2015年冬季南黄海水文特征及海-气CO2通量分析

基于2015年冬季在南黄海海域现场观测获得的CTD和CO₂等数据,分析了该海域海-气CO₂通量,探讨了该海域冬季温、盐度和表层CO₂分压（pCO₂）等要素的分布特征及其影响因素。结果表明：冬季南黄海西侧海域受黄海沿岸流的影响,呈现低温、低盐的特征,南黄海中部受黄海暖流影响,呈高温高盐特征;南黄海靠近沿岸海域水体垂直混合强烈,温盐垂直分布较为均匀。南黄海海域表层pCO₂平均值为（385.34±43.62）μatm。表层pCO₂分布具有明显的区域差异,海区中部pCO₂整体上大于近岸,因受长江冲淡水与黄海沿岸流的水平及垂直混合作用,长江口北部局部区域最高通量达27.81 mmol/（m²·d）,但总体表现为大气碳汇,平均通量达（-2.47±3.91）mmol/（m²·d）;山东半岛东南部海域较高的pCO₂受控于温度,同时与黄海沿岸流带来的高碳酸盐等水体的混合有关,表现为大气碳源,平均通量为（0.11±0.80）mmol/（m²·d）。整个调查海域平均通量为（-2.24±3.74）mmol/（m²·d）,表现为大气CO₂的碳汇。     

三沙湾盐田港海水养殖海域海-气界面CO2交换通量的时空变化

根据2012年11月和2013年2、5、8月对福建三沙湾盐田港养殖海域进行4个季节调查获得的pH、总碱度(TA)、表层水温、盐度、溶氧和溶解无机碳(DIC)以及叶绿素a等基础数据,估算该区域表层海水溶解无机碳体系各分量的浓度、pCO2和海-气界面CO2交换通量,并对影响因素进行分析.结果表明,盐田港表层海水4个季节的DIC、HCO3、CO32--和CO2浓度分别为955～1 957.08、905.08 ～1 848.13、10.14～124.78和11.48 ～ 39.78 μmol/L,不同季节之间差异极显著(P＜0.01).盐田港表层海水中的pCO2在一年中的变化范围为391.27 ～1 200.49 μatm,海-气界面CO2交换通量全年的范围为0.25 ～ 6.93 μmo1/(m2·d),表现为大气CO2的弱源.盐田港海-气界面CO2交换通量不同季节的差异极显著(P＜0.01),在不同站位之间的差异显著(P＜0.05).秋、春季的碳通量最高,夏季碳通量最低,冬季显著低于秋季,但与春季差异不显著.分析表明,水文要素和生物要素等是影响盐田港表层海水中pCO2和海-气界面CO2交换通量的重要生态因子,其中,大型海藻的栽培活动有利于该养殖海域对大气CO2的吸收.     

长江口及邻近海域磷酸盐的再生和垂直通量

根据1998年8月东海调查资料,计算了长江口及邻近海域磷酸盐的再生量和垂直通量,并运用垂直扩散-对流模式计算磷酸盐再生速率。研究海域垂直流速分别为ω1=1×10-3cm/s和ω2=5×10-3cm/s时,磷酸盐的再生速率分别为6.10μmol/(L·a)和30.51μmol/(L·a),磷酸盐在水体中的平均停留时间分别为27.61d和5.51d。磷酸盐的平均再生量为0.74μmol/L,再生的磷酸盐成为浮游植物所需磷的主要来源,是该海域夏季磷酸盐的主要补充途径之一。磷酸盐的再生量和再生速率在沿岸水域比外海要大,呈现由近海向外海逐渐减小的趋势。长江口及邻近海域典型上升流区磷酸盐的平均垂直通量为50.16mg/(m2·d),非典型上升流区磷酸盐的平均垂直通量为10.03mg/(m2·d)。     

长江口及邻近海域磷酸盐的再生和垂直通量

根据1998年8月东海调查资料,计算了长江口及邻近海域磷酸盐的再生量和垂直通量,并运用垂直扩散-对流模式计算磷酸盐再生速率。研究海域垂直流速分别为ω1=1×10-3cm/s和ω2=5×10-3cm/s时,磷酸盐的再生速率分别为6.10μmol/(L·a)和30.51μmol/(L·a),磷酸盐在水体中的平均停留时间分别为27.61d和5.51d。磷酸盐的平均再生量为0.74μmol/L,再生的磷酸盐成为浮游植物所需磷的主要来源,是该海域夏季磷酸盐的主要补充途径之一。磷酸盐的再生量和再生速率在沿岸水域比外海要大,呈现由近海向外海逐渐减小的趋势。长江口及邻近海域典型上升流区磷酸盐的平均垂直通量为50.16mg/(m2·d),非典型上升流区磷酸盐的平均垂直通量为10.03mg/(m2·d)。     

