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相似文献
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1.
陈静  李玉霖  崔夺  毛伟  赵学勇 《中国沙漠》2014,34(3):696-703
氮素和水分是半干旱沙地生态系统植物生长主要的影响因素,氮沉降和降水量与降水格局的变化可能会对植物生长产生深刻影响,进而影响沙地生态系统功能。本文通过科尔沁沙地草地连续2年增加水分(夏季增雨,冬季增雪)、添加氮素和同时添加氮素和水分的田间试验,分析了不同处理对4种优势草本植物种(尖头叶藜Chenopodium acuminatum 、白草Pennisetum centrasiaticum 、糙隐子草Cleistogenes squarrosa 和狗尾草Setaria viridi )地上生物量积累和分配的影响。结果表明:单纯添加氮素或水分对当地4种优势植物平均地上总生物量、各构件平均生物量及繁殖体和茎平均生物量分配无显著影响。夏季增雨×氮素添加使4种植物平均地上总生物量及各构件平均生物量在2010年显著增加,冬季增雪×氮素添加使叶生物量分配在2010年显著增加;但是在2012年各处理对生物量的分配影响不显著。这说明夏季增雨×氮素添加能够解除氮素对水分的限制作用,使植物将所获得的有限资源供于叶片生物量的积累和分配。但是添加氮素与水分影响的生物量分配变化程度因物种而异,对尖头叶藜、白草、糙隐子草的影响不明显,对狗尾草的影响显著。  相似文献   

2.
利用SCJ-302型降水降尘自动采样器在植物生长季对黄河三角洲滨海湿地的大气氮沉降进行监测,对沉降物中水溶性离子、干、湿沉降氮输入量、铵态氮和硝态氮在总沉降量中的贡献率及月变化动态等分析表明:黄河三角洲植物生长季,大气干、湿沉降中SO42-和NO3-占阴离子总量的92%以上,和Na+和Ca2+占阳离子总量的80%以上,总N沉降量约为2 264.24 mg/m2,且69%集中在降雨量较丰沛的6-8月。其中干沉降氮贡献率约为32.02%,主要集中在春季。N的湿沉降量与降雨量呈显著正线性相关(R2=0.82),在降雨量丰沛的8月,达到最大值675.64 mg/m2。该地区大气干沉降的氮素形态以硝态氮为主,约占氮素输入量的57.21%,湿沉降中以铵态氮为主,约占氮素输入量的56.51%。植物生长季中,大气沉降中的硝态氮与铵态氮含量对表层10 cm土壤的月平均贡献率分别为约31.38%和20.50%,可见大气氮沉降是黄河三角洲滨海区域土壤主要氮素来源之一。  相似文献   

3.
挥发性苯在环境中的长期暴露具有致癌和致其他疾病的风险,严重威胁着人的身体健康。分别于植物生长季(2004年7月)和非生长季(2005年1月),在苏北海岸带盐沼,采用静态箱技术,沿环境梯度原位测定苯通量。结果表明,研究区大气中挥发性苯的浓度明显高于国家规定的最大允许浓度,在海—陆变化梯度上,大气挥发性苯浓度变化呈现V字形空间变化趋势;研究区大气中挥发性苯可能源于沿海工业和汽车排放以及外海海水溶解挥发性苯的横向输送。盐沼生态系统对大气中外源挥发性苯的自然移除特征主要表现在:1海岸带盐沼植物和土壤是大气中挥发性苯的重要汇,而且对其上生长的植物具有显著的物种依赖性;植物对外源输入的挥发性苯的自然吸收通量可能与其生物量、叶面蜡质含量和气孔丰度有关,而土壤的自然移除能力可能取决于土壤温度、孔隙度、有机质含量、全氮含量以及可溶性盐总量;2海岸带盐沼对于外源输入的挥发性苯的自然吸收通量具有显著的季节和空间变化,这种变化源于植物及其根际环境对挥发性苯的自然吸收能力和对生态因子响应敏感性程度的差异性;3互花米草(Spartina alterniflora)的入侵并没有增加海岸带盐沼对挥发性苯气体的自然吸收通量。  相似文献   

