圆叶决明添加量对红壤可溶性氮及酶活性的影响

为了探明圆叶决明(Chamaecrista rotundifolia)降解后红壤可溶性氮及氮水解酶活性的变化规律,本研究采用室内好气恒湿培养法,研究占红壤质量0.5%(T1),1%(T2)和2%(T3)的圆叶决明添加至红壤中,培养7~88d内红壤硝态氮(NO^-₃-N)、铵态氮(NH⁺₄-N)和可溶性有机氮(Soluble organic nitrogen,SON)及脲酶、蛋白酶和天冬酰胺酶的变化。结果表明：添加圆叶决明后,红壤NO^-₃-N和NH⁺₄-N含量在培养前期降低,培养中期增加;而整个培养期SON含量及脲酶、蛋白酶和天冬酰胺酶活性均增加,且圆叶决明添加量越大,效果越显著。NO^-₃-N和SON含量及脲酶、蛋白酶和天冬酰胺酶活性可用2次或3次函数方程拟合;而NH⁺₄-N含量可用线性函数拟合。氮水解酶与NO^-₃-N负相关,与NH⁺₄-N和SON正相关,且相关性从大到小的顺序为蛋白酶>天冬酰胺酶>脲酶。综上,添加圆叶决明提高了红壤供氮水平和红壤氮转化能力。     

全球变暖对高寒冻土区温室气体通量影响研究进展

泛北极地区和青藏高原是陆地生态系统重要的有机碳、氮库。在气候变暖驱动下，高纬度或高海拔冻土融化加速，冻土活动层冻融格局改变，土壤有机质分解增加，成为全球重要的温室气体排放源，其对气候变化的“正反馈”效应受到越来越多关注。本文重点综述了近年泛北极和青藏高原冻土区土壤CO₂,CH₄和N₂O三种主要温室气体通量对冻土退化及冻融作用的响应特征和影响机制，探讨了高寒地区生态系统净温室效应与气候变暖的相互关系，并简要提出了目前冻土区土壤碳排放和氮转化关键过程研究中需要加强的方面，旨在为继续深入开展气候变化背景下冻土碳氮循环研究提供参考。     

水热互作对多年冻土区高寒沼泽草甸土壤温室气体排放的影响

为了探究温度和水分变化对多年冻土区高寒沼泽草甸土壤温室气体排放的影响，设置温度5,10和15℃(记作T5,T10和T15)和水分梯度75%,100%,130%土壤持水力(Water holding capacity, WHC,记作W75, W100和W130)室内交互培养实验。结果表明：各水分处理CO₂累积排放量随温度增加而增加，W75T5处理最低(818.59 mg·kg^-1),W100T15处理最高(3 420.50 mg·kg^-1);W75和W100处理CH₄累积排放量无明显规律，W130处理CH₄累计排放量随温度增加而增加；W75处理N₂O累计排放量随温度增加而降低，W100和W130处理随温度增加先增加后降低。CO₂累积排放量与微生物量碳显著负相关，与pH和过氧化氢酶显著正相关；CH₄累积排放量与电导率、脲酶显著负相关。温度、水分及其交互作用对全球增温潜势(GWP)影响显著；水热因素和土壤性质共同解释了...     

不同天然草地开垦年限下土壤特性对CH4吸收的影响

通过培养实验,称取过2mm筛的风干土样50g于300mL的培养瓶中,调节含水量至25%(W/W)后密封,在(25±1)℃条件下恒温培养一周,探讨内蒙古锡盟太仆寺旗典型草原天然草地转变为农田后,在相同的水分温度条件下,不同开垦年限(5、10、50年)农田的土壤特性对CH₄吸收的影响。结果表明:天然草地转变为农田后降低了土壤吸收CH₄的能力,开垦年限对CH₄吸收有显著影响(F=20.998,P<0.001),CH₄的吸收量随开垦年限的增加而逐渐降低,4个样地土壤CH₄的吸收量按大小顺序为:天然草地>开垦5年的农田>开垦10年的农田>开垦50年的农田,以天然草地为对照,开垦5年、10年、50年后农田土壤CH₄的吸收量分别降低了17.1%、44.1%、50.1%;CH₄的累积吸收量随土壤有机碳、全氮含量和微生物生物量碳、氮的降低而降低,单因子相关分析表明,土壤有机碳含量、全氮含量、土壤微生物量碳、氮是影响土壤CH₄吸收的主要因子。     

