水限制环境CO2与施氮交互作用对春小麦水分利用效率的影响

在模拟大气CO₂浓度升高环境条件下,进行了不同施氮处理对春小麦水分利用效率的影响试验,探索水资源限制地区提高春小麦水分利用率及其产量的途径。结果表明,CO₂浓度升高与施氮交互作用对小麦产量水分利用率有显著影响。在CO₂浓度升高90μmol·mol^-1环境条件下,135 kg·hm^-2和315 kg·hm^-2施氮处理春小麦产量的水分利用率与对照相比分别下降了5.8%和15.1%;225 kg·hm^-2和405 kg·hm^-2施氮处理春小麦产量的水分利用率与对照相比分别增加了9.3%和8.9%;225 kg·hm^-2和405 kg·hm^-2施氮处理使春小麦生物量水分利用率与对照相比分别提高了10.4%和10.8%;而135 kg·hm^-2和315 kg·hm^-2施氮处理造成春小麦生物量水分利用率不同程度地下降。90μmol·mol...     

大气CO2浓度升高条件下水稻营养成分和抗虫物质的变化及其对褐飞虱生长发育与繁殖的影响

为明确大气CO₂浓度升高对寄主植物水稻以及取食水稻褐飞虱Nilaparvata lugens的影响,利用CO₂光照培养箱模拟现有大气CO₂浓度(400μL/L)和升高水平CO₂浓度(800μL/L),测定CO₂浓度升高后水稻营养成分和抗虫物质含量的变化,及取食水稻褐飞虱生长发育和繁殖力的变化。结果表明,CO₂浓度升高显著影响水稻营养成分和抗虫物质含量,并对褐飞虱卵发育历期、5龄若虫发育历期、若虫总发育历期、成虫寿命、单雌产卵量和卵孵化率有显著影响。与现有大气CO₂浓度处理相比,CO₂浓度升高后水稻叶片中可溶性糖和可溶性蛋白的含量分别显著提高17.01%和48.07%,而游离脂肪酸含量显著降低44.45%,水稻茎秆中可溶性糖和游离脂肪酸的含量分别显著增加35.32%和120.69%,总氨基酸含量显著减少28.97%。CO₂浓度升高后水稻叶片中茉莉酸、水杨酸、总酚和类黄酮的含量分别显著增加70....     

不同降水年型下大气CO2浓度和温度对旱地春小麦产量的响应模拟

为量化不同降水年型CO₂浓度升高、增温对旱地春小麦(Triticum aestivum L.)产量的影响,本研究基于甘肃省陇中地区气象数据、土壤数据和管理数据驱动APSIM模型,设置不同CO₂浓度和温度增量变化来模拟甘肃陇中未来气候情景,分析气候变化情景对春小麦产量稳定性和可持续性的影响,评估不同气候处理对应的产量风险。结果表明：APSIM模型模拟的干旱年和湿润年小麦产量的归一化均方根误差NRMSE小于13%,一致性指标D大于0.85,平水年产量的归一化均方根误差NRMSE大于20%,一致性指标D小于0.8,表明APSIM模型对干旱年和湿润年春小麦产量模拟的精确性高于平水年春小麦产量的模拟。CO₂浓度和温度对春小麦产量均具有显著影响,且温度对小麦产量的变化具有主导影响。在增温和CO₂浓度共同升高条件下,降水效应表现为湿润年>平水年>干旱年,二者协同所导致的产量减产效应表现为平水年>干旱年>湿润年。对比不同降水年型产量的变异系数和可持续性指数发现,干旱年增温2.5～3℃小麦产量...     

