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.     

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。     

天然温带草地CO2通量排放规律研究

以天然状态下(无牧、无施肥、无割草、无灌溉)内蒙古温带半干旱典型草原羊草草原为主要研究对象,利用静态箱法和气相色谱法进行草地田间CO2通量的原位观测实验.采用SPSS统计分析软件,研究分析了1998年5月至1999年5月,2001年至2003年,共4个实验观测年CO2通量的观测数据与主要的环境因子(土壤含水量、降雨量、空气温度、地表温度、不同土层温度)间的相关性.结果表明:温带草地土壤CO2排放通量具有明显的日变化特征,不同的生长状态对于其日变化特征具有明显的影响;主要的环境因子中只有表层土壤含水量与草地CO2排放通量的日变化具有显著的正相关性;草地CO2排放通量的季节变化显著而且不同的年份其变化特征也各不相同;降雨量的季节分布与其季节通量的变化特征间具有极显著的正相关性;4年的实验观测的统计分析表明:表层土壤含水量是温带半干旱草地CO2排放通量主要控制因子.CO2排放通量的年际变化不显著,以4年观测的平均年通量估算我国温带草地CO2年排放量是3.17 Pg,约占全球土壤CO2年排放量的1.23%,对于全球碳循环有着重要影响.     

天然温带草地CO2通量排放规律研究

以天然状态下（无牧、无施肥、无割草、无灌溉）内蒙古温带半干旱典型草原羊草草原为主要研究对象，利用静态箱法和气相色谱法进行草地田间CO2通量的原位观测实验.采用SPSS统计分析软件，研究分析了1998年5月至1999年5月，2001年至2003年，共4个实验观测年CO₂通量的观测数据与主要的环境因子(土壤含水量、降雨量、空气温度、地表温度、不同土层温度)间的相关性.结果表明：温带草地土壤CO₂排放通量具有明显的日变化特征，不同的生长状态对于其日变化特征具有明显的影响；主要的环境因子中只有表层土壤含水量与草地CO₂排放通量的日变化具有显著的正相关性；草地CO₂排放通量的季节变化显著而且不同的年份其变化特征也各不相同；降雨量的季节分布与其季节通量的变化特征间具有极显著的正相关性；4年的实验观测的统计分析表明：表层土壤含水量是温带半干旱草地CO₂排放通量主要控制因子.CO₂排放通量的年际变化不显著，以4年观测的平均年通量估算我国温带草地CO2年排放量是3.17Pg，约占全球土壤CO₂年排放量的1.23%，对于全球碳循环有着重要影响.     

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.     

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.     

温度对内蒙古典型草原土壤N20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N2O产生速率的影响。结果表明：温度对于N20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N2O产生速率的影响力在减弱。不同生长阶段的草原土壤N2O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N2O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N2O产生速率的影响，即两者之间的作用关系。     

城市河岸带绿地N2O和CH4排放对硝态氮输入的短期响应研究

为了探讨氮输入对城市河岸带绿地温室气体N_2O和CH_4短期排放的影响,采用静态箱-气相色谱法系统测定了不同季节上海市典型城市河岸绿化带草地输入硝酸盐(NO_3~-)后N_2O和CH_4排放通量的短期(3-5d)时间变化特征,并同时测定了气温、光照强度、不同深度地温和土壤的理化性质.结果表明,NO_3~-的输入在短期内可以显著增加春夏秋季N_2O、春夏季CH_4的排放通量,而在其他季节变化不明显;季节是影响N_2O和CH_4排放的主要因素,NO_3~-输入对N_2O排放具有显著影响且可以降低季节影响强度的显著性.在无NO_3~-输入的情况下,N_2O的排放通量和气温、地温相关性不显著,但随着输入量的增加,相关性程度逐渐增强;而CH_4在较低NO_3~-输入量(<3.18g N·m~(-2))下其排放通量和地温不具有显著相关关系(P>0.05),而在较高输入量下,则具有显著的正相关关系(P <0.05),说明NO_3~-输入后短期内地温是影响河岸带绿地温室气体产生的重要的季节性因子,因此探讨氮输入对湿地温室气体排放的影响应考虑其时间变异性.     

三峡水库香溪河库湾水-气界面N2O通量特征

采用气象色谱-密闭式暗箱法对三峡水库香溪河库湾水-气界面N2O通量进行了为期1年的观测.结果表明,香溪河库湾水-气界面N2O通量呈明显的季节性变化特征,秋末、冬季N2O释放通量高于其他季节,且呈明显的波动状态;夏季和秋季N2O排放水平较低,通量变化范围较小.总体上,香溪河库湾水-气界面N2O全年呈释放状态,但释放通量较小,与加拿大魁北克地区水库N2O释放通量相当.下游A点的释放通量明显高于中游B点,其年平均释放通量分别为0.226mg.m-2.d-1和0.164mg.m-2.d-1.通过对N2O释放通量与环境因子的相关性分析发现,香溪河下游A点的N2O释放通量受气温、水温、pH值等影响显著;而B点的N2O释放通量除与气温相关性较显著外,与其他环境因子的关系不显著.     

