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相似文献
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1.
随着全球气候变化的不断加剧,大气CO2浓度呈明显增加趋势,这将间接影响土壤-植物-微生物系统的氮循环过程.为研究典型水稻土壤反硝化细菌对CO2浓度升高的响应规律和机制,借助水稻密闭培养箱,运用实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-Time qPCR)分子技术,设置不施氮(0 mg/kg)和常规施氮(100 mg/kg)2个处理,研究CO2倍增对水稻不同生长期土壤关键反硝化功能细菌(narG、nirK和nirS型)丰度的影响.结果表明:①在2种施氮水平,CO2倍增显著促进了水稻分蘖期、孕穗期、扬花期和成熟期水稻根系生长(增幅为2.96%~28.4%)、地上部生物量增加(增幅为7.1%~107.3%)以及成熟期籽粒干质量的增加(增幅为19.5%和38.0%),具有显著的增产效应.②反硝化细菌丰度对CO2倍增的响应与生育期及施氮水平有关,CO2倍增在2个施氮水平均抑制分蘖期反硝化细菌的繁殖,显著增加孕穗期反硝化细菌数量;在水稻扬花期,CO2倍增促进了施氮处理narG和nirS型反硝化细菌数量的增加,在成熟期抑制未施氮处理下narG、nirK和nirS型反硝化细菌的生长.另外,narG、nirK、nirS型反硝化细菌丰度整体表现为narG > nirS > nirK,且随水稻的生长,其在成熟期的丰度均呈降低趋势.nirK和nirS基因同属亚硝酸还原酶,但nirS基因丰度高于nirK,且对CO2倍增和施氮的响应有所差异.研究显示,CO2倍增可显著增加水稻生长和产量,不同施氮水平对稻田土壤反硝化细菌丰度的影响存在差异.   相似文献   

2.
为了解外源钙对缓解沙拐枣(Calligonum mongolicum)盐胁迫的主要生理机制,采用盆栽法探究在0、100、200 mmol/L的NaCl胁迫下,分别添加5、10、15和20 mmol/L的Ca(NO32对沙拐枣同化枝中w(脯氨酸)、丙二醛含量、w(可溶性蛋白)、w(可溶性糖)的影响.结果表明,单独添加Ca(NO32使沙拐枣同化枝内w(脯氨酸)、丙二醛含量、w(可溶性蛋白)以及w(可溶性糖)增加,即Ca(NO32对沙拐枣的生长造成了胁迫.对w(脯氨酸)、丙二醛含量、w(可溶性蛋白)、w(可溶性糖)来说,NaCl和Ca(NO32之间均存在极显著的交互作用,与对照相比,在c(NaCl)分别为100、200 mmol/L,添加c[Ca(NO32]为10、20 mmol/L时,w(脯氨酸)显著增加,分别达到最大值(736.7、1 086.3 μg/g);丙二醛含量分别降低了37.8%和40.5%,w(可溶性蛋白)以及w(可溶性糖)均增加.总之,适宜浓度的钙盐通过增加渗透物质w(脯氨酸)、w(可溶性蛋白)及w(可溶性糖),降低丙二醛的含量来有效缓解盐胁迫对沙拐枣幼苗产生的伤害,当c(NaCl)/c[Ca(NO32]为10:1时,缓解作用最佳,并且钙盐对沙拐枣盐胁迫的缓解属于抗性诱导的调节作用.   相似文献   

