温度对内蒙古典型草原土壤N2O排放的影响

在草原植物生长期内,利用不同深度(2,8和15cm)不锈钢管原位采集原状土壤样品以及用土钻采集表层(0～15cm)混合土壤,在室内温控培养箱内进行温控模拟实验,研究温度对内蒙古温带半干旱典型草原(羊草草原)土壤N 2 O产生速率的影响.结果表明:温度对于N 2 O的产生速率有着显著的影响,随着土壤深度的增加,温度对土壤N 2 O产生速率的影响力在减弱.不同生长阶段的草原土壤N 2 O的产生速率对于短期内温度变化的响应具明显的差别;同时结合野外原位观测实验结果,定量地研究了草原土壤N2 O的排放通量与温度之间的相互作用关系,发现两者之间不仅存在线性关系,通过多组实验数据的回归分析还准确地阐明了温度的升高与降低对于不同深度的土壤N 2 O产生速率的影响,即两者之间的作用关系.     

土壤水分对温带典型草地N2O排放过程的影响

利用不同年份(1995,1998,2001年)野外原位实验观测数据并结合实验室内模拟培养实验结果,分析土壤含水量对于温带典型草原(羊草草原)土壤N2O排放通量的影响,结果发现:土壤含水量与羊草草原土壤N2O排放通量间存在阶段函数关系,在土壤含水量较低,而且土壤水分变化频繁和显著时,通常会有N2O通量峰值的出现;研究不同的土壤含水量对于土壤N2O排放过程和相关微生物菌群数量变化的影响,室内模拟培养说明:土壤水分含量对于N2O的产生过程有着重要的影响,土壤水分含量较低时,可能会改变土壤微生物的代谢途径,导致作为大气N2O源的半干旱草原土壤在出现阶段性的N2O吸收.     

退化草原土壤有机质对氮素添加梯度的响应

选取内蒙古锡林郭勒典型草原区两种不同退化程度草原群落(轻度和重度退化草原群落),设置氮素添加梯度实验(分别添加NH₄NO₃ 0, 30, 50, 80 g·m^-2),分析退化草原土壤有机质含量对氮素添加的响应,意图找出氮肥作用于不同退化程度草原时的最适值。结果表明,不同退化程度的草原对于氮素添加的响应不同:对于轻度退化草原,氮素添加对土壤有机质的影响主要集中在0~20 cm土层,30 g·m^-2处理时土壤有机质显著高于其他3个氮素水平,氮素的添加显著提高土壤有机质含量,说明氮素是轻度退化草原主要的限制因子;对于重度退化草原,当施氮量为30 g·m^-2时,0～10 cm层土壤有机质含量相对较高,但没有达到统计学上的显著差异。土壤有机质在氮素添加梯度下各层变化不显著,说明氮素不是重度退化草原的主要限制因子。     

放牧干扰下草原群落土壤养分空间异质性初探

国内外学者对草原退化与保护做了大量相关研究,但对土壤养分空间异质性研究尚待加强[1-2]。本文主要研究放牧干扰对代表性群落土壤N、P、K及土壤有机质(C)等养分含量的影响,旨在探讨不同强度放牧影响下草原土壤理     