大气CO2浓度升高与氮肥营养对滴灌棉田“棉花-土壤”系统氮分布的影响

通过半开顶式CO2人工气候室,研究了CO2浓度升高（360、540μmol·mol－1和720μmol·mol－1）与不同氮肥营养（0、150、300 kg·hm－2和450 kg·hm－2）相互作用对蕾铃期棉花－土壤氮含量变化及棉花氮素吸收的影响,结果显示：大气CO2浓度增加,高氮肥处理下棉花叶片、蕾铃中氮含量显著降低,茎秆、根系中氮含量增加,棉花整株氮含量表现为下降;相同的CO2浓度下,随着氮素营养的增加棉花各器官氮积累量呈增加趋势,其中蕾铃、叶片氮积累量较高,茎秆、根系氮积累量相对较少,说明CO2浓度增加与增施氮肥促进了土壤氮素向植株叶片和生殖器官运输。通过对土壤无机氮含量的测定分析,CO2浓度升高为540μmol·mol－1,各施氮水平下棉田土壤NO3－-N含量显著降低,NH4＋-N含量在低氮水平下有少量增加,在高氮水平下表现为降低;CO2浓度升高为720μmol·mol－1,土壤NO3－-N含量表现为降低,NH4＋-N含量呈增加趋势。研究表明：大气CO2浓度增加且浓度范围在500～720μmol·mol－1,增加氮肥施用量可有效促进棉花对氮素养分尤其是NO3－-N的吸收利用。     

窟野河水-气界面CO2交换通量变化特征及其影响因素分析

近年来内陆水体CO₂释放受到广泛关注,为揭示黄土高原地区内陆水体CO₂的释放特征,于2018年7月和10月及2019年3月和6月利用LI-7000 CO₂分析仪对窟野河及代表性水库开展了高频次的水体CO₂分压(pCO₂)和水-气界面CO₂交换通量(FCO₂)观测,并分析其时空变化规律。结果表明:窟野河水体pCO₂和FCO₂(分别为996μatm和94.5 mmol·m^-2·d^-1)均高于水库(分别为752μatm和10.3 mmol·m^-2·d^-1)。FCO₂季节性差异明显:对于河流而言,表现为秋季最高(165.7 mmol·m^-2·d^-1),春季最低(42.9 mmol·m^-2·d^-1);对于水库而言,变化趋势则完全相反,表现为春季最高(16.6 mmol·m^-2·d^-1),秋季最低(-5.4 mmol·m^-2·d^-1)。生物地球化学活性更强的支流FCO₂(107.4 mmol·m^-2·d^-1)高出干流(66.5 mmol·m^-2·d^-1)约50%;同时,位于中下游黄土丘陵区的水库FCO₂(16.4 mmol·m^-2·d^-1)显著高于位于上游呼鄂丘陵区的水库FCO₂(1.2 mmol·m^-2·d^-1)。整体来看,流域水体pCO₂受碳酸盐体系影响最大,有机碳分解作用次之;流速是控制水-气界面气体交换速率的关键因素。在年尺度上,窟野河的河流与水库水体均为大气持续碳源。窟野河平均CO₂释放量与我国长江及国外温带河流相近,但低于黄河中游的其他支流。     

降水梯度对青海湖河源湿地温室气体排放日变化的影响

水分是影响高寒生态系统生长发育的主要限制因素,为探明不同水分条件对湿地温室气体排放特征的影响,选取青海湖流域瓦颜山河源湿地为研究对象,利用不同的水分特征湿地,通过静态箱-气相色谱法,监测了湿地24 h温室气体排放特征,探究了2020年和2021年8月（生长旺季）的CK（对照处理）、+25%（增雨25%处理）、-25%（减雨25%处理）、+75%（增雨75%处理）、-75%（减雨75%处理）条件下,对二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、氧化亚氮（N₂O）日变化趋势。结果表明：（1）CO₂排放范围为47.52～123.71 mg·m^-2·h^-1,CH₄通量范围为-8.50～6.74μg·m^-2·h^-1,N₂O通量范围为-15.82～6.90μg·m^-2·h^-1。（2）CK、+25%、+75%处理下CO₂、CH...     