3.
氮沉降在很大程度上会对土壤呼吸产生扰动,进而影响到生态系统碳收支.以我国亚热带湿地松人工林为研究对象,通过定位模拟氮沉降控制试验,定量研究根系呼吸和微生物呼吸对氮添加的响应差异,并通过土壤环境的同步监测,初步探讨影响上述过程的生物地球化学与微生物学机理.结果表明:不同氮素添加水平下土壤呼吸速率及其组分总体上都呈现出单峰曲线特征,峰值出现在7月或8月,氮添加对土壤呼吸的季节模式没有明显影响.CK(0,对照)、LN〔60 kg/(hm2·a),低氮〕和HN〔120 kg/(hm2·a),高氮〕处理下土壤总呼吸速率的年均值分别为3.91、2.30和1.73 μmol/(m2·s),各组根系呼吸速率年均值分别为1.41、0.87和0.66 μmol/(m2·s),各组微生物呼吸速率年均值分别为2.50、1.44和1.07 μmol/(m2·s).施氮后土壤总呼吸及其组分都受到明显抑制,并且随着施氮水平的提高,土壤总呼吸及其组分明显减小.与对照样地微生物呼吸占比65.2%相比,低氮和高氮处理下微生物呼吸占比显著降低,降幅分别为62.6%和62.1%,说明氮素添加对微生物呼吸的抑制作用大于根系呼吸.施氮后一年,氮素输入对土壤呼吸的抑制在消退.施氮对表层土壤w(TOC)(TOC为总有机碳)、w(NH4+)、w(NO3-)、w(DOC)(DOC为可溶性有机碳)、w(DON)(DON为可溶性有机氮)、w(MBC)(MBC为微生物生物量碳)和w(MBN)(MBN为微生物生物量氮)都没有显著影响.氮素添加主要是通过降低土壤pH、加速湿地松人工林土壤酸化,对影响土壤有机质转化的土壤脲酶和蔗糖酶活性产生显著抑制,从而影响到土壤微生物活性,导致土壤微生物呼吸降低,这可能是土壤呼吸对氮添加响应的关键机制.   相似文献   

4.
土壤中铁铝氧化物在团聚体稳定性和有机碳吸附方面具有重要作用,而氮添加对土壤氮循环影响的变化也可能与其有关,但是目前尚缺乏在氮循环方面的研究.为了探究铁铝氧化物在土壤氮素转化中的作用,选择福建省建瓯罗浮栲森林土壤为研究对象,采用选择性溶提技术准备不同的土壤——未经处理(T1)的土壤和去除游离态铁铝氧化物(T2)土壤、去除非晶质铁铝氧化物(T3)土壤、去除络合态铁铝氧化物(T4)土壤,在这些土壤中添加不同形态氮(40 mg/kg)——丙氨酸(氨基酸态氮,AA)、硫酸铵(铵态氮,AN)、硝酸钠(硝态氮,NAN)和亚硝酸钠(亚硝态氮,NIN),进行室内培养试验,分析氮含量变化和氮素转化情况.结果表明:①与CK处理相比,AA和AN处理均增加了T1土壤中w(NH4+-N),NAN处理增加了w(NO3--N),但低于添加量,表明添加氨基酸和铵态氮均会促进氮矿化,添加硝态氮会增加NO3--N的固定且抑制其硝化.②在CK处理下,与T1土壤相比,T2和T4土壤中w(NH4+-N)、w(NO3--N)和w(氨基酸)均降低,但T3土壤中w(NH4+-N)和w(氨基酸)增加、w(NO3--N)降低,表明土壤中游离态氧化铁铝和络合态氧化铁铝的存在有助于氮素矿化,非晶质氧化铁铝有助于硝化.③在不同氮处理下,各土壤的氮含量及其转化速率与CK处理规律相似.与CK处理相比,各氮处理均未显著增加T2和T4土壤中w(NH4+-N),且AA和AN处理均未影响T2、T3和T4土壤中w(NO3--N)和w(氨基酸).结果显示,氮添加并没有改变铁铝氧化物的作用,其中,矿化和氨化作用均表现为游离氧化铁铝>络合氧化铁铝>非晶质氧化铁铝,硝化作用表现为非晶质氧化铁铝>游离氧化铁铝>络合态氧化铁铝.因此,土壤铁铝氧化物的不同存在状态应该是调节氮素转化的重要土壤条件.   相似文献   