天然温带典型草原N2O和CH4通量的时间变化特征

以内蒙古温带半干旱典型草原类型羊草草原土壤为主要研究对象,利用静态箱技术在野外连续多年原位观测草地N2O和CH4排放通量.通过对1995,1998,1999,2001,2002和2003年的野外观测资料的数据分析,发现温带半干旱典型草原N2O通量的日变化特征明显,草原植物的不同生长阶段对其具有显著的影响;CH4通量的日变化没有明显的规律性特征,植物生长状态对其影响不明显,但对于草地吸收CH4的日较差有显著的影响.多年观测资料显示:我国温带草地N2O通量的排放峰值在四季中均有可能出现,低值通常出现在冬季,不同实验年份,不同季节都有出现N2O吸收通量的可能性,N2O季节通量的变化形式多样,通常是春、夏季较高,冬季最低.CH4通量季节变化规律相对明显,其峰值主要出现在春季,冬季较低.在不同的季节都观测到CH4的排放通量,这同草地出现N2O的吸收通量一样不影响温带草地作为N2O源和CH4汇的功能.N2O较CH4通量的年际变化显著,两者年通量的变异系数分别是71.6%和18.7%,5个实验观测年(跨9个年度),N2O和CH4年通量的平均值分别是:(1.14±0.82)kg·hm-2·a-1和(-3.52±0.66)kg·hm-2·a-1.统计分析结果表明:只有CH4的季节通量与降雨量之间存在显著线性关系.以此估算我国温带草地N2O和CH4年排放总量分别是:以氮计0.23 Tg和以碳计-0.83Tg,分别是全球温带草地N2O排放总量的23%以及全球土壤吸收CH4总量的11%.     

内蒙古温带半干旱羊草草原温室气体N2O和CH4通量变化特征

利用透光密闭箱对内蒙古半干旱典型草原羊草草地土壤-植被系统温室气体N2O和CH4通量进行了较长期的原位观测研究.研究结果表明:内蒙古温带半干旱典型草原作为大气N2O的源和CH4的汇而起作用,N2O与CH4的通量强度分别是:0.6～22.6μgm-zh-1和-1～-217μgm-2h-1.N2O和CH4的通量具有明显的日变化和季节变化特征,并且主要的环境因子(温度、水分)对其有重要影响.N2O通量的季节变化特征表现为:夏季最高,由春、秋至冬逐次降低;CH4通量的季节变化特征表现为:由春至冬依次减弱.     

火烧对草原土壤养分状况的影响

根据野外的实地调查资料，同时参阅国内外的有关文献，就火烧对草原土壤养分状况的影响进行了初步探讨，结果表明：火烧会减少表层土壤的有机质含量，其中以连年重复火烧最为明显，而火烧当年表层土壤的有机质含量减少较少。根据草原植物的自然分解速率，表层土壤有机质含量的恢复约需２～３年，另外，土壤中、下层中的有机质含量在火烧后略有增加．在矿质养分中，火烧会增加土壤中交换性钙的含量，而交换性镁和速效磷的含量则无规律性的变化，因此，本项工作对探讨火烧对草原土壤的影响效应，以及在草原管理和草场改良等生产活动中制定合理的用火措施都有一定的参考价值和指导意义。     

小针茅荒漠草原地下生物量季节动态及其影响因素

 地下生物量实测数据的缺乏严重影响草地地下碳库的精确估计,本文以苏尼特右旗小针茅荒漠草原为研究对象,通过野外实地调查,选取6个样地,采集2160份根系样品,进行室内试验分析,获得小针茅荒漠草原生长季5—9月地下生物量数据,分析了小针茅草原植被地下生物量的季节动态.结果表明：(1)小针茅草原植被地下生物量季节动态表现为“N”型变化规律,最高值出现在7月下旬,最低值出现在8月下旬,狭叶锦鸡儿-小针茅+无芒隐子草草地各月的地下生物量均高于小针茅+无芒隐子草草地类型.(2)小针茅草原不同层次地下部分生物量的季节变化不同,0~10cm的地下生物量表现出很大的波动性,与总地下生物量的变化趋势基本一致;10cm以下的变化曲线逐渐平缓.(3)5—9月生长季小针茅草原0~60cm土层地下生物量与土壤有机碳含量无显著相关性,0~10cm土层地下生物量与土壤有机碳呈显著正相关.(4)小针茅草原每月地下生物量和月降水量与月平均气温的相关性都不明显.(5)小针茅草原不同深度土壤含水量与地下生物量存在显著正相关,总地下生物量受0~10cm土壤含水量影响较大.     

