碳、氮添加对高寒草甸植物群落物种多样性和生物量的影响

氮素对青藏高原高寒草甸植物群落结构和生物量的影响尚存争议,而外源碳对青藏高寒草甸植物群落结构和生物量的影响鲜见。该研究在西藏那曲封育草甸开展为期4年的多梯度碳(蔗糖)、氮(尿素)添加试验,探究碳、氮添加对高寒草甸植物群落物种多样性特征、生物量以及群落物种多样性指数与生物量之间的相关关系。结果表明,(1)碳×氮交互作用对高寒草甸植物群落地上生物量有显著增加的作用(P0.05),与对照4年地上部分植物生物量总和(549.1 g·m~(-2))相比,在N100 kg·hm~(-2)、C60kg·hm~(-2)、C120 kg·hm~(-2)添加处理下,4年地上部分植物生物量总和增加到了747.5、692.6、730.4g·m~(-2)。其中N100 kg·hm~(-2)、C60kg·hm~(-2)×N 50 kg·hm~(-2)×C 60 kg·hm~(-2)×N100 kg·hm~(-2)、C 60 kg·hm~(-2)×N 100kg·hm~(-2)和C 120kg·hm~(-2)×N 100 kg·hm~(-2)添加处理对高寒草甸植物群落地上生物量的影响不显著。(2)4年碳、氮添加研究结果显示,碳、氮分别添加以及碳氮交互作用对高寒草甸植物群落物种多样性没有显著影响。(3)地上植物群落生物量与群落物种多样性指数之间从2011到2014年均没有显著的相关关系。4年地上部分植物生物量总和与4年总体植物群落物种多样性指数之间有显著的负相关关系(P0.01),但相关性较为微弱(r~2=0.159)。     

施氮对海南橡胶林土壤碳排放的影响

阐明不同生态系统土壤呼吸碳排放特征及其影响因子,对于评估陆地生态系统碳平衡具有重要作用。当前,人们对不同生态系统土壤呼吸对施氮或氮沉降的响应的认识还很不一致。虽然目前已对橡胶(Hevea brasiliensis)林土壤呼吸进行了较多的研究,但对施氮对橡胶林土壤呼吸的影响还了解得不多。采用静态碱液吸收法,研究了4种施氮水平下(不施氮,N0;低氮100 kg·hm~(-2),N100;中氮230 kg·hm~(-2),配施有机肥氮30 kg·hm~(-2),N230;高氮400 kg·hm~(-2),N400)海南橡胶林土壤呼吸的碳排放速率、通量及其影响因子。结果表明,橡胶林土壤呼吸的碳排放速率具有明显的季节变化特征,全年呈多峰型曲线。土壤呼吸碳排放速率与施氮量、土壤湿度和土壤温度均存在显著或极显著相关性。不同施氮处理土壤碳排放速率介于1.27~1.96 g·m~(-2)·d~(-1),年排放通量介于4.62~7.12 Mg·hm~(-2)·a~(-1)。与不施氮处理相比,较低的施氮水平(N100)并没有显著影响土壤呼吸,而继续增施氮肥则显著激发了橡胶林土壤碳排放。与N100和N400相比,N230化肥配施有机肥并没有引起土壤碳排放的显著增加。综上所述,施氮能促进橡胶林土壤呼吸碳排放,但其促进程度与施氮量有关。     