5.
以北方典型富营养化水库-大黑汀水库水体为研究对象,在2018年夏季和秋季采用顶空平衡法对其表层35个点位水体溶解的二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)浓度进行测定,并对水库水-气界面扩散通量进行了估算.结果表明夏季和秋季大黑汀水库表层水体的CO2、CH4和N2O整体上均表现为过饱和状态,夏季表层水体CO2溶存浓度和扩散通量均值分别为(72.75±67.49)μmol/L和(810.62±790.64)μmol/(m2·h);秋季CO2溶存浓度和扩散通量均值分别为(394.64±104.13)μmol/L和(4822.81±1250.00)μmol/(m2·h);夏季CH4平均浓度和扩散通量分别为(0.19±0.12)μmol/L和(3.04±2.10)μmol/(m2·h),秋季CH4平均浓度和扩散通量分别为(0.41±0.26)μmol/L和(5.16±3.23)μmol/(m2·h);夏季N2O溶存浓度和扩散通量均值分别为(0.03±0.01)μmol/L和(0.31±0.10)μmol/(m2·h),秋季N2O溶存浓度和扩散通量均值分别为(0.03±0.01)μmol/L和(0.25±0.15)μmol/(m2·h).相关性分析结果表明大黑汀水库夏季表层水体CO2及N2O浓度主要受水温、水深和电导率影响,CH4浓度主要受水深及电导率影响;水库秋季表层水体CO2溶存浓度主要受水温、水深和TDS影响,CH4浓度主要受水温、水深和TDS影响,N2O浓度主要受水深影响.  相似文献   

6.
大气CO2是重要的温室气体,其浓度变化与气候变化、植物生长、人类活动等密切相关.为了解高原地区近自然状态下大气CO2浓度变化及其影响因子,选取气象要素变化较明显、人为干扰较少的金沙江河谷为研究对象,在谷底江岸边的稀树草坪上设置观测点,对大气CO2浓度和主要气象要素进行连续对照观测,经数据计算并采用Pearson相关系数对其相关性进行分析.结果表明:①研究区大气c(CO2)日变化和年变化均具有波动性,日最高值(316.2 μmol/L)和最低值(291.0 μmol/L)分别出现在09:00和13:00左右,年最高值(338.9 μmol/L)和最低值(228.5 μmol/L)分别出现在10月和7月;季节性变化呈春、夏两季低于秋、冬两季的特征.②研究区大气c(CO2)与温度呈显著负相关(r=-0.97,P < 0.01),即白天温度高而大气c(CO2)低,夜间温度低而大气c(CO2)高.研究区大气c(CO2)与相对湿度呈显著正相关(r=0.97,P < 0.01),00:00-07:00大气c(CO2)和相对湿度均缓慢上升,09:00-12:00大气c(CO2)和相对湿度均快速下降.研究区大气c(CO2)与风速呈显著负相关(r=-0.93,P < 0.01),其与风对大气c(CO2)有扩散作用相关;不同季节大气c(CO2)最高值或最低值所对应的风向有所不同.研究显示,金沙江河谷大气c(CO2)的时间变化特征明显,其与温度、相对湿度、风速、风向等气象要素的变化密切相关.   相似文献   

7.
以沼泽湿地典型草甸植被小叶章(Calamagrostis angustifolia)为研究对象,在三江平原进行了野外培养实验,探讨了4个不同氮素输入水平(0(NO)、6(N6),12(N12)、24(N24)g·m-2· a-1)下沼泽湿地植物生长与光合特性的响应特征,并从光合固"碳"的角度分析了小叶章沼泽湿地的固"碳"潜势.结果表明,外源氮输入明显促进了小叶章的株高、叶面积及植株数,显著增加了碳的生物量积累,到植物生长季结束,N6、N12和N24三个施氮水平下,小叶章地上部分生物量分别比对照增加了58.79%、133.11%和190.55%.同时,小叶章叶片全氮含量、叶绿素、可溶性蛋白和游离氨基酸含量也显著增加,净光合速率明显提高,分别比对照增加了20.70%、26.69%和53.54%.从光合固"碳"的角度来看,外源氮输入能够促使沼泽湿地植物通过光合作用固定更多CO2.  相似文献   

