草甸草原模拟氮沉降抑制甲烷吸收、促进氧化亚氮排放

Few studies are conducted to quantify the effects of enhanced N deposition on soil nitrous oxide (N2O) emission and methane (CH4) uptake in the meadow steppe of Inner Mongolia,China.A two-year field experiment was conducted to assess the effects of nitrogen (N) deposition rates (0,10,and 20 kg N ha-1 year-1 as (NH4)2SO4) on soil N2O and CH4 fluxes.The seasonal and diurnal variations of soil N2O and CH4 fluxes were determined using the static chamber-gas chromatography method during the two growing seasons of 2008 and 2009.Soil temperature,moisture and mineral N (NH4+-N and NO3--N) concentration were simultaneously measured.Results showed that low level of (NH4)2SO4 (10 kg N ha-1 year-1) did not significantly affect soil CH4 and N2O fluxes and other variables.High level of (NH4)2SO4 (20 kg N ha-1 year-1) significantly increased soil NO3--N concentration by 24.1％ to 35.6％,decreased soil CH4 uptake by an average of 20.1％,and significantly promoted soil N2O emission by an average of 98.2％.Soil N2O emission responded more strongly to the added N compared to CH4 uptake.However,soil CH4 fluxes were mainly driven by soil moisture,followed by soil NO3--N concentration.Soil N2O fluxes were mainly driven by soil temperature,followed by soil moisture.Soil inorganic N availability was a key integrator of soil CH4 uptake and N2O emission.These results suggest that the changes of availability of inorganic N induced by the increased N deposition in soil may affect the CH4 and N2O fluxes in the cold semi-arid meadow steppe over the short term.     

三江源地区高寒草地群落特征研究

选择三江源区针茅草原和高山嵩草草甸6处典型样地为研究对象,采用样方调查法,分析了该地区高寒草地群落特征。结果表明:1)达日县和曲麻莱县高寒草甸物种丰富度较高,分别为20种和15种;兴海县、玛多县和唐古拉山乡草地物种丰富度较低,均为8种,杂多县物种数最低,仅有5种(P0.05)。2)达日县和曲麻莱县物种多样性最高,分别为2.74和2.27;唐古拉山乡和杂多县最低,约为1.5;兴海县和玛多县针茅草原物种多样性均为1.87左右。唐古拉山乡和曲麻莱县均匀度指数稍低,分别为0.76和0.84,其余各县均匀度指数均较高。多样性指数与物种数极显著相关。3)聚类分析发现杂多县和曲麻莱县高山草甸首先被归为一类,接着将唐古拉山乡合为一类;然后依次是兴海县短花针茅草原和达日县高寒草甸,玛多县紫花针茅草原在最后被聚合为一类。     

机器学习用于耕地土壤有机碳空间预测对比研究——以亚热带复杂地貌区为例

耕地土壤有机碳(SOC)是土壤质量的重要指标,也是生态系统健康的重要表征。当前机器学习(Machine Learning, ML)用于SOC数字制图日益热门,但不同算法在高空间分辨率SOC数字制图中的对比研究尚有欠缺。本研究以福建省东北部复杂地形地貌区为例,采用10m空间分辨率Sentinel-2影像数据,选取地形、气候、遥感植被变量为驱动因子,重点分析当前常用的机器学习算法——支持向量机(SupportVector Machine,SVM)、随机森林(RandomForest,RF)在SOC预测中的差异,并与传统普通克里格模型(Ordinary Kriging, OK)进行比较。结果表明:基于地形、遥感植被因子和气候因子构建的RF模型表现最佳(RMSE=2.004,r=0.897),其精度优于OK模型(RMSE=4.571, r=0.623),而SVM模型预测精度相对最低(RMSE=5.190, r=0.431);3种模型预测SOC空间分布趋势总体相似,表现为西高东低、北高南低,其中RF模型呈现的空间分异信息更加精细;最优模型反演得到耕地土壤有机碳平均含量为15.33 g·kg-1; RF模型和SVM模型变量重要性程度表明:高程和降水是影响复杂地貌区SOC空间分布的重要变量,而遥感植被因子重要性程度低于高程。     

天然富硒茶产地筛选评价方法的构建与应用

近年来包括富硒茶在内的富硒农产品备受市场青睐,如何在广大富硒土壤区找到更适于富硒茶开发的产地,至今缺乏一套产地筛选的评价方法,因此,构建富硒茶产地筛选的评价方法,对于充分利用富硒土壤资源,推动富硒茶产业发展具有重要意义。遴选土壤p H、有机质、硒含量和茶叶硒富集系数4项参数作为评价指标,采用模糊数学模型初步构建了富硒茶产地筛选的评价方法体系,并以云南茶叶主产区临沧市和普洱市为例进行应用。研究结果表明：(1)茶园土壤p H范围为3.82～8.46,临沧市和普洱市各县茶园土壤p H达到Ⅰ级标准的土壤的比例分别为30.00%～87.50%和17.64%～80.00%,大部分土壤p H总体上适合茶树生长,偏碱土壤不适宜茶叶富集硒。(2)茶园土壤有机质含量范围在2.15～91.8 g·kg^-1,有机质含量总体比较丰富,除景东县、镇沅县、思茅区、宁洱县和景谷县外,其余各县土壤有机质含量均达到Ⅰ级标准。(3)临沧市茶园土壤硒含量的范围为0.05～1.20 mg·kg^-1,除云县、凤庆县和双江县外,茶园土壤硒含量平均值均达到最适宜茶园对土壤硒含量的要求;而普...     

