干旱胁迫对5个种源沙柳(Salix psammophila)气体交换及水分利用效率的影响

在盆栽条件下,对5个种源沙柳进行了水分胁迫处理,在不同干旱阶段对苗木叶水势、土壤含水率、蒸腾速率、光合速率等气体交换特性及水分利用效率进行了研究.结果表明:沙柳属于亚低水势忍耐脱水耐旱树种,叶水势随土壤含水量的下降而下降,变化趋势可用双曲线方程y=a b/x(0.389 0＜a＜0.520 3,8.906 6＜b＜11.466 9)拟合,其中民勤种源沙柳的双曲线方程中b值最低,为8.91,表现出较强的耐旱特性.在正常水分供应条件下,榆林种源沙柳的光合速率为23.89 μmol/(m2·s),水分利用效率为3.44 μmol/mmol,表现出很强的光合生产能力.随着干旱胁迫的加剧,各种源沙柳苗木的水分利用效率均有不同程度增加,民勤种源沙柳的增加值最大,为0.75 μmol/mmol,表现出了较强的抵抗干旱的能力,而榆林种源沙柳对水分亏缺则非常敏感,光合速率、蒸腾速率都急剧下降.这充分表明在水分供应充足的条件下,榆林种源沙柳具有最大的光合生产潜力;而当遇到干旱胁迫时,民勤种源沙柳则表现出极强的维持体内水分平衡的能力,是5个种源中最耐旱的种源.     

古尔班通古特沙漠南缘增温效应研究

利用2年沙漠边缘至绿洲4个观测点的气象资料,计算得到感热通量、湍流热量、净辐射、同一高度的气压等,讨论这些要素的时间和空间变化规律,解释绿洲至沙漠气温逐渐增加的原因,以对沙漠增温效应做出进一步的分析,为发挥特定地区的农业气候资源优势,促进农业结构调整和区域经济发展及构建新型农业技术体系提供理论基础.     

CO2浓度倍增和土壤盐胁迫对藜麦生理特征及产量的影响

利用可精准调控CO_2浓度的人工气候室,设置2个CO_2浓度(常规组:400μmol/mol和倍增组:800μmol/mol),同时设置2个NaCl胁迫浓度(对照组NaCl浓度为0;盐胁迫组400 mmol/L NaCl),探讨CO_2浓度倍增和土壤盐胁迫对藜麦生长、生理、叶片离子含量、叶片光合特性和内禀水分利用效率的影响。结果表明,在盐胁迫下,CO_2浓度倍增显著提升藜麦光合速率、降低藜麦气孔导度,提高藜麦内禀水分利用效率,从而增加藜麦产量。但是,在CO_2浓度倍增处理下,随着藜麦生长,光合速率提升幅度逐渐缩小,藜麦产生光合适应现象。此外,在盐胁迫下,与CO_2浓度常规组相比,CO_2浓度倍增最终(63d)降低藜麦叶片Na+浓度达42%,增加藜麦叶片K+浓度达26%,有效调控藜麦叶片中离子平衡,表现出明显的吸K+排Na+的现象。同时,CO_2浓度倍增促进藜麦渗透调节,有效调控藜麦叶片水分运动,增加细胞含水率,降低叶片溶质势和水势,提高压力势,维持细胞正常的生理功能。此外,藜麦内禀水分利用效率与藜麦叶水势、溶质势,光合速率和K+浓度呈显著正相关。研究结果有助于深入理解CO_2浓度倍增调控作物耐盐性的生理机制,为应对大气CO_2浓度升高背景下土壤盐碱化问题,维护生态系统稳定性,保障粮食安全提供参考。     