CO2浓度倍增下氟吡呋喃酮对西花蓟马保护酶和解毒酶活性的影响

为探究大气CO₂浓度升高条件下西花蓟马Frankliniella occidentalis对新烟碱类杀虫剂氟吡呋喃酮的生理代谢机制,在正常(400μL/L)和倍增(800μL/L)CO₂浓度下采用浸渍法测定氟吡呋喃酮对西花蓟马的毒力,研究氟吡呋喃酮低致死剂量LC₂₀处理对西花蓟马超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、羧酸酯酶(carboxylesterase,CarE)、谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione-S-transferase,GST)和乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase,AChE)活性的影响。结果表明,CO₂浓度倍增条件下,氟吡呋喃酮对西花蓟马的致死中浓度LC₅₀为293.78 mg/L,仅为400μL/L CO₂浓度下的60.53%。在2个CO₂浓度下,氟吡呋喃酮LC_20<...     

生物炭施用对冬麦田土壤水热环境及土壤呼吸的影响

探究施用生物炭对冬麦田土壤水热因子及土壤呼吸的影响,对生物炭在麦田应用及农田固碳减排有重要的实践意义。2018年10月至2021年6月在关中灌区连续3 a进行了麦田生物炭施用试验,试验设置生物炭施用量水平分别为：0 t·hm^-2·a^-1（C0）、10 t·hm^-2·a^-1（C10）、20 t·hm^-2·a^-1（C20）,通过测定小麦生长季的土壤温度、土壤水分、土壤呼吸速率及产量,明确不同施炭量对冬小麦田土壤水热因子及土壤呼吸的影响。各处理生育期内土壤呼吸速率及全生育期CO₂排放量存在显著性差异（P<0.05）,均表现为C0>C20>C10。生物炭施入增加了生育期内的平均土壤温度,同时显著提高了0～20 cm土壤含水量（P<0.05）,并减弱了土壤水分在生育期内的变化幅度。C10、C20处理3 a平均土壤含水量较C0分别增加了17.0%、29.0%。5 cm及10 cm土壤温度能分别解释土壤呼吸变化的54.7%～...     

2,4-表油菜素内酯对干旱胁迫下垂丝海棠生理特性的影响

以7～8叶龄的垂丝海棠实生苗为试验材料,研究外源喷施2,4-表油菜素内酯（EBR）对干旱胁迫下垂丝海棠幼苗光合及生理特性的影响。采用盆栽控水法,设置CK（正常水分）与干旱胁迫加6种浓度油菜素内酯处理,即T1(0 mg·L^-1)、T2(0.20 mg·L^-1)、T3(0.40 mg·L^-1)、T4(0.60 mg·L^-1)、T5(0.80 mg·L^-1)和T6(1.00 mg·L^-1),分别测定各处理下叶绿素含量、光合特性、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量,并进行相关性与主成分分析。随干旱胁迫时间的延长,垂丝海棠叶片的Chl a、Chl b、Chl a+b、Chl a/b、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）和蒸腾速率（T_r）均呈下降趋势;胞间CO₂浓度（C_i）、丙二醛（MDA）含量和相对电导率（REC）呈上升趋势;脯氨酸（Pro）含量、超氧化物歧化酶...     

7个平欧杂交榛子品种的生理解剖特性及其抗寒性研究

为了解榛子对低温胁迫的生理响应机制,筛选甘肃高寒地区适宜种植的抗寒性品种,以辽宁省经济林研究所引进的7个榛子品种的休眠期枝条和叶片为试验材料,分别对其进行低温处理,测定其光合以及相关生理指标,同时采用石蜡切片观察不同品种叶片的显微结构,并用主成分分析综合评价各品种的抗寒性强弱。结果表明：(1)不同时期品种达维的P_n最高,分别为20.7(7月)、11.8(8月)、8.7(9月)μmol·m^-2·s^-1;辽榛8号的G_s在7月和9月出现最低值,分别为0.11 mmol·m^-2·s^-1(7月)和0.06 mmol·m^-2·s^-1(9月),而8月辽榛3号的G_s最低,为0.133 mmol·m^-2·s^-1;9月品种辽榛9号的C_i达到最高值,为334.33μmol·mol^-1;品种玉坠的T_r在9月...     

