菊芋(Helianthus tuberoses)蒸腾特性与水分利用效率对光辐射和CO_2浓度变化的响应

利用便携式光合气体分析系统(LI-6400)在控制光照强度和CO2浓度的条件下,测量和分析了菊芋(Heli-anthustuberoses)的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)和饱和水汽压亏缺(Vpdl)对不同光辐射(SPR)强度与CO2浓度的响应。结果表明,Pn、Tr、Gs、WUE均随SPR的升高而增大,增幅趋缓,最终趋于动态平衡。Ci与Vpdl则随SPR的增强而减小,SPR高于600μmol.m-2.s-1之后,Ci达到平衡状态。CO2浓度从0增至800μmol.mol-1的过程中,菊芋Pn逐渐增大,从800增至2000μmol.mol-1过程中,其Pn逐渐降低。Ci、Vpdl和WUE随着CO2浓度的升高而增大,Gs和Tr则随CO2浓度的升高而减小。菊芋叶片的光饱和点(LSP)约在1400μmolCO2m-2.s-1,光补偿点(LCP)约19μmolCO2m-2.s-1。     

干旱沙区典型人工植被群落下土壤剖面CO_2浓度变化特征及其驱动因子

对人工固沙植被区柠条(Caragana korshinskii)群落和油蒿(Caragana korshinskii)群落下不同深度的土壤气体采样,主要研究和讨论了不同类型人工植被区下土壤CO2浓度的变化特征及土壤温度和土壤水分对其的影响。结果表明:柠条和油蒿群落0~80cm处的土壤空气CO2浓度随着土壤深度的增加而增加,并且在0~40cm,油蒿群落下的土壤CO2浓度值大于柠条,而在40cm以下则相反。其平均值分别为1 229.3μmol·mol-1和1 242.7μmol·mol-1,大于同一深度流沙下土壤CO2浓度值978.9μmol·mol-1。土壤水分与二者的土壤CO2浓度变化趋势在年际尺度上具有一致性,浅层40cm内油蒿群落下的土壤CO2浓度和土壤水分含量的相关性明显大于柠条和流沙。而在40cm以下,则表现为柠条油蒿流沙。土壤温度对土壤CO2浓度的影响程度一般为流沙油蒿柠条,特别是流沙,在表层达到了极显著的水平,之后随着土壤深度的增加而降低。而土壤温度对油蒿和柠条样地土壤CO2浓度的影响较为复杂,呈现出先增加后减小的趋势。在年际尺度上,土壤水分含量是不同植被群落下土壤剖面CO2浓度的关键限制因子,而在日尺度上,土壤温度则为主要限制因子。据粗略估计,在0~80cm内,柠条和油蒿根系呼吸所占的比例约为30.7%和33.3%。     

CO2浓度升高对三江平原湿地活性有机碳及土壤微生物的影响

利用开顶箱薰气室,设置正常大气CO2浓度(Ambient CO2,350 umol·mol-1)和高CO2浓度(Elevated CO2,700μmol·mol-1)2个水平和不施氮(NN,0 gN·m-2)、常氮(MN,5 gN·m-2)、高氮(HN,15 gN·m-2)3个氮素水平,研究CO2浓度升高和氮肥施用对三江平原草甸小叶章湿地(Calamagrostis angustifolia)土壤活性有机碳及微生物的影响。结果表明,CO2浓度升高条件下,土壤微生物量碳(MBC)和溶解性有机碳(DOC)呈增加趋势,易氧化有机碳(LOC)和水溶性碳水化合物碳(CHC)的变化因生长期和氮素水平而异。CO2浓度升高,小叶章湿地土壤微生物数量在不同的生长时期呈现不同的响应趋势。细菌数量在腊熟期增幅最大,为31.4%;真菌数量在腊熟期增加16.6%,成熟期增加24.3%;放线菌数量没有发生明显变化。相关分析表明,细菌、真菌和放线菌数量都与土壤微生物量碳呈显著相关。湿地土壤中的活性有机碳可以为土壤微生物提供更多的有效能量,从而加快湿地生态系统养分循环过程。     