南极苔原近地面CO_2、CH_4、N_2O浓度和通量的相互关系

在南极苔原 ,首次系统地研究了近地面CO2 、CH4、N2 O浓度及通量的相互关系 ,结果表明 :天气条件对三种温室气体浓度日变化影响较大 ;在天气较晴稳及雪天条件下 ,CO2 与CH4、N2 O浓度日变化存在明显的消长关系 ;而在雨天这三种气体浓度日变化趋势基本一致 ;整个夏季CO2 与CH4浓度变化趋势基本一致 ,而N2 O却与二者浓度的变化趋势相反 ;另外 ,在雨、雪天气条件下CH4、N2 O通量日变化存在消长关系 ,整个夏季二者的通量变化也存在明显的消长关系 ;南极苔原土壤对CH4主要起着汇的作用 ,对N2 O主要起着源的作用 .此外 ,CO2 浓度变化对苔原CH4通量有较大影响 ,CO2 浓度增加会适当减缓CH4汇的作用 ,甚至使南极苔原由CH4的汇变为源     

长江三角洲稻田CH4及N2O排放规律的数值模拟

建立了CH4及N2O排放数值模式,模式可以正确反映稻田CH4及N2O排放特征,数值分析证实了水稻生长期内CH4及N2O排放的消长关系,并揭示出CH4与N2O年际排放量的正相关关系,气象因子中,生长期平均气温与NH4和N2O排放间存在明显正相关。敏感分析表明温度升高后,生长期平衡气温与CH4和N2O排放量之间的正相关关系将略有加强,反演了苏州地区近百年CH4及N2O排放状况,表明近期人类农业生产对温室效应具有巨大增进效应。     

用SMB法确定中国土壤的营养氮沉降临界负荷

为了对中国的氮沉降控制提供依据,确定了土壤的氮矿化速率、反硝化速率和临界氮淋溶速率以及植被对氮的吸收速率等参数,运用简单质量平衡法(SMB)对营养氮沉降临界负荷进行了计算和区划。结果表明:中国土壤营养氮沉降临界负荷的分布总体上呈现自西向东逐渐增加的格局,青藏高原和内蒙西部、新疆东部等地区(温带、亚热带高寒草原、温带高寒矮半灌木荒漠和温带矮半灌木荒漠)临界负荷小于0.5kmol.hm-2.a-1,而超过国土面积2/3的大部分地区则大于1.0kmol.hm-2.a-1。     

氮和磷增加对华南两种人工林土壤甲烷通量的影响

以含氮和磷的养分溶液(NH4NO3和KH2PO4)模拟大气氮和磷沉降,对华南地区两种人工林马占相思(Acacia mangium)和尾叶桉(Eucalyptus urophylla)林下群落进行处理,通过静态气箱法色谱法测定土壤CH4通量,以研究外源氮和磷对华南地区人工林土壤CH4通量的影响.结果 表明,两种人工林的对照样方下CH4通量均为负值,这说明土壤从大气中吸收CH4,也表明鹤山人工林是大气CH4的汇.增氮和增磷处理都增加了马占相思林的CH4排放通量,即促进了马占相思林CH4的排放过程;在旱季,增氮和增磷处理促进了尾叶桉林土壤CH4的排放,但是,从整个实验期间的观测来看,氮和磷处理对尾叶桉林土壤CH4通量没有显著的影响.     

人工栽培金银花的生物量和元素含量测定及其经济效益估算

采集广西忻城县红渡镇金银花(Lonicera quaponica)种植示范区人工栽培3年生的金银花样品,测定生物量及各器官的主要元素含量,并估算金银花的经济效益.结果表明,金银花的生物生产力是藤茎(0.79t·hm-2·a-1)＞叶子(0.40t·hm-2·a-1)＞根(0.33 t·hm-2·a-1)＞花(0.30 t·hm-2·a-1);金银花的主要元素(N、P、K)平均含量显示花(5.68 kg·hm-2)＞叶子(4.60kg·hm-2)＞藤茎(3.06kg·hm-2)＞根(2.93 t·hm-2);金银花年均产干花1.78 t·hm-2,年均经济收入每公顷35600元.     