北温带干旱地区土壤-大气界面CO2通量的变化特征

采用箱法对栗钙土、灰钙土、粗骨土和山地灰褐土4种有代表性的干旱土壤表面CO2通量进行观测和研究。结果表明:森林土壤（粗骨土和山地灰褐土）的通量显著大于草原土壤（栗钙土和灰钙土）。干旱区土壤表面CO2通量的平均值为230.05 μmol/(m2·h),变化范围为-147.27～2 319.55 μmol/(m2·h)。不同土壤类型之间存在差异,粗骨土(351.82 μmol/(m2·h))山地灰褐土(347.33 μmol/(m2·h))栗钙土(193.36 μmol/(m2·h))灰钙土(162.37 μmol/(m2·h))。土壤表面CO2通量存在季节变化,趋势呈“S”形。9月份最高(516.79 μmol/(m2·h)),以土壤向大气释放为主;1月份最低(－7.09 μmol/(m2·h)),以大气进入土壤为主;具有春夏秋冬交替规律,与气候变化趋势基本一致,土壤表面CO2通量稍有后滞。全天候土壤表面CO2通量呈“山峰”形变化,04:00最小(154.13 μmol/(m2·h)),12:00最大(349.65 μmol/(m2·h)),具有昼夜交替规律,比气候日变化稍有滞后。影响土壤表面CO2通量的环境因子有地表空气温度、土壤温度（0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm）、土壤含水量（0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm）;其中,地表空气温度、土壤温度（0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm）和土壤含水量（0～10 cm）分别与土壤表面CO2通量呈正相关关系,而10～20 cm和20～30 cm深度的土壤含水量与土壤表面CO2通量呈负相关关系,地表空气相对湿度与土壤表面CO2通量的关系不显著。大气与土壤之间的CO2存在双向转移机制,CO2不仅从土壤向大气转移,而且也从大气向土壤转移,热量在地球表面的差异性分布,导致温带和寒带地区的土壤具有平衡大气CO2浓度的功能,是温带、寒带地区的显著特征。      

扎龙湿地5月份水—气界面CO_2通量

为揭示扎龙湿地5月份水-气界面的CO2通量特征,分析环境因子对CO2通量的影响,试验采用静态箱-气相色谱法于2008年5月对扎龙湿地内的典型水体:扎龙湖、龙湖、克钦湖和东升水库水-气界面的CO2通量进行了测定.结果表明:扎龙湖、龙湖、克钦湖和东升水库CO2通量分别为13.57±3.45、17.86±1.80、18.48±0.83和(18.32±3.59 )mg·m-2·h-1,平均为16.79mg·m-2·h-1,与北方温带湖泊水库排放通量相近,但明显低于亚热带和热带地区的湖泊水库.扎龙湿地5月份水生态系统通过水-气界面向大气排放CO2,属于CO2的源.相关分析表明,温度(水温和气温)、水生植物生物量(湿质量和干质量)与水体CO2通量呈显著相关,说明温度和水生植物生物量是引起扎龙湿地内湖泊水库春季水-气界面CO2通量空间差异的主要驱动力;总氮(TN)、总磷(TP)与各采样点CO2通量的相关性不显著.     