基于高精度土壤数据库的苏北旱地固碳速率和潜力研究

旱地占我国农田面积的70%以上,明确它未来不同时段的固碳速率和潜力对于制定中国农田温室气体减排清单及各个时期"固碳减排"政策皆具有重要意义。选择属于黄淮海平原一部分的江苏省北部(简称"苏北地区")29个县(市)旱地为研究区,以最新建立的1∶50 000高精度大比例尺土壤数据库为基础,利用生物地球化学模型DNDC(Denitrification and Decomposition)估算了该地区2011─2040年(30 a)、2011─2070年(60 a)和2011─2100年(90 a)3个时段的固碳速率和潜力。结果表明,苏北地区393多万平方公顷旱地在未来30、60和90 a的固碳总量分别为43.18、69.40和88.91 Tg;年均固碳速率分别为367、295和252 kg·hm~(-2)。其中,潮土和紫色土的固碳速率最大,各个时段的年均固碳量一般在300 kg·hm~(-2)以上,而石质土和石灰土固碳速率最小,各个时段的年均固碳量一般在200 kg·hm~(-2)以下。从空间分布来看,地处北部的灌南县固碳速率最大,各个时段的年均固碳量均超过330 kg·hm-2;而中部的盱眙县固碳速率最小,各个时段的年均固碳量均低于250 kg·hm~(-2)。总体来看,苏北旱地不同土类和各个县(市)的未来固碳速率和潜力差异很大。因此,今后针对该地区不同的土壤类型和行政单元制定适宜的固碳减排措施是十分必要的。     

密云水库上游地区农田土壤有机碳储量及变化模拟

农田土壤有机碳(SOC)库对粮食安全和全球气候变化具有重要影响,因此,开展农田土壤有机碳储量及其动态变化研究在政治经济和生态环境层面具有重要意义.采用农业生物地球化学模型--DNDC对密云水库上游地区农田土壤有机碳储量及其变化进行模拟研究,首先应用当地实测结果进行模型验证,然后根据当地气候条件、土壤性质和现行农业耕作管理特点等建立GIS区域数据库,并在数据库的支持下进行区域模拟和分析.结果表明:2006年密云水库上游地区214 920 hm~2农田土壤(0～25 cm)的总有机碳储量为7 646×10~6 kg,其中位于河北省境内的该地区63.1%的农田储存了全区68.1%的SOC;平均每公顷农田SOC储量为35 576.1 kg,低于全国平均水平;由于化肥和有机肥投入的增加,经过1 a耕种后,2006年该地区农田SOC储量增加142.5×10~6 kg,整个地区及各区县农田土壤碳收支均为正,是大气CO_2的一个汇.情景分析表明,气温升高对该地区农田SOC积累具有显著的负效应;而提高秸秆还田比例、适量施用化肥、增施有机肥、增加灌溉和采取免耕方式等措施均能有效增加土壤有机碳的积累.     

施氮水平对河套灌区套作小麦-玉米土壤微生物量碳、氮的影响研究

通过田间试验研究了河套灌区套作小麦(Triticum aestivum L.)-玉米(Zea mays L.)在不同施氮水平下(小麦N0 0 kg·hm~(-2)、N1 90 kg·hm~(-2)、N2 180 kg·hm~(-2)、N3 270 kg·hm~(-2);玉米N0 0 kg·hm~(-2)、N1 135 kg·hm~(-2)、N2 270 kg·hm~(-2)、N3 405 kg·hm~(-2))土壤微生物量碳、氮的变化规律,为农业生产中定量施氮提供有益的生物参数和指标。结果表明:小麦全生育期内土壤微生物量氮、碳含量呈现出"升-降-升"趋势,抽穗期土壤微生物量氮达到最大值,灌浆期的下降幅度最大,土壤中的养分被小麦大量吸收消耗,此时微生物矿化出一部分微生物量氮以供作物吸收利用,土壤微生物量含量大幅下降。玉米土壤微生物量氮、碳含量随生育期进程推进而先增加后降低,在抽雄期出现峰值,土壤中的有效养分充足,同时,根系代谢活动旺盛,分泌物增多,使微生物代谢加快,为微生物的生长和繁殖提供了充足的营养环境。套作小麦-玉米土壤微生物量碳、氮含量均随着施氮水平的升高呈现出先增加后降低的趋势,在N2(小麦180 kg·hm~(-2)、玉米270 kg·hm~(-2))水平下,土壤微生物量碳、氮含量最高。N2处理的小麦微生物量碳较N0增加了53.7%,微生物量氮则是N0的3.29倍;N2处理的玉米微生物量碳、氮分别是N0的2.61、5.38倍。回归分析表明,土壤微生物量与施氮量之间表现为显著的二次型回归关系,适宜的氮肥施用量对微生物量碳、氮的负效应较低;根据边际分析及综合土壤微生物量碳、氮,推荐小麦最佳施肥量为165.9~187.5 kg·hm~(-2),玉米最佳施肥量为227.5~287.9 kg·hm~(-2)。     

