模拟降水氮沉降对藏北高寒草甸土壤呼吸的影响

全球范围内大气氮沉降量的升高,增加了陆地生态系统的氮输入,从而影响土壤CO₂的排放。2014年采用生长季（6-8月）喷洒添加定量NH4NO3液体的方式模拟降水氮沉降,参照中国氮沉降分布格局决定氮素添加剂量为40kgN·hm^-2·a^-1（N40）,以喷洒等量清水为对照（CK）。生长季内定期测定植物群落生物量,并利用LI-8100土壤碳通量测量系统,选两个典型晴天进行土壤呼吸速率日动态变化过程测定,同时在6月下旬-9月初定期测定土壤呼吸速率,以探究氮沉降增加对藏北高寒草甸土壤呼吸的影响。结果表明：（1）氮沉降使高寒草甸地上生物量显著增加（P<0.05）。（2）高寒草甸生长季土壤呼吸具有明显的典型日动态变化和生长季变化。典型日动态呈双峰曲线,土壤呼吸速率最大值出现在13：00-14：00和16：00;生长季变化呈单峰曲线,最大值出现在8月,生长季初期和末期土壤呼吸速率较低。（3）氮沉降极显著促进了高寒草甸的土壤呼吸,与对照相比,生长季平均土壤呼吸速率增加66.1%（P<0.001）。（4）土壤呼吸速率与土壤温度、土壤湿度和地上生物量呈极显著正相关关系（P<0.001）。（5）氮沉降对土壤呼吸的温度敏感性无显著影响。研究结果说明在高寒草甸,由于氮沉降导致地上地下生物量增加,从而导致土壤呼吸速率的增加。     

冬小麦-夏玉米一体化垄作覆盖下农田土壤呼吸变化研究

农田土壤呼吸释放CO2过程加强是导致全球气候变暖的重要途径。通过大田原位实验,研究了雨养条件下垄作覆盖保护性耕作技术条件对土壤呼吸季节性和作物生育后期日变化的影响。结果表明,冬小麦从越冬期到灌浆期,不同处理的土壤呼吸值均以垄作覆盖值最高,平作覆盖次之,平作的值最小,平作处理与其他处理间均达到极显著差异。灌浆期各处理土壤呼吸值达到最大,分别为4．95、4．69、4．4、2．61μmol·m^-2·s^-1;成熟期各处理间大小顺序依次为：平作覆盖处理〉垄作覆盖处理〉垄作处理〉平作处理,平作覆盖与垄作覆盖分别与其他两个处理间达到极显著差异。玉米不同生育时期垄作覆盖处理土壤呼吸值均高于其他处理,平作处理的值最低,不同生育时期垄作覆盖与平作均达到极显著差异,不同处理在夏玉米抽雄期土壤呼吸值最高,成熟期最低。从冬小麦和夏玉米生长后期土壤温度（X）与土壤呼吸强度（Y）日变化看,两者呈显著线形关系,其直线回归方程分别为：Y=0．1704X-0．6372（R^2=0．882＊＊）,Y=0．1039X＋1．2073（R^2=0．8802^＊＊）。显然,同传统的种植模式相比,雨养条件下垄作秸秆覆盖保护性耕作技术模式增大了向大气环境释放CO2温室气体的数量。     

Differences in the activity and bacterial community structure of drained grassland and forest peat soils

The microbial activity and bacterial community structure were investigated in two types of peat soil in a temperate marsh. The first, a drained grassland fen soil, has a neutral pH with partially degraded peat in the upper oxic soil horizons (16% soil organic carbon). The second, a bog soil, was sampled in a swampy forest and has a very high soil organic carbon content (45%), a low pH (4.5), and has occasional anoxic conditions in the upper soil horizons due to the high water table level. The microbial activity in the two soils was measured as the basal and substrate-induced respiration (SIR). Unexpectedly, the SIR (μl CO₂ g⁻¹ dry soil) was higher in the bog than in the fen soil, but lower when CO₂ production was expressed per volume of soil. This may be explained by the notable difference in the bulk densities of the two soils. The bacterial communities were assessed by terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP) profiling of 16S rRNA genes and indicated differences between the two soils. The differences were determined by the soil characteristics rather than the season in which the soil was sampled. The 16S rRNA gene libraries, constructed from the two soils, revealed high proportions of sequences assigned to the Acidobacteria phylum. Each library contained a distinct set of phylogenetic subgroups of this important group of bacteria.     

Does adding microbial mechanisms of decomposition improve soil organic matter models? A comparison of four models using data from a pulsed rewetting experiment

Contemporary soil organic matter (SOM) models have been successful at simulating decomposition across a range of spatial and temporal scales using first-order kinetics to represent the decomposition process; however, recent work suggests the simplicity of the first-order representation of decomposition is not adequate to capture the microbially-driven dynamics of SOM decomposition over short timescales. For example, the response of soils to drying-rewetting events may best be explained by microbial and/or exoenzyme controls on decomposition. To test if adding these microbial mechanisms improves the ability of SOM models to simulate the response of soils to short-term environmental changes, we developed four different SOM decomposition models with varying mechanistic complexity and compared their ability to simulate soil respiration from a pulsed drying-rewetting laboratory-based experiment. Specifically, we tested the ability of the models to capture the timing and magnitude of soil CO₂ efflux in response to rewetting or constant moisture conditions. The results of the comparison suggest that the inclusion of exoenzyme and microbial controls on decomposition can improve the ability to simulate pulsed rewetting dynamics; however, less mechanistic first-order models prevail under steady-state moisture conditions. These modeling results may have implications for understanding the long-term response of soil carbon stocks in response to local and regional climate change.     