三沙湾盐田港海水养殖海域海-气界面CO2交换通量的时空变化

根据2012年11月和2013年2、5、8月对福建三沙湾盐田港养殖海域进行4个季节调查获得的pH、总碱度(TA)、表层水温、盐度、溶氧和溶解无机碳(DIC)以及叶绿素a等基础数据,估算该区域表层海水溶解无机碳体系各分量的浓度、pCO_2和海-气界面CO_2交换通量,并对影响因素进行分析。结果表明,盐田港表层海水4个季节的DIC、HCO_3~-、CO_3~(2-)和CO_2浓度分别为955~1 957.08、905.08~1 848.13、10.14~124.78和11.48~39.78μmol/L,不同季节之间差异极显著(P0.01)。盐田港表层海水中的pCO_2在一年中的变化范围为391.27~1 200.49μatm,海-气界面CO_2交换通量全年的范围为0.25~6.93μmol/(m~2·d),表现为大气CO_2的弱源。盐田港海-气界面CO_2交换通量不同季节的差异极显著(P0.01),在不同站位之间的差异显著(P0.05)。秋、春季的碳通量最高,夏季碳通量最低,冬季显著低于秋季,但与春季差异不显著。分析表明,水文要素和生物要素等是影响盐田港表层海水中p CO_2和海-气界面CO_2交换通量的重要生态因子,其中,大型海藻的栽培活动有利于该养殖海域对大气CO_2的吸收。     

海州湾海洋牧场沉积物-水界面营养盐交换通量的研究

为研究海洋沉积物-水界面间营养盐的交换状况,进一步了解营养物质的循环动力学和水体富营养化的内在机理,采用实验室培养法,对海州湾海洋牧场2014年春季(5月)5个站位、夏季(8月)6个站位和秋季(10月)6个站位沉积物-水界面营养盐的交换速率和交换通量进行了研究。结果表明:海州湾沉积物-水界面上硅酸盐(Si O2-3-Si)、磷酸盐(PO_4^(3-)-P)在春季表现为由水体向沉积物进行迁移,其交换速率平均值分别为-3.27、-0.32 mmol/(m(3-)-P)在春季表现为由水体向沉积物进行迁移,其交换速率平均值分别为-3.27、-0.32 mmol/(m²·d),夏季和秋季均表现为由沉积物向水体进行释放,夏季二者的交换速率平均值分别为8.53、0.41 mmol/(m2·d),夏季和秋季均表现为由沉积物向水体进行释放,夏季二者的交换速率平均值分别为8.53、0.41 mmol/(m²·d),秋季分别为4.92、0.32 mmol/(m2·d),秋季分别为4.92、0.32 mmol/(m²·d);溶解态无机氮(DIN)在春、夏、秋季均表现为由沉积物向水体进行释放,交换速率平均值分别为2.86、3.39、13.04 mmol/(m2·d);溶解态无机氮(DIN)在春、夏、秋季均表现为由沉积物向水体进行释放,交换速率平均值分别为2.86、3.39、13.04 mmol/(m²·d);海州湾沉积物-水界面SiO_2-3-Si、PO_42·d);海州湾沉积物-水界面SiO_2-3-Si、PO_4^(3-)-P、DIN的交换通量在3个季节的平均值分别为4.56×10(3-)-P、DIN的交换通量在3个季节的平均值分别为4.56×10⁸、1.82×108、1.82×10⁷、8.65×107、8.65×10⁸mmol/d,沉积物可为海州湾初级生产力提供66%的SiO_2-3-Si、42%的PO_48mmol/d,沉积物可为海州湾初级生产力提供66%的SiO_2-3-Si、42%的PO_4^(3-)-P、124%的DIN营养供给。研究表明,海州湾海洋牧场沉积物-水界面营养盐的交换速率与国内外近岸海区相比处于中等水平。     

北温带干旱地区土壤剖面CO_2通量的变化特征

采用开放式样杆方法,对干旱土纲的4种土壤类型(栗钙土、灰钙土、粗骨土、山地灰褐土)进行土壤剖面CO2通量的观测研究,结果表明:1)在0～60cm深度范围内土壤剖面CO2通量随土壤深度的增加而增加,60cm为转折点,之后,随土壤深度的增加而减小。2)土壤剖面CO2通量平均值为660μmol/(m2·h),在-9076～16988μmol/(m2·h)范围内变化,如果土地利用/土地覆盖发生改变(0～70cm深度),将可能有254.6t/(km2·a)CO2从土壤向大气释放。3)土壤种类不同,CO2通量明显不同,森林土壤释放量大于草原土壤。4)在通量-深度曲线中,各土壤类型均出现1～2个拐点,变化原因与土壤剖面结构和根系分布有关,钙积层的有无、厚度起决定作用。5)存在季节变化,植物生长季节的CO2通量远大于其他季节,其他季节可能存在土壤吸收CO2现象。因此,应避免在植物生长季节施工动土,以减少土壤CO2向大气中释放。     