氮沉降对贝加尔针茅草原土壤酶活性的影响

草原土壤酶作为土壤中最活跃的组分,影响生态系统的物质循环过程,其活性能快速反映氮沉降对土壤环境的变化。以内蒙古贝加尔针茅草原为研究对象,于2010年开始实施模拟氮沉降试验,设置对照(N0,0 kg·hm~(-2)·a~(-1))、低氮(N30,30 kg·hm~(-2)·a~(-1);N50,50 kg·hm~(-2)·a~(-1))、高氮(N100,100 kg·hm~(-2)·a~(-1);N150,150 kg·hm~(-2)·a~(-1);N200,200 kg·hm~(-2)·a~(-1))6种氮处理,研究不同氮沉降水平对贝加尔针茅草原土壤6种酶(脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、多酚氧化酶和蔗糖酶)活性影响。结果表明,0~10 cm土层,与对照相比,氮沉降处理均降低了土壤脲酶(1.32%~24.54%)、过氧化氢酶(10.34%~46.41%)、过氧化物酶(40.54%~271.43%)和蔗糖酶(2.88%~7.31%)活性。同一氮处理水平,不同深度土层的脲酶、酸性磷酸酶、多酚氧化酶和蔗糖酶活性表现为0~10 cm10~20 cm。相关分析表明,土壤含水量、p H、有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮、微生物生物量碳和微生物生物量氮含量与酶活性具有显著相关性(P0.05)。以上结果表明,氮沉降通过改变草原土壤的环境因子,影响土壤酶活性。     

稻-虾(克氏原螯虾)综合种养模式的碳足迹分析

探明稻-虾(克氏原螯虾)综合种养模式的碳足迹大小及其构成特征,对促进稻-虾综合种养低碳发展具有重要意义。该研究采用问卷调查法,运用碳足迹理论系统分析稻-虾生产模式碳足迹产生及其构成,并进一步分析其主要影响因素。结果表明:稻-虾生产模式下单位面积碳足迹为7 859 kg·hm~(-2)(以CO_2当量计,全文同),介于稻-麦(10 650 kg·hm~(-2))和单季稻生产模式(5 483 kg·hm~(-2))之间;单位产值和单位利润碳足迹分别为0.11和0.26 kg·元~(-1)(以CO_2当量计,全文同),分别比稻-麦和单季稻生产模式降低64.26%、60.65%和67.37%、45.02%。与稻-麦相比,稻-虾生产模式显著降低直接碳排放,间接碳排放无显著性差异;与单季稻相比,稻-虾生产模式显著提高间接碳排放,对直接碳排放无显著影响。稻-虾生产模式下,碳足迹大小与虾产量、产值和利润呈"抛物线"型变化趋势,在碳足迹为7 458、7 855和7 363 kg·hm~(-2)时能够分别获得产量、产值和利润最大化。生产规模对稻-虾生产模式碳足迹具有显著影响,小规模(5.00 hm~2)和大规模(20.00 hm~2)生产有利于降低碳足迹、提高产值和利润。总之,相对于传统稻田生产方式,稻-虾生产模式能够有效减排增效,但应关注碳足迹与经济效益之间的权衡点,促进稻-虾生产模式的绿色高效发展。     

