木麻黄人工林土壤异养呼吸及其季节动态

为了探讨不同林龄木麻黄防护林异养呼吸在土壤呼吸中所占的比例,本研究用挖壕沟法对异养呼吸和自养呼吸进行了分离,并采用LICOR-8100 Automated Soil CO2 Flux System法测定木麻黄纯林的土壤自养呼吸和异养呼吸.结果表明:土壤异养呼吸在总呼吸中所占比例的季节动态变化较小,变化幅度为68.59%～76.87%,基本稳定在72.73%左右:异养呼吸在各林龄间差异不明显,季节动态也没有一致的规律.     

崇明东滩围垦区不同土地利用类型对土壤呼吸及其组分的影响

在崇明东滩围垦区,采用Licor-8100A土壤碳通量观测系统及分层去根法,连续测定5种土地利用类型(芦苇湿地、白茅湿地、幼龄林、中龄林和农田)的土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸,以及0～10 cm表层土壤温度、体积含水率和电导率等环境因子,系统地比较了崇明东滩围垦区不同用地类型土壤呼吸及其组分的差异.结果表明:(1)幼龄林、中龄林和农田样地的土壤呼吸显著低于芦苇湿地和白茅湿地样地;(2)幼林龄、中林龄和农田样地的异养呼吸占比显著高于芦苇湿地和白茅湿地样地;(3)土壤呼吸及其组分与土壤温度呈显著的指数关系,但与土壤含水率和电导率的相关性较弱.与残存湿地相比,不同的农林利用方式显著降低了围垦区土壤呼吸,但大幅增加了异养呼吸,这可能说明土壤有机碳库在围垦20年后仍处于净损失状态.因此,需要采取有效措施进一步提升该区域土壤的碳固持能力.     

苏北泥质海岸水杉林地土壤的异养呼吸

采用碱液吸收法对苏北泥质海岸15年生水杉(Metasequoia glyptostroboides HuCheng)林地的土壤异养呼吸进行了测定。结果表明:水杉林地2—10月土壤异养呼吸速率CO2变化范围为4.72~12.87 g/(m2.d),最大值出现在7月,最小值出现在2月。土壤温度是影响土壤异养呼吸的主要因子,温度变化能够解释土壤异养呼吸季节变化的62.1%~70.9%,土壤含水量与土壤异养呼吸的关系不显著。利用林内气温及地表下2、5、10 cm处的土壤温度得到水杉林地的Q10值分别为1.00、1.59、1.55、1.54。     

不同营养方式下小球藻生长与光合作用的变化

【目的】研究小球藻在自养条件下和以乙酸为碳源的异养、混养条件下生长以及光合作用的变化。【方法】以小球藻Chlorella sorokiniana为研究对象,通过测定OD_(550)和光系统Ⅱ(PSⅡ)叶绿素荧光研究其生长情况和光合作用的变化。【结果】小球藻在初始接种浓度为5×10~6个/mL的条件下,异养和混养的生长速度显著快于自养,到达稳定期仅需1.5d,而自养生长需要9d;叶绿素荧光参数自养大于混养,而混养又大于异养,有效光量子产量混养比自养降低21.5%,异养比自养降低98.1%;混养的Rubisco酶基因mRNA表达量最高,分别是异养和自养的3.2倍和1.8倍。【结论】小球藻在混养条件下光系统仅受到微弱抑制,生长速度和最高细胞密度均高于其它营养方式,适合规模化培养。     

露天煤矿复垦区人工刺槐林土壤呼吸组分分析

采用挖壕法和红外气体分析法测定平朔煤矿安太堡露天煤矿复垦区人工刺槐林无根和有根土壤的表面CO2通量(R),确定R中异养呼吸(RH)和根系自养呼吸(RA)的贡献量及其影响因子.结果表明:R与RH具有显著的季节变化(P＜0.01),RA随季节变化差异不明显(P＞0.05),根呼吸贡献率(RC)呈现明显的季节变化(P＜0.01),但变化趋势与R、RH相反.R和RH与温度的回归模型中,均为幂函数相关指数最高(R2=0.115,0.174;P＜0.05),与水分均为线性函数相关系数最高(r=0.314,0.430;P＜0.01),与温度和水分双因子均为幂函数相关指数最高(R2 =0.296,0.404;P＜0.05),且RH与温度、水分单因子和双因子的相关性均高于R.RH的Q10值＞R的Q10值.     

