氮沉降和CO2浓度增加对土壤磷素含量的影响

为了研究不同N沉降水平下,大气CO2浓度升高对三江平原小叶章群落土壤全磷、速效磷含量的影响。利用开顶气室(open-top chamber,OTC),设置当前大气CO2浓度(370 μmol/mol)、中等CO2浓度(550 μmol/mol)和高CO2浓度(700 μmol/mol)3个CO2浓度水平和不施氮[N1,0 g N/(m2?年)]、常氮[N2,4 g N/(m2?年)]、高氮[N3,8 g N/(m2?年)]3个施氮水平。结果表明：CO2浓度升高结合氮沉降连续运行2个生长季后,相同处理下,土壤全磷、速效磷的含量没有显著变化。各处理仅对0~10 cm土层土壤磷素含量影响明显,对下面2层土壤磷素含量无显著影响。在相同氮沉降水平下,0~10 cm土层土壤全磷、速效磷的含量随着大气CO2浓度的增加呈现出先增大后减小的变化趋势。氮的加入对土壤的全磷的含量没有显著影响、却减小了0~10 cm土层土壤速效磷的含量。土壤全磷的含量与土层深度密切相关,随着土层深度的增加而降低。     

土壤微生物对不同植被类型土壤呼吸速率影响的研究

土壤呼吸速率与土壤微生物密切联系。研究了太白山北坡植被土壤微生物对土壤呼吸速率的影响。不同植被类型土壤呼吸速率大小顺序是:阔叶栎林(5.5μmol/(m2.s))桦木林(4.25μmol/(m2.s))落叶阔叶林(4.62μmol/(m2.s))杨树林(3.09μmol/(m2.s))太白红杉林(1.77μmol/(m2.s))秦岭冷杉林(1.73μmol/(m2.s))高山草甸(1.63μmol/(m2.s))。不同植被类型土壤除真菌数量随海拔升高而增多之外,放线菌、细菌都是随海拔升高呈单峰变化趋势。土壤呼吸速率与土壤细菌、放线菌呈极显著正相关性(P0.01),与真菌则呈极显著负相关(P0.01),而与海拔梯度呈显著相关(P0.05),表明土壤呼吸受土壤微生物群落影响较大。     

地膜覆盖对菜园紫色土壤环境因子及N2O排放的影响

地膜覆盖技术目前被广泛使用,为了研究地膜覆盖对土壤环境因子及N2O排放的影响,以重庆市典型的紫色土为研究对象,以传统不覆膜方法为对照,在萝卜生长季应用静态暗箱/气相色谱法通过原位测定进行研究。结果表明,覆膜处理方式下地下5 cm土壤温度明显变高、总生物量明显增大,均极显著高于不覆膜处理（P=0.02和P=0.005）;叶重和肉质根均明显增加（P=0.011和P=0.013）,但二者在土壤湿度及土壤硝态氮含量间则无显著差异。在萝卜生长周期内,覆膜处理下N2O平均排放通量发芽期为（70.21±10.51） μg/(m2?h),叶片生长旺盛期盛期为（65.43±5.66） μg/(m2?h);幼苗期的地膜覆盖措施使N2O排放通量最高,平均通量达（109.13±11.23） μg/(m2?h),肉质根生长期最低,为（62.81±15.10）μg/(m2?h),全季的平均排放通量为（58.59±10.76） μg/(m2?h),总排放量为1.58 kg/hm2。而常规对照条件下全季N2O的平均排放通量为（51.39±12.09） μg/(m2?h),总排放量1.30 kg/hm2,覆膜与不覆膜相比N2O排放全季增加了21.5%。因此,覆膜处理既能增加萝卜产量,也能增加N2O的排放。     

