基于土地利用结构优化的土壤有机碳储量预测分析——以内蒙古多伦县为例

土地利用/覆盖变化对陆地生态系统碳循环有着显著影响。基于模糊求解的多目标线性规划,对2020年多伦县土地利用最优结构进行求解,估算了此情景下的土壤有机碳储量。结果表明:多伦县2020年最优土地利用结构为:耕地3.31×104hm~2,林地1.37×105hm~2,草地1.84×105hm~2,水域2 300 hm~2,建筑用地5 600 hm~2,难利用土地2.89×104hm~2。最优土地利用结构下,多伦县耕地、林地和草地土壤有机碳储量分别为2.11×109kg、7.76×109kg和1.03×1010kg;3种土地利用方式下总有机碳储量比2009年增加了1.85×109kg。     

丸粒化处理对胡麻种子萌发和幼苗生长的影响研究

采用二因素裂区设计,以保水剂和活性炭、硅藻土、凹凸棒为填充剂的包衣材料制作丸粒化胡麻种子,研究了丸粒化处理对胡麻种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:与不加保水剂相比,保水剂质量与种子质量为1∶1时,丸粒种子的活力指数和出苗率显著提高20.11%、18.62%;随着保水剂含量的增加,幼苗的根冠比显著减小3.25%。包衣剂中以活性炭:凹凸棒=1∶1为填充剂的发芽率和出苗率比不加填充剂的明显提高6.79%、22.41%,幼苗生长最健壮。与未丸粒化的种子相比,当保水剂质量与种子质量为1∶1时,以活性炭:凹凸棒=1∶1为填充剂的丸粒种子发芽指数、活力指数和出苗率显著提高,而且幼苗的茎粗、叶面积和根冠比分别显著增加11.02%、27.35%、28.07%。可见,适量的保水剂(保水剂质量与种子质量为1∶1)和以活性炭、凹凸棒为填充剂的包衣剂能提高胡麻种子活力,增加出苗率,使幼苗的干物质重增大,根系发达,根冠比提高,为胡麻高产奠定了良好的基础。     

绿洲化过程中塔里木地区农田土壤固碳速率与驱动因素分析

通过对不同时期塔里木北部灌区农田样地土壤采样及剖面分析,结合第二次全国土壤普查和塔里木北部灌区相关农业资料,利用Arc GIS软件分析农田土壤有机碳储量和碳密度变化,揭示绿洲化过程中塔里木北部灌区农田土壤有机碳库的演变规律,分析影响土壤有机碳固存的主要因素。结果表明:1灌区不同类型土壤的固碳能力差异显著,有机碳含量从高至低依次为草甸土、盐土、潮土和风沙土;剖面土壤有机碳含量自上而下递减,其中表层土壤有机碳含量高达2~8 g·kg~(-1)。2剖面0~20 cm和20~40 cm深度的平均土壤有机碳密度分别为(1.36±0.09)kg·m~(-2)和(1.10±0.07)kg·m~(-2),其中风沙土的土壤有机碳密度远低于该区平均水平。3与1981年相比,2011年塔里木北部灌区土壤有机碳密度增量不明显,固碳速率为-0.01~0.03 kg·m~(-2)·a~(-1);不同类型土壤的有机碳密度变化差异显著。总体而言,在绿洲化过程中,新疆塔里木北部灌区的土壤有机碳含量呈增加趋势,土地开发年限及农田管理措施是影响该变化的主要因素。     

近20年新疆农田生态系统碳足迹时空变化

利用1994—2013年新疆农田生产投入和农作物产量等数据,采用碳排放系数法估算了新疆农田生态系统的碳排放量、碳吸收量及碳足迹的变化动态以及在各县市的空间分布特征。结果表明:新疆农田生态系统的碳排量从1994年的179.46万t增长到2013年的474.15万t;不同年份农业碳排放均主要源于化肥使用量的增加和不科学的灌溉方式,其最大贡献率分别为40.02%和41.56%;农田生态系统的碳吸收量20年间增加了2185.04万t,棉花对新疆农田生态系统的碳吸收量贡献最大,多年平均贡献率达47%;新疆农田生态系统的碳排放量、碳吸收量区域主要集中在南疆的县市并呈现出沿天山对称的趋势;1994—2013年,农田生态系统碳足迹呈现快速增长态势,从1994年的2 732.63×104C·hm-2·a-1增加至2013年的4 474.89×104C·hm-2·a-1,碳足迹增加了283.59×104C·hm-2·a-1,表明新疆农田生态系统存在碳生态盈余的现象,种植结构生态效益指数大于1的年份为11个,种植结构的调整迫在眉睫。     

Identification,Characteristics and Function of Phosphoglucomutase (PGM) in the Agar Biosynthesis and Carbon Flux in the Agarophyte Gracilariopsis lemaneiformis (Rhodophyta)

Agar is widely applied across the food, pharmaceutical and biotechnology industries, owing to its various bioactive functions. To better understand the agar biosynthesis in commercial seaweed Gracilariopsis lemaneiformis, the activities of four enzymes participating in the agar biosynthesis were detected, and phosphoglucomutase (PGM) was confirmed as highly correlated with agar accumulation. Three genes of PGM (GlPGM1, GlPGM2 and GlPGM3) were identified from the G. lemaneiformis genome. The subcellular localization analysis validated that GlPGM1 was located in the chloroplast and GlPGM3 was not significantly distributed in the organelles. Both the GlPGM1 and GlPGM3 protein levels showed a remarkable consistency with the agar variations, and GlPGM3 may participate in the carbon flux between (iso)floridoside, floridean starch and agar synthesis. After treatment with the PGM inhibitor, the agar and floridean starch contents and the activities of floridean starch synthase were significantly decreased; products identified in the Calvin cycle, the pentose phosphate pathway, the Embden-Meyerhof-Parnas pathway and the tricarboxylic acid cycle were depressed; however, lipids, phenolic acids and the intermediate metabolites, fructose-1,6-phosphate were upregulated. These findings reveal the essential role of PGM in regulating the carbon flux between agar and other carbohydrates in G. lemaneiformis, providing a guide for the artificial regulation of agar accumulation.     