南极苔原近地面CO2、CH4、N2O浓度和通量的相互关系

在南极苔原,首次系统地研究了近地面CO2,CH4,N2O浓度及通量的相互关系,结果表明：天气条件对三种温室气体浓度日变化影响较大,在天气较晴稳及雪天条件下,CO2与CH4,N2O浓度日变化存在明显的消失关系,而在雨天这三种气体浓度日变化趋势基本一致,整个夏季CO2与CH4浓度变化趋势基本一致,而N2O却与二者浓度的变化趋势相反,另外,在雨,雪天气条件下CH4,N2O通量日变化存在消长关系,整个夏季二者的通量变化也存在明显的消长关系,南极苔原土壤对CH4主要起着汇的作用,对N2O主要起着源的作用,此外,CO2浓度变化对苔原CH4通量有较大影响,CO2浓度增加会适当减缓CH4汇的作用,甚至使南极苔原由CH4的汇变为源。     

土壤速效钾对模拟氮沉降增加的响应

通过野外模拟试验,研究氮沉降增加对土壤速效钾的影响。试验设计为5种处理,分别为N0(0kg.hm-2.a-1)、N1(60kg.hm-2.a-1)、N2(120kg.hm-2.a-1)、N3(240kg.hm-2.a-1)、Nr(氮沉降恢复),每个处理重复3次。以尿素[CO(NH2)2]作为氮源,每月以溶液方式对林地进行喷施。通过3年的处理后发现,氮沉降导致土壤速效元素总量的淋失,0～20cm土层中的速效元素对氮沉降的反应要比20～60cm土层更为敏感,且其速效元素的淋失与沉降时间呈正相关,而20～60cm土层还未出现一致的变化规律。     

柴油机燃用丁醇柴油燃料的非常规排放特性

对某共轨柴油机燃用国V柴油(简称D100)、丁醇-柴油混合燃料的CO2,CH4,N2O,SO2和醛类等非常规排放特性进行了研究.在未对原机做任何改动的情况下,分别燃用丁醇体积比为0,10%,20%,30%和50%的5种丁醇-柴油混合燃料,分析比较了不同丁醇-柴油配比对发动机非常规排放的影响.结果表明:共轨柴油机燃用丁醇-柴油混合燃料后,在外特性下,与D100相比,各掺混比的混合燃料CO2、N2O、醛类和SO2排放升高且均随着丁醇掺混比的增加呈升高趋势,CH4整体排放较低;在最大转矩转速1 400r·min-1和额定转速2 200r·min-1负荷特性下,与D100相比,随着负荷的增加,丁醇-柴油混合燃料CO2、N2O、醛类和SO2排放升高,CH4排放在1.0×10-6以内.     

4种湿地植物对复合垂直流人工湿地N_2O排放的影响

采用静态箱-气相色谱法对4种植物(菖蒲、美人蕉、风车草和水葱)的复合垂直流人工湿地N_2O排放通量进行观测,并检测进出水总氮(TN)指标。研究结果表明:4种植物湿地TN去除率随着季节的变化趋势基本相同,先上升后波动下降,12月份和1月份达到最低,且风车草湿地TN去除率较高,为77.98%;菖蒲、水葱湿地的下行池排放通量比上行池的高,美人蕉湿地上行池排放通量比下行池的高,风车草湿地上、下行池排放量相差不大;风车草、菖蒲、美人蕉和水葱这4种植物湿地的N_2O平均排放通量分别为162.80,99.35,84.62和82.56μg/(m~2·h);复合垂直流人工湿地系统总体上表现为大气中N_2O的排放源,只有水葱湿地在12月份下半月表现为N_2O的弱吸收汇;菖蒲、美人蕉和水葱湿地的TN去除负荷与N_2O平均排放通量的比值KTN/N_2O随时间变化较大,风车草湿地K_(TN/N_2O)变化相对平缓,且较低;菖蒲、美人蕉湿地在11月份上半月以及水葱植物在12月份上半月的K_(TN/N_2O)较高,即在这些时间段内人工湿地菖蒲去除污水中相同量的TN,排放出的N_2O较少;在复合垂直流人工湿地污水处理植物选种中,菖蒲和美人蕉植物较合适。     

天气状况对富营养化池塘水-气界面冬季二氧化碳通量的影响

为揭示富营养化浅水池塘冬季不同天气状况的昼夜性温室气体通量特征,利用静态浮箱法连续7d监测了宜昌市富营养化池塘冬季水-气界面昼夜性CO_2通量,7d内的天气状况各异,包括晴天、阴天和雨天,能较好的代表冬季池塘通量特征.观测点在7d内的平均CO_2通量为7.09mg·m~(-2)·h~(-1);单日CO_2通量最大为11.26mg·m~(-2)·h~(-1),最小为-3.20mg·m~(-2)·h~(-1).阴雨天CO_2的排放通量为9.76mg·m~(-2)·h~(-1),约是晴天的两倍,且全天CO_2均呈向大气排放状态.晴天时CO_2通量在冬季表现为极弱的排放,3d平均通量约为3.76mg·m~(-2)·h~(-1),白天水体表现为CO_2的汇.在观测期间内CO_2扩散通量昼夜性变化明显,晴天时扩散通量与水温、叶绿素、溶解氧、pH呈显著负相关,与气压呈正相关,水体中的藻类等浮游植物在晴天的光合作用强度大于呼吸作用,导致在白天(10:00~18:00)池塘表现为吸收大气中的CO_2.阴雨天气通量与气温、水温呈负相关,与溶解氧、叶绿素、风速、气压呈显著正相关.不同的天气状况下环境因子昼夜性变化,导致了气体通量的昼夜性变化特征.