均为单峰曲线,峰值分别出现在9时、19时和13时。CH4排放通量的日变化与温度的相关性不明显。对比各生长阶段CH4的日平均通量值发现,果熟期和果后营养期CH4日均通量大,而开花期和枯萎期的日均通量明显减小。从整个生长季来看,CH4排放通量的日变化与气温、水温、5cm地温、10cm地温、15cm地温和20cm地温均呈极显著的正相关关系。温度是影响CH4排放通量变化的主要因素。     

宁夏三类温室与其小气候关系的试验研究

通过对宁夏三类温室小气候的试验研究表明：三类温室的光照强度、气温、地温及相对温度在一天内的变化规律相同，不同温室结构对温室内光照强度和地表温度的影响不显著，而对气温和相对温度的影响较显著，对地面下5cm、10cm、15cm、20cm的温度影响极显著。     

长期施肥下黑土碳氮和土壤pH的空间变化

试验研究了长期不同施肥下剖面(0~100 cm)土壤有机碳、全氮、硝态氮、微生物碳氮以及土壤pH的空间变化。结果表明:与单施化肥相比,长期有机肥和化肥配施显著提高了0~20 cm表层土壤有机碳、全氮、硝态氮和微生物碳氮含量,并且土壤有机碳和微生物碳氮的增加主要集中在0~40 cm土层。在0~20 cm和20~40 cm土层,等氮量有机无机肥配施(M1NPK和SNPK)处理土壤有机碳含量显著高于化肥NPK处理(P0.05),同时二处理土壤全氮含量没有由于化肥氮施用量减少而下降。与不施肥ck相比,单施化肥显著降低了土壤微生物量碳氮含量。在40 cm土层以下,与NPK处理相比,M2NPK、NP和N处理硝态氮累积量明显增加,而M1NPK和SNPK处理硝态氮累积量明显减少。长期不同施肥对土壤酸化的影响主要集中在0~40 cm土层,单施化肥处理土壤pH显著低于不施肥(ck)和有机无机肥配施处理(P0.05),其中2012年秸秆还田(SNPK)处理0~20 cm土壤pH比NPK处理高2.17。表明有机无机肥配施不仅能提高和维持土壤碳氮水平,还能防止土壤酸化的发生,尤其施用有机肥氮替代部分化肥氮的有机无机肥配施模式是东北黑土区最有效的施肥措施之一。     

冷浸田地下水位与农田小气候生境特征研究

以福建闽侯典型冷浸田为例,通过连续两年定位监测比较的方法,研究了同一小流域冷浸田与非冷浸田(灰泥田)地下水位与农田小气候生境特征及其差异。结果表明,灰泥田地下水位常年波动较大,且主要发生在地表之下0-50cm,而相应的冷浸田地下水位波动较小,主要分布在地表之上10-40cm,较灰泥田常年平均高出49.3cm。冷浸田地下水还原性物质总量是灰泥田的2.8倍,Fe2+则是灰泥田的1.8倍。冷浸田光合有效辐射年均值较灰泥田降低26.9%,达显著差异水平。冷浸田单季稻生育期(6-10月)平均地表温度、5cm地温、10cm地温、15cm地温分别比灰泥田低0.4℃、0.4℃、0.5℃、0.6℃,尤其是9-10月的抽穗灌浆期地温与灰泥田差异进一步加大;其单季稻生育期平均气温均也较灰泥田低0.6℃。山垄冷浸田地下水位高并伴随强还原性、较低的光合有效辐射与水稻生育后期地温下降较快是区别于非冷浸田的重要生境特征,这可能是冷浸田生产力低下的综合原因。基于冷浸田生境特征,从工程与农艺措施等方面提出治理利用对策。     

免耕对旱地春小麦成熟期CO_2和N_2O排放日变化的影响

利用静态箱/气相色谱法对黄土高原旱地进行为期7a的免耕和常规耕作条件下春小麦成熟期农田生态系统CO2和N2O排放通量日变化进行了研究.结果表明:春小麦成熟期CO2和N2O的排放具有明显的日变化特征.CO2排放通量明显表现为常规耕作免耕(除16∶00时观测值外),日最高排放值出现在14∶00,最低排放值出现在3∶00;N2O排放通量在10∶00、18∶00、22∶00时,表现为常规耕作免耕,其余观测时段均表现为免耕常规耕作.CO2和N2O排放通量均与地表温度、5cm地温和气温呈极显著正相关性,且常规耕作与免耕处理条件下,CO2排放通量与气温的相关系数最高,均为0.95,呈指数函数关系;N2O排放通量与地表温度的相关系数最高,分别为0.86和0.88,呈线性函数关系.     

