基于FSAM模型的岳阳地区美洲黑杨人工林通量观测源区分布

基于岳阳市通量观测塔2006年全年观测数据,应用FSAM模型,分析不同大气稳定度下该观测点通量信息的源区分布。结果表明:主风方向上(0°～90°),通量源区(P=0.9)迎风向(X向)上的分布范围在稳定大气条件下为110～3500m,而在非稳定大气条件下为90～1800m;3个非主风方向上(90°～180°,180°～270°和270°～360°)通量源区(P=0.9)迎风向(X向)上的分布范围在稳定大气条件下以180°～270°最大,为110～4500m,而在非稳定大气条件下3者相当,为90～1800m;主风方向上,相同大气条件下,生长季的通量源区略大于非生长季的通量源区,且生长季和非生长季的通量源区在不稳定大气条件下都比稳定大气条件下小;通量观测结果能代表仪器所在地的下垫面特征。     

基于神经网络的杉木人工林碳通量影响因素的选择

对碳循环影响因素的研究是预测碳通量的重要环节,也是研究碳循环的重要基础。利用亚热带地区湖南省会同杉木人工林生态系统国家野外科学观测研究站2008年7—9月的碳通量和环境因子观测数据,采用遗传神经网络模型对碳通量预测因素进行优化选择,并与传统的相关分析方法进行对比分析。结果表明:模型CIV.8(输入参数包括空气温度Ta、光合有效辐射Par、大气CO2浓度ρc、空气相对湿度Rh、风速Ws、土壤温度Ts)是所有模型中模拟效果最好的。光合有效辐射与碳通量的相关性最强,相关系数是-0.704(P=0.000);降雨量与碳通量的相关性最弱,相关系数是0.002(P=0.854)。最多输入变量或最复杂的神经网络结构并不能得到最好的模型。     

扑草净用于仿刺参养殖塘的安全性研究──基于营养盐在生物沉积物-水界面扩散的视角

温带海域普遍养殖仿刺参,仿刺参养殖塘中常有大型藻类爆发,进而影响仿刺参的生长和生存。通常用扑草净清除大型藻类,由于除草剂的生态毒性,可推断扑草净将影响仿刺参生物沉积物中营养盐的再生,本研究则要验证该假说。将仿刺参生物沉积物暴露于不同浓度的扑草净7天,并测定生物沉积物-水界面营养盐的扩散通量。结果表明:在正常使用的去除大型藻类的扑草净剂量之下,营养盐在仿刺参生物沉积物-水界面的扩散通量不受扑草净的影响。按正常剂量使用扑草净并不影响仿刺参生物沉积物中营养盐的再生与积聚,无需对扑草净对营养盐水平的影响而担忧。研究结果将有助于评估除草剂对海水中营养盐循环的影响。     

茶树越冬芽在休眠与萌发时期的物质交流变化及其分子调控

为揭示不同萌发物候型茶树的休眠机制,以特早生茶树品种龙井43和中生茶树品种碧云为材料,利用钙黄素处理茶树茎段,检测越冬芽在休眠与萌发时期与其他器官的物质交流情况。利用同源比对鉴定胼胝质水解相关基因,并分析其序列特征及在冬季不同时期的表达模式。结果表明,越冬芽在茶树生长阶段和休眠阶段都存在着与着生茎段和母叶间的物质交流;从茶树越冬芽休眠形成到解除的不同时期,其物质交流存在"强-弱-强"的变化规律,但龙井43的与碧云相比存在较短的物质交流减弱时期;两种茶树的物质交流变化模式与鉴定到的茶树胼胝质水解正向调控相关基因CsGLU1的表达模式密切相关;启动子序列分析进一步证实CsGLU1启动子区有多个与激素信号以及低温和休眠响应相关转录因子结合的保守序列。茶树越冬芽在休眠和非休眠状态下都存在与茎和母叶之间的物质交流,且物质交流强弱与茶树越冬芽休眠状态改变密切相关。CsGLU1可能是参与胼胝质水解调控,改变茶树越冬芽物质交流水平,进而影响茶树休眠状态的关键基因。这对明确茶树越冬芽休眠状态变化和深入揭示不同萌发物候型茶树休眠机理有重要意义。     