柔嫩艾美耳球虫rhomboid抗原基因在卡介苗中的克隆与表达

以含柔嫩艾美耳球虫rhomboid基因的重组质粒为模板,应用PCR方法扩增该基因完整开放阅读框,克隆至pMD18-T载体中.分别用限制性内切酶Pst I/Cla I和Pvu II/Cla I进行双酶切,将rhomboid目的基因克隆到大肠杆菌-分支杆菌穿梭表达载体pMV261和整合表达载体pMV361中,获得重组质粒pRho-261和pRho-361.将重组质粒电穿孔转化卡介苗,经热诱导后对其表达产物进行SDS-PAGE和western blot分析.结果表明成功构建了两个重组质粒,其表达产物与柔嫩艾美耳球虫阳性血清具有免疫反应性,为重组卡介苗在鸡球虫病防治方面的研究奠定了基础.     

灌溉农田土壤湿度的时空变化特征

为了探讨现代土壤墒情监测手段在业务监测实践中的应用方法,利用中国气象科学研究院固城生态与农业气象试验基地的业务和试验资料,对灌溉农田土壤湿度的时间变化特征和空间关系进行了分析。结果表明,灌溉农田的土壤湿度呈一年的周期性变化;浅层(0-50cm)土壤湿度时空波动显著,且各层的变化存在不一致性,60cm以下土层湿度时空变化很小,0-50cm土层的平均土壤湿度能较好地反映0-200cm土层的土壤水分状况,对土壤湿度的监测应集中在浅层50cm内,并需要逐层测量;浅层土壤湿度变异明显,大田中两点各层土壤湿度的相关性一般随两点距离增加而减小,单个测点的土壤湿度测值的代表性差,因此在自动土壤水分仪器布点时,要获得地段的平均土壤湿度信息,必须设置多个观测重复;表层5cm的土壤湿度变化剧烈而迅速,不能正确反映作物根系主要分布层的土壤水分状况,而表层10cm的土壤湿度与作物根系主要分布层的土壤湿度具有很好的联动性,可以较好地反映作物生长的环境土壤水分状况,因此,在应用微波遥感监测土壤墒情时,其对地表的探测深度需要达到10cm以上才能获得关于作物根系主要分布层的土壤水分状况信息,相应地,在土壤墒情微波遥感监测中,需要采用5GHz以下的频率。     

缓释肥处理下麦田土壤细菌和真菌群落对气候变化的响应

采用控制系统来模拟未来大气CO₂浓度和气温升高的气候变化情景,借助基于半导体芯片技术的IonS5TMXL测序平台并结合相关生物信息学方法对气候变化背景下缓释肥处理的麦田土壤进行16S rRNA细菌V4区和18S rRNA真菌ITS区测序分析,探究了缓释肥处理下麦田土壤细菌和真菌对气候变化的响应。结果显示,所有样品测序后获得细菌和真菌平均有效序列数分别是80543和64303个,平均OTUs分别是3149和1161个。Alpha多样性分析显示,大气CO₂浓度升高小麦土壤细菌的Shannon和Chao1指数均降低,而土壤真菌在各气候环境下均无显著差异。主成分分析显示,各处理下土壤细菌群落结构差异不明显,真菌群落结构在气温升高时差异明显。缓释肥处理与普通肥相比,土壤细菌和真菌的Alpha多样性及群落结构在不同气候条件下均没有差异。菌群分类学表明,小麦土壤的优势细菌门为变形菌门、放线菌门、拟杆菌门和酸杆菌门,主要的优势细菌属有9种;优势真菌门为子囊菌门、被孢菌门和担子菌门,主要的优势真菌属有7种。大气CO₂浓度升高条件下,施用普通尿素使变形菌门和鞘氨醇单胞菌属的相对丰度分别增加10.34%和46.27%。在对照温度对照CO₂浓度条件下,缓释肥处理比普通肥处理使子囊菌门和毛壳菌属相对丰度分别显著增加39.85%和295.33%;在升高温度对照CO₂浓度条件下,缓释肥处理比普通肥处理使子囊菌门和毛壳菌属分别增加33.16%和154.49%。CO₂对变形菌门、鞘氨醇单胞菌属和毛壳菌属的影响达显著水平。在各气候变化环境下,各土壤理化性质均有所改善;与普通氮肥相比,缓释氮肥处理在各气候环境下土壤有机质、碱解氮和全氮含量降低,土壤有效磷和总磷含量升高。冗余分析表明,土壤细菌群落结构主要受土壤全氮和盐分含量的影响,而真菌群落结构主要受土壤pH和有效磷含量的影响。研究结果表明,未来气候环境变化对土壤微生物群落的影响大于缓释肥处理。该结果加深了缓释肥对土壤微生物群落结构和多样性影响的认识,为未来气候环境变化下缓释肥推广使用提供理论依据。     