三河市40年来地表及浅层地面温度变化趋势分析

[目的]分析近40年来三河市地表及浅层地面温度变化趋势。[方法]根据三河1971～2010年的逐年及季平均地温资料,采用折线图、趋势图等方法,对40年来三河市的地温变化趋势进行分析。[结果]近40年三河市年地表温度、年地表最高、最低温度均呈上升趋势,且年和季地表温度中均以地表最低温度升温速率最快。5、10、15、20 cm地温的年变化均为下降趋势,以20 cm地温下降速度最为显著;春季5～15 cm地温均呈升温趋势,20 cm略有下降趋势;夏季以20 cm降温速率最为显著;秋季以10 cm升温速率最快;冬季10、15cm升温速率较大,15 cm升温速度最快。[结论]该研究为了解全球变暖对地表及浅层地面温度的影响提供参考依据。     

寒地水稻秸秆还田和温度对稻田甲烷排放的影响

针对寒地水稻秸秆还田,采用定位小区连续定位观测方法,研究寒地稻田甲烷排放规律,探讨水稻秸秆还田和温度对甲烷排放影响,估算水稻生长季甲烷排放量。结果表明,水稻田甲烷排放通量呈双峰变化趋势;不还田(SR0)处理甲烷排放通量与气温显著相关,与土壤温度相关不显著,低量还田(SR1)、高量还田(SR2)处理甲烷排放通量与地表温度、5、10 cm土层温度极显著相关,与气温相关不显著;不还田(SR0)、低量还田(SR1)和高量还田(SR2)的甲烷排放通量最大值和平均值与秸秆还田量拟合方程分别为y=0.519x+0.585(R2=0.999),y=0.192x+0.350(R2=0.999),相关性显著,甲烷排放量与秸秆还田量拟合方程为y=5.055x+9.168(R2=0.999),相关性显著,甲烷排放通量和甲烷排放量随秸秆还田量增加而升高。     

不同类型农耕地地气界面热质传递关系研究

通过对同一时段不同地区农田的实地考察研究和取样分析,获得地气界面形态及热质传递关系现场数据,使用质量守恒定律研究近地空气湿度与土壤中氮磷钾含量及相互关系。结果表明:地空湿度梯度过大是造成土壤退化的主要原因。土壤中的氮磷含量随湿度梯度的增加有正相关性,钾含量有负相关性,但地表温度较高时,氮的含量有所下降。     

干旱区不同灌溉方式及施肥措施对棉田土壤呼吸及各组分贡献的影响

【目的】探讨干旱区灌溉方式及施肥措施对棉花生长季农田土壤呼吸速率及碳平衡的影响,比较不同管理措施对棉田土壤碳汇强度的影响。【方法】设置滴灌和漫灌两种灌溉方式,在棉花生育期每种灌溉方式设有机肥（OM）、氮磷钾化肥（NPK）、氮磷钾化肥与有机肥配施（NPK+OM）3种施肥处理,以不施肥处理为对照（CK）,采用LI-8100土壤碳通量测定仪测定农田土壤呼吸速率,利用根去除法区分根系对土壤呼吸的贡献率,通过计算净生态系统生产力（NEP）,分析不同灌溉方式及施肥措施下农田土壤碳汇强度。【结果】不同灌溉方式及施肥措施下农田土壤呼吸速率的季节变化随气温变化均呈先升高后降低的趋势,在7月中旬达到峰值,10月中旬棉花收获后降至最低。不同灌溉方式下农田土壤碳排放量为滴灌＞漫灌;相同灌溉方式下不同施肥处理为NPK+OM＞OM＞CK＞NPK。滴灌条件下根系呼吸对土壤呼吸的贡献率为36.38%-58.74%,漫灌条件下为33.73%-52.03%;铃期根系呼吸贡献率最高,生育期平均为48.05%和44.31%。整个棉花生长季节,两种灌溉方式下农田净初级生产力（NPP）均为NPK+OM＞NPK＞OM＞CK。不同管理措施下整个生育期农田土壤均表现为碳“汇”,其中,不同灌溉方式下农田碳汇强度为滴灌＞漫灌,不同施肥措施为NPK+OM＞NPK＞OM＞CK,灌溉与施肥互作条件下,滴灌方式下NPK+OM处理碳汇强度最强。【结论】在干旱区棉花生产中,采用膜下滴灌节水技术,氮磷钾化肥与有机肥配施并实施秸秆还田等农田管理措施,不仅能增加土壤有机碳含量,培肥地力,提高棉花产量,而且能促进土壤固碳减排。     