8.
为了研究在饱和持水量条件下不同氮沉降形态和水平对森林土壤氮素净转化及土壤N2O排放的影响,选取中亚热带地带性森林红壤为研究对象,采用室内模拟试验方法,设置110%饱和持水量(WHC)的土壤水分,添加不同形态氮[(NH42SO4、NaNO3、NH4NO3]和不同含量[0 mg/kg(CK)、20.0 mg/kg(LN)、66.7 mg/kg(HN),以干土计]的氮素,进行为期14 d的室内培养(20℃).结果表明,与CK相比,(NH42SO4和NaNO3处理对土壤净氮矿化和氨化的影响不大,而(NH42SO4处理的净硝化量在高氮水平下为负值,说明硝化很弱,但该处理的净氨化量高于其他处理,特别是NaNO3处理的净氨化量较高,认为很可能存在NO3--N异化还原为铵(DNRA).NaNO3处理能显著提高土壤净硝化量而显著降低w(SON)(SON为土壤可溶性有机氮),NH4NO3处理同时降低了土壤w(NH4+-N)和w(NO3--N),表现为氮固定作用,并且高氮水平的土壤w(MBN)(MBN为微生物量氮)显著高于低氮水平;NaNO3和NH4NO3处理的土壤N2O排放速率和培养周期内的累积排放量均显著高于CK,并且高氮水平显著高于低氮水平,而(NH42SO4处理与CK相当,并且高氮水平下的N2O累积排放量低于低氮水平.研究显示,在过饱和土壤水分条件下,混合形态氮对土壤氮素净转化格局影响较大,含NO3-形态氮明显促进土壤N2O的排放,尤其是高氮水平.研究结果可为评价全球气候变化下特别是降雨情况下沉降氮形态对土壤氮素转化的影响提供重要参考.   相似文献   

9.
为探究土壤CO2浓度变化特征及其对岩溶碳循环的影响,于2018年6—12月对重庆市南川区后沟泉水化学及泉域上覆土壤CO2(监测点土地利用类型为玉米-油菜轮作地)进行为期7个月的连续监测和采样,并结合1—5月的监测数据,定量分析旱雨季土壤CO2浓度与岩溶碳汇量的季节性演变特征及二者的相互关联性. 结果表明:①土壤CO2浓度具有显著的季节性变化特征,主要表现为雨季较高、旱季较低,其最高值和最低值分别出现在9月(13 316 μmol/mol)和1月(2 262.63 μmol/mol). ②温度与土壤CO2浓度之间存在较强的正相关关系(R2=0.82,0.0012浓度之间不具相关性(R2=0.17,P>0.5),说明土壤CO2浓度主要受温度的影响. ③泉水Ca2++Mg2+、HCO3?浓度在雨季明显高于旱季,而水体CO2净消耗量在旱雨季无较大差异,这可能是由于受土壤CO2效应、降水稀释效应和H2SO4/HNO3释放CO2的共同影响. 研究显示,土壤CO2浓度的变化特征表现为季节性差异,但在土壤CO2浓度及外部环境的多重影响下,岩溶碳循环的季节性变化并不明显.   相似文献   

10.
依据合肥市科学岛2013~2016年的CO2体积比浓度廓线,分别从夜间、季节和年度分析了亚热带季风气候的CO2分布特点和合肥科学岛的CO2源汇特征.(1)大气CO2体积比浓度随高度增加而减小,390m的CO2浓度约为15m浓度的95%,夜间随时间推移浓度增加幅度约5%,天亮时CO2浓度有减小的趋势;(2)测量点高度大于100m时,季节特征较明显,CO2体积比浓度夏季最低,冬季最高,浓度相差约10×10-6;(3)测量点高度大于100m时,2013~2016年CO2体积比浓度的年分布随高度变化的梯度相关系数大于0.9,体积比浓度年增长约2.1648×10-6.通过三个时间尺度的CO2体积比浓度廓线分析得出,CO2浓度特征是动植物活动和大气运动等共同作用的结果;CO2长期循环过程中,存在近地面CO2向高空的传输效应.  相似文献   