北温带干旱地区土壤-大气界面CO_2通量的变化特征

采用箱法对栗钙土、灰钙土、粗骨土和山地灰褐土4种有代表性的干旱土壤表面CO2通量进行观测和研究。结果表明:森林土壤(粗骨土和山地灰褐土)的通量显著大于草原土壤(栗钙土和灰钙土)。干旱区土壤表面CO2通量的平均值为230.05μmol/(m2·h),变化范围为-147.27～2319.55μmol/(m2·h)。不同土壤类型之间存在差异,粗骨土(351.82μmol/(m2·h))>山地灰褐土(347.33μmol/(m2·h))>栗钙土(193.36μmol/(m2·h))>灰钙土(162.37μmol/(m2·h))。土壤表面CO2通量存在季节变化,趋势呈"S"形。9月份最高(516.79μmol/(m2·h)),以土壤向大气释放为主;1月份最低(-7.09μmol/(m2·h)),以大气进入土壤为主;具有春夏秋冬交替规律,与气候变化趋势基本一致,土壤表面CO2通量稍有后滞。全天候土壤表面CO2通量呈"山峰"形变化,04:00最小(154.13μmol/(m2·h)),12:00最大(349.65μmol/(m2·h)),具有昼夜交替规律,比气候日变化稍有滞后。影响土壤表面CO2通量的环境因子有地表空气温度、土壤温度(0～10cm、10～20cm和20～30cm)、土壤含水量(0～10cm、10～20cm和20～30cm);其中,地表空气温度、土壤温度(0～10cm、10～20cm和20～30cm)和土壤含水量(0～10cm)分别与土壤表面CO2通量呈正相关关系,而10～20cm和20～30cm深度的土壤含水量与土壤表面CO2通量呈负相关关系,地表空气相对湿度与土壤表面CO2通量的关系不显著。大气与土壤之间的CO2存在双向转移机制,CO2不仅从土壤向大气转移,而且也从大气向土壤转移,热量在地球表面的差异性分布,导致温带和寒带地区的土壤具有平衡大气CO2浓度的功能,是温带、寒带地区的显著特征。     

不同优势等级杨树人工林吸收臭氧特征

本文基于树干液流的技术方法,在自然状态下对不同优势等级杨树吸收臭氧特征进行了研究。结果表明:臭氧浓度日变化呈单峰型,其变化范围在25.5~175.0μg/m3之间,臭氧浓度变化趋势与温度变化趋势一致;不同优势等级杨树臭氧吸收速率和臭氧冠层导度日变化均为单峰型;臭氧吸收速率表现为劣势木(43.24nmol/(m2·s))>中等木(29.77nmol/(m2·s))>优势木(24.56nmol/(m2·s)),臭氧冠层导度为优势木(101.59mmol/(m2·s))>劣势木(92.92mmol/(m2·s))>中等木(81.60mmol/(m2·s))。不同优势等级臭氧吸收速率均值为(32.52±7.87)nmol/(m2·s),臭氧冠层导度均值为(92.04±8.18)mmol/(m2·s)。不同优势等级太阳辐射、水汽压亏缺和温度对臭氧冠层导度和臭氧吸收速率的影响均表现为优势木>劣势木>中等木。臭氧浓度的峰值滞后于液流密度的峰值,过高的臭氧浓度会抑制树木蒸腾,大气臭氧浓度变化和树干液流密度具有较好的一致性,树干液流技术适用于计算植物的臭氧吸收量。      

海州湾海洋牧场沉积物-水界面营养盐交换通量的研究

为研究海洋沉积物-水界面间营养盐的交换状况,进一步了解营养物质的循环动力学和水体富营养化的内在机理,采用实验室培养法,对海州湾海洋牧场2014年春季(5月)5个站位、夏季(8月)6个站位和秋季(10月)6个站位沉积物-水界面营养盐的交换速率和交换通量进行了研究。结果表明:海州湾沉积物-水界面上硅酸盐(Si O2-3-Si)、磷酸盐(PO_4~(3-)-P)在春季表现为由水体向沉积物进行迁移,其交换速率平均值分别为-3.27、-0.32 mmol/(m~2·d),夏季和秋季均表现为由沉积物向水体进行释放,夏季二者的交换速率平均值分别为8.53、0.41 mmol/(m~2·d),秋季分别为4.92、0.32 mmol/(m~2·d);溶解态无机氮(DIN)在春、夏、秋季均表现为由沉积物向水体进行释放,交换速率平均值分别为2.86、3.39、13.04 mmol/(m~2·d);海州湾沉积物-水界面SiO_2-3-Si、PO_4~(3-)-P、DIN的交换通量在3个季节的平均值分别为4.56×10~8、1.82×10~7、8.65×10~8mmol/d,沉积物可为海州湾初级生产力提供66%的SiO_2-3-Si、42%的PO_4~(3-)-P、124%的DIN营养供给。研究表明,海州湾海洋牧场沉积物-水界面营养盐的交换速率与国内外近岸海区相比处于中等水平。     