毛竹与油茶人工林生态系统碳贮量及其分配特征

对福州市主要经济林毛竹和油茶林生态系统各组分的生物量、含碳率和碳贮量进行比较研究,结果表明,毛竹林和油茶林乔木层生物量分别为277.18、35.76 t·hm-2,高于林下植被和凋落物生物量,其中,干的生物量最大,分别占乔木层生物量的68.80%和34.00%。毛竹林和油茶林地上部分含碳率分别在44.65%-48.84%、44.72%-49.78%之间,碳贮量分别为137.157、18.104 t·hm-2。林地土壤3个层次(60 cm)含碳率分别介于0.70%-3.02%、0.46%-2.46%之间,表层(0-20 cm)含碳率和碳贮量最高,毛竹和油茶林地土壤碳贮量为107.223、92.540 t·hm-2。毛竹林生态系统碳贮量为246.445 t·hm-2,油茶林为111.446 t·hm-2。     

长期施肥对红壤性水稻土有机碳矿化的影响

【目的】土壤有机碳矿化是土壤中重要的生物化学过程,与土壤养分释放、土壤质量保持以及温室效应密切相关。揭示稻田生态系统在长期施肥下土壤有机碳固存与矿化特征,旨在正确评价施肥对全球气候变化的影响。【方法】本研究以33年长期定位试验为依托,对红壤性水稻土土壤有机碳累积及矿化动力学特征等进行系统研究。长期定位试验始于1984年,选取其中5个处理：不施肥处理（CK）,施氮磷钾化肥处理（NPK）,施70%化肥+30%有机肥处理（70F+30M）,施50%化肥+50%有机肥处理（50F+50M）,施30%化肥+70%有机肥处理（30F+70M）,于 2017 年早稻种植前采集耕层 （0—20 cm） 土壤样品,采用室内培养方法,测定土壤碳矿化释放 CO₂-C量和速率等,并采用一级动力学方程拟合土壤潜在可矿化有机碳量（C₀）、易矿化有机碳量（C₁）和周转速率常数等。【结果】各施肥处理均不同程度地提高了土壤总有机碳含量,NPK处理有机碳含量显著高于CK,较CK提高了27.32%。化肥配施有机肥处理（70F+30M、50F+50M 和30F+70M）土壤有机碳显著高于NPK处理（P<0.05）,平均较NPK处理提高了31.31%,以50F+50M和30F+70M处理较为显著。各处理有机碳矿化速率均在培养后的第1天达到峰值且差异显著,排序为50F+50M>30F+70M>70F+30M>NPK>CK,随后下降,11 d之后趋于稳定,稳定后各处理的土壤有机碳矿化速率大小排序为：30F+70M>50F+50M>70F+30M>NPK≈CK。在整个培养期,土壤有机碳矿化速率与培养时间呈对数曲线关系。培养35 d结束后,NPK处理较CK未能显著改变土壤有机碳累积矿化量（P>0.05）,70F+30M、50F+50M和30F+70M处理土壤有机碳累积矿化量显著高于NPK处理（P<0.05）,分别较NPK提高了50.99%、70.85%和86.39%。各处理土壤有机碳累积矿化率（累积矿化量占有机碳总量的比率）变化范围为3%—4%,30F+70M处理显著高于NPK处理（P<0.05）。施肥处理均不同程度地提高了土壤潜在可矿化有机碳量,以30F+70M处理最高,较NPK提高了1.19倍。不同施肥处理较不施肥均未明显改变土壤有机碳周转速率及半周转期。土壤潜在可矿化有机碳量（C₀）、易矿化有机碳量（C₁）、累积矿化量及累积矿化率均显著受土壤有机碳含量及投入碳量的影响,且呈现正相关关系。土壤潜在可矿化有机碳量（C₀）/土壤有机碳比值与所投入碳量呈现显著正相关（P<0.05）;土壤有机碳的周转速率常数（k）与土壤有机碳及投入碳量均未呈现显著性相关性。【结论】长期化肥配施有机肥可有效提高红壤性水稻土有机碳的矿化速率及促进有机碳的积累,并未显著改变土壤有机碳的矿化率,有利于红壤性水稻土的养分供应及固碳。     

耕地造林和撂荒2种植被恢复方式碳储量差异

为了解耕地在造林和撂荒这2种恢复方式下生态系统碳储量的差异和分配特征,并为估算森林碳汇提供基础数据支撑,在2016年7-8月,采用野外样地调查并结合室内测定对湖南会同恢复14 a的退耕还林地（即耕地造林）和农田撂荒地（即耕地撂荒）进行植被、凋落物以及土壤碳储量的调查。结果表明:①退耕还林地的生物量碳储量显著（P < 0.05）高于农田撂荒地。其中,退耕还林地的乔木层碳储量高于农田撂荒地,并且前者是后者的2.76倍,但灌木层和草本层正好相反。②耕地在2种恢复方式下土壤碳质量分数均随土壤深度的增加而依次减小。农田撂荒地土壤碳储量随土壤深度的增加也依次减小,但退耕还林地土壤碳储量的大小为20~40 cm > 0~10 cm > 40~60 cm > 10~20 cm > 60~80 cm。退耕还林地0~80 cm深土壤碳储量略高于农田撂荒地,但两者没有显著差异（P > 0.05）。③退耕还林地生态系统碳储量要高于农田撂荒地。2种恢复方式下各组分碳储量大小均为土壤层>乔木层>凋落物层>草本层>灌木层。研究显示,在试验时段内,耕地采用造林的方式其固碳能力要优于撂荒的方式。     