基于肥水资源化的河网区镇域农业面源污染控制系统的构建:以太湖地区新建镇为例

河网地区农业面源污染控制不仅要考虑去污效果和成本,还应兼顾资源化利用。以太湖西岸宜兴市新建镇种植业、畜禽养殖业和水产养殖业产生的3种污染源为对象,调查获得该镇3种污染源污水负荷、各污染物(总氮、总磷、氨氮、COD)输出负荷及农田灌溉需水量,并估算污水农用灌溉潜力和养殖粪污氮磷农用潜力。结合当地适宜的单项面源污染控制技术,在达到GB 5084—2005《农田灌溉水质标准》要求的前提下,提出了全部畜禽粪污处理后还田(模式Ⅰ)、全部畜禽粪污处理后还田及部分水产养殖污水处理后农灌(模式Ⅱ)2种农业面源污染控制系统,并估算系统各污染物削减量和成本。结果表明,每年全部畜禽养殖污水(71.96×10~3m~3)和部分水产养殖污水(2 277.11×10~3m~3)经处理达标后用于灌溉,可以满足新建镇农田灌溉需水量(模式Ⅱ);该系统总氮、总磷、氨氮和COD入河削减率分别为84.3%、94.2%、89.6%和94.0%,每年N、P肥施用量可分别减少81.8和39.9 kg·hm~(-2)。为了节约成本,仅考虑畜禽养殖污水处理达标用于农灌(71.96×10~3m~3)(模式Ⅰ)可满足3%农田灌溉需水量,该系统总氮、总磷、氨氮和COD入河削减率分别为83.0%、93.7%、88.7%和93.7%,每年N、P肥施用量可分别减少52.0和34.2 kg·hm~(-2)。所提出的2种肥水资源化农业面源污染控制系统可为新建镇污染控制工程建设提供技术参考。     

长江经济带农田氮素平衡特征与污染风险评估分析

以长江经济带11省市作为研究对象,利用农田生态系统氮素平衡模型对研究区129个地级市氮素输入输出情况进行估算,分析了氮素盈余的空间分布特征。在此基础上耦合坡度、年度侵蚀性降雨量、侵蚀性降雨天数、距离河流距离、农田氮素盈余量等因子确定了农田氮素污染风险等级。结果表明:2015年研究区农田生态系统氮素输入总量为1.809×10~7t,输出总量1.392×10~7 t,盈余量为4.177×10~6 t,平均盈余态氮养分负荷为87.5 kg·hm~(-2);湖北、云南、四川等省盈余总量均超过5.0×10~5 t,而上海、江西、安徽等省份较小;单位面积盈余量较大区域主要分布在云南省、湖北省大部、江苏省北部及湖南省中南部地区。氮素利用效率结果显示研究区氮素利用效率较低,与世界农业发达国家相比仍停留在过去粗放式发展的模式中。从风险等级角度来看,研究区整体处于氮素污染高风险状态,高风险及极高风险区占比达64.1%,尤其以重庆、贵州、云南等省市为甚。通过与北方地区氮素污染潜势结果对比分析,可以看出研究区内由于河网密集、侵蚀性降水强度大以及坡度较大等因素的影响而导致其污染等级远高于北方地区。该研究明确了2015年长江经济带氮养分平衡状况以及污染风险等级的空间分布特征,对于解决农业面源氮污染防治具有重要的理论和现实意义。     

南昌市道路尘PM2.5中重金属分布特征及健康风险评价

为了解南昌市道路尘PM_(2.5)中重金属元素的分布特征和健康风险,利用颗粒物再悬浮采样器采集了道路尘中的PM_(2.5)样品,用电感耦合等离子体质谱仪和原子荧光光谱仪测定了样品中11种重金属元素的含量.结果表明,道路尘PM_(2.5)中Mn、Zn、Cr、Cu、Pb、V、As、Ni、Co、Cd和Hg的平均含量分别为1014、208.17、106.47、102.40、62.12、39.59、28.93、24.07、7.86、0.58、0.53 mg·kg~(-1),除V和Co外均大于南昌市土壤元素背景值,整体上次干道和支路的金属含量会高于主干道重金属的含量,比国内外其他城市相对要低.地累积指数结果显示,Cd、Hg、Cu、Mn和Zn处于偏中度污染,As和Pb属于轻度污染,其余元素处于无污染水平.日均暴露剂量表明,Mn在儿童的非致癌日均暴露剂量最高(摄食:2.83×10~(-3) mg·(kg·d)~(-1),呼吸吸入:2.50×10~(-7) mg·(kg·d)~(-1),皮肤接触:6.87×10~(-6) mg·(kg·d)~(-1)),经口摄食是人体暴露的主要途径,Cr的终身暴露剂量最高(儿童:8.63×10~(-9) mg·(kg·d)~(-1),成年男性:9.12×10~(-9) mg·(kg·d)~(-1),成年女性:8.12×10~(-9) mg·(kg·d)~(-1)).11种重金属对儿童、成年女性和成年男性的非致癌风险值之和分别为0.58,0.19和0.17,小于可接受风险值1.0,As、Cr、Mn是主要贡献元素;5种致癌元素(Cr、As、Co、Ni和Cd)经呼吸途径对人体的总致癌风险值均小于可接受水平10~(-6),成年男性(4.29×10~(-7))略高于儿童(4.06×10~(-7))和成年女性(3.82×10~(-7)),Cr和As是主要贡献元素.     

