硝酸盐氮氧稳定同位素分馏过程记录的海洋氮循环研究进展

海洋生态系统中的氮素生物地球化学循环主要是由微生物的代谢过程来驱动的,包括氮固定、氮同化、硝化以及反硝化和厌氧氨氧化过程,这些过程都伴随着不同程度的氮氧同位素的分馏,直接影响着海洋硝酸盐中的氮氧稳定同位素组成.因此,通过检测海洋硝酸盐中的氮氧稳定同位素信号,就可以捕捉到海洋中发生的具体氮素循环过程.细菌反硝化法是这一研究最有力的手段,通过细菌的作用把硝酸盐中记录的氮氧稳定同位素信号转化到N2O中,再通过痕量N2O的同位素质谱测定和分析,准确地反映海洋中发生的氮素转化过程.硝酸盐氮氧稳定同位素分馏过程为深入理解海洋氮循环提供了一个重要的工具,有力推动了海洋氮素生物地球化学的研究,在近10年来取得了重要进展.     

西苕溪流域不同土地类型下氮元素输移过程

以西苕溪流域为研究对象,选择最有代表性的5种土地类型,模拟天然大暴雨,通过3次重复实验研究不同形态氮素随暴雨径流及径流沉积物的迁移过程,估算氮素在流域内不同土地利用/土地覆被条件下的损失率。研究结果表明,在相同的降雨条件下,氮素的流失速率和流失量随土地利用/土地覆被类型的不同表现出明显差异,地表径流水相总氮的流失量桑林最大,水田最小。水相不同形态的氮素流失量亦有所不同,悬浮颗粒态氮占地表径流水相总氮的70 %~90 %,水相溶解态氮的流失量以松林为最高,竹林、桑林和水田接近而且较低,不同类型的水相溶解态氮也随土地利用类型的不同表现出各自的特征。各土地类型单位面积、表层10 cm土壤氮素流失高达4.66~9.40 g·m-2,其中随径流沉积物相迁移的氮素占绝大部分(90 % 以上)。估算出的各土地利用类型总氮流失速率,地表径流水相为2.68~14.48 mg·m-2·min-1,径流沉积物相高达100.01~172.67 mg·m-2·min-1。     

环溪河流域土壤氮素含量及影响因素分析

根据67个随机格网样点和分层抽样样点的耕层土壤氮素含量，在ArcGIS9．0平台上运用地统计学等方法研究了环溪河流域土壤氮素含量及其影响因素。结果表明，环溪河流域土壤全氮和碱解氮的平均含量分别为0．60g／kg和53．31mg／kg。研究区土壤全氮含量总体上呈条带状和团块状分布，其低值中心区（〈0．5g／kg）位于团结村不规则三角形区域，并以此为中心向四周增加；高值中心区（〉0．8g／kg）主要位于走马村椭圆状区域。区内土壤碱解氮其高值区（〉75mg／kg）主要分布在深弯村以西，低值区（〈33mg／kg）主要分布于窝窝店村和杨柳村一带。影响区内土壤氮素含量空间分布的因素主要是成土母质、土壤质地、土地利用方式、地貌和坡度。     

湖泊氮素生物地球化学循环及微生物的作用

氮素是影响湖泊富营养化的关键元素之一,对湖泊中氮素生物地球化学循环整个过程进行全面的了解,有利于对湖泊富营养化进行控制和治理.本文综述了湖泊生态系统(特别是富营养化湖泊)中氮素的输入、输出及其在沉积物-水界面的迁移转化规律,着重分析和比较了藻型湖泊和草型湖泊的不同食物链中的氮素营养循环过程,重点讨论了微生物参与的硝化作用、反硝化作用、生物固氮和厌氧氨氧化等过程的最新研究进展,并对氮循环相关的研究方法和技术进行了小结.最后指出当前国内外研究中亟待解决的问题,并对湖泊氮循环今后的研究方向提出了建议.     

