草地生态系统土壤微生物量及其影响因子研究进展

草地作为陆地生态系统的主体类型之一,受到人类活动和全球变化的广泛影响.这些因素在直接影响草地生态系统地上植被生长和群落动态的同时,还直接或间接地影响着草地生态系统的各种地下生态过程.土壤微生物是指示草地生态系统各地下生态与生物地球化学过程对外部干扰响应的良好指标,其中微生物量是土壤微生物活性和大小度量的重要参数,是土壤有机质巾最活跃的组分之一,能够敏感地反映土壤生态系统水平的微小变化,在各种土壤生化过程研究中具有非常重要的意义.研究综述了自然因子(土壤温度、土壤湿度、pH值)、人为干扰(放牧、开垦、施肥)和全球变化(大气CO2浓度升高、气候变暖)对草地生态系统土壤微生物量影响的研究进展,并指出目前的研究由于基础薄弱、研究样地间的差异以及各研究处理问的差异,土壤微生物量对各种干扰的响应仍存在很大的不确定性,在今后的研究中应加强长期性的野外定位试验研究、多因子的综合控制实验研究以及N输入对微生物量影响的研究等,并进一步完善和发展测量微生物量的新技术和新方法.     

内蒙古锡林河流域主要针茅属草地土壤呼吸变化及其主导因子

草地生态系统是中国最大的陆地生态系统, 准确测定其土壤呼吸强度对于正确评价我国陆地生态系统碳排放对大气CO₂的定量贡献具有重要意义. 利用静态暗箱法对内蒙古锡林河流域三类主要针茅属草地土壤呼吸强度进行了连续3年的野外测定, 比较分析了不同草地土壤呼吸速率的季节变化规律, 计算了CO₂年排放总量及其年内与年际变异系数, 并分别建立了土壤呼吸与温度、土壤水分因子的数值关系模式. 结果表明: 草地覆被类型的变化并没有改变土壤呼吸的季节变化规律. 各草地土壤呼吸速率均表现为较大的年内与年际变异, 尤其是在生长季, 土壤呼吸速率波动明显. 生长季土壤呼吸变异系数约为54.0%~93.0%, 年内变异系数均在115.0%以上, 年际变异表现为大针茅草原>贝加尔针茅草原>克氏针茅草原. 贝加尔针茅草原、大针茅草原、克氏针茅草原土壤年呼吸总量分别约为223.62~299.24, 150.62~226.99以及111.31~131.55 gC·m^-2·a^-1, 呈现出递减的趋势. 从全年的尺度来看, 拟合最佳的温度因子变化分别能够解释三类草原土壤呼吸变化的63.5%, 73.0%与73.2%, 对应的Q₁₀值分别为2.16, 2.98与2.40, 且各土壤温度指标Q10值三种草地均表现为10 cm地温>5 cm地温>地表温度. 从生长季尺度来看, 土壤呼吸与表层土壤含水量相关性最强, 三类草原0~10 cm土壤含水量的变化分别能够解释土壤呼吸变异的95.2%, 97.4%以及93.2%.     

干旱半干旱地区草原灌丛荒漠化及其 生物地球化学循环

干旱和半干旱地区草地生态系统木本植物入侵及其导致的草原灌丛化已经成为全球范 围普遍发生的现象, 是草地沙化和荒漠化的一个重要标志。干旱生态系统中, 此种类型的植被变 化将对区域和全球生物地球化学循环产生显著影响。过度放牧、区域气候干旱化和自然火过程是 导致灌丛入侵和发展的主要控制因子。草原灌丛化过程中, 草地生态系统分布较为均匀的土壤养 分及相关元素在水平和垂直方向发生分异, 关键生命元素C、N、P 、S 生物地球化学循环的变化 将对全球气候变化产生显著作用。全球气候变化与草原灌丛荒漠化之间存在潜在的反馈机制, 人 类扰动的影响将使这种反馈作用变得更加迅速和灵敏。     

稀土元素的环境生物地球化学循环研究现状

本文对稀土元素在农用领域的研究进展及其在土壤、水体和植物中的分布、迁移与归宿特征作一系统总结,并对该领域的发展趋势进行了简要的说明。随着自然和人为因素造成的环境中稀土元素的增加,进而产生对生态环境和人类健康的影响,已引起全社会的关注。土壤中稀土元素的存在形态是生态环境效应和生物利用性的的重要参量。目前的实验结果在不同地区和不同土壤剖面中稀土元素的存在形态不尽相同,推测主要与其母质的组成及所处气候等环境条件相关。最近国际上已对稀土元素的水化学过程进行了较广泛的研究,水体中稀土分布受水体的化学参量（如pH, 有机质等）和水化学过程影响,含量高低与人为活动有直接关系。植物中稀土元素的分布通常与土壤中稀土的含量多少相一致,在外施稀土的条件下,在施用后短期内稀土在各器官分布与施用部位密切相关,目前对植物体内稀土元素存在位置和赋存状态的实验结果差别明显,对植物中稀土元素的超富集机理不清等问题尚待进一步探究。     

干旱半干旱区CO2浓度升高对生态系统的影响及碳氮耦合研究进展

大气CO2浓度升高已成为全球备受关注的环境问题.CO2排放量的增加加剧了地球表层的温室效应,也对生态系统的结构和功能产生了重要影响.生态系统对CO2浓度升高的响应是一个长期的过程.在干旱半干旱区,CO2浓度的升高对生态系统生产力、植物、土壤和微生物等都有影响,尤其改变了生态系统中的碳循环,并加剧了生态系统对氮的需求.碳...     