江西省表层土壤有机碳库储量估算与空间分布特征

土壤中碳较小幅度的变化能引起全球气候较大的变化,而表层土壤有机碳库易受人类活动的影响而发生变化,因此估算土壤有机碳库储量,对土壤碳库变化及土壤固碳潜力的研究具有重大意义.根据2006年江西省各县市典型土壤GPS定点采样样点的理化分析数据计算出有机碳密度并进行空间插值,利用江西省第二次土壤普查相关数据建立土壤空间数据库,结合各土壤类型分布面积,估算表层(0～20 cm)土壤有机碳密度和储量,并探讨其空间分布特征.研究表明:江西省表层土壤平均有机碳密度介于2.655～6.877 kg·m-2之间,有机碳库总储量为640 355.653×106 kg,其中,仅红壤和水稻土的土壤有机碳储量已占90.71%.表层土壤有机碳密度具有高度的空间变异性,赣西、赣东如萍乡、宜春、上饶地区土壤有机碳密度较高,赣南、赣北地区如九江、赣州等地区土壤有机碳密度较低,总体上呈东西走向高,南北走向低的趋势.江西省是一个农业大省,人类干扰下的土壤碳库研究却很少,其碳库动态变化还值得进一步的探讨.     

不同耕作模式对双季稻田生态系统净碳汇效应及收益的影响

耕作措施是影响稻田生态系统净碳汇效应和经济收益的关键因素。为探明南方双季稻区不同耕作模式下稻田耕层土壤(0—20 cm)固碳速率和土壤碳密度、年碳汇平衡和经济收益的变化特征,开展紫云英(Astragalus sinicus L.)-双季稻大田定位试验,设双季水稻翻耕+秸秆还田(CT)、双季水稻旋耕+秸秆还田(RT)、双季水稻免耕+秸秆还田(NT)、双季水稻旋耕+秸秆不还田(RTO,对照)4种耕作处理,系统分析了不同耕作方式对稻田耕层土壤固碳速率和土壤碳密度、年碳汇平衡和经济收益的影响。研究结果表明,各处理稻田耕层土壤的固碳速率变化范围为2.98—3.43 t·hm~(-2)·a~(-1),耕层土壤碳密度为29.77—34.33 t·hm~(-2),其大小顺序均表现为CTRTNTRTO。不同耕作处理稻田生态系统作物的净碳固定变化范围为5.27—7.43 t·hm~(-2)·a~(-1),其大小顺序表现为CTRTNTRTO;CT和RT处理土壤的净碳汇量分别比NT处理增加40.26%和3.90%。不同处理稻田生态系统物质投入的碳成本为0.03—0.85 t·hm~(-2)·a~(-1),年经济收益为7.11—8.81×10~3 CNY·hm~(-2)·a~(-1),稻田生态系统经济效益大小顺序表现为CTRTNTRTO。总之,翻耕、旋耕结合秸秆还田处理均有利于提高双季稻田耕层土壤的固碳速率、碳汇效应和经济收益,是增加耕层土壤有机碳库贮量的有效措施。     