黄土丘陵区不同植被类型间土壤CO2释放与模型模拟及敏感性分析

【目的】探究黄土丘陵区3种典型植被(文冠果(Xanthocera ssorbifolium)林地、冰草(Agropyron cristatum)荒草地、沙棘(Hippophae rhamnoides)灌丛)覆盖下土壤CO₂排放规律及影响因素，比较不同植被类型覆盖土壤CO₂排放的差异，为该地区减少土壤CO₂排放选择合适的退耕还林还草植被提供依据。【方法】基于DNDC模型模拟，结合实际土壤CO₂排放通量及土壤影响因子，检验该模型对不同植被类型间土壤CO₂排放模拟的适宜性，并对其进行敏感性分析。【结果】黄土丘陵区3种典型植被覆盖土壤CO₂排放季节变化趋势均呈单峰曲线，与土壤表层(5 cm)温度、含水量变化趋势相似，并且该地区不同植被类型间土壤CO₂排放通量与土壤表层(5 cm)温度、含水量均呈极显著正相关关系(P<0.01)，说明土壤温度、含水量是影响CO₂排放的关键因素；文冠果林地土壤年均CO₂     

氮添加对贝加尔针茅草原土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响

以贝加尔针茅草原为研究对象,施氮模拟氮沉降增加,设置N₀,N₅₀,N₁₀₀,N₂₀₀,N₃₀₀(0,50,100,200,300 kg N·hm^-2·年^-1)5个氮添加水平,研究不同氮添加水平变化对土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响。结果表明,与对照N₀相比,N₅₀、N₁₀₀、N₂₀₀和N₃₀₀处理显著提高了土壤易氧化有机碳和可溶性有机碳含量,显著降低了土壤微生物量碳含量。N₁₀₀处理显著提高了土壤易氧化有机碳和可溶性有机碳的组分比例,显著提高了土壤碳库活度、碳库活度指数和碳库管理指数。N₂₀₀和N₃₀₀处理显著降低了土壤易氧化有机碳组分比例,显著降低了土壤碳库活度、碳库活度指数和碳库管理指数。分析结果表明,土壤易氧化有机碳分配比例、可溶性有机碳分配比例、微生物量碳分配比例、碳库活度指数和碳库管理指数之间呈极显著相关性(P<0.01)。在未来氮沉降持续增加的情况下,贝加尔针茅草原土壤碳库质量可能会降低。     

贝加尔针茅光合特征与叶片功能特性对长期氮添加的响应

以贝加尔针茅草甸草原建群种贝加尔针茅为研究对象,通过一个连续6年氮添加野外控制试验,设置5个氮素处理:N₀(0 kg N/hm²)、N₃₀ (30 kg N/hm²)、N₅₀ (50 kg N/hm²)、N₁₀₀ (100 kg N/hm²)、N₁₅₀ (150 kg N/hm²),探讨氮沉降变化对贝加尔针茅种群光合特性与叶片功能特性变化规律及其影响因子。结果表明,氮素添加变化显著影响贝加尔针茅的净光合速率等光合特性,氮素添加处理净光合速率(net photosynthetic rate, P_n)、气孔导度(stomatal conductance, G_s)、蒸腾速率(transpiration rate, T_r)、光合氮利用效率(photosynthetic nitrogen use efficiency, PNUE)和光合能量利用效率(photosynthetic energy use efficiency, PEUE)均低于或显著低于无氮素添加处理。氮素添加处理叶片比叶面积(specific leaf area, SLA)、叶片N含量(leaf N content, N_mass)、建成成本(leaf construction cost, CC_mass)、叶片N∶P均高于或显著高于无氮素添加处理。相关分析表明,5个氮素处理的P_n与G_s、T_r、PNUE、PEUE、叶片P含量(leaf P content, P_mass)、土壤N∶P呈显著正相关,与叶片比叶面积(SLA)、N_mass、CC_mass、土壤含水量、土壤pH值呈极显著负相关;叶片N_mass与SLA、CC_mass、土壤N∶P呈显著正相关,与PNUE、PEUE、P_mass、土壤含水量、土壤pH值呈显著负相关。综合以上研究表明,长期氮添加会降低贝加尔针茅净光合速率、养分利用效率,提高叶片建成成本和叶片N∶P,土壤含水量和土壤pH值是引起这种改变发生的主要因子。     