气候变化对湿地植被生物量影响分析——以三江源区为例

通过对三江源区7个典型湿地样地植被生物量和指示种生物量进行年度连续监测,发现2006年度植被生物量、指示种生物量均比2005年有所减少;分析原因是由于气候变化造成的,2006年较2005年年平均气温升高0.2-1.0℃、年蒸发量增加54-334mm、年降水量减少60.7-164.5mm;基于以上事实分析,提出关于三江源区湿地保护的相关建议。     

中国草地生态系统碳储量估算

草地生态系统在全球碳循环中起着极为重要的作用。但是实测数据十分匮乏,文中利用2008年全国草原地面监测数据,以及卫星遥感数据,对2008年中国草地的碳储量进行了估算。主要结论如下:中国草地总面积约为341.7×104km2,2008年中国草地总有机碳为35.96Pg,其中地上生物量有机碳为0.1613Pg,地下生物量碳为0.7395Pg,地下根系储存的碳是地上碳储量的5倍左右,中国草地土壤有机碳为35.06Pg。     

Allometric response of perennial Pennisetum centrasiaticum Tzvel to nutrient and water limitation in the Horqin Sand Land of China

Optimal partitioning theory(OPT)suggests that plants should allocate relatively more biomass to the organs that acquire the most limited resources.The assumption of this theory is that plants trade off the biomass allocation between leaves,stems and roots.However,variations in biomass allocation among plant parts can also occur as a plant grows in size.As an alternative approach,allometric biomass partitioning theory(APT)asserts that plants should trade off their biomass between roots,stems and leaves.This approach can minimize bias when comparing biomass allocation patterns by accounting for plant size in the analysis.We analyzed the biomass allocation strategy of perennial Pennisetum centrasiaticum Tzvel in the Horqin Sand Land of northern China by treating samples with different availabilities of soil nutrients and water,adding snow in winter and water in summer.We hypothesized that P.centrasiaticum alters its pattern of biomass allocation strategy in response to different levels of soil water content and soil nitrogen content.We used standardized major axis(SMA)to analyze the allometric relationship(slope)and intercept between biomass traits(root,stem,leaf and total biomass)of nitrogen/water treatments.Taking plant size into consideration,no allometric relationships between different organs were significantly affected by differing soil water and soil nitrogen levels,while the biomass allocation strategy of P.centrasiaticum was affected by soil water levels,but not by soil nitrogen levels.The plasticity of roots,leaves and root/shoot ratios was‘true’in response to fluctuations in soil water content,but the plasticity of stems was consistent for trade-offs between the effects of water and plant size.Plants allocated relatively more biomass to roots and less to leaves when snow was added in winter.A similar trend was observed when water was added in summer.The plasticity of roots,stems and leaves was a function of plant size,and remained unchanged in response to different soil nitrogen levels.     

碱茅草地上生物量的分布和利用评价

碱茅草能降低盐渍化土壤表层的含盐量,营养价值高。通过对它地上生物量的测定,证实碱茅草不仅具有耐牧性,也是一种较好的刈草场种类。     

新疆伊犁河岸小叶白蜡复叶构件生物量分配

小叶白蜡(Fraxinus sogdiana Bunge.)为奇数羽状复叶,常由5~13片小叶组成。通过取样测量,分析不同复叶构件生物量的可塑性及其构件生物量之间的关系。结果表明:小叶白蜡全部样本复叶生物量为0.146~1.663g,平均以7片小叶的最大,并显著高于其他复叶,以5片小叶的最小,并显著低于其他复叶;叶轴生物量为0.016~0.179 g,平均以13片小叶的最大并显著高于其他复叶,以5片小叶的最小并显著低于其他复叶;小叶生物量为0.006~0.886 g,平均以7片小叶的最大并显著高于其他复叶。不同复叶构件生物量具有较大的可塑性,其变异系数为22.8%~138%;对生左、右小叶的生物量分配具有对称性,顶小叶和相同叶序小叶生物量分配随小叶数增多依次减小。不同复叶构件生物量之间的关系既有直线函数的同速生长型,又有幂函数的异速生长型,各构件生物量在复叶生长过程中相对增长速度可通过相关方程的参数做具体描述。     