长白山阔叶红松林碳收支特征

植被-大气间CO2交换研究对准确评价陆地生态系统碳收支有重要意义．该研究采用开路式涡动相关系统对长白山阔叶红松林的C O2交换特征进行了整年连续监测．结果表明,该森林生态系统的碳交换季节变化明显,2003年森林净生态系统碳交换量(NEE)变化范围在-6.37～2.13 g/(m2·d)之间,5—9月均表现为碳汇,其余月份为碳源,其中净碳吸收量与释放量最大的月份分别为6和10月;全年森林净吸收的碳量为-191.3 g/m2,整体表现为一定强度的碳汇．影响NEE的环境因子主要是光合有效辐射(PAR)和土壤温度等,白天NEE对PAR 的响应符合直角双曲线方程,夜间的NEE与5 cm深土壤温度有较好的指数关系．生态系统呼吸释放对温度响应的敏感性(Ｑ10)为3.17．      

环境因子对兴安落叶松林生态系统CO2通量的影响

采用涡度相关技术,研究了主要环境因子与兴安落叶松林生态系统CO2通量的关系。结果表明: 1)生长季,CO2通量表现出较显著的日变化特征,白天为碳吸收阶段, 12:30—13:30 CO2通量吸收出现峰值,而夜间为碳排放阶段,昼夜CO2通量变化幅度在-1.09~0.11mg/(m2·s)之间,生态系统整体表现出较强的碳汇特征;非生长季,昼夜CO2通量变化幅度在0~0.3mg/(m2·s)之间,生态系统整体表现为碳源。2)生长季光合有效辐射(PAR)与CO2通量呈对数相关(R2=0.4861),随PAR增强,生态系统碳汇能力增大,PAR是CO2通量的直接影响因子;非生长季CO2通量与PAR相关性不显著。3)在生长季,兴安落叶松林CO2通量与气温(ta)有很好的相关性,决定系数R2为0.6272,CO2通量随ta的升高而降低,ta是兴安落叶松林生态系统CO2通量的主要限制因子;非生长季的12月至次年2月份,气温的变化对CO2通量无显著作用。4)土壤温度(ts)和含水率(RH)对CO2通量的影响,主要体现在生态系统呼吸(Re)上,兴安落叶松林生态系统的土壤含水率在62%~87%之间,土壤含水率达到67%以上时,CO2通量基本上不受土壤水分大小的影响。在水分不成为CO2通量限制因子的情况下,土壤温度对兴安落叶松林生态系统CO2通量影响起主要作用,研究表明:土壤温度与CO2通量呈指数相关(生长季R2=0.2826,非生长季R2=0.2223);即在适当的温度范围内,土壤温度的升高会加速植物和微生物的代谢,从而增强森林生态系统的呼吸作用,促进CO2排放。      

测定时间对黑土区CO2和N2O排放通量的影响（英文）

[目的]探讨测定时间对黑土区CO2和N2O排放通量的影响,确定排放通量的最佳测定时间,以期为黑土区农田温室气体减排提供科学依据。[方法]以黑土区长期肥料定位试验为平台,采用静态箱式法研究了小麦3个关键生育期(抽穗期、灌浆期和成熟期)CO2和N2O排放的日变化动态,揭示不同测定时段黑土区CO2和N2O排放通量的差异。[结果]土壤CO2和N2O排放通量日变化较大,变化范围分别为CO2206~552mg(/m·2h)和N2O51~295μg(/m2·h)。在不同生育期CO2呈单峰曲线变化,峰值出现在中午12:00,峰谷出现在凌晨3:00;N2O排放通量在抽穗期白天较小,而夜间排放量大。如果不考虑小麦生育期对CO2和N2O排放通量的影响,测定CO2排放代表性时间段在6:00~8:00或16:00~21:00;测定N2O时间段在8:00~10:00或16:00~21:00;若同时测定CO2和N2O排放通量,最佳测定时间在16:00~18:00。若在通常的观测时间9:00~12:00进行观测,CO2和N2O的较正系数分别为0.81和0.90。[结论]该研究结果为黑土区农田温室气体减排提供了科学依据。     