氮添加对青藏高原高寒草甸土壤磷组分的影响

磷是一种影响草地植物生产力和生态系统功能的重要养分。本文研究了3个氮添加水平下(5，10和15 g ·m^-2)青藏高原海北高寒草甸(海拔3 100 m)土壤磷组分的变化特征及其主要影响因素。研究表明：N5处理下土壤磷的生物有效性增加。N5处理显著提高了活性磷库的含量，其中NaHCO₃-Pi的含量和比例均显著增加。N15处理下植物生物量和地上部含磷量增加，土壤活性磷含量无显著变化，N15处理下仅土壤残余态磷(Residual-P)显著下降。氮添加下影响土壤磷组分变化的关键因素包括土壤pH值、微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)和微生物生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)。在高寒草甸氮添加能够通过降低土壤pH值和增加微生物生物量来提高土壤磷的有效性。     

江西规模奶牛场粪污基数特征分析

为了掌握规模奶牛场粪污中污染物特征参数变化特点，以便对规模奶牛场粪污进行治理和资源化利用，试验选择南昌周边某常年存栏120余头中国荷斯坦奶牛的规模奶牛场为研究对象，于2018年8月份至2019年7月份对该奶牛场粪污进行春、夏、秋、冬季节性周年采样监测分析，即采集该奶牛场鲜粪便和自然堆积发酵后粪便监测总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH⁺₄-N)、含水率及有机质(OM)含量，采集该奶牛场污水固液分离池水、发酵池出水和氧化塘出水监测电导率(EC)、化学需氧量(COD)及NH⁺₄-N、TN、TP含量。结果表明：鲜粪便中TN含量在春季最高，为2.95%;TP含量在秋季最高，为7.63%;春、夏两季NH⁺₄-N含量均极显著高于秋季(P<0.01),显著高于冬季(P<0.05);OM含量在冬季最高，为61.10%;含水率在春季最高。发酵粪便中春季TN含量与夏季差显不著异(P>0.05),但显著高于秋、冬两季(P<0.05);TP含量在秋季最高...     

冻融与氮输入对草地土壤氮转化和氧化亚氮排放的影响

冻融通过改变土壤理化和生物学特性成为影响土壤氮转化及N₂O排放的重要因素。冻融期外源氮输入将进一步改变土壤氮素有效性，从而可能对土壤氮转化过程及N₂O排放产生更为复杂的影响。但关于土壤冻融与氮输入耦合作用对草地土壤氮转化和N₂O排放的影响效应和作用机制尚不清楚。本文系统论述了冻融作用、外源氮输入以及两者耦合作用的特性及其影响下的草地土壤氮转化和N₂O排放特征，指出土壤冻融格局与氮转化过程关系密切，春季冻融期是N₂O排放的关键期，对全年N₂O排放具有重要贡献。冻融频次增加、冻结强度增大以及冻结持续时间延长有利于土壤氮矿化速率加快。氮输入通过增加土壤氮素供应，增强微生物活性进而促进氮的矿化、硝化及N₂O排放。冻融与外源氮的耦合效应具有复杂性，气候条件、冻融格局、以及外源氮含量和类型等的不同易导致草地土壤氮转化和N₂O排放通量的差异性响应。研究结论有助于加深关于土壤冻融与氮输入对草地生态系统氮素生物地球化学循环影响效应...     

冻融和冻融+苏打盐碱复合胁迫下苜蓿幼苗的生理响应

为了研究苜蓿（Medicago Sativa L.）幼苗在冻融和冻融+苏打盐碱胁迫下生理反应,以‘龙牧807’苜蓿幼苗为试材,对其进行冻融循环[10℃（T-F10）→5℃（T-F5）→0℃（T-F0）→—3℃→0℃（F-T0）→5℃（F-T5）→10℃（F-T10）]和冻融循环+苏打盐碱（150 mmol·L^-1）胁迫,以常温未胁迫处理的幼苗为对照（CK）,探讨冻融循环和苏打盐碱对苜蓿叶片生理生化的影响。结果表明：在冻融循环、冻融循环+苏打盐碱胁迫,苜蓿叶片可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白含量和过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性呈先升后降趋势,且在-3℃低温胁迫时达最大值;过氧化氢酶活性、抗坏血酸过氧化物酶活性和相对电导率呈逐渐上升趋势。采用隶属函数法对9项生理生化指标分析表明,冻融循环胁迫下隶属值由高到低依次为：—3℃>F-T0>F-T10> F-T5> T-F0＞T-F5>T-F10> CK,冻融循环+盐碱胁迫下隶属值由高到低依次为：—3℃+盐碱>F-T0+盐碱>F-T10+盐碱>F-T5+盐碱>T-F0+盐碱> CK+盐碱＞T-F5+盐碱＞T-F10+盐碱＞CK;冻融循环和冻融循环+盐碱胁迫与各指标综合关联度由高到低为脯氨酸＞超氧化物歧化酶＞过氧化氢酶＞可溶性糖＞抗坏血酸过氧化物酶＞可溶性蛋白＞丙二醛＞过氧化物酶＞相对电导率。     