南极夏季沿海P.Pouchetii繁殖期间丙烯酸和二甲基硫的自然产率

样品取自东南极距戴维斯站 1 0公里沿海海域 1 5米水层。从 1 988年 1 1月至 1 989年 2月 ,利用高压液相色谱和气相色谱等手段对海藻 Phaeocystis Pouchetii整个繁殖过程中所产生的有毒物质丙烯酸和二甲基硫的浓度进行了长期连续测定。结果表明 ,丙烯酸和二甲基硫的含量变化范围分别为 0 .0 0 1～ 0 .5 1 0 μmol/L和 0 .0 0 3～ 0 .5 88μmol/L。二者的含量变化与 P.Pouchetii细胞数量的变化完全一致 (相关系数均为 0 .998)。由此可见丙烯酸和二甲基硫产生于 P.Pouchetii是无疑的。丙烯酸和二甲基硫的最高产率分别是 9.75 8× 1 0 - 8μmol/cell和 1 3 .0 90× 1 0 - 8μmol/cell。其主要产生途径是 :P.Pouchetii摄取氨基酸 (如蛋氨酸 )后 ,经甲基化、脱胺等作用 ,在细胞分裂和代谢过程中产生二甲基硫丙酸 (DMSP) ,进而以一对一的方式分解成丙烯酸和二甲基硫。     

孑遗植物四合木(Tetraena mongolica)异地保护条件下的气候生物学特征与光合效率

为了廓清异地保护条件下孑遗濒危植物四合木(Tetraena mongolica)的气候生物学特征、光合生理生态适应性及生境适宜性,应用1971—2011年的地面气象资料进行了不同试验区的气候生物图解与分析,测定了四合木及其伴生种白刺(Nitraria tangutorum)的叶片气体交换参数及光合效率。结果表明:①四合木自然分布区(内蒙古乌海地区)与异地保护区的气候生物学特征存在明显分异;②当年种植的四合木实生苗的生长量大小依次为:乌海四合木核心区实生苗鄂尔多斯实生苗阿拉善实生苗;③自然条件下,5个处理的净光合速率(Pn)依次为阿拉善移植的四合木成株(24.05±1.68μmol·m-2·s-1)乌海客土栽培的四合木(19.97±1.05μmol·m-2·s-1)乌海栽培的四合木实生苗(18.96±1.04μmol·m-2·s-1)鄂尔多斯栽培的四合木实生苗(16.64±0.92μmol·m-2·s-1)阿拉善栽培的四合木实生苗(16.48±0.13μmol·m-2·s-1);异地保护试验区栽培的四合木实生苗的Pn没有明显差异(p≥0.05),即原生境条件下栽培的四合木实生苗的Pn较高。同时,异地保护栽培四合木实生苗中,鄂尔多斯栽培的四合木实生苗的Pn阿拉善栽培的四合木实生苗。从四合木光合作用特征中的Pn、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度、气候生物学特征和生长量等综合研究结果可以推断,从原生境区东移的实生苗迁地保护,使四合木具有更高的生理生态适宜性和环境适应性。     

三亚鹿回头岸礁海域夏季表层海水营养盐年际变化特征

于2014―2016年连续3年夏季对三亚鹿回头岸礁海域表层海水进行了亚硝酸盐(NO_2-N)、硝酸盐(NO_3-N)、铵盐(NH_4-N)、活性磷酸盐(SRP)、硅酸盐(SiO_3)等营养盐分布特征,以及叶绿素a、溶解氧(DO)等水质指标的调查,探究该岸礁的营养盐特征及其对珊瑚礁生态系统产生的可能影响。结果表明:在2014、2015、2016年夏季,总溶解性无机氮(DIN)的调查结果平均浓度分别为2.941、1.766、23.428μmol/L,SRP的调查平均浓度分别为0.493、0.419、0.143μmol/L,叶绿素a调查的平均质量浓度分别为2.304、1.190、1.251 mg/m~3;SiO_3只有2015、2016年的调查结果,平均浓度分别为10.275、8.506μmol/L。2014―2016年该海域夏季营养盐总体浓度较高,呈现上升的趋势,可能和人类活动增加有关,其中DIN的浓度相对较高,N/P呈现上升的趋势,氮污染不断增加,推测主要来自陆源工农业生产过程中排放的污染物质。较高的营养物质输入可能引起珊瑚礁生态系统的群落结构发生改变,对珊瑚礁生态系统的稳定可能产生不利影响。     