施氮及添加硝化抑制剂对苜蓿草地N2O排放的影响

为探究旱作紫花苜蓿(MedicagosativaL.)栽培草地氧化亚氮(N_2O)排放对施氮水平及添加硝化抑制剂的响应特征,采用传统静态箱法研究了不同施氮水平[0kg(N)·hm~(-2)(N0)、 50kg(N)·hm~(-2)(N50)、 100kg(N)·hm~(-2)(N100)和150kg(N)·hm~(-2)(N150)]以及添加硝化抑制剂双氰胺(DCD)150kg(N)·hm~(-2)(N150+DCD)对陇东苜蓿草地N_2O排放特征的影响。结果显示,监测期内N0、N50、N100和N150处理N_2O平均排放速率分别为3.5μg·m~(-2)·h~(-1)、4.1μg·m~(-2)·h~(-1)、5.0μg·m~(-2)·h~(-1)和6.1μg·m~(-2)·h~(-1),随着施氮梯度的增加, N_2O排放速率呈增加趋势。添加硝化抑制剂DCD对N_2O排放产生明显的抑制作用。与N150处理相比, N150+DCD处理下苜蓿草地N_2O平均排放速率下降50.7%, N_2O累计排放量显著降低61.6%(P0.05)。施氮对苜蓿产量没有显著影响,而N0、N50、N100和N150处理下单位苜蓿产量N_2O排放量随氮肥梯度的增加而增加,各处理分别为6.5 mg·kg~(-1)、7.8 mg·kg~(-1)、11.3 mg·kg~(-1)和12.5 mg·kg~(-1)。N_2O排放受土壤含水量影响深刻,生长季N_2O排放通量与土壤水分呈显著正相关关系(P0.05),而与土壤温度无显著相关性(P0.05)。综上,旱作紫花苜蓿栽培草地N_2O排放通量随施氮水平的增加明显增加,在相同施氮水平下添加硝化抑制剂DCD能显著抑制N_2O排放。相关研究结果对于该区域苜蓿草地合理施肥以及N_2O减排具有一定的实践指导意义。     

干旱区不同降雨模式对藻结皮覆被区土壤碳释放的影响

[目的]探究干旱区不同降雨模式对藻结皮覆被区土壤碳释放的影响,为精确估算干旱区生态系统土壤碳释放量提供科学依据。[方法]以乌兰布和沙漠为例,通过人工增雨和改变降雨频率来模拟全球气候变化,对藻结皮覆被区土壤碳释放量进行长期野外监测。[结果]降雨能够刺激藻结皮覆被区土壤呼吸速率迅速大幅度提升,并在1 h内达到峰值,12 h左右降至较低水平。但随着干湿交替次数的不断增大,土壤再湿润后所产生的呼吸脉冲逐渐减弱,最后1次降雨与第1次相比土壤呼吸峰值降低了40%～60%。在降雨后16 h累积碳释放量、总碳释放量都随着降雨量的增大而增大,但当降雨量增大到一定程度后,其对土壤碳释放量的促进作用不再明显。就单次降雨而言,低频率、大雨量的降雨事件所引起的碳释放量明显高于高频率、小雨量的降雨事件。但总降雨量一致的情况下,则是高频率的小降雨事件所释放的总碳量最高,其次为低频率的大降雨事件,正常降雨频率下最小。[结论]气候变化所引起的降雨量增加和降雨频率的变化将会增加藻结皮覆被区的碳排放量,在预测碳收支时,也应将藻结皮的碳排放量变化作为考虑因素之一。     

杉木幼苗光合及叶绿素荧光特征对氮沉降的短期响应

为了探究模拟氮沉降条件下杉木幼苗光合及叶绿素荧光特征变化规律,从光合生理的角度探讨不同季节杉木幼苗对氮沉降的短期响应。选取杉木幼苗为实验对象,模拟氮沉降实验,设置4个处理水平对照(N0)、低氮(N30:30 kg/(hm²·a)、中氮(N60:60 kg/(hm²·a)、高氮(N90:90 kg/(hm²·a)。结果表明：添加氮以后,杉木幼苗的净光合速率(Pn),初始荧光产量(F₀)、最大荧光产量(F_m)、最大PSII光能转换效率(F_v/F_m)、PSII潜在活性(F_v/F₀)显著降低,水分利用率(Wue)显著增高(P<0.05)。随着氮沉降水平的增加,气孔导度(Gs)与蒸腾速率(Tr)呈现先升高后下降趋势,水分利用率呈现先下降后升高趋势。在中氮和高氮处理下,F_v/F_m、F_v/F₀值显著降低(P<...     

森林生态系统碳收支状况研究进展

森林生态系统碳交换对全球碳平衡有着重要影响,在全球范围内得到了极大的关注,并进行了大量的研究。从森林生态系统碳通量/贮量的研究方法、碳收支状况及其自然-人文影响因素的分析,总结了森林生态系统碳循环的国内外研究成果,并展望了未来森林生态系统碳研究的主要问题。     

塔里木盆地多种沙源类型沙通量异变特征研究

以塔里木盆地周边地区多种沙尘源地为研究区,通过塔中、肖塘、若羌、策勒四个风沙观测场获取的沙尘暴过程中贴地层风向、风速数据以及风蚀传感器实测的撞击颗粒数等数据计算出各地起沙临界摩擦速度,利用Gillette经典的垂直沙尘通量及Lettau水平沙尘通量公式对若羌、策勒、塔中、肖塘沙尘通量进行了估算,并通过各层实测的梯度风速作为背景值界定出塔里木盆地多种沙源类型沙通量变化比对特征,结果表明:垂直沙尘通量F量级为10-8kg/(m2.s),水平沙尘通量Q量级为10-4 kg/(m.s);风速相同情况下,F若羌最大,策勒次之,塔中、肖塘较小;Q若羌值最大,策勒次之,塔中第三,肖塘最小。垂直沙通量F与风速都表现出较好的线性相关,风速递增,垂直沙通量递增;风速递减,垂直沙通量递减。在风速递增幅度相同条件下,若羌Q值递增幅度最大,策勒次之,塔中、肖塘基本相同。     

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。