我国北方温带草地土壤微生物群落组成及其环境影响因素

选择我国北方温带草原中的草甸草原、典型草原、荒漠草原3种类型共13个样点进行调查,对土壤微生物磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acids,PLFAs)进行测定。对土壤微生物群落进行无量度多维标定排序(nonmetric multidimensional scaling,NMDS),排序后的样点空间异质性显示3种草原类型微生物群落结构差异明显。结合10种环境因素,对土壤微生物群落组成进行冗余分析,解释率达到79.87%。研究结果表明:土壤含水量、土壤总碳和土壤总氮影响草甸草原土壤微生物群落组成;典型草原土壤微生物群落组成主要受到土壤轻组碳和土壤轻组氮的调节;影响荒漠草原土壤微生物群落组成的因素为年均温和土壤p H值。     

内蒙古温带半干旱羊草原温室气体N2O和CH4通量变化特征

利用透光密闭箱对内蒙古半干旱典型草原羊草草地土壤－植被系统温室气体N2O和CH4通量进行了较长期的原位观测研究,研究结果表明,内蒙古温带关干旱典型草原作为大气N2O的源和CH4的汇而起作用,N2O与CH4的通量强度分别是：0．6－22.6ugm^-2h^-1和－5－－217ugm^-2h^-1,N2O和CH4的通量具有明显的日变化和委节变化特征,并且主要的环境因子（温度,水分）对其有重要影响,N2O通量的季节变化特征表现为：夏季最高,由春,秋至冬逐次降低,CH4通量的季节变化特征表现为：由春至冬依次减弱。     

三峡库区消落带土壤N2O排放和反硝化影响因子分析

应用乙炔抑制培养法研究了水分、温度、氮源和碳源等影响因子对三峡库区腹地消落带土壤N2O排放和反硝化作用的影响,并与原位试验结果进行了比较。结果表明,土壤含水量是影响土壤N2O排放和反硝化作用的重要因素,反硝化速率随着土壤充水孔隙度（WFPS）的增加而增大,土壤反硝化速率最大值出现在土壤WFPS为100%时,N2O排放速率最大值出现在土壤WFPS为60%时。温度在10～40 ℃范围内,土壤N2O排放速率和反硝化速率随着温度的升高而增大,相关性分析表明,土壤N2O排放速率和反硝化速率均与温度呈显著正相关。外加氮源为NO -3-N时,反硝化速率随氮源量的增加有减小的趋势,过多的硝态氮抑制反硝化作用;而添加易被微生物利用的葡萄糖作为碳源则会明显提高土壤反硝化速率,当每千克土加入碳源量为240 mg时反硝化速率最大。     

大气CO2浓度和温度升高对稻麦轮作系统土壤剖面甲烷分布的影响

在田间开放式空气条件下模拟未来50年后气候变化的情况,包括大气温度升高(T)和CO2浓度升高(FACE)以及二者同时升高(FACE+T)对稻麦轮作生态系统稻田土壤剖面温室气体甲烷(CH4)分布的影响。通过田间小区试验,运用土壤剖面气体原位采集系统周年观测,研究CH4在水稻-小麦轮作周期淹水或排水状态下4个不同土壤层次(0~7cm,7~15cm,15~30cm,30~50cm)的行为特征。研究表明:各处理的不同土壤剖面CH4的动态变化趋势相同;水稻生长季CH4浓度随着土层深度的增加而减少,各土壤剖面CH4平均浓度显著高于小麦生长期;小麦生长季CH4浓度则随着土层深度的增加而增加,而且降水显著增加了该季表层CH4浓度。与对照(CK)相比,气候变化的3个处理(FACE、T、FACE+T)均显著增加了土壤剖面各层次的CH4浓度(P<0.05),其中T处理7cm处CH4的平均浓度最高。     

内蒙古不同类型荒漠草原土壤微生物数量及其酶活性研究

分析了内蒙古不同类型荒漠草原土壤微生物的数量和土壤酶活性的变化特征.结果表明:在轻度、中度和重度退化状态下,主要土壤微生物类群的数量均为细菌＞芽孢菌＞放线菌＞固氮菌＞真菌,退化对多数土壤微生物的数量没有明显的影响; 土壤酶活性受草原退化的影响较大,在轻度退化的荒漠草原土壤中,转化酶和脲酶的活性显著高于中度和重度退化草原; 土壤pH值和含水量对土壤微生物的数量和土壤酶活性有显著影响; 不同类群土壤微生物的数量之间、不同土壤酶活性之间以及微生物数量和酶活性之间存在一定的相关关系.     

