模拟降水量减少对大豆-冬小麦轮作农田土壤呼吸的影响

为研究降水量减少对旱作农田土壤呼吸的影响,设置大豆-冬小麦轮作田间试验.采用随机区组试验,在田间设置对照（CK）、降水量减少20%（P20%）、降水量减少40%（P40%）处理,观测了3个处理土壤呼吸、土壤温度、土壤湿度的季节动态变化,并观测土壤CO₂产生速率、硝化速率、反硝化速率、收获时的作物生物量.结果表明,在大豆生长季,CK、P20%、P40%这3个处理的季节平均土壤呼吸速率分别为（4.91±0.67）、（4.19±0.39）、（4.35±0.32）μmol·（m²·s）^-1,处理间差异未达到显著水平（P>0.05）;在冬小麦生长季,这3个处理的季节平均土壤呼吸速率分别为（2.39±0.17）、（2.03±0.02）、（1.94±0.05）μmol·（m²·s）^-1,表现为CK > P20% > P40%,处理间差异达到显著水平（P>0.05）.降水量减少降低了土壤CO₂产生速率,但对土壤硝化速率和反硝化速率的影响不明显.降水量减少对大豆根、茎叶、籽粒生物量无显著（P>0.05）影响,但显著（P<0.05）降低了冬小麦的根、茎叶、籽粒生物量.土壤温度是影响土壤呼吸季节变异的主要因素,两者间呈指数回归关系,不同处理间的温度敏感系数（Q₁₀）无显著（P>0.05）差异.     

土壤水分变化对外来入侵植物飞机草生长的影响

以外来入侵植物飞机草为研究对象,设计3个水分梯度(15mm,10mm,5.83mm),研究飞机草的叶绿素含量、生物量、光合生理特征等指标对土壤含水量变化的响应。结果表明,随着土壤水分含量的降低,飞机草的单位叶面积干质量、叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2摩尔分数、光饱和点等都呈下降趋势。同时,根冠比和水分利用率随着水分胁迫的加重而有所提高,表明飞机草对土壤水分胁迫有一定的适应能力,但总体而言,土壤水分胁迫不利于飞机草的生长,限制了其向降雨量较少的地区入侵。     

不同年龄小叶锦鸡儿固沙群落土壤酶活性及微生物生物量的变化

小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)是科尔沁沙地广为采用的豆科固沙植物。为探讨采用小叶锦鸡儿固定流沙后,土壤生物活性的变化特点和发展趋势,选取5、10、22年生小叶锦鸡儿人工固沙群落为对象,以半流动沙丘和天然群落为对照,研究了人工固沙群落发育过程中土壤磷酸单酯酶、蔗糖酶、蛋白酶、脲酶、脱氢酶的活性和微生物生物量C、N、P质量分数的变化特征。土壤按5层取样:0~10,10~20,20~30,30~40,40~50cm。结果表明,随着小叶锦鸡儿固沙群落发育时间的增长,群落内土壤生物活性逐渐改善,沙土中5种酶的活性和土壤微生物生物量C、N和P质量分数均大幅度提高,其中0~10cm土层增幅最大。土壤酶中蔗糖酶的活性增加最为迅速,5、10和22年生群落0~10cm土层中蔗糖酶的活性分别是半流动沙丘的76.80,167.27和261.63倍。22年生群落的土壤生物活性已接近于天然群落,处于相对稳定的状态。小叶锦鸡儿群落中土壤酶和微生物生物量之间存在极显著的正相关关系。以上表明,小叶锦鸡儿不仅具有较好的防风固沙性能,而且表现出强大的改善土壤生物活性的能力,可作为优良的固沙植物材料在本地区大面积推广应用。     

Arsenic adsorption on lignocellulosic substrate loaded with ferric ion

We loaded a lignocellulosic substrate extracted from wheat bran with ferric ions. This new low-cost adsorbent was prepared for the adsorption and removal of arsenate and arsenite ions from aqueous systems. The loading process of Fe in this biomaterial was done by hydrolization of a ferric salt while an alkaline solution was added dropwise. The new material obtained has a high sensivity to arsenite and arsenate species. Here, we investigated the effect of contact time, pH, and Fe content on the adsorption of both arsenic ions on the new material. This adsorption was found to be highly pH-dependent, which can be explained on the basis of electrostatic interactions between ionic species in solution and the ≡FeOH surface groups. The maximum adsorption capacity of arsenite and arsenate species vary linearly with the amount of Fe loaded on the lignocellulosic substrate.     

三叶鬼针草生物量分配与化感作用对大气温度升高的响应

全球气候变暖已经成为不容置疑的事实,同时外来入侵植物对入侵地的生态环境造成严重的危害,外来入侵植物可能对温度升高做出积极地响应。文章研究了不同温度（22、26和30℃）处理对入侵植物三叶鬼针草（Bidens pilosa L.）种子萌发、幼苗生物量分配及化感作用的影响,探讨三叶鬼针草对全球气候变暖的响应策略。结果表明;温度为22和26℃比30℃有利于三叶鬼针草种子的萌发。温度升高显著增加三叶鬼针草的株高、生物量和叶面积,三叶鬼针草幼苗增加对茎和叶的生物量投资。同时相同浓度的三叶鬼针草水浸提液对马唐（Digitaria sanguinalis（L.）Scop）和牛筋草（Eleusine indica（L.）Gaertn）的化感作用随着温度升高而增强。研究表明：温度升高促进了三叶鬼针草的生长,改变生物量分配模式同时增强了对受体植物的化感作用。温度升高可能是促进三叶鬼针草入侵的生态环境因子之一,未来全球气温变暖可能使其入侵加剧。     

