CO2浓度升高和氮输入影响下湿地生态系统CO2排放研究

为了研究CO2浓度升高和氮输入影响下湿地生态系统CO2排放通量变化,选择三江平原典型草甸化小叶章（Calamagrostis angustifolia）湿地系统为对象,利用开顶箱进行CO2浓度升高模拟试验。试验结果表明,CO2浓度升高促进了湿地生态系统CO2排放量,不施氮、常氮和高氮处理分别增加23．78％、23．14％和34．18％．CO2浓度升高增加了小叶章地上、地下生物量的积累,且当氮素供应充足时增加显著。土壤微生物量碳和水溶性有机碳在CO2浓度升高条件下有增加的趋势。回归分析表明小叶章生物量、土壤活性有机碳与湿地生态系统CO2排放量显著相关。CO2浓度升高和施氮通过影响植物生物量和土壤微生物活性进而影响湿地生态系统CO2排放量,这对于重新估算未来环境变化条件下湿地生态系统碳平衡具有重要意义。     

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。     

大气CO2浓度升高对作物根际土壤氮的影响

利用FACE(Free air carbon dioxide enrichment)技术,在两种氮肥施用(低氮LN和常规氮NN)水平下,研究CO2浓度升高对水稻和小麦收获后根际和非根际土壤硝态氮、铵态氮和有机氮的影响.结果表明,相对于对照CO2浓度处理,高CO2浓度处理在显著增加作物生物量的前提下,使水稻季根际土壤硝态氮含量降低,NN水平下降低明显,小麦季变化不大,高CO2浓度处理对作物根际的影响大于非根际.高CO2浓度对土壤铵态氮含量的影响不显著,仅小幅度增加了水稻季和降低了小麦季土壤铵态氮含量,且根际降低幅度大于非根际;增加氮肥施用使土壤铵态氮含量在高CO2浓度处理增加幅度低于对照.高CO2浓度处理并没有显著增加有机氮的含量,在小麦季作物对土壤有机氮的贡献大于水稻季,且增加氮肥施用条件下根际对有机氮的贡献较大.     

环境CO2浓度升高对植物的影响研究

本文阐述了环境CO2浓度升高对植物的影响。环境CO2浓度升高对植物光合生产有促进作用,其中对C3植物光合生产的促进作用最大。环境中短期CO2浓度升高时,植物光合生产率增加;长期CO2浓度升高条件下,植物光合速率下降并发生光合适应现象。这可能是植物在长期高浓度CO2环境中,光合生产的库源关系不平衡引起的反馈抑制作用和营养吸收不能满足光合速率增加的需求所引起Rubisco活性和含量下降的原故。另外,在环境CO2浓度升高的条件下,植物的呼吸强度也会发生变化;根的分枝数增多,根系的分泌量和吸收能力增加;植物的总生物量增加,对臭氧伤害的抗性增强。同时,温度、土壤N素和P素含量对植物在CO2浓度升高的反应产生影响,适量的N和P素供应能协同CO2升高时植物生长的促进作用．     

大气CO2浓度升高对植物的影响

近年来大气中CO2浓度急剧增加,对植物的各种生理特性及种群、群落和生态系统都产生重大影响.本文综述了大气CO2浓度升高对植物的主要生理特性(光合作用、呼吸作用、蒸腾作用和化感作用)、作物产量及植物种群消长、群落组成和生态系统结构和功能的影响.     

三江平原湿地土壤 CO2和 CH4排放的初步研究

在三江平原选择 3种不同类型的湿地永久积水的漂筏苔草沼泽、季节性积水的小叶章草甸和无积水的恢复湿地.从 2002年 7月到 10月对漂筏苔草沼泽进行了土壤碳排放的观测, 2002年 8月中旬至 10月对小叶章草甸和恢复湿地进行了土壤碳排放的观测.观测结果表明,不同湿地类型下土壤 CO2和 CH4排放具有明显的差异,同段时期内 (2002年 8月中旬到 10月底 )土壤 CH4排放通量为小叶章草甸 (14.3 mg· m-2· h-1)>漂筏苔草沼泽 (7.9 mg· m-2· h-1)>恢复湿地 (-0.015 mg· m-2· h-1), CO2排放速率表现为小叶章草甸 (384.9 mg· m-2· h-1)>恢复湿地 (345.6 mg· m-2 · h-1)>漂筏苔草沼泽 (117.6 mg· m-2· h-1).温度是导致漂筏苔草沼泽和小叶章草甸土壤 CO2和 CH4的排放季节变化的主要驱动因子,也是恢复湿地土壤 CO2排放季节变化的主要驱动因子,但对其 CH4氧化吸收影响不明显.地表积水深度与漂筏苔草沼泽以及小叶章草甸土壤 CO2和 CH4排放均呈负相关,温度和积水深度的综合作用决定了漂筏苔草沼泽和小叶章草甸土壤 CO2和 CH4排放的季节变化特征.     