中国沿海地区农田生态系统部分碳源/汇时空差异

运用1981-2001年作物产量、农业投入等统计数据,对沿海10个省市自治区农田生态系统部分碳源/汇进行了估算,得到以下主要结论:(1)总碳吸收从1981年以来呈波动增加趋势,总碳排放则呈明显增长趋势.二者相比,碳排放明显低于碳吸收,但由主要途径农业投入导致的间接碳排放的增长速度(94%)超过了作物生育期碳吸收的增长速度(44%).(2)各省市自治区碳吸收、碳排放变化的区域差异显著,单位面积碳吸收、碳排放变化的差异也十分明显.其中,各省市自治区总碳排放和单位面积碳排放基本上逐年增加,表明沿海发达地区农业投入较高;而碳吸收变动幅度较大,发达地区(如浙江、福建和上海等)碳吸收呈下降趋势,反映沿海地区农作物种植面积下降致使农作物生育期总碳吸收量降低.(3)沿海地区农田生态系统主要粮食作物碳吸收占全国比例有所下降,说明沿海地区农业种植面积减少和农业投入增加削弱了农田生态系统的碳汇功能.     

干扰及林龄影响下迪庆州云杉老龄林生态系统碳储量动态

老龄林是重要的森林碳库,研究老龄林碳储量长期变化对评价老龄林碳源和碳汇功能和量化区域尺度森林生态系统碳循环具有重要的意义。基于云南省迪庆自治州森林资源规划设计调查数据、样地数据和迪庆州造林、采伐、灾害等统计数据,运用林业碳收支模型(CBM-CFS3)模拟并预测了2005—2020年云南省迪庆州区域尺度云杉(Picea likiangensis)老龄林(过熟林)的生物量、死亡有机质(包括枯落物、枯死木和土壤有机碳)以及生态系统碳储量及其动态变化。结果表明,干扰情景下,2005—2020年迪庆州云杉老龄林的生物量、死亡有机质和生态系统碳储量范围分别为3.98~4.73 Tg、5.41~7.28 Tg和9.44~12.01 Tg,且均呈逐渐增长趋势。模拟期间,云杉老龄林的生物量碳密度和生态系统碳密度均呈减少趋势,其中生物量碳密度平均值为106.40 Mg·hm~(-2),生态系统碳密度平均值为255.56 Mg·hm~(-2);死亡有机质碳库碳密度呈增加趋势,平均值为149.16 Mg·hm~(-2)。研究结果显示,迪庆州云杉老龄林生态系统碳储量动态受林分生长、成熟林为过熟林和干扰三方面影响;其中自然生长导致生态系统碳储量增加0.51 Tg,成熟林进阶导致生态系统碳储量增加2.75 Tg,而采伐干扰造成生态系统碳储量损失1.14 Tg。建议未来森林经营中将老龄林每年采伐总面积控制在1.9×10~3 hm2·a~(-1)以内,以保证老龄林生态系统碳储量趋于稳定,避免老龄林转变为碳源。     

西南地区乔木林碳储量及木材生产潜力预测

定量评价森林碳储量及其碳汇潜力,有助于科学评估森林减缓气候变化的潜在贡献,对国际气候变化谈判和国内应对气候变化的决策均具有重要意义。然而,如何对森林进行可持续经营管理以确保木材产量和森林碳汇量间的平衡是一个十分重要的问题。为准确评估西南地区乔木林碳储量及木材产量供应潜力,利用西南各省(市、区)第七次(2004—2008年)和第八次(2009—2013年)森林资源连续清查数据,结合森林经营规划目标设定采伐与非采伐两种情景,采用蓄积-生物量转换因子法,估算了乔木林生物量碳储量和碳密度,模拟预测了2010—2050年间的乔木林生物量碳汇潜力及木材产量。结果表明,(1)2010年西南地区乔木林碳储量为2 449.06 Tg,碳密度为57.64 Mg·hm~(-2)。碳储量大小顺序为:西藏云南四川贵州重庆,碳密度大小顺序为:西藏四川云南重庆贵州。(2)采伐和非采伐情景下,2050年西南地区乔木林碳储量分别为3 829.18 Tg和4 057.29 Tg,碳密度分别为81.60 Mg·hm~(-2)和85.08 Mg·hm~(-2)。(3)与非采伐情景相比,2050年时采伐情景下碳储量下降了228.11 Tg,碳密度下降了3.48 Mg·hm~(-2);但是采伐情景下2010—2050年间累计提供木材产量7.86×10~8m~3。西南地区幼、中龄林比例较高,随着生长成熟以及抚育经营管理使森林质量提高,该地区森林碳汇潜力巨大。制定合理的乔木林更新采伐比例,有助于在有效发挥森林碳汇效益的同时实现森林质量的提升和木材产量的增加。     