高寒草甸土壤异养呼吸对气候变化和氮沉降响应的模拟

利用研究区植被、土壤和气候观测资料,借助CENTURY模型研究了高寒草甸土壤异养呼吸CO₂通量动态变化。结果表明,1)CENTURY模型较好地反映了高寒草甸土壤异养呼吸季节变化。模拟结果与试验点观测结果相吻合,风匣口和干柴滩2个试验点观测值与模拟值的线性回归方程分别为y=0.7776x+23.796(R²=0.6885, n=31)和y=0.9487x-8.6994(R²=0.6062, n=30)。2)过去46年(1960-2005年)研究区年平均气温趋于暖化,平均线性增温率为 0.35℃/10 a。降水量变化不明显,呈振幅较为稳定的波动变化。同期CENTURY模型模拟的高寒草甸土壤异养呼吸CO₂通量呈波动性缓慢上升的趋势,通量变化范围在479.22~624.89 g C/(m²·a) 之间,平均值为(539.56±34.32) g C/(m²·a),通量增加率为16.5 g C/(m²·10 a)。对模拟结果与气温、降水量之间进行的相关性分析结果显示,土壤异养呼吸CO₂通量与气温呈显著正相关(r=0.70,P<0.05),与降水量相关性不显著。3)氮沉降增加显著促进了高寒草甸土壤异养呼吸CO₂通量。中氮(MN)和高氮(HN)与对照(CK)处理间差异极显著(P<0.01),但中氮(MN)与高氮(HN)处理间差异不显著。说明,长期受低温和土壤有效氮限制的高寒草甸对气候变化响应敏感,高原气候的暖化和氮沉降的增加均能引起土壤异养呼吸作用的小幅上升,但可能由于异养呼吸作用对氮沉降存在着一定的“氮饱和”现象,随着大气氮沉降的倍增,其促进效应降低。     

氮素配施对三江源区退化高寒草甸植被和土壤的影响

三江源区草地退化严重威胁我国的生态安全,因此,研究恢复措施对草地的影响有重要意义。本研究以青海省果洛藏族自治州轻度退化高寒草甸为研究样地,通过三种不同类型氮素(尿素CH₄N₂O、硫酸铵(NH₄)₂SO₄和硝酸钾KNO₃)的九种组合配施,分析氮素配施后退化高寒草甸群落特征和土壤养分的变化,以探究不同类型氮素配施对退化高寒草甸恢复效果。研究结果表明,与对照相比,氮素配施显著提高了群落初级生产力(P<0.05),且生物量随着氮素配施量呈先增加后降低趋势,但对植物群落多样性无显著影响;土壤中速效氮和硝态氮呈现降低趋势(P<0.05),但有机碳、全氮、全磷和铵态氮含量无显著变化;利用主成分分析,通过综合评价植被指标和土壤指标,筛选出恢复该区域退化高寒草甸的最佳氮素配施量为47.2 g·m^-2硫酸铵+72.2 g·m^-2硝酸钾+21.6 g·m^-2尿素,为退化高寒草甸的恢复提供理论依据。     

黄河源区建植19年人工草地生物结皮CO2通量与叶绿素荧光参数的变化

为了解黄河源人工草地不同类型生物结皮和植被群落CO2释放和固定的变化特征,并探讨二者的影响因子,本文通过调查黄河源建植19年人工草地不同类型生物结皮CO2通量和植被土壤特征变化发现:藻和地衣结皮CO2通量均显著小于苔藓结皮(10.58μmol·m-2·s-1)(P<0.05);苔藓结皮对应的植被群落CO2通量(11.5...     

全球氮添加实验设计方法现状的定量分析

氮添加控制实验是研究全球氮沉降对陆地生态系统影响的最有效手段之一。目前数百个氮添加实验由于其实验设计和方法的差异给不同实验结果之间的比较以及全球数据整合分析带来很大的不确定性。我们搜集全球302个氮添加控制实验,并定量分析其实验设计方法和现状,发现全球氮添加控制实验中仅有8%的实验数量分布于苔原、湿地和荒漠;氮添加量低于2 g·m^-2·a^-1的实验仅占到4.4%;单独使用NH⁺₄或NO^-₃态肥料的实验占17.5%;超过每年6次氮添加的实验数量仅占1.4%;氮添加实验持续时间基本小于5年,大于20年的实验占13.6%;全球84.9%的实验中氮添加水平数目在2个以内,4个以上的实验仅占5.1%。针对目前氮添加实验的设计方法和现状,我们对未来氮添加实验设计和方法提出了参考建议。     