卡德藻自养、异常与兼养培养的比较研究

本文对卡德藻在自养、异养和兼养培养条件下的比生长速率、细胞密度、细胞色素组成脂肪酸组成等方面进行了比较研究。兼养卡德藻的细胞密度大于自养条件和异养条件下细胞密度之和。兼养培养的卡德藻经生长速率是自养的2倍，异养的1.3倍。兼养和异养生长的对数期较自养的长，光合自养培养卡德藻最适光强为10000lx，而兼养培养最适光强范围为1000-2000lx。在自养和兼养培养时亚油酸的含量很高，自养和兼养状态下分别为16.6%和17.49%。EPA合成的量较低。异养藻的多不饱和脂肪酸的产量较自养藻和兼养藻更低。兼养藻细胞光合色素组成和含量与自养藻细胞的基本一致，但在异养条件下藻细胞色素组成发生明显改变。     

不同林龄木麻黄人工林的土壤呼吸比较分析

以惠安县木麻黄沿海防护林作为研究对象,对不同林龄木麻黄纯林进行土壤呼吸比较研究.结果表明:总呼吸速率大小相近,在2.62-4.02μmolm-2·s-1左右:五个样地的异养呼吸速率平均值分别为2.05、2.70、2.90、2.01和2.20μmolm-2·d-1,幼林和中林的异养呼吸略大于成熟林,土壤异养呼吸在不同林龄之间差异不显著.     

赣南红壤地区马尾松林和草地土壤呼吸变化研究

采用碱液(NaOH)吸收法对赣南红壤地区马尾松和草地两种植被类型的土壤呼吸速 率的变化及其影响因子进行了测定.结果表明:不同植被类型的土壤呼吸速率有显著差异(P＜0.05),马尾松和草地土壤呼吸的变化与温度的变化趋势具有一定的相关性,观测期间,土壤呼吸速率5月最高,1月最低,且土壤呼吸总体速率草地大于马尾松林地,但1月...     

北美冬青光合作用日变化特征及其与生理生态因子的关系

为揭示北美冬青光合作用日变化规律及其影响因子,采用美国LI-COR公司生产的LI-6400XT便携式光合测量系统测定了北美冬青叶片光合作用及生理生态因子的日变化过程.结果表明,郑州地区引种的北美冬青,其净光合速率和气孔导度的日变化呈"双峰"型曲线,在11:00和15:00达到峰值,13:00达到最小值,光合作用存在明显的"午休现象".蒸腾速率为"单峰"型,而胞间CO_2浓度呈U型曲线.北美冬青光合作用的各生理生态因子的相关性分析表明,气孔导度与净光合速率显著负相关,对净光合速率起决定作用;蒸腾速率和胞间CO_2浓度对光合作用显著正相关;光合有效辐射、大气温度与净光合速率呈不显著的正相关关系.     

桂林尧山桉树及马尾松林冬季土壤碳通量特征

本研究以桂林尧山的4年生桉树幼龄林、20年生桉树老龄林和22年生马尾松林为研究对象,于冬季(2012年12月至2013年2月)分别对这3种林分的土壤呼吸及其组分、土壤温度、土壤湿度进行3个月的观测,结果表明:①4年生桉树幼龄林的土壤呼吸速率与20年生桉树老龄林差异不显著,但显著大于22年生马尾松林,20年生桉树老龄林与22年生马尾松林也无显著差异。总体来看,3种林分的土壤呼吸都处在较低水平。②3种林分异养呼吸速率差异不显著,自养呼吸速率差异显著,其大小顺序为:4年生桉树幼龄林20年生桉树老龄林22年生马尾松林。4年生桉树幼龄林的自养呼吸贡献率明显大于20年生桉树老龄林和22年生马尾松林。③相关性分析表明,土壤温度是影响土壤呼吸及其组分的主要环境因子,温度与土壤呼吸呈显著的指数关系,土壤含水量对土壤呼吸的影响不显著。④对温度敏感性系数Q10值的分析表明,3种林分中20年生桉树老龄林的温度敏感性最大,4年生桉树幼龄林对温度敏感性最小。     

长白山次生白桦林不同演替阶段环境因子特征

通过野外环境因子监测,分析研究了长白山次生白桦林不同演替阶段环境因子的变化规律.结果表明:演替是环境因子指标变化的主导因素;林内空气温度、林内空气温度日振幅和相对湿度日振幅随群落演替下降,光合有效照度和相对湿度随群落演替升高,土壤温、湿度不随着群落演替有规律变化;变化速率vav能明显地反映环境因子随群落演替的变化规律,通过比较vav获得了群落演替过程中环境因子的敏感性:光合有效照度5 cm深土壤湿度相对湿度日振幅10 cm深土壤湿度林内空气温度日振幅相对湿度林内空气温度20 cm深土壤温度10 cm深土壤温度.     