环糊精的Fenton氧化特性及产物分析

环糊精因其具有包合增溶特性,单独或与高级氧化技术(如Fenton氧化)耦合可应用于有机污染物的土壤污染修复,然而环糊精的稳定性不清楚.本研究考察了环糊精在Fenton体系中的降解动力学及转化产物,评估了环糊精的稳定性.结果表明,β-环糊精(β-CD)在Fenton体系中反应速率随着过氧化氢浓度的升高而线性增加,符合二级动力学过程.环糊精与羟基自由基反应的绝对速率常数在酸性条件下(p H=3)分别为3.9×10~9L·(mol·s)~(-1)(β-CD和甲基β环糊精),6.5×10~9L·(mol·s)~(-1)(羟丙基β环糊精),7.2×10~9L·(mol·s)~(-1)(γ-环糊精),中性条件下(p H=7)为2.9×10~9L·(mol·s)~(-1)(β-CD),3.1×10~9L·(mol·s)~(-1)(MCD),3.2×10~9L·(mol·s)~(-1)(HPCD),3.3×10~9L·(mol·s)~(-1)(γ-CD),显示环糊精在酸性条件下降解加快,且绝对速率常数的种类差别较大,而在中性条件下比较稳定,且种类之间差别不大.产物质谱分析表明,环糊精空腔骨架上的羟基被氧化,生成了含有醛基和羧基氧化产物;反应前后总有机碳含量无明显差别,表明环糊精及产物的空腔结构稳定,未被开环破坏.     

黑龙江省气候生产潜力时空演变特征研究

气候生产潜力的时空变化规律不仅反映各气象因子与气候生产潜力之间的配合协调程度,还能对粮食生产决策起到决定性的指导意义。基于Thornthwaite Memorial模型估算了黑龙江省1986—2015年作物生育期内的气候生产潜力,分析了气候生产潜力与平均温度和降水量之间的关系。采用Morlet小波分析方法,对黑龙江省作物生育期内的气候生产潜力进行了多时间尺度特征分析和预测,并通过GIS软件拟合分析了黑龙江省作物生育期内气候生产潜力的空间变化特征。结果表明,1986—2015年作物生育期内黑龙江省气候生产潜力呈缓慢的降低趋势,变化趋势不显著,在7 012.143~11 680.771 kg·hm~(-2)·a~(-1)之间变化,平均值为9 390.362 kg·hm~(-2)·a~(-1);1986—2015年生育期内黑龙江省气候生产潜力具有显著的多时间尺度特征,存在7 a和10 a的主周期以及16 a的变化周期;拟合可知2016—2018年的气候生产潜力逐年递减,但均高于年平均值;黑龙江省生育期内气候生产潜力空间分布差异显著,以巴彦县为中心,气候生产潜力向四周逐渐递减,体现出较为明显的经度地带性,大部分地区热量条件相对充足,降水量是影响黑龙江省作物气候生产潜力的主要限制因子。     

潮滩湿地土壤有机碳储量及其与土壤理化因子的关系——以崇明东滩为例

基于上海崇明东滩2013年3月的实测数据,借助ArcGIS软件进行Kriging空间插值,运用SPSS 21.0软件进行相关分析及通径分析,研究了崇明东滩表层30 cm深度土壤有机碳含量以及环境因子的空间分布特征,并对土壤有机碳储量进行了估算.结果表明,崇明东滩表层30 cm深度土壤有机碳密度介于1.02～5.22kg· m-2之间,平均值为2.32 kg·m-2,土壤有机碳储量为1.15×10s kg.土壤有机碳含量、土壤全盐量、含水量和NDVI指数的空间分布规律类似,呈现北高南低、高潮滩高而低潮滩低的趋势.中值粒径和容重的空间分布规律类似,表现为北低南高,高潮滩小于低潮滩.高程和pH值的空间分布规律不明显,空间变异性较小.7项环境因子与土壤有机碳含量都存在显著相关性,其中土壤全盐量是影响崇明东滩表层土壤有机碳含量的最主要因子.     