Fenton试剂氧化降解水体有机磷酸酯的动力学研究

通过Fenton试剂氧化降解水体有机磷酸酯(包括烷基磷酸酯TBP、卤代烷基磷酸酯TCEP)的一系列实验,探索其氧化降解过程及其动力学特征。结果表明:1)Fenton试剂氧化降解有机磷酸酯遵循一级反应动力学特征,且其降解率与H_2O_2/Fe~(2+)摩尔比、有机磷酸酯初始浓度及反应体系初始pH有关;2)在室温条件下,TBP和TCEP的Fenton试剂最佳降解条件的初始条件pH0为3.0~4.0,[Fe~(2+)]0为40~120μmol·L~(-1),[H_2O_2]0为120~200μmol·L~(-1),该条件下反应10 min后的降解率分别达到96.8%和74.5%;3)TBP氧化降解过程伴随着酸性中间产物的产生使得反应体系pH值的下降并存在矿化过程;TCEP氧化降解过程伴随着脱氯过程。     

西双版纳三种树木树干呼吸日变化特征

采用气室-红外气体分析法(IRGA)原位监测西双版纳热带季节雨林优势树种番龙眼(Pom etia tom entosa)和玉蕊(Barringtonia macrostachya)(雨季),以及人工种植的经济树种三叶橡胶(Hevea brasiliensis)(干季、雨季)树干呼吸的日变化,同时监测了林内空气和1 cm深树干温度。结果表明,三者树干呼吸雨季呈双峰模式,三者首个呼吸高峰都在15:00前后,番龙眼和玉蕊第二个呼吸高峰在凌晨1:00前后,三叶橡胶在凌晨5:00前后。干季三叶橡胶树干呼吸为单峰模式,呼吸高峰在19:00前后,午后出现明显的呼吸下降现象。番龙眼和玉蕊雨季树干呼吸速率在1.814~3.167μmol/(m2.s)之间,三叶橡胶在8.824~10.364μmol/(m2.s)之间,显著高于同时期的番龙眼和玉蕊,三叶橡胶干季在3.424~4.110μmol/(m2.s)之间,显著比雨季小。三者Q10在1.60~2.58之间,三种树的平均Q10为1.77。     

极端降雨事件对不同类型生物土壤结皮覆盖土壤碳释放的影响

于2011年5-8月,选择腾格里沙漠东南缘人工固沙植被区藻类、藓类和混生结皮覆盖的土壤为对象,研究了极端降雨量(降雨量44.7 mm、强度0.04 mm,min-1)、极端降雨强度(降雨量8.3 mm、强度0.55 mm·min-1)及普通降雨(降雨量16.3 mm、强度0.02 mm·min-1)条件下的碳释放过程.碳释放量的测定采用Li-6400-09土壤呼吸室,降雨结束后立即开始观测,直到呼吸速率恢复到降雨前水平时停止观测.结果表明:极端降雨(降雨量和降雨强度)结束初期藻类和混生结皮覆盖土壤的呼吸速率受到明显抑制,藻类结皮覆盖土壤呼吸速率分别为0.12 μmol·m-2·s-1和0.41 μmol·m-2·s-1,混生结皮覆盖土壤呼吸速率分别为0.10 μmol·m-2·s-1和0.45μmol·m-2·s-1;而极端降雨对藓类结皮覆盖土壤的影响不明显,呼吸速率分别为0.83 μmol·m-2·s-1和1.69μmol·m-2·s-1.这说明处于演替高级阶段的藓类结皮能够很好地应对短期的极端降雨事件.     

施加外源3-吲哚乙酸和硝酸铜胁迫下凤眼蓝和菹草生长生理指标和酶活性

选择菹草(Potamogeton crispus)和凤眼蓝(Eichhornia crassipes),分别设置不同浓度(10μmol/L、20μmol/L、50μmol/L和100μmol/L、150μmol/L、200μmol/L)的外源3-吲哚乙酸(Indole-3-acetic acid,IAA),于2018年1月26日～2月3日,进行室内水培实验,研究其对Cu(NO_3)_2胁迫下菹草和凤眼蓝抗氧化酶活性和Cu~(2+)含量的影响,分析了IAA产生作用的机理。研究结果表明,在Cu(NO_3)_2胁迫下,施加外源IAA能显著提高菹草和凤眼蓝的根长和叶绿素含量,菹草的根长和叶绿素含量最高分别为10.24 cm和8.96 mg/L,凤眼蓝的分别为7.65 cm和12.27 mg/L,但是降低了其丙二醛含量(n=6,p0.05)。在Cu(NO_3)_2胁迫下,添加IAA使凤眼蓝和菹草的超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性显著增强(n=6,p0.05),在施加高浓度IAA条件下,菹草的过氧化氢酶活性却受到抑制,为14.45 U/mg。施加IAA后,凤眼蓝各部位和菹草根中的Cu~(2+)含量显著增加(n=4,p0.05),但是菹草茎叶中的Cu~(2+)含量显著减少(n=4,p0.05),且其在Cu(NO_3)_2胁迫+施加高浓度IAA条件下最低。在Cu(NO_3)_2胁迫+IAA条件下,施加中浓度IAA,使凤眼蓝和菹草的转运系数最小,分别为0.30和1.21。外源IAA通过提高两种植物的抗氧化酶活性和降低膜脂过氧化物含量,缓解了Cu(NO_3)_2胁迫对两种植物的毒害,增强了植物对Cu(NO_3)_2的耐受能力,凤眼蓝比菹草具有更强的抗氧化能力。     