4.
以黄土高原典型草原为对象,采用静态箱-红外分析仪联用法进行野外原位试验,研究氮添加对生态系统CO2通量的影响。设置6个氮添加水平,分别为N0(0)、N1(1.15 g·m-2·a-1)、N2(2.3 g·m-2·a-1)、N3(4.6 g·m-2·a-1)、N4(9.2 g·m-2·a-1)和N5(13.8 g·m-2·a-1),氮素类型为尿素((NH22CO)。结果表明:氮添加处理没有改变生态系统碳交换的季节动态趋势,但是增加了生态系统净碳交换能力(NEE)、生态系统呼吸(ER)和总生态系统生产力(GEP)的峰值。N2、N3、N4、N5处理的NEE生长季绝对累积量分别比对照增加62%、45%、72%和48%;ER累积量分别增加66%、69%、78%、70%;GEP累积量分别增加65%、66%、77%、68%。氮添加处理增强了黄土高原典型草原植物生长季的碳汇功能。0~10 cm层土壤温度和湿度是影响黄土高原典型草原生态系统净碳交换的重要因素。  相似文献   

5.
土壤水热条件对祁连山荒漠草原土壤CO2通量的影响   总被引:6,自引:1,他引:6  
采用美国Li-COR公司生产的LI-6400-09土壤呼吸室和LI-6400便携式光合作用测量系统,在2004年生长季节对祁连山荒漠草原土壤CO2通量与温度和土壤水分的关系进行了连续观测研究。结果显示,基于室内试验数据,土壤CO2通量与土壤温度及土壤含水量的关系都可以用曲线方程很好地模拟。通过野外对祁连山荒漠草原土壤CO2通量、土壤温度、土壤含水量和降水等因子的观测发现,生长季节土壤CO2通量的日平均值介于1.94~9.32μmol.m-2.s-1。土壤CO2通量7~8月份达到最大值,5月与9月份次之,整个生长过程总的变化趋势呈单峰曲线形式。在5~11月份7个月的时间里,祁连山荒漠草原CO2释放量大约为1.01×108μmol.m-2。此外,加水试验也表明在干旱季节土壤水分对土壤CO2通量整体变化的重要性。  相似文献   

6.
氧化亚氮(N_2O)是三大温室气体之一,氮沉降显著提高土壤氮素供给水平,可能会大幅增加草地生态系统N_2O排放速率。北方草地是我国重要的生态安全屏障和畜牧业基地,但目前有关氮沉降对我国北方草地生态系统N_2O排放速率的影响强度及主要调控因素尚不清楚。本研究采用Meta方法,通过对中国北方草地已开展的32个实验结果进行综合分析。结果发现:模拟氮沉降对中国草地生态系统N_2O排放的平均效应值为0.82±0.11 (95%置信区间0.61~1.02),氮沉降极显著地增加了我国草地N_2O排放速率(P0.001)。不同氮素类型对平均效应值存在显著性影响,顺序依次为硫酸铵、尿素、硝酸钠、硝酸铵、家畜尿液。施用氮素剂量、土壤有机碳含量、气温和海拔对平均效应值均具有显著性影响,氮素剂量和土壤有机质含量可以解释效应值变异的47.31%和45.27%。氮沉降的平均效应值与氮素剂量和气温之间存在极显著正相关关系,而与土壤有机碳和海拔间存在极显著负相关关系。通过对退化草地的恢复治理、提高土壤有机碳含量可大幅降低氮沉降对我国草地生态系统N_2O排放的激发效应。  相似文献   

7.
介绍了湿地生态系统及其氮沉降和水位下降的概况,综述了全球变化背景下的氮沉降和水位下降对湿地生态系统的具体影响。氮沉降能够在一定范围内提高生产力,具体表现在植物的地上生物量、净初级生产力、植株高度等方面,氮沉降还影响植被组成,使苔藓类植物向维管植物过渡;氮沉降通过两种方式促进微生物分解,一是解除微生物代谢的限制因素,二是改变微生物分解底物的质量;此外,氮沉降还影响温室气体(甲烷、二氧化碳、氧化亚氮)的通量。水位下降后,植被的光合速率降低,生长降低,促进微生物的分解,使温室气体二氧化碳、氧化亚氮的通量增加,使甲烷通量降低。  相似文献   