额济纳胡杨林土壤呼吸日间变化研究

为加强额济纳地区关于土壤碳通量的研究,探讨土壤呼吸对环境因子变化的响应,通过对额济纳胡杨林2015年生长季中9月与非生长季中11月的日间土壤呼吸速率变化的观测,对土壤呼吸与环境因子进行了分析,计算了日间土壤CO2释放量的实测值与拟合值。结果表明:9月与11月土壤日间平均CO2释放量实测值(171.18,37.27mmol/m2)稍高于拟合值(168.91,37.16 mmol/m2)。11月日间土壤呼吸平均值(0.94μmol/(m2·s))约为9月日间土壤呼吸平均值(4.32μmol/(m2·s))的22%。9月和11月额济纳胡杨林Q10值分别为1.61和1.99。土壤CO2释放量和土壤有机质、全氮含量及碳氮比均呈正相关。运用土壤温度和土壤体积含水量构建双因子回归模型,相较于用土壤温度或土壤体积含水量构建单因子回归模型,可以更好地解释土壤呼吸速率日间变化。考虑到碳收支平衡、降水量变化及气候变暖等因素,额济纳胡杨林土壤对气候变化有较好的适应性。     

大通芦苇生态湿地土壤呼吸特征及其影响因子

为了探寻芦苇湿地土壤碳排放特征及其影响因素,利用Li-8100自动土壤碳通量系统,分别于2011年7月、10月,2012年1月、3月测定淮南大通芦苇湿地的土壤呼吸强度及相关环境因子,同时取相应点表土测定7种土壤酶活性。结果表明：芦苇湿地土壤呼吸强度昼夜变化呈非对称的单峰曲线,季节差异显著(P<0.05),最大值为(4.41±0.36) μmol/(m2?s),出现在2011年7月的12:00—16:00,最小值为(0.57±0.24) μmol/(m2?s),出现在2012年1月的凌晨4:00左右;通过偏相关分析排除其他环境因子的影响,芦苇湿地土壤呼吸强度仅与土壤10 cm温度呈极显著相关(P<0.01),其指数回归模型可以解释土壤呼吸的91.50%,与其他环境因子相关性不显著(P>0.05);逐步线性回归方程表明,芦苇湿地土壤呼吸强度与土壤碱性磷酸酶、纤维素酶、过氧化氢酶极显著相关(P<0.01),这3种酶可解释土壤呼吸强度的95.6%,而与蛋白酶、蔗糖酶、脲酶、多酚氧化酶相关性不显著(P>0.05)。综上可知,土壤温度是大通芦苇湿地土壤呼吸的显著环境影响因子,土壤呼吸相关酶活性的影响也不可小觑。     

东平湖湖滨带不同植被类型下春季土壤CO2通量研究

为了准确揭示湖滨带不同植被类型的土壤呼吸差异,并为湿地生态系统碳收支研究提供基础理论依据,采用LI-8100A开路式土壤碳通量测量系统,测定东平湖湖滨带3种典型植被类型（香蒲、芦苇、人工杨树林）的春季土壤CO2通量特征。结果表明：（1）3种植物群落中,人工杨树林的土壤有机质明显要高于其他2个原生湿地土壤;（2）3种植物群落的土壤CO2释放速率日变化趋势都均为单峰曲线;土壤碳通量速率最高值在12:00-14:00,最低值出现在6:00。以人为扰动过的土壤,即杨树林群落土壤呼吸速率最大,日平均值达到2.26 μmol/(m2?s);（3）土壤CO2释放速率与近地面大气温度的相关性要高于与土壤温度相关性。分析表明,同一气候区相同环境因子对不同植物群落土壤呼吸的影响作用不同,且因其自身具有明显的日变化,从而导致对土壤呼吸的调控作用也具有明显的日变化模式。     

