水、氮控制对短花针茅草原气体交换的影响

随着对气候变化日趋关注,人们对生态系统气体交换及其主要影响因素进行了大量研究。短花针茅草原作为荒漠草原的典型代表,是亚洲特有的一种草原类型,是最干旱的草原类型,生态环境异常严酷,系统极度脆弱,稳定性差,在自然和人为干扰下极易退化。以短花针茅（Stipa breviflora）草原为研究对象,通过控制降雨量以及氮素添加对生态系统气体交换进行监测,研究气体交换对降雨量和氮素添加的响应过程,揭示降雨量和氮素添加对生态系统气体交换的影响作用。该文在2012年自然条件下,采用自动CO2通量系统（Li-6400, Li-COR, Lincoln, NE, USA）野外测定短花针茅（Stipa breviflora）草原生态系统气体交换数据,比较研究了增雨施肥（WN）、增雨不施肥（W）、减雨施肥（RN）、减雨不施肥（R）、单独施肥（N）、自然状况（CK）条件下2012年气体交换变化规律。结果表明：整个生长季生态系统净 CO2交换（NEE）、总的生态系统生产力（GEP）、生态系统呼吸值（ER）都呈先升高后降低的趋势,并在生长旺盛期（8月）达到最大值。NEE在N、W处理下有升高,其他处理都降低。ER在N、WN处理下都有升高,其他处理都降低。GEP在W、N、WN处理下都有升高,其他处理都降低。NEE、ER、GEP都是在N处理中达到最大值。     

不同施氮水平对玉米产量、氮素利用效率及土壤无机氮含量的影响

通过研究不同施氮水平对玉米产量、氮素利用率及土壤硝态氮(NO3--N)和铵态氮(NH4+-N)残留量的影响,为氮肥的合理利用提供依据.在黑龙江省农业科学院科技园区布置田间小区试验,结果显示:玉米产量随施氮量增加而增加,施氮量为165 kg·hm-2时,氮肥利用率最高,当施氮量高于165 kg·hm-2,产量反而有降低的趋势,过量施氮也并不能增加玉米对氮素的吸收,因而氮素利用率也随施氮量的增加而降低.玉米收获后土壤剖面无机态氮质量分数的变化因施氮量的不同而表现出差异,0~80 cm土层硝态氮积累量随氮肥输入量的增加而显著增加,以表层(0~40 cm)硝态氮质量分数最高,中间层(60~80 cm)质量分数最低,100 cm以下土层以施氮量为165 kg·hm-2的处理土壤硝态氮积累量最低,降低了硝态氮淋溶风险;铵态氮的质量分数相对较低,不同的施氮量对土壤铵态氮质量分数的影响主要在0~20 cm土层,铵态氮质量分数与施氮量并无显著的相关关系.综合考虑玉米产量、氮素利用率与生态环境效益,以165 kg·hm-2(优化施氮量)为最佳氮肥施用量.     

基于ASD和FISS的植被叶片氮素含量反演研究

地面成像光谱系统能够在更为微观的尺度上满足多元化应用需求,实现对植物群体、单个植株的快速精细探测,获取精细的植被生理参量的空间信息,从而弥补大尺度远距离遥感难以发挥作用的领域。本文采用ASD地物光谱仪和新型地面成像光谱系统FISS,以大豆叶片为研究对象,获取大豆叶片ASD光谱及FISS成像光谱数据,探讨大豆植株叶片的图像特征、反射率光谱、导数光谱、光谱指数等光谱特征变量与叶片氮素含量的相关性,建立植株叶片氮素含量的估算模型。研究结果表明：FISS地面成像光谱仪和ASD地面非成像光谱仪对氮素具有敏感指示的波段区间一致,480~520 nm和680~720 nm区间的波段范围与氮素含量具有较高的相关性;导数光谱特征所得精度要比原始光谱特征所得精度高,说明导数光谱对氮素含量的指示更为敏感,可以更加有效地提取氮素含量信息;反演模型对氮素含量反演精度的影响低于光谱特征对精度的影响。研究表明FISS数据由于其独特的测量方式和图谱合一的特点,可以更加准确地用于植被氮素含量的反演,实现植被叶片氮素含量的快速实时无损监测及图像可视化表达。     

南水北调中线源头区蓄水前土壤氮磷分布特征

采集南水北调中线源头区(高程170m以下)19个村庄的43个土壤样品,分析了丹江口水库淅川县蓄水前不同土地利用类型土壤中有机质、总氮、硝态氮、铵态氮和总磷的分布特征.结果表明,研究区土壤总氮含量介于18.15~185.98mg/kg之间,硝态氮介于5.75~77.96mg/kg之间,铵态氮介于5.72~26.38mg/kg之间,总磷介于37.98~147.32mg/kg之间,有机质介于7.19~45.32g/kg之间;研究区土壤氮素、总磷和有机质含量受地形及地理位置影响较小,不同土地利用类型土壤中总氮、硝态氮及有机质含量存在显著差异,总磷和铵态氮含量差异性不明显,有机质含量大小依次为村庄>水稻田>池塘>消落带>旱地>林地,总氮含量大小依次为水稻田>村庄>池塘>消落带>旱地>林地,硝态氮含量大小依次为村庄>池塘>消落带>旱地>水稻田>林地;相关性分析表明,土壤有机质与总氮含量之间存在极显著正相关性(r=0.837, P<0.01),铵态氮含量与有机质、总氮呈显著正相关性(分别为r=0.455, P<0.05;r =0.434, P<0.05),而这三者与硝态氮之间相关性不明显;土壤总磷与有机质、总氮、硝态氮、铵态氮含量之间无明显相关性.     