艾比湖地区棉田、撂荒地土壤CH_4排放通量日变化规律研究

【目的】定量分析干旱区农田撂荒前后土壤甲烷(CH4)排放通量的日变化,着重探讨影响土壤CH4排放的环境因子,为解释人类活动对该地区农田生态系统的土壤CH4排放的影响提供数据支持。【方法】用静态箱法结合Li-7700快速CH4分析仪(Li-7700,Li-cor Inc,USA)对艾比湖地区农田生态系统中棉田及撂荒地生长季(2010年8月)的土壤CH4排放浓度和密度进行实时测定,并分析水热因子对土壤CH4排放的影响。【结果】棉田、撂荒地CH4排放具有较明显的昼夜变化,棉田呈双峰曲线,撂荒地呈单峰或双峰曲线。在观测时间内,10 a棉田的平均通量为2.23 mg/(m2.h),最大值为61.01 mg/(m2.h),最小值为-41.05 mg/(m2.h);10 a撂荒地的平均通量为-3.90 mg/(m2.h),最大值为50.25 mg/(m2.h),最小值为-87.39mg/(m2.h)。棉田、撂荒地土壤CH4排放与土壤含水量、空气相对湿度相关不显著;所有样地CH4排放量与15、20 cm的土壤温度相关性最高(相关系数:棉田为-0.70,-0.71;撂荒地为-0.52,-0.52,P<0.01);综合考虑水分、温度因素可以解释土壤CH4排放变化的70.60%～85.61%,这比单独考虑水分或温度对土壤CH4排放变化的解释度都高。【结论】棉田是土壤CH4微弱的源,撂荒地是土壤CH4微弱的汇,水分、温度是影响生长季棉田和撂荒地土壤CH4排放变化最主要的环境因子。     

毛竹快速生长期的高生长与碳通量的变化规律

以浙江省安吉县毛竹林为研究对象,测定毛竹快速生长时期的竹笋高生长及其地上生物量,并利用涡度相关技术测定毛竹林生态系统的CO_2通量。结果表明:竹笋高生长遵循"慢-快-慢"的生长规律,在出笋18 d左右达到最大值,约为0.78 m/d;区域平均立竹度为0.43株/m2,在毛竹地上构件中,竹秆、竹枝、竹叶的平均生物量分别为1.89、0.16、0.06 kg/m2,地上部分平均生物量为2.11 kg/m2。3—6月份的CO_2通量是负值,毛竹林为碳汇阶段,其中4月份的CO_2通量绝对值最大,绝对均值为0.073 mg·m-2·s-1,5月份CO_2通量较3月份、4月低,日均CO_2通量呈"U"形变化;竹笋日均高生长量与碳通量呈极显著负相关(P0.01),与空气温度、土壤温度、土壤含水量呈极显著正相关(P0.01),与空气相对湿度、净辐射、风速相关性不强。     

利用微藻规模化生产EPA的最佳条件探讨

[目的]探讨微藻规模化生产二十碳五烯酸(EPA)的最佳条件。[方法]研究了温度对ENN1001A生长及EPA产量的影响,分析了液位对温度的影响,阐述了EPA的规模化生产工艺。[结果]5月和9月EPA产量最高,分别达到738和786 mg/(m2·d),全年平均产量为666 mg/(m2·d),远高于文献报道的516 g/(m2·d)。全养殖季EPA与藻液平均温度变化相一致,整体上呈先下降后上升的变化趋势。[结论]研究结果可为EPA的规模化生产奠定基础。     