四倍体与二倍体紫薇光合特性研究

为了解四倍体紫薇和二倍体紫薇光合生理特性的差异,培育优质林木,采用英国PP-Systems公司产CIRAS-1型便携式光合系统测定人工诱变培育的四倍体紫薇品种和二倍体紫薇品种的各项光合生理参数及其变化规律。结果表明：四倍体和二倍体紫薇的叶片净光合速率日变化都呈单峰型曲线,但峰值出现的时间不同。两个紫薇品种的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和水分利用率(WUE)差异显著,蒸腾速率(Tr)、表观量子效率(AQY)和羧化效率(CE)差异不显著。光饱和点(LSP)为二倍体紫薇[1445μmol/(m2?s)]<四倍体紫薇[1670μmol/(m2?s)],光补偿点(LCP)为二倍体紫薇[12.23μmol/(m2?s)]<四倍体紫薇[42.2μmol/(m2?s)];CO2饱和点(CSP)为二倍体紫薇[1200μmol/mol]<四倍体紫薇[1427.5μmol/mol],CO2补偿点(CCP)为二倍体紫薇[32.24μmol/mol]<四倍体紫薇[35.71μmol/mol]。四倍体紫薇单位叶面积叶绿素含量显著高于二倍体紫薇(P<0.05)。     

内蒙古典型草原土壤N2、N2O、NO和CO2排放的研究

为了进一步了解内蒙古典型草原生长季内主要温室气体氧化亚氮（N2O）、一氧化氮（NO）和二氧化碳（CO2）及反硝化终产物N2的排放,本研究采用氦环境培养--气体同步直接测定法,在不同土壤温度（5°C和20°C）和不同土壤含氧量（10%和20%）条件下,关注不同放牧处理土壤N2、N2O、NO和CO2排放。结果显示,不同放牧处理土壤N2、N2O、NO和CO2排放速率分别为0.3~2.0 [μgN/(h?kg)]、0.02~0.4 [μgN/(h?kg)]、0.08~0.7 [μgN/(h?kg)]和0.01~1.9 [mg C/(h?kg)],N2排放为N2O的8~17倍。由于较大的空间变异性,并未观测到不同放牧处理对土壤N2、N2O、NO和CO2排放的影响。土壤温度升高和湿度增加能促进N2、N2O、NO和CO2的排放,而土壤O2含量对其排放的影响不显著。     

紫薇优良无性系生长和光合特征分析

通过评价紫薇优良无性系的生长和光合特性,为其合理配置和科学栽植提供理论依据。以引进和选育的5个紫薇优良无性系为试验材料,进行相关特征测定,比较5个紫薇优良无性系的生长和光合特征差异。研究结果表明：5个无性系生长和光合生理特征差异达到了极显著水平(P＜0.01),地径、叶长、叶宽、枝长、枝基径、叶绿素a、叶绿素b等最小值分别为2.41 cm、6.13 cm、3.75 cm、0.72 m、0.95 cm、0.95 mg/g和0.24 mg/g,其中‘速生紫薇’地径(4.86 cm)、叶长(9.99 cm)、叶宽(6.13 cm)、枝长(1.77 m)、枝基径(1.80 cm)、叶绿素a(1.68 mg/g)、叶绿素b(0.49 mg/g)等均较突出;5个无性系光饱和点(LSP)在1672.05μmol/(m²·s)以上,较喜光,光补偿点(LCP)在20~31μmol/(m²·s)之间,最大净光合速率(Pnmax)大小排序为‘鄂薇2号’[25.43μmol/(m²·s)]＞‘速生紫薇’[19.67μmol/(m²·s)]＞‘鄂薇4号’[18.38μmol/(m²·s)]＞‘鄂薇1号’[16.64μmol/(m²·s)]＞‘鄂薇5号’[11.17μmol/(m²·s)];相关分析表明叶片大、叶绿素含量高则耐荫性稍强,叶片暗呼吸速率对地径影响明显。在实际栽培中,可根据生长和光合特性,同时结合培育目标合理配置5个优良无性系。     