草原火的热状况及其对植物的生态效应

探讨了草原火的热状况及其对植物的生态效应。国外的实验研究结果表明，在草原火烧过程中，土壤表面的平均温度一般变化于１０２℃￣３８８℃之间；在土壤表面以下，温度随着土层深度的增加而急骤下降，火烧的影响深度一般为０．６４ｃｍ以上的土壤范围，在０．３￣０．６４ｃｍ土层中，土壤温度多为６６℃￣７９℃；在土壤表面以上５￣１５ｃｍ高度上，温度上升非常迅速，温度的高低取决于燃烧物的数量和风速。草原植物的种子对热辐     

黄河源区高寒草原土壤对不同PGPR菌肥的响应

以黄河源区玛多县高寒草原为对象,野外原位施加不同类型根际促生菌肥(PGPR),研究高寒草原土壤w(速效氮)、w(速效磷)、w(速效钾)对不同类型菌肥的响应,草地土壤营养库活化技术,并筛选适宜菌肥.结果表明,黄河源区高寒草原土壤表层速效养分含量均随生长季呈先上升后下降的趋势. 5种菌肥处理与无菌肥CK处理相比较,土壤w(铵态氮)提升12.97%～41.18%,巨大芽孢杆菌作用最为显著(41.18%).土壤w(硝态氮)提升12.72%～37.88%,胶质芽孢杆菌作用最为显著(37.88%).土壤w(速效磷)改变-4.48%～28.77%,胶质芽孢杆菌(26.11%)和巨大/胶质/甲基营养型芽孢杆菌(28.77%)作用最为显著.土壤w(速效钾)提升2.65%～10.42%,胶质芽孢杆菌(10.42%)作用相对显著.对于自然环境严酷的高寒草原,在水热条件相对较好的时间段,土壤施加胶质芽孢杆菌菌肥可有效提升高寒草原土速效养分.     

伏牛山北坡栓皮栎天然次生林不同生长阶段土壤碳储量研究

为开展栓皮栎林的碳储量估算做一些前期的探索研究工作,选择伏牛山国家级自然保护区北坡浅山丘陵区3种不同生长阶段的天然次生林栓皮栎林群落,调查研究了土壤层碳储量的分配特点及变化规律,并对3种不同生长阶段样地的实地调查以及实验测定的碳含量的分析.研究结果表明:1)栓皮栎林不同生长阶段土壤容重均表现为从表层到土壤深处随深度增加而逐渐增加的趋势;同时随着土层深度的增加,不同生长阶段土壤有机碳含量急剧下降,以土壤最底层(30~50 cm)的有机碳含量最低.2)对于同一生长阶段的生长阶段而言,在土壤垂直剖面上,土壤有机质随着土壤深度的增加呈现逐渐减小的趋势,且林地土壤表层(0~10 cm)的土壤有机质明显大于其他层次.3)栓皮栎林不同生长阶段林分土壤各层次的碳储量都随着土层深度的增加而降低,以地表0~10 cm的土壤碳储量最大.幼龄林土壤在0~50 cm碳储量为43.49 t·hm~(-2),中龄林为83.67 t·hm~(-2),成熟林为67.53 t·hm~(-2).     