东南极米洛半岛近地面大气CH_4浓度及其δ~(13)C的时空变化特征

在中国第22次南极科学考察期间,采集了东南极米洛半岛不同地点近地面大气样品,在室内分析了样品中CH4浓度及其δ13C值,结果表明:该半岛近地面大气CH4平均浓度为(1.87±0.12)ppm,略高于全球大气甲烷平均浓度;白天10:00和夜间22:00大气CH4浓度的夏季变化呈现较大波动,与气温存在响应关系;其δ13C值变化范围为-39.31‰--37.56‰,平均值为(-38.26±0.52)‰。对米洛半岛及周边不同地点大气CH4浓度及其δ13C的分析结果表明:大气CH4浓度的空间变化范围为1.74-2.56ppm,δ13C值的变化范围为-39.31‰--31.25‰;CH4的δ13C值随其浓度的增加而增加。本文还讨论了影响米洛半岛大气CH4浓度及其δ13C值的因素。     

贡嘎山东坡亚高山森林系统植被光合作用——双裂蟹甲草（Cacalia davidii）净光合速率对生态因子的响应

以双裂蟹甲草(Cacaliadavidii)为材料，研究其净光合速率对生态因子的响应。结果表明，双裂蟹甲草净光合速率(P     

中亚热带植物排放甲烷研究初报

甲烷(CH4)是大气中第二大温室气体,近年有研究发现在有氧条件下陆生植物也能排放CH4.本研究对中亚热带51种树木离体叶片在有氧环境下进行室内培养,发现21种植物能排放CH4,CH4排放速率范围为0.11～1.37 ngCH4.g-1 DW.h-1,平均排放速率为0.59ngCH4.g-1DW.h-1.植物是否排放CH4及其排放速率与观测条件密切相关.观测的51种植物中包括40种乔木树种和11种灌木树种,分别有15种和6种植物可排放CH4,CH4平均排放速率分别为0.69 CH4.g-1DW.h-1和0.30 ngCH4.g-1DW.h-1,且乔木和灌木之间存在极显著差异(P<0.05).     

层状正极材料Li[Co_(1/3)Ni_(1/3)Mn_(1/3)]O_2的合成及电化学性能表征

以Co(NO3)2.6H2O、Ni(CH3COO)2.4H2O和Mn(CH3COO)2.4H2O为原料,在氩气保护下用共沉淀法制备了分散均匀的前驱体[Co1/3Ni1/3Mn1/3]C2O4.xH2O,用TG/DSC对前驱体的热分解做了表征。前驱体与碳酸锂在乙醇-水的混合体系中均匀分散,50℃下真空干燥后于500℃下预烧,将得到的混合物压片,然后在空气中于700~1 000℃下煅烧12~24 h得到三元正极材料。将得到的样品进行XRD、电池充放电循环、循环伏安等表征和测试。结果表明,700~1 000℃合成的样品有好的晶型(六方晶系,α-NaFeO2),特别是900℃下合成的正极材料有较好的晶型、高的首次充放电容量,并具有良好的电化学性能。     

Latitudinal distribution of CO_2 and CH_4 on the route of the Chinese Arctic R esearch Expedition 2003

During the 2nd Chinese Arctic Research Expedition,20 pair of atmospher ic samples were collected on the cruising route from Shanghai to Arctic Ocean us ing NOAA/ESRL flask sampling unit.Mean concentration of CO2 and CH4 were an alyz ed in different latitude zone from 30°N to 80°N and the distribution character is tics were studied.Mean concentration of CO2 decrease toward high latitude whi ch indicates the uptake effect of CO2 by ocean.Coinciding with the CH4 global dis tribution character,mean CH4 concentration increase from 45°N to the North P ole region.Regional or local air mass may influence the greenhouse gas concentrati ons near seashore in the middle latitude(30°N-45°N).     