氮磷添加对苦槠次生林凋落物量及其养分动态的影响

中国是全球高氮沉降区之一,氮沉降对生态系统的结构和功能产生严重影响。为了探讨氮沉降增加对森林生态系统的影响,选择苦槠次生林开展氮磷添加试验,以揭示其凋落物生产及其养分归还对氮磷添加的响应。笔者采用野外模拟试验,设计4种处理,分别为对照(CK)、磷(P)、高氮(HN)和高氮加磷(HN+P),每个处理重复3次。结果表明:通过1年的试验观测,经P、HN、HN+P处理后,年凋落物量分别为8.69、8.11、9.41 t/hm2,明显高于对照林分(7.68 t/hm~2);P、HN、HN+P处理均增加养分归还总量,大小顺序为:HN+PPHNCK,氮磷添加同样增加了N、P、K、Ca、Mg的年归还量,大小顺序为:NCaKMgP。研究表明,氮磷添加均提高林分凋落物量和养分归还量,高氮加磷有助于维持土壤氮磷动态平衡,显著提高凋落物产量。     

极端干旱对毛竹林土壤呼吸的影响

为了预测未来气候变化引起的干旱和高温对森林碳循环的影响,采用人工截雨的方法,创造极端干旱环境,研究极端干旱和较高土壤温度对人工毛竹林土壤呼吸的影响。结果表明：（1）人工截雨样地和对照样地的土壤呼吸月际变化分别为0.63~2.00μmol/（m2·s）和0.66~2.20μmol/（m2·s）。土壤呼吸的月际变化与土壤温度的变化趋势基本相同,而与土壤含水量的变化趋势相反,即成负线性相关。（2）土壤温度可以分别解释截雨样地和对照样地土壤呼吸变异的65.5%和73.9%。基于耦合土壤温度和土壤含水量的多元线性模型,可以分别解释截雨样地和对照样地土壤呼吸变异的66.9%和73.4%。土壤含水量与土壤呼吸的关系不紧密。截雨样地和对照样地的Q10值分别为4.44和5.99。     

优化施肥处理下设施菜地土壤容重与孔隙度的变化

土壤容重与孔隙度影响土壤养分的有效性及作物生长,与耕作、施肥、灌溉等农业管理措施密切相关。为了研究设施农业条件下土壤环境质量的变化,探索较优施肥模式。以寿光种植番茄的大棚土壤为对象,以不施化肥和有机肥的土壤为对照,研究优化施肥条件下土壤容重、孔隙度与土壤呼吸强度的变化。结果表明：与对照相比,优化施肥处理在一定程度上改善了土壤容重和孔隙状况,可减少土壤容重3.73%~14.93%,增加土壤总孔度的4.18%~15.79%,平均毛管孔度和非毛管孔度分别增加了8.07%与8.94%。根区与非根区的土壤呼吸强度比对照分别增强了23.4%~34.6%和9.6%~106.9%。其中,以有机肥8 t/hm2和秸秆4 t/hm2混匀撒施、生长期追施氮150 kg/hm2的处理变化最为明显,可在生产实践中推荐运用。试验还表明,根区土壤的平均呼吸强度为62.91 mg/kg?d,约为非根区34.45 mg/kg?d的1.8倍。土壤呼吸强度均与土壤容重和土壤总孔度呈抛物线型变化关系,当土壤容重约为1.25 g/cm3和总孔度约为53%时,土壤具有较强的呼吸作用强度。     

二氧化碳浓度升高与氮沉降对三江平原小叶章群落生物量累积及其分配格局的影响

通过开顶式气室控制大气CO2浓度（370、550及700 μmol/mol）,施加不同量NH4NO3设置氮素梯度[0,4,8 g/(m2?a)],研究了大气CO2浓度升高和氮素增加对三江平原湿地小叶章群落生物量及生物量分配的影响。结果表明,在不同氮素水平下,小叶章天然群落地上生物量随CO2浓度的增加而下降,地下生物量却随CO2浓度的增加表现为先增加而后下降;总生物量随CO2浓度的增加而下降;不同处理下小叶章群落根、茎、叶生物量比重变化趋势不同。CO2浓度及N素处理对根生物量影响显著,对小叶章群落生物量格局影响差异不显著。     