三江源区高寒草甸草场植被和土壤对外源氮素输入的响应

为了探究不同形态氮素在高寒草甸中的分配及利用情况,本研究以玉树州称多县的高寒草甸为研究对象,利用¹⁵N标记技术,设置对照（N0）、铵态氮（N1,（¹⁵NH₄）₂SO₄）、硝态氮（N2,Ca （¹⁵NO₃）₂）、酰胺态氮（N3,CO （¹⁵NH₂）₂）四种处理,测定不同形态氮素添加下植物和土壤中的全氮及氮素回收率的指标。结果表明：不同形态氮素添加对植物地上部分生物量及全氮含量影响显著（P<0.05）,但对土壤全氮含量无显著影响;氮素的当季利用率在6.28%～26.82%之间,土壤残留率在16.06%～58.13%之间,损失率在15.05%～77.66%之间。试验表明高寒草甸中酰胺态是提高植物地上生物量、全氮含量及氮素利用率的最佳氮素形态。     

农牧交错带草地生态系统N2O通量对短期氮、磷添加的响应

氮(N)、磷(P)是维持陆地生态系统生产力的重要营养元素，为探求磷添加和氮、磷的交互作用如何影响农牧交错带草地生态系统N₂O通量及调控机制，本研究设置对照(CK)、氮添加(N：缓释尿素10g·m^-2·a^-1)、磷添加(P：磷酸二氢钙10g·m^-2·a^-1)以及氮、磷同时添加(NP)4个处理，通过静态暗箱-气相色谱法测定2018和2019年生长季N₂O通量，通过结构方程模型等寻求氮、磷及其互作效应对N₂O通量的影响。结果表明：氮添加显著降低了2018年生长季N₂O排放，而磷添加显著降低了两年生长季N₂O排放；氮、磷同时添加削弱了单独氮或磷添加对N₂O排放的抑制作用；硝态氮、铵态氮和土壤含水量是N₂O通量的主要影响因素。因此，氮、磷添加对农牧交错带草地N₂O通量的影响存在显著的交互作用，并且受年际间温度和降水的调控，农牧交错带草地养分管理对N₂O通量的影响应考虑降水格局的变化。     

冻融交替对高寒草甸N_2O排放速率的影响

采用室内培养方法,分析了高寒矮嵩草草甸土壤N_2O排放速率对土壤冻融交替作用的响应特征。结果表明:随着冻结时间增加,-10℃和-5℃冻结土壤N_2O排放速率均明显降低,且前者的降低速率显著高于后者、均低于对照土壤N_2O排放速率;随着冻结土壤的融化,-10℃和-5℃培养土壤N_2O排放速率急剧增加,融化2h出现排放峰值,而后逐渐降低,但均高于对照样地,在冻结21d时,各处理高寒草甸土壤N_2O排放速率达到最低值。随着冻融交替循环次数从1次增加到12次,高寒草甸土壤N_2O排放速率明显增加,从最初的1.23±0.05g/(kg·h)增加到3.34±0.59g/(kg·h)。从第12次到第24次冻融循环时,高寒草甸土壤N_2O排放速率显著下降(P0.05),降低幅度达到31.7%。土壤冻融过程会显著激发高寒草甸N_2O排放速率,有助于科学估算高寒草甸N_2O排放量。     

添加麦麸和乳酸菌对川西北高寒地区燕麦裹包青贮品质和有氧稳定性的影响

川西北高寒地区燕麦收获时含水量较高，环境温度较低，燕麦青贮品质不佳。本文为提高燕麦青贮品质，研究了自选乳酸菌发酵生物学特性，评价了麦麸和自选乳酸菌菌株对燕麦裹包青贮品质和有氧稳定性的影响，采用双因素试验设计：因素A,A₀:0%麦麸；A₁:30%麦麸；因素B,B₀:对照；B₁:Lactobacillus plantarum 160 (LP160);B₂:Lactobacillus brevis 248 (LB248);B₃:商业菌。每个裹包50 kg,每个处理3个重复。结果表明，自选菌株LP160和LB248在模拟冻融(20℃/-5℃)条件下生长迅速、产酸快。燕麦裹包青贮60 d后，添加麦麸后青贮干物质、粗蛋白、可溶性碳水化合物、乳酸显著增加(P<0.01),添加乳酸菌后青贮pH和氨态氮显著降低(P<0.01),其中A₀B₁组发酵品质最优，A₁B₁组营养品质最...