长春地区稻田甲烷排放量的估算研究

1995～ 1997年 3年的实验研究中 ,用静态箱法和气相色谱仪对长春地区不同水管理方式稻田的甲烷排放进行了采样和测量工作 ,1996年和 1997年逢晴天还同步进行了地面实验基地的卫星遥感数据 (TM和NOAA—AVHRR数据 )的接收工作。根据测算的稻田甲烷排放通量和用遥感数据提取的水稻种植面积 ,估算出区域尺度的稻田甲烷排放总量。 3年来的研究结果显示 ,长春地区水稻种植面积为 17.72 12× 10 4 hm2 ,稻田甲烷平均排放通量为 2 .984mg/(m2 ·h) ,长春地区稻田甲烷总排放量为 0 .0 2 0 3Tg/a。用灰关联方法分析了稻田甲烷排放的影响因子 ,建立了以水稻植被指数为参数的淹灌稻田的甲烷排放通量估算模型     

辽宁双台河口芦苇湿地固碳价值评价研究

基于野外监测数据和碳税法对辽宁双台河口芦苇湿地的固碳价值进行了定量评价。结果表明:辽宁双台河口芦苇湿地总面积为30 815 hm~2,大约占到了自然保护区总面积的20%,其年均净固定二氧化碳(CO_2)量为13 320 kg/hm~2,年甲烷(CH_4)排放的CO_2当量为3 330.3kg/hm~2。将芦苇湿地固定CO_2的正效应减去CH_4排放的负效应,得到辽宁双台河口芦苇湿地的年固碳量为9 989.7 kg CO_2/hm~2,具有较强的碳汇,其总固碳价值为2.37亿元,其中净吸收CO_2的价值为3.16亿元(正效应价值),净排放CH_4的价值为0.79亿元(负效应价值)。     

Differentiation of Carbon Isotope Composition and Stratabound Mechanism of Gas Desorption in Shallow-Buried Low-Rank Multiple Coal Seams: Case Study of Well DE-A,Northeast Inner Mongolia

Natural Resources Research - The desorbed gas composition and δ13C(CH4) and δD(CH4) of five coal groups in Well DE-A of the Labudalin Basin in northeastern Inner Mongolia show that the...     

干旱区盐湖沿岸土壤呼吸特征及其影响因素

明确不同生态系统土壤碳排放规律及其影响因素对准确评估全球碳循环具有重要意义。为揭示干旱区典型盐湖沿岸土壤呼吸（R_s）、土壤呼吸温度敏感系数（Q₁₀）变化特征及其影响因素,以新疆干旱区达坂城盐湖和巴里坤湖沿岸土壤为研究对象,在2015—2016年5~10月利用LI-8100土壤碳通量自动测量系统对盐湖沿岸土壤呼吸速率进行测定,分析了土壤呼吸季节性变化特征及其影响因子。结果表明,干旱区盐湖土壤呼吸变幅较大（0.07~11.59 μmol·m^-2·s^-1）,平均值为2.45 μmol·m^-2·s^-1,7月土壤呼吸速率最高为4.69 μmol·m^-2·s^-1,10月最低（1.01 μmol·m^-2·s^-1）;土壤CO₂累积排放量为9.30 g·m^-2·d^-1,7月累积排放量最大为17.82 g·m^-2·d^-1。Q₁₀呈“降低—增加—降低”趋势,6月最低（2.25）9月最高（3.52）,平均值为2.79。干旱区盐湖沿岸土壤呼吸受土壤有机碳（SOC）、5 cm土壤温度（ST5）、土壤含水量（SM）和土壤盐分（Salt）的共同影响,单因素模型模拟可解释土壤呼吸速率变化的41.7%~75.7%（R²=0.417~0.757,P＜0.05）,多因子综合模型拟合结果最佳R_s=0.001×SOC+0.039×SM-0.534×Salt-0.116×ST5+5.06（R²=0.804,P=0.05）,且均表明盐分是影响干旱区盐湖沿岸土壤呼吸速率的主要因子。因此,在考虑陆地生态系统碳收支和碳循环时不能忽略干旱区盐湖沿岸土壤碳过程,以及盐分对盐湖生态系统碳排放的影响。