11.
为研究大气CO2浓度逐渐增加和稳定高浓度处理对水稻秸秆在后茬冬小麦田土壤中分解特性的影响,进行田间试验,设置3个浓度水平——背景大气CO2浓度(CK)、每个生长季CO2浓度比CK逐渐增加40 μmol/mol(T1)、每个生长季CO2浓度均比CK高200 μmol/mol(T2),处于上述3个浓度水平下连续3个生长季的水稻秸秆处理编号分别用CK-OTC、T1-OTC、T2-OTC表示,第3个生长季T1-OTC的CO2浓度为120 μmol/mol,3个生长季中前两个生长季处于开顶箱(OTC)外且第3个生长季处于OTC内的处理分别表示为CK、T1、T2.将不同处理下的水稻秸秆埋入麦田土壤中,于填埋后30、60、84、119、149 d测定剩余秸秆的质量以及总碳(TC)、总氮(TN)含量.结果表明:填埋后30 d不同处理下秸秆的分解率为33.2%~38.2%,至149 d填埋结束,不同处理下秸秆的分解率为57.3%~60.3%.填埋试验后期(填埋后84、119、149 d)的秸秆分解率与粗纤维含量之间存在显著(P < 0.05)或极显著(P < 0.01)相关关系.T1、T2处理下水稻秸秆在分解过程中的TC含量与CK无显著(P>0.05)差异,而OTC-T1处理下水稻秸秆在整个分解阶段的TC含量显著(P < 0.05)高于CK,且在填埋后60~119 d这一阶段T2处理下TC含量与OTC-CK处理之间存在边缘显著(0.05 < P < 0.10)差异.所有处理下的TC含量在填埋后比填埋前均明显降低,特别是对于TN含量而言,大部分处理下TN含量均随时间的线性增加程度达到极显著(P < 0.01)水平,C/N均在分解过程中随时间呈线性降低趋势(P < 0.05).研究显示,一个生长季尺度上CO2浓度的升高会提高秸秆分解率,秸秆分解过程中TC分解速率比TN快,从而造成C/N下降.   相似文献   

12.
温室气体CO2排放浓度及CO2汇的分布研究初探   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
以1990年全国各地消耗的化石燃料为基础,计算出全国各地CO2的排放量.用区域尺度大气扩散模型,模拟计算了1990年中国CO2的浓度分布。结果表明,全国CO2年增长的平均浓度不超过0.55 mg/m3,为目前全球CO2平均浓度年增长3.24 mg/m3(IPCC,1992)的1/6。同时还计算了中国的土壤、农作物、森林、草地和河流湖泊1990年吸收CO2的总量,给出了以省、市为单位的CO2汇的分布图。结果指出,森林、草地和农作物是CO2的巨大汇。   相似文献   

13.
采用碱中和阳极泥中的Al2O3和无定形Al(OH)3,再通入CO2,从铝型材生产线阳极沉积下来的废泥中成功制备出结晶形Al(OH)3,研究了温度,pH及CO2气流速率对形成结晶形Al(OH)3产量的影响。结果表明,在强烈搅拌下,当温度为70~80℃,pH为8~9,CO2气流速率为50~60mL/min时,Al(OH)3产量最高。该研究实现了回收铝资源,净化环境,且副产品Na2CO3可回收利用的目的,从而达到综合利用资源,变废为宝的绿色目标。   相似文献   

14.
不同氮水平下秸秆和酚类、有机酸对土壤碳含量的影响   总被引:1,自引:1,他引:0  
利用采集自FACE(Free Air Carbon Dioxide Enrichment)技术平台上田间培养的土壤样品,通过温室培养的方法,研究不同CO2浓度下导致作物生物量增加和更多酚类、有机酸输入对土壤碳含量的影响. 结果表明,CO2浓度升高时,通过根系分泌的酚类、有机酸对土壤各粒级分配的影响受秸秆加入和氮水平的调控. 在有无秸秆加入条件下,酚类、有机酸的加入主要增加了粒径>250和<53 μm土壤的碳含量. 单位土壤各粒级的碳含量均增加,粒径>53 μm增加幅度较大;在没有秸秆加入的常规氮水平与有秸秆加入的低氮水平下,碳含量变化幅度较大. 表明来自高CO2浓度条件下秸秆和酚类、有机酸对土壤碳的固定具有重要的作用和意义.   相似文献   