大气CO2浓度升高和施氮对麦季土壤有效态微量元素含量的影响

利用中国的稻/麦轮作FACE(Free Air Carbon-dioxide Enrichment)平台技术,研究大气CO2浓度升高(比周围大气高200μmol·mol-1)和不同施N水平(常氮,250kg N·hm-2;低氮,150kg N·hm-2)对麦田土壤微量元素有效性的影响.结果表明,CO2:浓度升高在一定程度上增加了土壤有效态微量元素含量,其中对DTPA-Cu和Zn的增加趋势尤为明显;常规施氮水平下土壤有效态微量元素含量高于低氮水平.对CO2浓度升高增加了土壤微量元素有效性的原因做了初步分析,并指出大气CO2浓度增加可能会影响到农业生态系统中土壤微量元素的地球化学循环.     

大气CO2浓度升高与氮肥互作对玉米花后碳氮代谢及产量的影响

[目的]研究大气CO2浓度升高(eCO2)及氮肥施用对夏玉米开花吐丝后不同组分碳氮代谢物含量及动态和产量的影响,为全球气候变化下玉米生理过程及产量形成的变化提供理论支撑,同时为玉米作物模型调参提供实证数据.[方法]利用自由大气CO2富集(FACE)平台,以夏玉米品种农大108为试验材料开展田间试验.在常规大气CO2浓度...     

气候变暖和CO2浓度升高对农作物的影响

气候变暖和CO2浓度升高不仅影响着农作物的生长、产量及品质等,同时也对农业生产结构和生产制度有着不同程度的影响.本文综述了近年来全球气候变暖、CO2浓度升高以及气候变暖和CO2浓度升高交互作用对农作物物候期、光合作用、产量及作物安全等方面的影响,从而为气候变化对作物影响的研究提供参考.     

温度和CO2浓度升高对稻田CH4排放的影响：T-FACE平台观测研究

以同步模拟自由大气二氧化碳浓度和温度升高的太湖地区稻田T-FACE平台为依托,采用静态暗箱-气相色谱法原位观测研究了温度（T）和CO2浓度（C）升高以及温度和CO2浓度同步升高（CT）对稻田CH4排放的影响。结果表明：温度和CO2浓度升高并未改变稻田CH4排放的季节动态模式,但显著增加水稻生长季CH4的排放量,且促进效应依次为C>CT>T。在本底自由大气处理（CK）条件下,有、无水稻植株参与的稻田生态系统和土壤CH4季节平均排放通量分别为1.88、1.08 mg·m-2·h-1。有、无水稻植株参与下C、C     

氮磷钾配施对三江平原玉米产量的影响

为研究适合黑龙江八五三农场地区玉米最佳施肥量,采用＂3414＂试验方案进行了肥效试验,拟合了肥料效应一元二次方程和三元二次方程。通过一元二次方程拟合分析得出,在该土壤条件下的最大的施氮量、施磷量和施钾量分别为147.96、85.635和44.205kg·hm-2,最佳的施氮量、施磷量和施钾量分别为76.245、52.9...     

Effects of Nitrogen Additions on Soil Seed Banks of a Freshwater Marsh in Sanjiang Plain,Northeast China

Over the past five decades, the natural wetlands in Sanjiang Plain, Northeast China, have been extensively reclaimed for agriculture with a total loss of nearly 80% of the surface area and the undrained marshes have received a large amount of exogenous nitrogen （N） input from the adjacent agricultural land because of fertilization. In the present study, the effects of nitrogen additions on seed germination and seedling biomass of Calamagrostis angustifolia in freshwater marsh were tested in a greenhouse study. Seed bank soil was exposed to different N additions （0, 5, 10, 20 and 40 g/m^2） under non-flooded water regime. Results revealed that, low level of N additions （less than 10 g/m^2） did not significantly affect the species richness and seedling density, while the seedling biomass at 5 g/m^2 of N addition was higher than other nutrient conditions. But species richness, seedling emergence and biomass decreased significantly at high level of N additions （20-40 g/m^2）. The responses were species-specific. High level of N additions had negative impacts on seed germination, seedling growth and biomass of dominant species Eleocharis ovata, Calamagrostis angustifolia, duncus effusus in the seed bank. To protect and restore the wetland vegetation community in the Sanjiang plain, fertilization, irrigation and land management strategies will need to be implemented to reduce the nutrient input from the agricultural land to the wetlands.     