黄土旱塬区麦田土壤碳排放特征及其与休闲裸地的差异

利用Li-8100开路式土壤碳通量系统,于2014-03~2014-06研究了黄土旱塬区麦田(RT)土壤CO2排放特征及其与休闲裸地(ck)的差异。结果表明:(1)RT和ck等2个处理土壤CO2排放速率的日、季节变化趋势均呈单峰曲线;在小麦返青至拔节期土壤CO2排放速率日变化峰值出现在13∶00前后,而在开花至成熟期土壤CO2排放速率日变化峰值出现在11∶00前后;土壤CO2排放速率季节变化的最大值出现在小麦拔节中期,最小值出现在小麦灌浆后期;观测日麦田土壤CO2排放速率平均值为221 mg·(m2·h)-1,比休闲裸地的201 mg·(m2·h)-1约高出9.05%。(2)回归分析表明,土壤CO2排放速率与土壤水分和温度均成二次函数关系(P0.05)。随着土层深度的增加,相关性逐渐降低。在同一土层深度下,RT处理土壤CO2排放速率与土壤中水的质量分数和温度的相关性均高于ck处理。(3)相关分析表明,土壤CO2排放速率与土壤细菌数量和过氧化氢酶活性呈显著正相关关系(P0.05)。综合分析表明,黄土高原种植小麦能增加土壤碳排放,并且土壤中水的质量分数对土壤CO2排放速率的影响大于土壤温度对土壤CO2排放速率的影响,土壤细菌数量和过氧化氢酶活性能够显著影响土壤CO2排放速率。     

自养、异养和混养下小球藻的生长及生化成分

对小球藻在自养、异养和混养条件下的生长状况及细胞的生化成分(如可溶性蛋白、可溶性糖、叶绿素及脂肪酸组成)进行了研究．结果表明：异养和混养培养的小球藻的生物量远大于自养时的生物量;异养和混养培养的小球藻的比生长速率分别是自养时的2．13倍和3倍;光照对混养条件下的细胞生长有影响,但光照强度为2．5klx和4．0klx时细胞生长的差别并不明显．尤其在稳定生长期;与自养生长相比,异养过程中小球藻的脂肪含量明显增加,可溶性蛋白和可溶性糖的含量则有不同程度的降低,叶绿素含量大大减少;异养有利于亚麻酸的积累;在混养条件下,光照使可溶性蛋白、可溶性糖和叶绿素的含量增加,其强度对细胞的生化成分有影响．     

土壤异养呼吸对气候变暖的反馈

土壤异养呼吸对气候变暖的反馈是影响陆地生态系统C预算的重要机制.绝大多数研究表明,土壤异养呼吸与未来气候变暖将构成危险的正反馈环.由于土壤有机C分解的温度敏感性问题,学术界仍有争议,对正反馈强度的准确量化尚需一个过程.少量研究表明,土壤异养呼吸对气候变暖的反馈不明显.诸多研究还发现土壤异养呼吸对气候变暖的适应现象,主要有水分限制假说、微生物适应假说和底物限制假说来解释适应现象;这种适应性将降低正反馈的影响强度.未来应重点开展以下4方面的研究:(1)加强惰性土壤有机C温度敏感性的研究;(2)深入探讨微生物对气候变暖的适应性;(3)量化土壤异养呼吸对气候变暖的反馈强度;(4)加强对多因子交互影响的研究.     

典型草原恢复与退化群落土壤呼吸的特征研究

土壤呼吸是生态系统碳循环的重要组成部分,本研究针对内蒙古典型草原退化与恢复群落,测定了其在生长季和非生长季的土壤呼吸日动态变化.研究表明:退化群落平均土壤呼吸约是恢复群落的50%;非生长季CO2的排放速率最高约为生长季的10%.恢复群落土壤呼吸速率与温度呈显著正相关,与土表温度的相关性最高;退化群落的相似特征仅在非生长季出现.过度放牧导致的植被退化是土壤呼吸速率降低的原因.植被退化改变了群落土壤呼吸对环境变化的响应模式,影响非生长季土壤呼吸的因素及其权重与生长季相比发生明显变化.本研究对于了解土地利用变化对于碳释放的影响具有一定的科学意义,对天然草地可持续管理也有积极的意义.     

