农田生态系统N2O排放的数值模拟研究

综合大气化学等多学科最新研究进展,建立了农田N2O排放数值模式,模式较好地模拟了农田生态系统中N2O排放过程.利用模式分析了气象因子对N2O排放影响.结果表明:苏州稻田N2O排放量与生长期平均气温存在显著正相关,与总辐射和降水量相关不明显;功率谱分析表明N2O排放量存在7～9年的变化周期,与平均温度变化周期比较接近.模拟气候变化对N2O排放的可能影响表明:气温比目前升高1℃,苏州稻田N2O排放量将平均增加4.5%.     

内蒙古典型草原土壤N2O产生的机理探讨

利用AIM乙炔抑制法,首次测试了我国典型草原土壤与N2O 产生相关的微生物参数,并通过分析研究不同类型草原土壤N2O 产生的微生物过程和相关微生物菌群的季节变化,揭示了内蒙古典型草原土壤N2O产生是以异养硝化作用过程为主的微生物过程,从而解释了内蒙古典型草原土壤N2O通量较低及其季节变化特征的微生物学机理.     

大气CO2浓度增高对农田土壤硝化活性的影响

利用中国唯一的FACE(Free-Air Carbon dioxide Enrichment,开放式空气CO2浓度增高)平台,研究大气CO2浓度增高对农田土壤硝化活性的影响.位于无锡的中国稻麦轮作农田生态系统FACE试验平台于2001年6月开始运行,设有FACE与Ambient(普通空气对照)2个处理,FACE区CO2浓度比Ambient区高200 μmol·mol-1,每个处理含低氮与常氮2个氮肥水平.在轮作水稻和小麦各3季之后,发现大气CO2浓度增高下,常氮水平上土壤的NO3--N质量分数降低,NH4+-N质量分数增高;而低氮水平上土壤的NO3--N质量分数增高,NH4+-N质量分数没有显著差异.然后分别在土壤样品中加入NH4+-N,好气培养42 d后通过测定土壤中的NO3--N、NO2--N总质量分数来研究土壤的硝化活性.结果显示,不管在CO2浓度增高下还是对照条件下,增加氮肥施用量均增强了土壤的硝化活性;且与对照相比,大气CO2浓度增高在常氮水平上降低了土壤的硝化活性,在低氮水平上却增强了土壤的硝化活性,说明大气CO2浓度增高对农田土壤硝化活性的影响与N肥供应水平有关.     

水稻不同时期吸收的氮素的行为

为研究水稻不同时期吸收的氮素在其体内的行为，作者利用^15NH^4＋和^15NO3^-双标记，对Indica水稻亚种（品种Hinohikari）进行水培，在分蘖期、幼穗分化期、开花期施用，将培养液卢州）20mg／L的NH4NO3换成相同质量浓度的^15TH4NO3或NH4^15NO3；部分水稻在一周后收获，其他分别在分蘖期、幼穗分化期、开花期、成熟期收获。植株分成根系、地上部的底部、地上部的顶部、旗叶和穗部，对各自的全氮、^15N进行测定，计算植物的总吸收量。从施用量、植株总吸收量以及三部分总和的植株氮残存量的比较来研究氮素在两种水稻亚种中的行为。研究结果表明，各个时期的^15NH4NO3或NH4^15NO3处理下水稻的N吸收总量上没有差别，但1周后收获的^15NH4-N处理的水稻中^15N的含量比^15NO3-N要高得多，直到成熟期收获的水稻都有同样的结果，这意味着各个时期吸收的NH4-N和NO3-N有着不同的损失量，吸收的NO3-N比NH4-N要损失得多。水稻叶片的氮素损失可能以N2O和NH3的形式。不同氮肥形态的处理下转移到穗部的氮素的量和来源也不相同，在NH4^15NO3的处理中穗部的^15N主要来自地上部的底部，而在^15NH4NO3的处理中穗部的^15N主要来自分蘖期吸收的^15N，少量来自成熟期并且^15N主要来自植株的各个部分。     

地表UV-B辐射增强对土壤-冬小麦系统N2O排放的影响机理研究

为了解UV-B增强条件下农田N₂O响应规律,采用室外盆栽实验,研究了地表UV-B辐射增强20%对土壤-冬小麦系统N₂O排放的影响及其影响机理.结果表明,在小麦返青期,UV-B辐射增强处理对该系统N₂O的排放影响不显著;在小麦的拔节期,UV-B辐射增强处理显著降低了土壤-小麦系统N₂O的排放,并减少了该系统的呼吸速率.UV-B辐射增强对N₂O的影响机理主要表现在对小麦植株N代谢过程的影响,如显著增加     

氮循环的人为干扰与土壤酸化

从生物地球化学循环的观点出发 ,研究了N循环的人为干扰与土壤酸化的关系 ,并探讨了N循环扰动下导致土壤酸化的机理。在土壤酸化中 ,人类对N循环干扰起作用最大的是对大气中NOx 排放的影响以及对N固定的影响 ;前者通过酸雨导致土壤酸化 ,后者则通过施肥导致土壤酸化。     

水分管理与秸秆施用对稻田CH4和N2O排放的影响

2000年6~10月在南京近郊江宁区实施大田试验.主要研究了水稻生长季常规灌溉和连续淹水条件下有机质(小麦秸杆)不同施用量(0,2.25,4.5t/hm2)对稻田CH4和N2O排放的影响.结果表明,在连续淹水条件下,CH4排放量与秸杆施用量成正比,N2O排放与秸杆施用量成反比.烤田的N2O的排放量在施用2.25t/hm2秸杆与对照之间无明显差异,但施用4.5t/hm2秸杆处理其N2O的排放量仅为对照或施用2.25t/hm2秸杆处理下的13%左右.综合考虑水稻生长季CH4和N2O排放的全球增温潜势(GWP),在增加有机质的施用量(如按4.5t/hm2施用量秸杆还田)的情况下,烤田的GWP只占连续淹水处理的60%,是减少稻田CH4和N2O综合温室效应的一种有效措施.     

北京城市大气N2O浓度及其变化

1993~2000年对北京大气N2O进行了连续8年的观测,结果表明,北京大气N2O浓度8年平均值为315.85.9nmol/mol;浓度由1993年的309.7nmol/mol增长到2000年的328.6nmol/mol,年平均增长率为0.9%.1995年以来增长加速,年平均增长率为1.3%.化石燃料燃烧N2O排放量的逐年增长对北京大气N2O浓度的上升趋势有促进作用.北京大气N2O浓度季节变化不十分明显,N2O浓度日变化在所有季节中也无明显规律.     

潮间带大型海藻氮稳定同位素的环境指示作用

通过对烟台潮间带大型海藻组织中总碳(TC)、总氮(TN)、氮稳定同位素(15N)和水环境参数的分析,对氮营养盐来源进行了判定,并筛选了合适的指示性藻种。烟台潮间带大型海藻的15N值均位于6.18~10.99之间,指示了生活污水与养殖排放是海水氮营养盐的主要来源。其中月亮湾(S1)主要受生活污水影响,养马岛(S3)受养殖排放影响更明显,而渔人码头(S2)同时受生活污水和养殖排放影响。绿藻门的孔石莼(Ulva pertusa)和肠浒苔(Enteromorpha intestinalis)对氮营养盐有较好的吸收和贮存能力,同时在利用氮营养盐的过程中分馏作用不明显,较适合于作为氮营养盐来源的指示藻种。