施氮量对一年生黑麦草光合特性的影响

为了探究不同施氮量对一年生黑麦草(Lolium multiflorum Lamk.)光合特性的影响。本研究以‘特高’宽叶型一年生黑麦草为供试材料,采用盆栽试验,设置了4个处理组,分别为:CK对照组(不施肥)、C1低氮处理组(施鸡粪0.38 kg/m^2,即氮100 kg/hm^2)、C2中氮处理组(施鸡粪0.76 kg/m^2,即氮200 kg/hm^2)、C3高氮处理组(施鸡粪1.34 kg/m^2,即氮350 kg/hm^2)。利用Li-6400便携式光合仪测定开花期一年生黑麦草叶片的主要光合参数和光合特性的变化。结果表明:200 kg/hm^2施氮水平的表观量子效率(apparent quantum yield,AQY)和光饱和点(light saturation point,LSP)最高(分别为12.80 μmol·m^-2·s^-1和1 774.47 μmol·m^-2·s^-1),光能利用区间最大。350 kg/hm^2施氮水平下气孔导度(stomatal conductance,Gs)以及蒸腾速率(transpiration rate,Tr)显著低于其它处理,水分利用力(water use efficiency,WUE)强,但光呼吸速率(photorespiratory rate,Pr)较高,不利于干物质积累。同时,0?200 kg/hm^2施氮范围内,随着光照强度和CO2浓度的增加,各处理的净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)均随之增加,但350 kg/hm^2施氮水平下叶片净光合速率的增加反而低于200 kg/hm^2施氮水平。合理的施氮量对黑麦草的光响应和CO2浓度响应曲线有明显的调节作用。在本试验条件下,施氮量为200 kg/hm^2最佳。     

福建烤烟种植区大气氮素湿沉降研究

为研究大气湿沉降中氮素营养对福建烤烟生产的影响,通过对5个监测点降水样品的收集和分析,研究福建烤烟种植区大气湿沉降氮素状况。结果表明,福建烟区年降雨量在1134~1737 mm,总氮、硝态氮、铵态氮和有机氮年平均浓度分别为1.14 mg/L、0.37 mg/L、0.39 mg/L和0.38 mg/L;总氮沉降量在11.77~20 kg/(hm2?a)之间,平均为15.94 kg/(hm2?a),硝态氮、铵态氮和有机氮各占1/3;沿武夷山脉从南到北,大气湿沉降氮的年平均浓度和沉降量均表现为下降趋势。不同监测点在1—2月和9—10月湿沉降中氮的浓度相对较高,有4个点的氮素沉降量主要集中在3—9月,长汀主要集中在上半年;烤烟生长季（2—7月）的大气湿沉降中的无机氮（铵态氮+硝态氮）、有机态氮和总氮分别占全年总量的44%~62%、33%~67%、44%~63%。大气氮素湿沉降量与降雨量之间呈乘幂型正相关,其决定系数平均为0.41。     

干旱区绿洲棉田土壤CO2通量变化特征及温湿度影响分析

为了研究不同管理模式下干旱区绿洲棉田土壤CO2通量差异以及与土壤温湿度间的关系,可以为评价绿洲棉田生态系统对大气CO2的源/汇贡献提供参考依据。采用Li-8100土壤碳通量测量系统对天山北坡中段绿洲棉田土壤CO2通量进行动态测定,分析了土壤CO2通量的日、月变化特征及温湿度的影响。结果表明：在2009年5-10月土壤CO2通量日变化和月变化过程均为单峰型。滴灌地、漫灌地、弃耕地的土壤CO2通量（晴天）日均值分别为3.45、3.37、1.63 μmol/(m2?s);峰值出现在15:00-20:00,谷值出现在4:00-6:00,6、7月土壤CO2通量高于其他月份;土壤CO2通量与温度呈不同程度的指数正相关性,气温、5 cm地温较好地解释土壤CO2通量的变异量。土壤CO2通量与土壤湿度的相关性随着深度的变化表现不一;降水、灌溉等湿润事件对土壤CO2通量具有促进作用,多元回归分析模型可以解释67.4%的棉田、79.6%弃耕地土壤CO2通量受温度和湿度的共同控制。     