福建省长汀县植烟耕地土壤肥力状况

2008-2009年对长汀县烤烟种植地烟前烟后土壤养分测定表明,烤烟耕地土壤整体较酸,全县土壤烟前pH值为4.31,烟后4.42;有机质含量处于中等水平,烟后土壤有机质含量26.33 g·kg-1,比烟前（24.69 g·kg-1）有所增加;植烟后土壤碱解N含量与植烟前差别不大,略有增加,含量处于中等水平;速效P含量较...     

博斯腾湖人工和天然芦苇湿地土壤呼吸动态变化规律及其影响因素

为研究干旱区淡水湖泊湿地土壤呼吸作用的动态变化及其影响因素,以博斯腾湖人工和天然芦苇(Phragmites australis)湿地为样地,于2014年11月—2015年9月,利用LI-840A土壤碳通量自动测定仪对土壤呼吸的日变化和季节动态进行了监测。结果表明:人工、天然芦苇湿地土壤呼吸速率的日变化表现为明显的单峰曲线,且呈现出一定的波动性;两种芦苇湿地土壤呼吸速率均具有明显的季节变化特征,生长旺盛期(7—8月)的土壤呼吸作用最强,越冬期(11月)土壤呼吸作用最弱;博斯腾湖芦苇湿地土壤呼吸速率为正值,且人工芦苇湿地土壤呼吸速率高于天然芦苇湿地;5 cm深土壤温度、近地表温度和空气相对湿度是土壤呼吸速率的主要影响因素;人工、天然芦苇湿地土壤呼吸速率均与土壤p H和盐分呈负相关,而与土壤有机碳呈正相关。     

垄体走向对打顶期烤烟不同部位微生态环境的影响

通过田间小区试验,研究了不同垄体走向对打顶期烤烟不同部位微生态环境的影响。结果表明:烟株群体内温度和CO2浓度均以东南西北垄处理最高;相对湿度以东南西北垄最低;风速表现为南北垄>东南西北垄>东西垄;光照、垄沟和垄上5 cm和20 cm土层温度在3个垄体走向处理间差异不大;不同垄体走向下温度随烟株高度的增加而降低,相对湿度、CO2浓度、风速和光照各部位表现不一致;垄沟和垄上5 cm和20 cm土层温度峰值出现时间各异。     

温度、氮输入对洪河湿地CO_2通量的影响

采用静态箱-气相色谱仪法,对洪河湿地CO2呼吸通量进行观测,模拟不同水平氮输入湿地,设计0、20、40、60 g.m-2四种氮水平及秸秆还田处理,探讨不同氮水平对洪河湿地CO2释放的影响。结果表明,7月生态系统呼吸通量高于其他月份,呈现出季节变化的单峰模式。湿地CO2通量与温度具有相关性,其中与5 cm深土壤温度相关性最强,呈指数相关关系。不同氮水平系统呼吸通量与5 cm地温二次相关。氮输入促进了湿地CO2排放,且中氮量输入(N2PK)释放量最多,秸秆还田技术能抑制中氮输入量产生的高呼吸通量。     

气温变化对温带混交林生态系统CO2通量的影响

森林是陆地生态系统的主要碳汇。由于植物自身独有的生长特性,其生长状况和生理活动对气候变化的响应会影响森林生态系统碳循环过程。该研究以国际通量网(FLUXNET)注册站点,哈佛森林通量观测塔记录的2000—2012年局域尺度CO2通量和气温观测数据为基础,结合物候模型,分析气温变化对温带森林生态系统CO2通量的影响。结果表明:(1)2000—2012年NEE的最大值为298.13 g·m^-2·a^-1,出现在2010年,除2010和2011年之外,其它年份的年NEE均为负值。(2)NEE、GPP和气温与物候模型的拟合效果较好(R 2>0.8),显示温带混交林森林生态系统光合作用稳定期主要集中在夏季,植被生长状况是温带混交林森林生态系统碳循环的主导因素。(3)气温的变化量时间点(最大点、最小点和0点日期)与NEE、GPP的变化量时间点(最大点、最小点和0点日期)的线性拟合结果显示,气温与CO2通量存在显著的正相关关系(P<0.01),气温的变化影响温带混交林生态系统碳循环过程。