石羊河流域植被生态质量时空变化动态监测

基于遥感和GIS技术,以MODIS NDVI为数据源,应用DEM和土地利用分类图,采用转移矩阵、一元线性回归模型等方法,对石羊河流域2000-2020年植被生态质量指数（Q）的时空变化特征进行研究,并对Q值基于不同海拔高度、坡度、坡向和植被类型的分布特征进行分析。结果表明：（1）2000-2020年石羊河流域的平均Q值为9.8,南北差异较大,Q值与海拔高度和坡度呈正相关;（2）分析Q转移矩阵,流域植被生态质量处于改善之中,2000-2010年植被生态质量改善和退化面积占总面积的比例分别为30.0%和2.2%,2010-2020年分别为13.7%和10.9%;(3)2000年以来流域Q值平均每10a增加1.2,呈增加趋势（Slope>0.0）的区域面积占整个研究区面积的90.3%;(4)Q值呈增加趋势的面积随着海拔高度的增大呈波动变化,随着坡度的增大先增加后减小;（5）森林、草地和灌木丛植被类型Q值呈增加趋势所占比例均在60.0%以上;（6）研究区Q值与气温、降水的相关系数分别为0.352和0.281,气温是植被生长的主要影响因素。     

长期施肥对红壤性水稻土团聚体稳定性及固碳特征的影响

施用有机肥是提高土壤有机碳(SOC)含量、促进土壤团聚体形成和改善土壤结构的重要措施。本研究旨在探讨长期作物残留和投入有机物料对水稻土团聚体分布及稳定性的影响,分析不同粒级团聚体的固碳特征及其与团聚体形成的相关性,以及土壤和不同粒级团聚体对累积碳投入的响应。长期定位施肥试验始于1986年,设不施肥(CK)、单施化肥(CF)、秸秆化肥混施(RS)、低量粪肥配施化肥(M1)和高量粪肥配施化肥(M2)5个处理。2009年采集0~10 cm土壤样品,测定总土以及大团聚体(LM,2 mm)、较大团聚体(SM,0.25~2 mm)、微团聚体(MA,0.25~0.053 mm)和黏粉粒(SC,0.053 mm)的质量比例及其SOC浓度,并分析闭蓄于SM内部的颗粒有机物(POM)、微团聚体(MA-SM)和黏粉粒(SC-SM)的质量含量和SOC浓度。结果表明,与CK和CF比较,有机肥混施化肥处理(RS、M1和M2)均显著提高了LM和SM的质量比例和平均当量直径(MWD),降低了SC质量含量;两个粪肥配施化肥处理(M1和M2)的效果优于秸秆化肥混施(RS),但是M1和M2间差异不显著;单施化肥则降低了稳定性团聚体的比例。团聚体的SOC浓度没有随粒级增大而增加,各处理均为LM和SM结合的SOC浓度最高,其次为SC,最小为MA。与CK比较,有机肥混施化肥处理均显著提高了各粒级团聚体的SOC浓度。总土SOC的增加主要取决于SM的SOC含量,而MA-SM组分决定了SM固持SOC的能力。总土、LM和SM的SOC含量以及从SM分离出的POM、MA-SM和SC-SM的SOC含量均与累积碳投入量呈显著正相关,但总土分离出的MA和SC的SOC含量对累积碳投入量反应不敏感,表现出碳饱和迹象。因此,尽管长期大量施用有机物料促进了红壤性水稻土大团聚体的形成和团聚体稳定性,增加了其SOC的固持,但有机质可能不是该土壤水稳性团聚体形成的最主要黏结剂。     

一氧化氮处理砀山酥梨的保鲜效果

用不同浓度的NO(5,10,20μL/L)处理砀山酥梨,结果表明:10,20μL/L NO处理很好地保持了砀山酥梨的硬度、可溶性固形物含量以及可滴定酸的含量,推迟了呼吸高峰出现的时间,降低了呼吸和乙烯释放的最高值,并且降低了砀山酥梨的腐烂率,表现出明显的保鲜效果,尤其以20μL/L的NO处理效果最好,而5μL/L NO处理对砀山酥梨保鲜效果不明显。