休闲期覆盖和施氮量对旱地小麦幼苗生理特性的影响

为了研究旱地冬小麦休闲期生理特性的变化,采用大田试验研究了休闲期不同覆盖方式对旱地小麦越冬期0~20 cm土壤蓄水量、农艺性状、倒二叶POD和SOD活性、MDA含量的影响及施氮量的调控效应。结果表明,采用渗水地膜覆盖可显著增加越冬期0~20 cm土壤的蓄水量;增加越冬期小麦的株高、主茎叶龄、单株干重;倒二叶的POD、SOD活性升高,MDA含量显著降低。在液态地膜和渗水地膜条件下,0~20 cm土壤蓄水量、MDA含量均以低氮条件下显著最高,高氮处理显著最低,中氮处理居中;POD和SOD活性均以中氮处理显著最高。可见,旱地小麦采用休闲期渗水地膜覆盖+施适量氮肥的栽培措施有利于提高土壤蓄水量,促进旱地小麦生长。     

重庆市植烟区不同肥力植烟土壤氮素矿化特性研究

通过室内培养试验研究了重庆市植烟区不同肥力植烟土壤氮素矿化规律,求得土壤氮素矿化参数,并探讨了氮素矿化潜势（N0）、有机质、全氮、pH、碱解氮之间的关系。结果表明,在35℃条件下培养,一级动力学方程能够很好的拟合氮素的矿化过程,相关系数均达到显著水平（r高肥力土=0.976、r中肥力土=0.986、r低肥力土=0.996）,不同肥力土壤氮素矿化量存在显著差异。矿化潜势(N0)为：高肥力土（25.0mg?kg-1±0.60）﹥中肥力土（21.5mg?kg-1±0.61）﹥低肥力土（19.7mg?kg-1±1.14）;矿化速率（k）为：低肥力土（0.1596mg?kg-1?d-1±0.0104）﹥中肥力土（0.1492mg?kg-1?d-1±0.0155）﹥高肥力土（0.1029mg?kg-1?d-1±0.0071）。矿化潜势(N0)与全氮、有机质呈正相关,相关系数分别为0.9799和0.9788,与pH之间呈负相关（R=-0.9784）。表明不同肥力植烟土壤的供氮能力存在差异,在肥料管理上要因土、因时施肥。     

华南双季水稻机械种植方式的物质生产和积累特性

为了探明华南双季水稻机械种植方式的物质生产和积累特性,为水稻生产机械种植的推广提供理论依据。大田试验采用单因素随机区组排列,设置了5种种植方式：人工移栽（P1）为对照,以及机插秧（P2）、宽窄行精量穴直播（P3）、宽行窄株精量穴直播（P4）和同步开沟起垄施肥精量穴直播（P5）4种机械种植方式。结果表明：早晚稻P5产量均最高（7.33、7.03 t/hm2）,抽穗后,早晚稻P5的物质积累量均是最高（16.57、13.92 t/hm2）,各机械种植方式早晚季物质积累量较对照（P1）物质积累量有增有减,但无显著差异;成熟期早晚稻的叶面积指数和光合势均以P5的最高,分别为5.32、4.74和122.07×104 (m2?d)/hm2、163.63×104 (m2?d)/hm2;早稻P5群体生长率最高（37.30 g/(m2?d)）,晚稻P2群体生长率最高（14.92 g/(m2?d)）;各机械种植方式的叶面积指数、光合势以及群体生长率较对照（P1）有增有减,极少部分达到了显著水平。械种植方式具有一定的增产稳产优势,归因于物质生产和积累方面指标的综合优势,以P5效果最显著。