新疆5个枣品种叶片碳同位素组成、瞬时水分利用效率的季节变化及与气象因子的关系

利用稳定碳同位素技术,对新疆环塔里木盆地主栽的5个枣品种叶片δ13C值进行了比较测定,同时测定各品种的瞬时光合速率、蒸腾速率、光合有效辐射及空气温湿度等因子。结果表明,(1)新疆栽培枣品种叶片δ13C值分布在-25.559‰～-27.861‰,平均值为-26.463‰;(2)5个枣品种叶片δ13C值季节变化差异显著(P<0.05),表现为春季(-26.088‰)>夏季(-26.395‰)>秋季(-26.904‰),且品种间差异极显著,最大的为-25.559‰(骏枣春季),最小的为-27.861‰(冬枣秋季),变幅2.302‰;(3)空气相对湿度是引起δ13C值季节变化的主要因素;(4)5个枣品种长期水分利用效率(WUEsl)大小顺序为:冬枣<梨枣<灰枣<赞皇大枣<骏枣,顺时水分利用效率(WUEi)大小顺序为:冬枣<骏枣<赞皇大枣<梨枣<灰枣,2种方法测定的结果均反映出鲜食品种中冬枣对当地干旱的适应能力最弱。     

碘甲磺隆钠盐对土壤中几种生物学指标的影响

通过模拟实验研究了除草剂碘甲磺隆钠盐对土壤中脲酶、过氧化氢酶、呼吸作用及土壤微生物生物量碳的影响。结果表明:碘甲磺隆钠盐在田间施用量(1 mg/kg)下对土壤脲酶和微生物生物量碳的影响呈现为显著的抑制-恢复过程;对土壤过氧化氢酶的影响呈现出轻微的抑制-激活-恢复过程。碘甲磺隆钠盐施用初期对土壤呼吸作用也有一定的影响,浓度愈大,对土壤呼吸强度的抑制愈强,但随着时间的推移,逐步由抑制作用转为一定程度的激发作用,到12 d后施药土壤与对照组土壤的呼吸强度基本上趋于一致。统计分析结果表明,碘甲磺隆钠盐属于低毒或无实际危害的农药。     

气相色谱-质谱联用法对蚕蛹油中脂肪酸成分分析

采用索氏提取法提取蚕蛹油,用气相色谱-质谱(GC-MS)联用法分析蛹油的脂肪酸成分.经NIST质谱数据库检索和文献对照共检出8种成分.用面积归-法测出八种成分的含量,其结果表明蚕蛹油中脂肪酸的组成有豆蔻酸(0.20%)、花生四烯酸(0.27%)、软脂酸(16.84%)、棕榈油酸(2.40%)、硬脂酸(2.35%)、亚麻...     

光周期与氮肥互作对华农1号青饲玉米碳氮代谢相关酶的影响

于2005年3-7月,采用盆栽试验,设置3个不同光照长度处理和氮素水平,研究了不同光照时数及氮素水平对远缘玉米杂交种华农1号青饲玉米碳氮代谢相关酶活性的影响.结果表明,在苗期,16 h光照处理下植株叶片磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶、蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶、谷氨酰胺合成酶和硝酸还原酶等酶的活性显著低于13和10 h光照处理;至抽雄期和收获期,13和10 h处理下植株叶片各种酶的活性下降速率较快,而16 h处理下酶活性下降缓慢且显著高于13和10 h处理.在抽雄期或收获期,16 h处理下叶片各种酶的活性均随施氮量的增加而增加,但在13和10 h处理下均有几种酶的活性在高氮素水平下出现下降的趋势.总的看来,在16 h光照处理下,植株苗期碳氮代谢相对较弱,到中后期代谢能力明显提高,且耐高氮能力也较强,收获期植株叶片酶的活性显著高于13和10 h处理.     

内蒙古草甸草原生物量碳分配格局

以中国北方草甸草原为研究对象,借助GIS等工具手段,在草地群落类型实测数据基础上,对内蒙古草甸草原的地上/地下生物量分配开展定量研究,主要结论如下:1)内蒙古草甸草原的生物量碳密度为660.43 g C/m²,其中地榆群落(460.63 g C/m²)具有最高的地上生物量碳密度,地榆群落(787.10 g C/m²)和五花草塘群落(776.22 g C/m²)具有最高的地下生物量碳密度,其他群落间则不存在显著性差异(P>0.05);2)温带草甸草原以16.60×10⁶ hm²的面积,贡献了111.20 Tg的生物量碳,其中地上生物量碳为27.57 Tg,地下生物量碳为83.63 Tg,根冠比(R∶S)为3.03;3)地下生物量沿土壤深度的分布可分为两种类型:线叶菊、芨芨草、野大麦、地榆、贝加尔针茅、苔草以及五花草塘群落属于“指数型”,其地下生物量主要分布在0~10 cm土壤层,且符合指数函数,该类型占据草原群落的主要部分;拂子茅、小叶锦鸡儿以及芦苇群落属于“抛物线”形,其地下生物量主要分布在0~10 cm和20~40 cm土壤层,该类别群落主要为灌木或半灌木,分布曲线不符合指数函数而符合二次函数。