15.
上海城市河流温室气体排放特征及其影响因素   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
为研究城区和郊区河流3种温室气体(N2O、CH4和CO2)排放通量的差异,分别于春季(2013年4月)、夏季(2013年7月)、秋季(2013年10月)和冬季(2014年1月),利用浮箱法和扩散模型法对上海市城区河流(苏州河)和郊区河流(淀浦河)的温室气体排放通量进行了观测;并探讨了人类活动干扰下环境因子对温室气体排放的影响. 结果表明:研究区内2条河流是温室气体的排放源,城区河流N2O和CH4的扩散排放通量和浮箱排放通量年均值均比郊区河流大1~2个量级, CO2两种排放通量在城郊区2条河流的年均值相当. 苏州河N2O、CO2和CH4扩散排放通量年均值分别为15.88、6 748.27和84.98 μmol/(m2·h);淀浦河分别为0.61、2 978.98和9.61 μmol/(m2·h). 苏州河N2O、CO2和CH4浮箱排放通量年均值为15.77、4 041.61和6 721.08 μmol/(m2·h);淀浦河为0.60、1 214.77和59.58 μmol/(m2·h). 城市河流呈现出高氮负荷及缺氧的特征,是影响中心城区河流N2O、CO2和CH4扩散排放通量偏高的重要因素. CH4浮箱排放通量和扩散排放通量的差异显示,城市河流中的富碳氮缺氧环境条件有利于随机气泡排放的发生,增强了温室气体的排放.   相似文献   

16.
为了探索海南地区对流层CO2浓度[以φ(CO2)计]时空变化特征,采用2002年9月—2012年2月AIRS反演的对流层中层CO2产品,利用北半球全球本底站瓦里关站和飞机观测φ(CO2)对该产品进行验证,结合统计分析方法对海南地区φ(CO2)的月、季、年平均值的时空变化特征进行了研究.结果表明:AIRS反演φ(CO2)与地基和不同纬度带海洋上空飞机观测数据对比均具有很好的一致性,并且与飞机观测验证偏差更小,二者相关系数均在0.9以上,总体月均值偏差小于2×10-6;全国φ(CO2)呈现北高南低的分布规律,并且存在较为明显的分界线,形成4个高值中心(塔克拉玛干沙漠、塔里木盆地、内蒙古西部和东北平原)和2个低值中心(青藏高原西南部和云南地区),海南地区平均φ(CO2)为382.67×10-6,略高于云南低值中心的381.45×10-6;全国φ(CO2)呈现明显逐年增加趋势,其年均增长速率为2.16×10-6,而海南地区亦呈现显著增加趋势,年均增长速率为2.11×10-6,低于全国水平;φ(CO2)呈季节性波动特性,全国φ(CO2)最高值出现在春季,而海南地区为夏季,最低值均出现在秋季;海南地区西部海域、陆地和东部海域上空φ(CO2)年增长速率分别为2.09×10-6、2.14×10-6和2.11×10-6,表明海南陆地上空增速略大于海洋地区,西部和东部海域上空增长速率基本保持一致.   相似文献   

17.
短期海洋酸化对黄海近岸浮游植物群落结构的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
为探讨短期海洋酸化对黄海近岸水域浮游植物群落结构的影响,本文在荣成湾海域采用大体积培养实验的方法进行了研究。控制组通入过滤自然空气,CO2组通入含1000 ppm(Parts per million,百万分之一) CO2的过滤混合空气。结果表明,CO2浓度升高引起的海洋酸化显著促进了黄海近岸海域Chl a浓度和浮游植物总丰度的上升,同时浮游植物种类数在高CO2浓度条件下出现明显下降。不同种类的浮游植物对CO2浓度升高的响应有所不同,培养过程中CO2组菱形藻(Nitzschia spp.)和斯氏几内亚藻(Guinardia striata)丰度比控制组出现明显上升,海链藻(Thalassiosira spp.)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)丰度在CO2组和控制组并未呈现出明显差异。CO2浓度升高条件下较大粒径浮游植物相比较小粒径浮游植物生长更快。海洋酸化显著改变了黄海近岸水域的浮游植物群落结构,这可能对海洋生态系统产生影响。  相似文献   

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