干旱沙漠区侧柏苗木生物量的研究

本文对生态幅度较广的侧柏绿化树种苗木在干旱环境下的物量情况做了调查，建立了有关生物量的估测模型，为在干旱环境下推广该树种，确立其绿化地位奠定了一定的基础。     

草甸草原土壤含水量对地上生物量的影响

天然草地土壤贮存的水分与降水的多少密切相关,本文通过分析内蒙古草甸草原的土壤水分与地上生物量之间的相互关系发现,土壤水分含量在整个生长季节中表现出“U”形曲线的变化特点,表层土壤的水分含量波动剧烈,对降水反应迅速,下层土壤水分含量波动幅度较小,30-40层土壤水分对植物的生长具有重要意义。     

科尔沁沙地70种草本植物个体和构件生物量比较研究

比较分析了科尔沁沙地70种草本植物盛花期时的个体和构件生物量特性。结果表明:43种植物个体生物量小于5.0 g,大部分物种根、茎、叶、花等构件的生物量均小于2.0 g,62种植物的根冠比小于1,说明70种草本植物中的大部分物种以地上生物量为主,只有少数物种具有较发达的地下根系。植物各构件生物量之间呈显著正相关,对个体生物量的贡献率为:茎>叶>根>花。多年生和1~2年生物种的个体生物量以及各构件生物量均无显著差异,但1~2年生物种的茎和地上生物量对个体生物量的贡献率显著高于多年生物种,而多年生物种的地下生物量对个体生物量的贡献率显著高于1~2年生物种,不同构件对生物量贡献率的差异有利于不同生活型植物的种群扩散和繁衍。     

屠宰场废弃物堆肥对苜蓿生长和碱化土壤肥力指标的影响

对屠宰场猪、牛、羊废弃物堆肥施入退化土壤后作物生理指标、土壤肥力指标和微生物区系变化进行系统研究。结果表明：施用废弃物堆肥明显提高了苜蓿出苗率,并缩短了出苗时间,但不同种类、不同施用量（22．5 t·hm－2、30．0 t·hm－2和37．5 t·hm－2）废弃物提高的幅度不同。苜蓿鲜生物量随着废弃物施用量的增大而增加,其中羊废弃物施用量为37．5 t· hm－2的处理最大,为11．95 g · plant－1,不施用废弃物的处理鲜生物量最小,其最大值为10．26 g·plant－1;施用猪废弃物30．0 t·hm－2的处理其干生物量最高（3．91 g·plant－1）。施用屠宰场废弃物堆肥后土壤有机质及养分都有不同程度的增加,如10月中旬土壤有机质和速效钾含量增幅略低,分别为9．92％～27．12％和5．77％～34．03％,碱解氮和速效磷增幅分别为11．79％～47．66％和16．92％～44．97％。猪废弃物施用量为37．5 t·hm－2的处理细菌数量在8月底达到3．98×107 cfu·g－1,羊和牛废弃物相同时期相同用量条件下细菌数量相近,一般废弃物施用量越大土壤中细菌、真菌和放线菌数量也越多。     

蒲公英花期种群构件的生物量结构与异速生长分析

采用大样本随机取样的方法,选取30株蒲公英(Taraxacum mongolicum Hand.Mazz)开花植株,对其根、茎、叶、花等构件的生物量及物质分配关系进行定量分析。结果表明:蒲公英种群花期各构件生物量的变异系数分别为54.11%、59.48%、111.21%和64.65%,具有较大的表型可塑性;其生物量与生物量分配的大小具有相同的规律:叶花根茎。蒲公英植株大小随着根、茎、叶及花生物量的增加呈幂函数形式增加,各功能构件生物量与有性繁殖构件之间均呈极显著的幂函数异速生长关系。