模拟氮沉降对典型阔叶红松林土壤微生物群落特征的影响

【目的】探究氮沉降增加对阔叶红松(Pinus koraiensis)混交林土壤微生物群落特征的影响。【方法】对阔叶红松林进行模拟氮沉降实验,设置对照(N0,0 kg/(hm²·a))、低氮(N1, 30 kg/(hm²·a))、中氮(N2, 60 kg/(hm²·a))和高氮(N3, 120 kg/(hm²·a))共4组处理,在实验样地内采集0～10 cm、≥10～20 cm土层中的土壤,测定土壤微生物生物量碳(SMBC)及土壤微生物生物量氮(SMBN)含量及变化。【结果】① 模拟氮沉降未改变SMBC、SMBN及SMBC/SMBN的垂直分布; SMBC、SMBN在生长季月动态曲线均为以8月中旬为峰值的单峰型曲线,SMBC/SMBN的曲线波动较大,0～10 cm土层以N0处理的结果波动范围最小(2.83～6.97)。② 模拟氮沉降仅对0～10 cm土层6、8月中旬的SMBC以及5、6、8月中旬的SMBC/SMBN有显著影响(P<0.05),而对SMBC、SMBN及SMBC/SMBN的生长季平均值无显著影响。【结论】模拟氮沉降对阔叶红松林土壤微生物生物量的影响仅在个别月份中表现明显,而对于整个生长季而言,更长时间的模拟氮沉降实验才可能对土壤微生物生物量产生明显的影响。     

氮添加对武夷山米槠径向生长的影响

通过设置对照(0)、低氮(50 kg N/(hm~2·a))、中氮(100 kg N/(hm~2·a))和高氮(150 kg N/(hm~2·a))4种水平的氮添加实验,研究武夷山米槠(Castanopsis carlesii)径向生长的季节特征及其对模拟氮沉降的短期响应。结果表明,米槠的全年生长可分为水分恢复期、快速生长期和缓慢生长期3个阶段。不同生长阶段对施肥的响应不同,低氮和中氮处理对米槠的全年胸径相对生长速率有显著促进作用,这种影响主要在快速生长期(6—10月)产生,氮添加在缓慢生长期(11—4月)对米槠径向生长无显著影响。氮添加对不同径级树木生长的影响存在差异,低氮和中氮处理显著促进低径级(5 cmDBH15 cm)(p0.05)的生长速率,高氮处理的作用不显著;随着径级增大,米槠径向生长对氮添加的敏感性下降,氮添加对高径级(DBH25 cm)米槠径向生长无显著响应。中氮处理显著提高研究区内米槠群落的生物量增长速率(p0.05),其他处理的效果不显著。     

闪电产生一氧化氮（NO）过程的理论研究

依据闪电产生氮氧化物(LNOx)的基本理论,利用有关化学反应速率的半经验公式,计算了在闪电消散阶段对产生一氧化氮(NO)有主要贡献的化学反应的速率. 结果分析表明:闪电冲击波之后,通道温度从10 000 K衰减到2 000 K的过程中,等离子体复合生成氮氧化物(NOx).随着温度的降低,生成N原子和O原子的化学反应速率逐渐减小,而由N原子和O原子复合生成NO及O2、N2的反应速率逐渐增大,当温度衰减到2 000 K左右时,复合生成NO的主要反应的速率最大.由此推断:对于给定的反应物浓度,此时生成NO达到最多.     

内蒙古典型草原土壤微生物生物量及其周转与流通量的初步研究

对内蒙古典型草原的土壤微生物数量和微生物生物量进行了测定和分析.典型草原不同生态分布类型的土壤微生物量大小有显著不同,土壤微生物的数量与生物量的分布规律基本一致,且与土壤有机质的分布相关联.土壤中微生物生物量碳在96.4～422.6mg/kg干土之间,占土壤有机碳的1.62%～4.82%.除沙地稀树草原土壤表层外,微生物垂直分布有随土层加深而递减的趋势.过度放牧将导致土壤微生物活性的下降.通过测定羊草草原土壤微生物量碳的动态变化,对微生物的通量和周转进行了分析,一个牧草生长季内微生物生物量碳的通量为52.69g/m2a,周转时间约为1.25年.