滨海不同生境下盐地碱蓬生物量分配特征研究

盐地碱蓬是黄河三角洲重要的先锋植物,抗盐能力强,分布范围广,对维持该地区生态系统稳定和演替发挥着重要作用。通过野外取样测定,研究了潮间带和潮上带盐地碱蓬种群的形态及生物量分配特征。在个体大小上,潮间带盐地碱蓬在株高和地径上显著低于潮上带盐地碱蓬;潮上带盐地碱蓬密集分布的株高高于散生分布,而生物量低于散生分布。在生物量分配特征上,潮间带盐地碱蓬Ⅰ以发展花、叶为主,潮上带盐地碱蓬Ⅱ的密集分布以优先发展茎为主,潮上带盐地碱蓬Ⅲ的散生分布以发展枝为主,属于种群发展的稳定阶段。因此,盐地碱蓬通过形态特征及生物量分配特征的调节,以适应潮间带和潮上带的不同生境特征,从而达到种群维持和土壤改良的目的。     

祁连山高山灌丛生物量分配规律及其与环境因子的关系

以祁连山3300~3700m高山灌丛为研究对象,采用标准地、样方收获法以及壕沟挖掘方法,对不同海拔高度灌丛生物量,器官生物量进行调查,并分析灌丛生物量分配规律及其与环境因子的关系。结果表明：（1）祁连山高山灌丛生物量与海拔高度呈现显著的负相关性（y=-37.074x＋142 627,P=0.01,R2=0.589）,随着海拔的升高,灌丛总生物量,地上生物量以及地下生物量均呈现下降的趋势。灌丛根茎比随着海拔的上升先增加后减小,呈倒U型。（2）土壤含水量对地下部分生物量的影响相对于地上部分而言更加明显（R2=0.478）,地下各器官相关性系数依次为粗根生物量（R2=0.981）〉细根生物量（R2=0.661）〉须根生物量（R2=0.375）;土壤容重随着海拔的上升而增加,灌丛总生物量则减少,呈现出灌丛生物量随着海拔的上升而减少的趋势;土壤含水量、土壤容重与土壤温度共同对灌丛生物量起着重要的作用。     

桑沟湾大型底栖动物的次级生产力

根据2009年夏季和冬季在桑沟湾9个大面站进行的大型底栖动物定量采集样品资料,利用Brey(1990)的经验公式对调查海区进行了大型底栖动物丰度、生物量、次级生产力和P/B值的研究计算.结果表明,该海域大型底栖动物年平均丰度为1 226.7 ind m-2,年平均生物量为3.62 g(AFDW)m-2,年平均生产力为4.76 g(AFDW)m-2 a-1,P/B值平均为1.45 a-1.调查期间由湾口到湾底,次级生产力呈明显的梯度升高.相关分析表明,水深和水温是影响次级生产力的重要环境因子.通过比较,发现桑沟湾大型底栖动物次级生产力与南黄海相近,高于东海、长江口和深沪湾,低于渤海、胶州湾、大亚湾和海坛海峡;P/B值低于长江口、海坛海峡和深沪湾,高于其它海区,说明桑沟湾大型底栖动物群落中,个体小、生活史短、代谢快的种类所占比例低于海坛海峡和深沪湾,高于其它海区.图2表3参25     

紫花苜蓿改良盐渍土对土壤微生物活性和养分含量的影响

为探讨干旱地区种植紫花苜蓿改良盐渍土对土壤微生物生物量及其活性和土壤养分的影响,选择河西走廊黑河流域国有临泽农场的草甸盐土荒地作为对照,研究了种植紫花苜蓿2、3、4年后的改土效果。结果表明：与CK相比,连续种植4年后,所测定的土壤化学性质和微生物化学性质指标都发生了极显著（P〈0.01）的有利变化,电导率下降5.96 mS.cm-1,pH下降0.25,有机碳增加1.50 g.kg-1,微生物生物量碳增加48.93 mg.kg-1,微生物熵上升0.43%,荧光素二乙酸酯水解率提高10.87μg.g-1.h-1,碱解氮增加17.37 mg.kg-1,速效磷增加2.87 mg.kg-1,速效钾增加44.93 mg.kg-1。相关分析表明,微生物生物量碳、微生物熵、荧光素二乙酸酯水解率、碱解氮、速效磷、速效钾与土壤有机碳之间极显著（P〈0.01）正相关,相关系数分别为0.86、0.80、0.87、0.85、0.79、0.80,而与电导率之间极显著（P〈0.01）负相关,相关系数分别为-0.83、-0.79、-0.84、-0.86、-0.88、-0.78。研究认为,种植紫花苜蓿对草甸盐土有显著的改良效果,电导率下降,有机碳含量提高,微生物活性增强,速效养分含量增加。     

钙基吸附剂捕集生物质燃气中的二氧化碳

生物质热解燃气中CO2的捕集,是提高燃气热值和实现碳减排的关键问题之一。为利用生物质热解燃气温度偏高的特点,拟通过化学吸附方法,捕集燃气中高浓度的CO2。为此,利用不同钙基前驱物制备了系列钙基固体吸附剂,系列钙基固体吸附剂对CO2的单次吸附和循环吸附实验结果表明,含钙和镁氧化物混合物的吸附剂具有较稳定的循环吸附特性以及较大的吸附负荷。孔结构特性分析表明,适宜于CO2吸附的有效孔径范围可能为小于4 nm。因此,可以通过对天然白云石的改性获得合适孔径的钙镁基固体吸附剂,达到有效捕集生物质燃气中CO2的目的。