基于能值的生态足迹方法在黑龙江和云南二省中的应用与分析

能值生态足迹(Emergetic Ecological Footprint, EEF)是利用能值理论对生态足迹方法(Ecological Footprint,EF)的一种改进形式。以黑龙江和云南为研究对象,利用EEF和EF对2004年二省生态可持续状况进行了评价。结果表明EEF与EF在评价生态系统超载程度时结果悬殊较大：黑龙江EEF结果生态系统超载353%,而EF仅超载8.8%;云南EEF结果生态盈余923%,而EF结果系统超载6.0%。在目前消费水平下,按EEF计算黑龙江和云南分别能持续承载842×10⁴和50 802×10⁴人,而按EF计算则分别为3 507×10⁴和4 166×10⁴。虽然都以土地面积为核算单位,但两种方法所量化和表达的生态承载力的内涵发生了较大变化,二者研究的系统的边界也有所不同,因而所体现出的生态意义差距明显。EEF为评价生态可持续状况提供了一种新的思路,并且克服了EF的部分缺点,但是由于其自身的计算以及能值理论的特点,EEF评价结果也可能会与现实的生态可持续性状况有所偏差。     

基于BaPS技术的高山草甸土硝化和反硝化季节变化

应用气压分离(BaPS)技术测定了川西北高山草甸土硝化和反硝化季节动态变化.结果表明:植物生长季节内,土壤总硝化、反硝化和N2O释放率的变化趋势一致,即从6月份(硝化率:N 8.40 mg kg-1 d-1;反硝化率:N 0.48 mg kg-1 d-1;N2O释放率:N 84.48 靏 kg-1 d-1)开始增加,7月份(N 19.36 mg kg-1 d-1;N 0.60 mg kg-1 d-1;N 100.13 靏 kg-1 d-1)达到最大值,然后开始下降,到9月份(N 1.81 mg kg-1 d-1;N 0.24 mg kg-1 d-1;N 40.09 靏 kg-1 d-1)降为最小值.氮素物质基础(NO3--N和NH4 -N)不是影响该高山草甸土硝化和反硝化的主要因素,土壤温度和湿度是该高山草甸土硝化、反硝化作用的主要影响因子.     

DMPP对菜地土壤氮素径流损失的影响

利用模拟降雨试验,研究了尿素添加1%新型硝化抑制剂3, 4-二甲基吡唑磷酸盐（3, 4-dimethyl pyrazole phosphate,DMPP）对菜地土壤氮素径流损失的影响.结果表明,添加DMPP抑制剂于尿素, 3次模拟降雨地表径流液中铵态氮含量分别是常规尿素处理的1.42、 2.82和1.95倍,铵态氮径流损失有所增加;使用硝化抑制剂DMPP,与常规尿素相比,3次模拟降雨地表径流液中硝态氮含量分别减少70.2%、 59.7%和52.1%,亚硝态氮含量分别减少98.7%、 90.6%和85.6%,可显著降低硝态氮和亚硝态氮的径流损失,尤其是亚硝态氮的径流损失接近于不施氮处理;常规尿素添加1%的DMPP抑制剂后,可减少39.0%～44.8%的无机氮进入地表水体,明显降低氮素径流迁移损失.使用DMPP抑制剂可减轻氮素向地表水体迁移的风险,具有显著的生态效益.     

赣江流域生态足迹计算与分析

应用生态足迹理论及模型,根据赣江流域2007年出版的统计数据,对赣江流域2006年的生态足迹和生态承载力进行了定量计算,结果表明:2006年赣江流域的人圴生态足迹为0.9327hm2/cap,而当年实际上可以提供的人均生态承载力为0.9474hm2/cap,人均生态盈余为0.0147hm2/cap,生态需求与生态供给之比为1:1.02,表明人们对赣江流域生态经济系统的影响还未超出其生态承载力的阈值,赣江流域生态系统是安全的,流域发展表现为可持续状态;该流域中赣州、吉安2地市出现生态盈余,分别是0.3488hm2/cap,0.2108hm2/cap;而南昌、九江、宜春3地市出现生态赤字,分别是0.2397hm2/cap,0.1328hm2/cap,0.1696hm2/cap,其中南昌市生态赤字最大。     

Relationship between catchment characteristics and nitrogen forms in Cao-E River Basin, Eastern China

The distribution of different nitrogen forms and their spatial and temporal variations in different pollution types of tributaries or reaches were investigated. Based on the catchments characteristics the tributaries or reaches can be classified into 4 types, including headwater in mountainous areas (type I), agricultural non-point source (NPS) pollution in rural areas (type II), municipal and industrial pollution in urban areas (type III), and combined pollution in main stream (type IV). Water samples were...