基于SEM三江平原湿地生态系统健康与扰动因素分析

依据三江平原湿地生态系统特点,用SPSS20.0和Lisrel8.7软件建立了结构方程模型。根据结构方程模型分析,确定湿地生态系统健康的主要影响因子及其相互关系。结果表明:自然扰动和人类扰动,直接影响湿地自我免疫与抗扰动能力的发挥;湿地自我免疫与抗扰动能力,又影响湿地满足人类社会需求能力,具有中介变量的属性。湿地满足人类社会需求能力,是湿地生态系统健康的直接表现;湿地自我免疫与抗扰动能力,是湿地生态系统健康的间接反映。     

三江平原芦苇湿地生态系统N素的季节动态

三江平原芦苇湿地生态系统在5～10月的生长季节中,芦苇不同构件及土壤中N素季节动态变化存在明显差异。研究结果表明：在生长季节初期,地上部各构件N素含量增长迅速,季末花序、果实及地下部各构件N素含量达到最大值;芦苇构件N素贮量以根茎最大,叶鞘最小;在土壤不同层次中全N和速效N含量变化较大,与芦苇的生长、土壤温度、土壤含水量和土壤微生物密切相关;速效N贮量在生长季节初期主要集中在土壤近表层30～60cm,末期集中在土壤近表层30～45cm处,而在土壤近表层15cm处则呈现有规律的变化。     

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.     

人类活动对三江平原东北部湿地鸟类的干扰

人类的开垦和开发活动使湿地鸟类遭到严重干扰和破坏.三江平原湿地鸟类的主要人为干扰方式有农业开垦、城市开发、水利工程、采矿、道路与桥梁的修建和旅游等,利用层次分析法来定量分析人类活动的主要干扰方式对湿地鸟类的影响.研究结果表明,研究区内人类活动对湿地鸟类的干扰是由东向西、由北向南逐渐增强,鸟类丰富度与干扰度之间呈抛物线关系.     

氮沉降对湿地生态系统的影响研究

大气氮沉降的急剧增加是近年来全球变化研究的焦点,湿地生态系统的碳储量远高于其他生态系统,是全球变化的敏感区域.主要介绍了湿地生态系统及其氮沉降的现状,综述了国内外的相关研究结果,阐明了氮沉降对湿地生态系统植物和土壤微生物的具体影响,并对未来研究所面临的问题进行了展望,可为更好地预测及评估氮沉降背景下湿地生态系统的稳定性提供参考.     

CO2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响

 【目的】探讨黄瓜幼苗对CO2浓度倍增和干旱胁迫的光合响应机理。【方法】以‘津优1号’黄瓜水培幼苗为试材,采用裂区设计,主区设大气CO2浓度(约380 μmol?mol-1)和倍增CO2浓度(760±20 μmol?mol-1)2个CO2浓度处理,裂区设对照、中度和重度干旱胁迫3个水分处理,研究CO2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响。【结果】(1)干旱胁迫显著降低了黄瓜幼苗叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)。在干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增可显著降低Tr和Gs、显著提高Pn,从而显著提高水分利用效率(WUE),而且CO2浓度与干旱胁迫对黄瓜幼苗叶片的Pn、Tr、WUE和Gs均有显著的互作效应(P＜0.01);(2)干旱胁迫显著降低了黄瓜幼苗叶片表观量子效率(AQY)、最大同化速率(Amax)、最大羧化速率(Vcmax)、光饱和的电子传递速率(Jmax)、磷酸丙糖利用率(TPU)和光饱和点(LSP),提高了光补偿点(LCP)。CO2浓度倍增能显著提高对照和中度干旱胁迫条件下的AQY和Amax,在重度干旱胁迫条件下差异不显著。CO2浓度倍增可显著提高对照条件下的Vcmax、Jmax和TPU,降低CO2补偿点(Γ*)和呼吸速率(Rd),而在干旱胁迫条件下各项指标之间差异不显著(中度干旱胁迫条件下 Γ*显著降低4.9%除外)。【结论】中度干旱胁迫条件下黄瓜叶片Pn的降低主要是气孔限制,而重度干旱胁迫条件下则是气孔和非气孔因素共同作用的结果,干旱胁迫可导致黄瓜幼苗光合电子传递和光合磷酸化能力显著降低;CO2浓度倍增可通过提高黄瓜叶片的净光合速率和降低蒸腾速率来提高干旱胁迫条件下叶片水分利用效率,在适度的干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增也可以通过提高叶片表观量子效率和光饱和的最大同化速率而提高光合性能。因此,推测在干旱或半干旱地区,设施CO2施肥技术或未来逐渐升高的大气CO2浓度可在一定程度上改善作物的水分状况和增强抗旱能力,提高水分利用效率,从而部分缓解干旱胁迫引起的负面效应。     

三江平原湿地生态环境变化分析

湿地是自然界重要的自然资源和生态系统．近年来，由于全球人口、资源、环境与发展辞方面相互矛盾的日趋尖锐。湿地资源的潜力和功能遭受破坏，因此如何评估湿地资源面临的各种压力、分析湿地所处在的状态、揭示湿地的演变规律，对保护湿地起着至关重要的作用．以1986和2000年遥感影像作为信息源。在GIS技术的支持下建立了三江平原湿地空间信息数据库．以压力-状态-响应（PSR）模型作为研究方法，建立了一套湿地生态评价指标体系．通过选取反映压力、状态以及响应等的指标，对该区湿地生态环境的动态变化进行了分析．