不同蒸散量时间尺度提升法用于节水灌溉稻田的对比分析

蒸散量（ET）时间尺度提升方法能充分利用遥感数据与地面观测的优势,获得精确的区域日尺度估算值,对指导农业水管理特别是农田灌溉具有重要的意义。该研究以节水灌溉稻田为研究对象,基于2015和2016年稻季涡度相关系统实测数据,在能量强制闭合的条件下,选择了4种基于能量平衡原理的蒸散量尺度提升方法,分析了蒸发比、作物系数、冠层阻力、辐照度比4个尺度转换因子在节水灌溉条件下的变化特征,对比了四种方法提升估算日尺度ET与涡度相关系统实测值的差异。结果表明,节水灌溉条件下蒸发比、作物系数、冠层阻力3个尺度转换因子的生育期平均日变化和其他下垫面相比有一定特殊性,辐照度比的变化仅取决于研究区域所处纬度位置。作物系数法与冠层阻力法以 10:00－11:00小时值估算日蒸散量结果的准确性较好,决定系数和一致性系数分别达到0.92和0.97以上,正弦关系法的模拟效果稍差,但该方法估算效果稳定,可作为一种粗略的尺度提升方法。各时段蒸发比法估算值均存在一定程度的低估,但相关性较好,用考虑饱和水汽压差的线性关系修正后,10:00－11:00估算结果的准确性和一致性均最好,决定系数和一致性系数分别为0.987和0.996。研究结果明确了适宜长江中下游节水灌溉稻田ET时间尺度提升各估算方法的较优时段,并表明修正后的蒸发比法提升估算日尺度ET最优。     

影响静态箱检测开放式气体排放源N2O排放通量的关键因子

为研究影响静态箱检测开放式气体排放源氧化亚氮(N2O)排放通量的关键因子,以提高静态箱检测气体排放通量的准确性,该文在实验室条件下,探究了箱体配置(有无通气孔、有无风扇)和检测条件(不同密闭时间:30、40、50和60 min;不同排放源表面风速:0、0.5、1.0、1.5和2.0 m/s)对300 mm(直径)×300 mm(高度)(D300 mm×H300 mm)的静态箱检测N2O排放通量准确性的影响规律。结果表明,不同配置的静态箱测量结果偏差率随时间的变化趋势均相同,其中有通气孔和风扇的箱体在不同风速下的检测稳定性较好,检测准确性最高。当排放源表面风速为0~2 m/s时,风扇对静态箱检测准确性无显著性影响,排放源表面的风主要通过通气孔影响静态箱的检测准确性。静态箱检测的气体排放通量与实际排放通量的偏差率随排放源表面风速和箱体密闭时间的增加而显著降低。该试验推荐在排放源表面风速小于2 m/s的无粪便堆积的奶牛运动场以及排放源介质相似的开放式气体排放系统中使用有通气孔和风扇的静态箱对N2O排放通量进行检测,密闭50 min。     

添加秸秆对不同有机含量土壤酸度及缓冲性能的影响

通过向低（LSOM）、中（MSOM）、高（HSOM）及去除（RSOM）有机质土壤中添加玉米秸秆进行室内培养试验,研究秸秆添加量对不同有机质含量土壤酸度及缓冲性能的影响。结果表明,在15℃恒温培养150天后,土壤pH、交换性盐基离子、CEC和盐基饱和度的含量均随着秸秆添加量的增加而上升,交换性H⁺、交换性Al³⁺含量均随着秸秆添加量的增加而降低;其中,秸秆添加量为10~15 g/kg时,LSOM处理中土壤pH增幅、交换性Al³⁺及交换性H⁺含量减幅最大;秸秆添加量为15~20 g/kg时,在MSOM和HSOM处理中土壤pH增幅及土壤交换性Al³⁺、交换性H⁺含量减幅最大;且HSOM处理添加秸秆后对降低土壤酸度效果最好。土壤中添加秸秆后可明显提高土壤酸碱缓冲能力,且土壤对加碱侧表现出的缓冲区间比酸侧明显;土壤的缓冲容量随秸秆添加量增加而升高,且HSOM处理对酸碱缓冲能力 > MSOM处理 > LSOM处理 > RSOM处理。     

Impacts of wetting-drying cycles on short-term carbon and nitrogen dynamics in Amynthas earthworm casts

Effects of earthworm casts on soil nutrient dynamics and their responses to changing moisture availability in subtropical ecosystems remain poorly understood. This study aimed to examine short-term carbon(C) and nitrogen(N) dynamics and their interactions with wetting-drying cycles in three different structural forms(i.e., granular, globular, and heap-like) of Amynthas earthworm casts. The rates of C and N mineralization in the earthworm casts were examined under two different wetting-drying cycles(i.e., 2-d and 4-d wetting intervals) using a rainfall simulation experiment. After three simulated rainfall events, subsamples of the earthworm casts were further incubated for 4 d for the determination of CO_2 and N_2O fluxes. The results of this study indicated that the impacts of wetting-drying cycles on the short-term C and N dynamics were highly variable among the three cast forms, but wetting-drying cycles significantly reduced the cumulative CO_2 and N_2O fluxes by 62%–83% and 57%–85%, respectively, when compared to the control without being subjected to any rainfall events. The C mineralization rates in different cast forms were affected by the amount of organic substrates and N content in casts, which were associated with the food preference and selection of earthworms. Meanwhile, the cumulative N_2O fluxes did not differ among the three cast forms. Repeated wetting and drying of casts not only enhanced aggregate stability by promoting bonds between the cast particles, but also inhibited microbial survival and growth during the prolonged drying period, which together hindered decomposition and denitrification. Our findings demonstrated that the interactions between the structural forms, aggregate dynamics, and C and N cycling in the earthworm casts were highly complex.     