氮素营养胁迫与作物生长模拟

近二十年来,作物生长动力模拟研究取得了很大进展。利用模拟模式来评价土壤、作物品种、栽培管理措施以及模拟预测的气候变化对农业的影响是一种非常可行的方法与途径。氮素营养胁迫影响是作物生长模拟中的重要环节,具有重大的实际意义和潜在的应用价值。此文总结回顾了国内外这方面的研究进展和最新动态及成果,对土壤中氮素各种转化过程、植株氮素吸收与传输以及氮胁迫参数化等方面的模拟进行了综合描述;并初步探讨了我国氮素营养胁迫与作物生长模拟研究联接的可能框架思路。     

冬小麦冠层氮素的垂直分布及光谱响应

考察了田间条件下冬小麦主要生育阶段冠层氮素、叶绿素的垂直分布及其光谱响应。不同叶层的叶片含氮量按上 (冠层顶部向下至 1 / 3株高处 )、中、下层的顺序呈明显下降的梯度 ,全生育期不同土壤施氮处理平均 ,上、中层间相差 1 3 3% ,中、下层间相差 2 9 5 %。在生育前期 ,各层叶片的含氮量随土壤供氮水平增高而增加 ,但不同叶层间氮素的梯度相对稳定。到生育中后期 ,中、下层叶片间氮素含量梯度增大 ,且随土壤供氮水平增高而加剧 ,最大时可相差 4 5 3% ;冠层内叶绿素 (a b)含量的垂直分布规律与氮素含量的垂直分布相类似 ,但对土壤供氮水平的反应上表现出与氮素不尽一致的趋势。不同叶层的光谱特征表现为 ,在土壤低氮水平下 ,不同叶层间在红光波段、短波红外波段 (1 4 0 0nm— 1 80 0nm及 1 95 0nm— 2 30 0nm)的反射率差异显著 ,下部叶层的反射率显著高于上、中叶层 ,但在土壤高氮水平下 ,上述差异消失 ;在近红外平台处 ,不同叶层间反射率按上、中、下顺序降低 ,梯度分布特征明显。利用近红外波段的冠层反射光谱能够很好地反演中下层叶片的叶绿素含量     

高寒草甸氮素循环研究进展

高寒草甸氮素循环过程中的物理过程、化学过程和生物过程与土壤、植物的发生、发育紧密联系，因此对物理、化学、生物三个不同过程高寒草甸氮素循环的研究现状进行了分析。     

基于NDVI和氮素积累的冬小麦籽粒蛋白质含量预测模型

蛋白质含量是小麦重要的品质指标,快速、大面积获取其变化动态信息,对于品种种植区划研究和食品品质加工非常重要.通过设置不同年份、不同区域的小麦种植试验,综合分析TM遥感影像的植被指数和小麦长势信息之间的关系,结合小麦灌浆期间气候环境条件对籽粒品质形成的影响特点,建立基于NDVI和籽粒氮素积累生理生态过程的籽粒蛋白质含量预测模型.利用不同的试验数据对模型的可靠性进行了检验,模型的预测值与测量值较为一致,均方根差(RMSE)小于0.47%-0.59%.模型预测性能较好,且具有一定的解释性和机理性,可以适用于不同年度、不同区域间对小麦籽粒蛋白质含量的监测预报.基于空间遥感信息和籽粒氮素积累的生理生态过程,建立了较为简化的小麦籽粒蛋白质含量的预测模型,模型的研究不仅为实时预测不同生态条件下小麦籽粒蛋白质含量的动态变化奠定了基础,而且是对国内外现有小麦品质模型的发展和完善.     

乌梁素海氮污染及其空间分布格局

针对草型富营养化湖泊乌梁素海富营养化日趋严重和湿地面积逐渐萎缩的现实,本文系统地研究了TN、NH4+-N、NO3--N和Org-N在上覆水与沉积物中的分布规律。结果表明,上覆水中TN含量平均为1.78mg/L,且无机氮污染以NH4+-N为主,占无机氮总量的69%以上;表层沉积物中氮素的水平分布格局均体现出西高东低的经向分异特征并主要以Org-N的形式存在;表层沉积物中TN对底栖生物已经具有一定的生态毒性效应并正由最低级向严重级过渡;氮素在乌梁素海沉积剖面上均表现出随深度增加而含量递减的规律,表层0¹0cm的TN平均含量达到1.28g/kg,分别为10²2cm和22⁴0cm的1.6和1.9倍,揭示了乌梁素海富营养化进程加速始于20世纪90年代。