生物化学基础多媒体教学经验与体会

生物化学基础是生物化工专业的主干课程。为适应教学的发展趋势和教学改革的需要,生物化学基础课程使用多媒体课件进行教学。多媒体在教学实践中已经显示了巨大的优势和生命力,如内容丰富、形式多样。但是在课件制作和应用上还存在一些问题,需要改进和完善。     

菊花不同部位及根际土壤水浸液处理对光合作用的自毒作用研究

菊花[Dendranthema morifolium(Ramat)Tzvel.]的自毒作用是菊花连作障碍发生机理研究的重要内容之一.本文研究了连作障碍比较明显的菊花栽培种"高压太子"不同部位(枯落物、叶、茎和根系)及根际土壤水浸液处理对盆栽同种菊花光合作用的影响,结果表明:不同部位和根际土壤水浸液处理对叶片叶绿素含量、净光合速率及气孔导度均表现出抑制趋势,而暗呼吸速率却受到促进,尤以地上部水浸液的抑制作用为显著.说明降低自身叶绿素含量、净光合速率及气孔导度,即抑制自身的光合作用,同时促进自身暗呼吸是菊花自毒作用的机制之一.     

林分断面积生长率公式探讨

根据林分生长理论，结合原始调查数据，对林业生产中的3种断面积生长率理论公式Meyer式、Pressler式和张角式的特性作了进一步研究，并对3种方法作了具体验证。研究结果表明：3种断面积生长率计算方法有一定差异，当后期与前期平均断面积比值大于1.30时，Meyer方法计算断面积生长率高于其余两种方法，张角法则和Pressler法则十分接近，但张角法更有理论依据。     

毛竹林土壤呼吸研究进展

介绍和分析了毛竹(Phyllostachys heterocycla cv.pubescens)林土壤呼吸的研究方法、影响因子、时空变化、干扰响应、组分区分、模型构建等方面取得的研究成果,提出了今后毛竹林土壤呼吸研究应该加强:①土壤温度对毛竹林土壤呼吸影响机制研究;②对毛竹林土壤呼吸的时空变化进行长期的定位研究;③继续优化数学模型;④采用更多样化的方法来研究土壤呼吸各组分.     

中亚热带天然林改造成人工林后土壤呼吸的变化特征

【目的】研究中亚热带常绿阔叶林(天然林)改造成人工林后土壤碳排放量的变化及主要影响因子,为评估森林类型转换对土壤碳排放的影响提供科学依据。【方法】在福建农林大学西芹教学林场的常绿阔叶林及由其改造而来的38年生闽楠人工林与35年生杉木人工林中分别设置4块20 m×20 m样地,利用Li-8100土壤碳通量观测系统于2014年9月—2016年9月进行定点观测,并同期观测土壤温度、含水量、有机碳含量(SOC)、微生物生物量碳含量(MBC)、可溶性有机碳含量(DOC)、0～20 cm土层细根生物量和年凋落物量及凋落物碳氮比(C/N)。【结果】常绿阔叶林改造成闽楠(38年后)和杉木人工林(35年后),年均土壤碳排放通量由16. 22显著降为12. 71和4. 83 tC·hm^-2a^-1,分别减少21. 60%和70. 20%;各林分类型的土壤呼吸温度敏感性Q¹⁰值表现为常绿阔叶林(1. 97)<闽楠人工林(2. 03)<杉木人工林(2. 91),转换为杉木人工林后,Q¹⁰值显著升高(P<0. 05);土壤温度能分别解释常绿阔叶林、闽楠人工林与杉木人工林土壤呼吸速率变化的89. 70%、88. 50%和87. 90%,土壤呼吸速率和土壤含水量相关不显著(P>0. 05);土壤呼吸速率和SOC、MBC、DOC、年凋落物量及0～20 cm土层细根生物量均极显著正相关(P<0. 01);土壤呼吸温度敏感性指数Q¹⁰值和凋落物C/N极显著正相关(P<0. 01),而与年均土壤呼吸速率及MBC极显著负相关(P<0. 01);进一步分析发现土壤MBC和SOC含量是影响土壤呼吸速率的2个最重要因子,而凋落物C/N在影响土壤呼吸温度敏感性中的贡献最大。【结论】中亚热带地区常绿阔叶林改造成闽楠(38年)或杉木(35年)人工林后,土壤碳排放通量显著降低。林分类型转换后树种组成和林分结构发生改变,凋落物数量、质量及细根生物量显著降低,土壤SOC和MBC含量显著下降可共同导致土壤呼吸通量的下降。土壤温度是3种林分类型土壤呼吸季节变化的主导因素,而土壤总有机碳库和土壤微生物量碳库的差异是不同林分之间土壤呼吸差异的主导因素,凋落物C/N对土壤呼吸的Q¹⁰影响最大。为提高模型预测森林类型转换影响土壤碳排放的精度,应综合考虑土壤有机碳库、易变性有机碳库及底物质量的变化。