冬小麦光合作用和叶绿素荧光特性的研究

随着小麦收获指数的提高,高光效育种将是小麦产量进一步提高的主要育种手段,通过分析210份小麦材料拔节期、抽穗期、灌浆后期3个生理阶段的光合生理特性和叶绿素荧光特性,探讨了小麦不同光合指数和叶绿素荧光指数相互之间的相关关系,以期为小麦高光效育种提供一些理论依据。研究结果表明,小麦拔节期、抽穗期、灌浆后期光合速率平均值分别为13.49 μmol/(m2?s)、16.22 μmol/(m2?s)、7.83 μmol/(m2?s),变异范围分别为0.70~22.06 μmol/(m2?s)、5.59~25.17 μmol/(m2?s)、0.82~17.1 μmol/(m2?s);胞间CO2浓度平均值分别为222.1 vpm、200.5 vpm、232.9 vpm,变异范围分别为153.0~330.3 vpm、147.0~275.7 vpm、156.8~321.0 vpm;蒸腾速率平均值分别为3.41 mmol/(m2?s)、4.45 mmol/(m2?s)、3.28 mmol/(m2?s),变异范围分别为0.67~6.55 mmol/(m2?s)、1.97~7.33 mmol/(m2?s)、1.03~6.22 mmol/(m2?s);气孔导度平均值分别为0.18 mol/(m2?s)、0.20 mol/(m2?s)、0.10 mol/(m2?s),变异范围分别为0.02~0.44 mol/(m2?s)、0.05~0.52 mol/(m2?s)、0.02~0.27 mol/(m2?s);叶面温度平均值分别为27.5℃、32.2℃、34.7℃,变异范围分别为18.4~36.4℃,23.2~37.1℃,25.5~42.9℃。小麦拔节期和抽穗期的初始荧光平均值分别为91.9、40.5,变异范围分别为49.33~125.33、17.67~63.67,最大荧光平均值分别为522.6、224.3,变异范围分别为287.6~668.7、84.3~375.3;PSⅡ最大光化学量子产量平均值都为0.82,变异范围分别为0.78~0.88、0.75~0.88。相关分析表明,不论是拔节期、抽穗期还是灌浆后期,光合速率都与气孔导度和蒸腾速率显著正相关。在小麦抽穗期光合速率与胞间CO2浓度相关不显著,但在拔节期和灌浆后期光合速率与胞间CO2浓度显著或极显著负相关,气孔导度与胞间CO2浓度和蒸腾速率在小麦3个生理时期都呈正相关,且大部分达到了极显著水平,胞间CO2浓度与蒸腾速率在拔节期和灌浆后期呈显著负相关;通过叶面温度与其他光合指标的相关分析,推断小麦的最佳光合温度为20℃左右;通过对小麦叶绿素荧光指标与小麦光合指标的相关性分析,发现小麦在抽穗期其光合性能更易受环境条件的影响,因此应该在小麦抽穗期加强小麦光合生理指标稳定性的选择。     

若尔盖湿地土壤温室气体排放对模拟氮沉降增加的初期响应

为研究若尔盖高寒泥炭湿地温室气体(CO2、CH4、N2O)对氮沉降初期的响应,本研究以若尔盖高寒泥炭湿地为研究对象,设置了对照(0 kg/(hm2a),CK)、低氮(10 kg/(hm2a),LN)、中氮(20 kg/(hm2a),MN)及高氮(80 kg/(hm2a),HN)4个施氮水平,在生长季(59月)每月原位施加NH4NO3进行氮沉降模拟,利用静态箱-气相色谱法观测了温室气体(CO2、CH4、N2O)的排放通量。结果表明:CO2、CH4和N2O在高氮处理下的平均排放通量为(224.96113.875)、(0.1140.002)和(0.0590.003) mg/(m2h),在中氮处理中的平均排放通量分别为(303.80111.397)、(0.1110.002)和(0.0470.004) mg/(m2h),低氮处理中的排放通量均值分别为(212.7315.847)、(0.0830.004)和(0.0320.002) mg/(m2h),均显著高出对照处理相应气体的平均排放通量(P0.05)。不同施氮水平下的CO2、CH4和N2O的生长季累积排放均显著高出对照处理(P0.05)。不同水平氮添加下的温室气体排放增量与土壤NO-3-N含量增量呈显著正相关(P0.05),CO2、CH4排放增量与生物量增量呈显著正相关(P0.05),但温室气体排放增量与土壤温湿度的增量均无显著相关性。此外,氮添加显著增加了湿地温室气体全球增温潜势(P0.05)。研究表明,短期氮添加通过影响土壤有效氮含量和生物量,促进了泥炭湿地土壤的温室气体排放。该研究结果为预测泥炭湿地区域氮沉降可能带来的温室效应和合理保护高寒湿地生态系统提供了重要科学依据。