脉冲降雨对土壤异养呼吸影响机制的模拟研究

为研究脉冲降雨对土壤异养呼吸的影响机制,通过设置土壤+凋落物+降雨(A)、土壤+降雨(B)、土壤+凋落物+灭菌+降雨(C)、土壤+灭菌+降雨(D)和土壤+凋落物+无降雨(CK)共5组处理,采用室内培养法分析了脉冲降雨对中亚热带湿地松林下凋落物土壤异养呼吸的影响.结果表明:模拟降雨不同程度地激发了凋落物呼吸和矿质土壤呼吸,两者在0.25~1 h达到峰值,后逐渐恢复到降雨前水平,模拟降雨引起的物理排气过程持续时间较短.凋落物呼吸对降雨激发的土壤异养呼吸的平均贡献率为93.1%,而矿质土壤呼吸仅为6.9%.由此可知,降雨不同程度地激发了凋落物呼吸和矿质土壤呼吸,物理排气过程对土壤呼吸贡献有限,而凋落物呼吸对激发土壤异养呼吸贡献很大,且作用时间较长(48 h),是主导土壤异养呼吸对降雨响应的关键.     

中国典型森林生态系统土壤呼吸差异性分析

通过总结中国近年来发表文献中的土壤呼吸数据,分析研究了中国典型森林生态系统的土壤呼吸特征与规律.结果表明,中国5种典型森林生态系统的土壤平均呼吸速率依次为:针阔混交林(3.04μmol·m-2·s-1)落叶阔叶林(2.74μmol·m-2·s-1)常绿阔叶林(2.65μmol·m-2·s-1)常绿针叶林(2.60μmol·m-2·s-1)落叶针叶林(2.04μmol·m-2·s-1).落叶针叶林的土壤呼吸温度敏感性(Q10)最高(3.35),常绿阔叶林最低(2.35).总体来看,阔叶林土壤呼吸速率(2.69μmol·m-2·s-1)高于针叶林(2.32μmol·m-2·s-1);然而,阔叶林土壤呼吸温度敏感性(2.30)却低于针叶林(2.68).土壤自养呼吸贡献率因森林类型而异,针阔混交林比例最低(30.3%),而落叶针叶林最高(41.2%).土壤呼吸的森林类型间差异是气候因素和土壤碳输入模式共同调控的结果.本研究表明,在预测未来陆地碳循环及其对气候变化反馈效应时,不同森林生态系统间的土壤呼吸及其温度敏感性的差异性应给予充分的考虑.     

塑料温室内部环境因子的变化规律及分析

通过对塑料温室内部温度、湿度、光照和土壤含水量的分析，总结出温度的日变化规律，月旬变化规律，空气相对湿度和光照强度的变化以及温度、湿度，光照等因子的相关性变化。     

长期野外增温对不同草原土壤有机碳分解过程的影响

土壤异养呼吸/有机碳分解的温度敏感性是理解和预测全球气候变化下土壤有机碳库动态的关键基础之一,田间实验增温是当前模拟气候变化影响的一个重要手段.本研究通过室内土壤培养,测定了在长期田间实验增温下内蒙古温带草原和美国俄克拉荷马高草草原土壤异养呼吸的变化.结果显示,在多年的连续增温下,温带草原土壤有机碳的含量没有明显降低(P0.05),以有机碳的可分解性表征的土壤有机碳质量也没有下降,土壤有机碳分解对温度变化的响应(Q10)未受到增温的影响(P0.05).全球气候变化下的土壤碳循环和动态是一个复杂的多情景现象,需要进一步的深入研究.     

硝化系统中自养细菌动力学参数的测定及其影响因素

自养细菌增长动力学表达式表明,在较低的起始硝态氮浓度和自养细菌浓度条件下,通过分析硝态氮浓度随时间的变化趋势,可以确定自养细菌最大增长速率.采用间歇式活性污泥法测定了自养细菌最大增长速率,分析了测定过程中的影响因素.试验结果表明,硝化系统内自养细菌最大增长速率在20 ℃时的变化范围为0.32～0.54 d-1,平均值为0.45 d-1.温度、溶解氧、接种污泥浓度、起始氨氮浓度以及污水中的有机物均会对自养细菌最大增长速率的测定产生重要影响.