鲁西北平原玉米地涡度相关臭氧通量日变化特征

近地面高浓度臭氧(O3)对植物生长发育和光合作用等都有副作用.基于O3通量(特别是植物气孔吸收)的评价指标被认为比基于O3浓度的指标能更好地反应O3对生态系统的影响.本文报道了利用涡度相关技术进行农田生态系统(玉米地)O3通量的观测结果,初步分析了该地区夏玉米地上O3浓度、沉积速度(Vd)和臭氧通量(Fo)的日变化规律及其与生态环境条件的关系.结果表明:(1)观测期间(2011年8月9日至9月28日),30 min平均O3浓度存在明显的日变化规律,其最低值(16.5 nL L-1)和最高值(60.1 nL L-1)的出现时间分别为6:30和16:00左右.白天(6:00～18:00)和夜间(18:00～6:00,下同)的O3浓度分别为(39.8±23.1)和(20.7±14.1)nL L-1(平均值±标准差),瞬时O3浓度最大值为97.5 nL L-1.O3浓度受太阳辐射和温度影响比较明显.(2)无论白天还是夜间,近地层O3都是向下运动的.Vd日变化规律表现为夜间小而平稳、上午快速上升、中午前后大而平稳以及下午快速下降的过程.白天和夜间的Vd平均值分别为0.29和0.09 cm s-1,最大值为0.81 cm s-1.白天Vd的大小受作物生长期的影响,而Vd的日变化受太阳辐射和相对湿度的影响最为明显.(3)O3通量的日变化受O3浓度和Vd的共同影响,白天和夜间的平均O3通量(Fo)分别为-317.7和-70.2 ng m-2 s-1.Fo与CO2通量(Fc)和潜热通量(LE)的相关关系比较显著,通过比较白天和晚上Vd的差别,可以判断白天的气孔吸收是玉米地上大气O3主要的汇.     

干旱半干旱地区草地碳循环关键过程对降雨变化的响应

未来全球气候变化背景下,全球或局部地区的降雨量及降雨时间分布将发生一定的变化.草地生态系统在全球碳收支中作用显著,对气候变化的反馈起着重要的作用.但由于草地多处于干旱半干旱地区,受到水分条件的限制,对降雨变化响应敏感,其碳源汇功能表现出很大的不确定性.为了更好地预测未来全球气候变化背景下草地的碳源汇功能及其对气候变化的进一步反馈,有必要深入研究决定草地碳源汇功能的两大碳循环关键过程--净初级生产力和土壤呼吸对降雨变化的响应特征及机制.本文对国内外有关草地生产力和土壤呼吸如何对降雨量、降雨强度、降雨频率和间隔时间进行响应的相关研究成果进行了综述,在此基础上指出了目前研究存在的不足,并对未来相关的重点研究方向进行了探讨和展望.     

全球变化对草地土壤微生物群落多样性的影响研究进展

全球变化对人类生存环境的影响已成为当前全世界共同关注的焦点。草地分布十分广泛, 且大多位于生态脆弱带, 对全球变化响应十分敏感。当前, 有关全球变化对草地生态系统影响的研究主要集中于地上植被部分, 对于生态系统物质循环关键参与者和草地碳源汇的重要调节者--土壤微生物的研究相对较少。本文综述了全球变化因子, 包括CO₂浓度、气温、降水及氮沉降等因素及其交互作用对草地土壤微生物群落多样性影响的相关研究进展, 并在此基础上对当前研究中的一些不足之处进行剖析, 对未来研究需关注的问题和研究方向进行了讨论和展望。     

草地生态系统碳循环研究评述

本文就目前草地生态系统碳循环研究的主要问题进行了综述,重点阐述了四个方面的内容：1、草地生态系统碳贮量,包括植被及土壤碳贮量,草地NPP及生物量的分布特征和测定;2、草地土壤呼吸,认为其是草地碳循环中最主要的环节,是目前研究的重点;3、气候及人类活动（开垦和放牧等）对草地生态系统碳循环的影响;4、二氧化碳增加对草地碳循环的可能影响,并对研究工作中的难点做了简要评述。     

土壤氧化亚氮产生、排放及其影响因素

全球变化对人类生存环境的变化有着十分重要的影响,ＣＯ２、ＣＨ４、Ｎ２Ｏ等气体排放量的增加是目前全球气候变化的主要诱因之一。因此,对于温室气体的研究一直以来都是全球气候变化研究的热点,其中,Ｎ２Ｏ又其其增温潜势力大,滞留大气时间长、破坏臭氧层等特点受到格外的关注,对于Ｎ２Ｏ等温室源与汇,产生机制、影响因素以及相应减排措施的研究具有十分重要的现实意义,本文拟就目前国内外土壤Ｎ２Ｏ排放的相关研究作一概述