农田生态系统大气氮、硫湿沉降通量的观测研究

2007年10月至2008年9月,借助自动降雨收集器(APS-2A)及自动气象观测站(VSALA-M52),在中国科学院红壤生态实验站(江西鹰潭)农田区内定位采集雨水样本,探讨了大气氮、硫湿沉降特征,估算了大气氮、硫的湿沉降向农田生态系统的输入通量.结果表明,雨水中氮、硫素的月质量浓度变异较大,全氮(T-N)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)和硫(SO_4~(2-)-S)的月质量浓度,即ρ(T-N)、ρ(NH_4~+-N)、ρ(NO_3~-N)和ρ(SO_4~(2-)S)分别为1.09～7.84、0.64~6.25、0.34～1.83和0.95～7.64mg·L~(-1),均与降水呈负相关,其中ρ(T-N)、ρ(NH_4~+-N)、ρ(SO_4~(2-)-S)与降水的相关性达到比较显著水平(n=11,p<0.10).湿沉降月通量F(T-N)、F(NI_4~+N)、F(NO_3~--N)和F(SO_4~(2-)-S)分别为1.0～7.84、0.64～6.25、0.17～1.54和1.22～9.15 kg·hm~(-2),均与降水呈正相关,其中F(T-N)、F(NH_4~+-N)和F(SO_4~(2-)-S)与降水的相关性均达到显著水平(n=11,p<0.05).季节上,雨水氮、硫浓度及湿沉降氮、硫通量均呈冬春>夏秋的特性.湿沉降向农田生态系统输入N 35.94 kg·hm~(-2)·a~(-1)和S45.93 kg·hm~(-2)·a~(-1),其中NH4~+-N的年沉降通量为22.92 kg·hm~(-2),占湿沉降氮总量的63.75%.     

氮沉降增加对贝加尔针茅草原土壤微生物群落结构的影响

土壤微生物是草原土壤生态系统的重要组成部分。为研究氮沉降增加对草原土壤微生物群落结构的影响,以内蒙古贝加尔针茅草原为研究对象,开展连续6年(2010—2015年)模拟氮沉降试验,以N计算,设置:N0(0 kg·hm~(-2))、N50(50kg·hm~(-2))、N100(100 kg·hm~(-2))、N150(150 kg·hm~(-2))和N300(300 kg·hm~(-2))5个处理,采用磷脂脂肪酸(PLFA)技术测定0~10 cm土壤特征微生物PLFA生物标记数量并探讨土壤微生物群落结构对氮沉降的响应。结果表明:随氮添加量增大,土壤微生物总PLFAs、细菌PLFAs、革兰氏阳性细菌PLFAs、革兰氏阴性细菌PLFAs和放线菌PLFAs含量呈先升高后降低的趋势,均以N100(100 kg·hm~(-2))处理最高。土壤微生物群落PLFA标记的主成分分析显示,不同氮添加下土壤微生物PLFA标记有显著差异。相关分析表明,土壤革兰氏阳性菌、放线菌PLFA含量、G~+/G~-与土壤p H值呈显著负相关,土壤微生物总PLFAs、土壤细菌PLFAs、革兰氏阳性菌PLFAs、革兰氏阴性菌PLFAs、放线菌PLFAs和饱和脂肪酸PLFAs含量均与土壤速效磷含量呈显著正相关。综合研究表明,连续6年氮添加改变了贝加尔针茅草原土壤微生物群落结构,土壤p H值和土壤速效磷含量是驱动这种变化的主要因素。