淮河流域典型农田生态系统碳通量变化特征

为了准确评价农田生态系统在全球碳平衡中的作用,利用涡度相关技术对安徽省寿县冬小麦／水稻生态系统进行了碳通量的监测,并在数据校正、剔除和插补的基础上,研究生长季农田净生态系统碳交换（NEE）的变化特征。结果显示,2008年寿县农田生态系统CO2通量的日变化进程为单峰型,冬小麦和水稻最大的CO2吸收速率分别为2．45和2．48mg·m^-2·s^-1。从物候期的角度来看,冬小麦在抽穗期碳通量值最小,乳熟期最大;水稻拔节时期碳通量值最小,即固碳能力最强。冬小麦,水稻生态系统不同月份碳通量月均日变化也呈U型曲线,作物生命活动越旺盛,NEE峰值越高,夜间CO2排放则在8月份达到最高值。2008年冬小麦和水稻月平均最大日CO2吸收峰分别出现在4月和8月,分别为1．30和1．07mg·m^-2．s^-1。冬小麦生态系统NEE的日最大累积吸收量出现在4月16日．可达11．76gC·m^-2·d^-1,水稻生态系统的出现在8月3日,为10．40gC·m^-2·d^-1。冬小麦从拔节到成熟时间段内的固碳能力为326．87gC·m^-1,水稻从返青到成熟时间段内的固碳能力也达到了300．05gC·m^-2。     

耕地棕壤酸碱缓冲性能及酸化速率研究

辽宁省耕地棕壤自第二次土壤普查以来酸化趋势明显,pH整体平均值从第二次普查时期的6.42降至5.73。对辽宁省4个典型地区(昌图、沈阳、瓦房店、清原)的耕地棕壤耕层(0-20cm)缓冲性能、酸化速率及其影响因素进行研究,结果表明:各地区酸碱缓冲容量变幅为29.66～39.87mmol/kg.pH unit,其中辽宁北部和中部地区酸碱缓冲容量明显高于辽南和辽东地区。酸化速率以辽南地区下降速率最快,其值为2.69H+kmol/(hm2.a),而速率最慢的地区为辽东,其酸化速率为1.44H+kmol/(hm2.a)。土壤初始pH、阳离子交换量、颗粒组成及有机质含量均是影响酸碱缓冲容量变化的主要因素。北部和中部质地以粉(砂)壤土为主,阳离子交换量、盐基饱和度及粘粒含量均高于南部和东部地区,因此缓冲性能也较强。施肥及其他人为因素对辽宁耕地棕壤酸碱缓冲容量及酸化速率的影响有待进一步研究。     

温度对克氏针茅草原生态系统生长季碳通量的影响

草地生态系统碳通量的驱动机制研究是碳循环研究的重要方面。利用涡度相关技术观测了克氏针茅草原生态系统的净生态系统碳交换（NEE）、生态系统初级生产力（GEP）、生态系统呼吸（Reco）的变化,探讨了2010年生长季内温度对该系统NEE、GEP和Reco的影响。结果表明,2010年生长季内,克氏针茅草原日尺度上NEE和GEP只出现了1个明显的吸收峰,Reco则呈现倒＂U＂型变化规律。克氏针茅草原空气温度与NEE、GEP和Reco呈极显著相关关系,气温日较差对该系统碳通量的影响程度较小;土壤温度与NEE、GEP和Reco之间也呈极显著相关关系,土壤温度的增加会同时提高克氏针茅草原生态系统的固碳能力、初级生产力及呼吸作用。空气温度和土壤温度都是影响克氏针茅草原生态系统碳收支的重要驱动因子。