8.
陆地生态系统氮状态对碳循环的限制作用研究进展   总被引:34,自引:1,他引:33  
陆地生态系统碳循环和氮循环密切相关, 碳贮量与碳通量在很大程度上受氮循环的影响 和限制。由于氮循环的复杂性, 在以往的大多数碳循环研究中, 更多考虑水分、温度和大气CO2 浓 度等因子的影响, 考虑碳氮相互作用的研究较少。氮素可限制植物光合、有机质分解、同化产物的 分配以及生态系统对大气CO2 浓度升高的响应。根据目前有关碳氮模型的发展状况可将碳氮耦 合循环模型分为三大类: 一是静态模型, 它的土壤养分水平或者叶氮含量不变, 是常数, 这类模型 适合于在站点或氮素浓度变化不大的区域应用; 二是土壤氮限制模型, 能够保持稳定的生态系统 氮收支, 在NPP(Net Primary Productivity, 净初级生产力)的模拟中考虑土壤氮有效性的动态变化 的影响, 使模拟结果更为合理; 三是叶氮限制模型, 在NPP 的模拟中考虑叶片氮浓度的动态变化 的影响。这三类模型虽然都考虑了氮对碳循环的限制作用, 但在氮碳循环机理方面尚有不少欠 缺, 所以在研究中可能会带来很大的不确定性。在以后的研究中, 应通过加强碳氮相互作用的实 验研究, 增进对碳氮过程的深入了解, 进而建立综合动态的碳氮耦合模型, 以减少目前碳循环研 究中的不确定性。  相似文献   

9.
高寒草甸是广布于青藏高原的主要植被类型,它是青藏高原大气与地面之间生物地球化学循环的重要构成部分,在区域碳平衡中起着极为重要的作用。基于对青藏高原主要高寒草甸生态系统类型CO2通量研究方面的综述,系统分析了高寒草甸生态系统CO2通量日、季、年等不同时间尺度的变化特征以及温度、光合有效辐射、降水等主要环境因子对高寒草甸生态系统CO2通量的影响;同时,结合其他地区草地生态系统,就青藏高原三种典型高寒草甸生态系统类型源汇效应和Q10值进行了比较;最后,结合青藏高原高寒草甸生态系统CO2通量研究的现实与需要,提出了当前存在一些不确定性和有待深入研究的问题。  相似文献   

10.
为了解大气氮沉降对荒漠草原植物物种多样性和生产力的影响,在黄土高原荒漠草原区进行了氮素添加试验,研究了氮素添加量对草本植物物种多样性和植物生产力的短期影响.结果表明:随氮素添加量的增加,群落Margalef物种丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数显著减小,中,高水平氮素添加处理下,群落Margalef物种丰富度指数和Shannon-Wiener 多样性指数分别比对照下降了39.14%、47.07% 和25.57%、31.52%.随氮素添加量的增加,主要优势植物种相对重要值增大;处于弱势的伴生植物种在氮素添加后从群落中消失.氮素添加后,群落生产力显著提高,尤其是低水平氮添加时生产力增加量最大.氮素增加在短期内即可以提高黄土高原荒漠草原草本植物群落生产力,促进优势种群的生长,抑制不占主要地位的伴生种的生长,改变物种组成并降低物种多样性.  相似文献   

11.
CO2 emissions to the atmosphere were studied in a fertilized sandy agricultural soil with and without a catch crop sown into the main crop. The catch crop was grown primarily with the purpose to decrease N-leaching but this study also wanted to find out if the catch crop could have an effect in a climate change perspective. Plots with catch crop showed decreased CO2 emissions from the soil. Since previous results have shown that catch crops effectively decrease N-leaching we recommend growing catch crops as an effective measure for helping both the climate and the eutrophication issue. Seasonal variations in CO2 emissions were pronounced with maximum emissions from the fertilized agricultural soil in June and from an adjacent unmanaged grassland in August. From the plot with catch crop emissions decreased in July and August but somewhat increased later in the autumn. Fertilized agricultural soil showed a within-soil CO2 sink after harvest, i.e. within-soil CO2 uptake. Availability of NH4+ or NO3- in the soil seems to influence the within-soil CO2 sink, with NH4+ enforcing the sink while the same amount of NO3- instead increased CO2 emissions.  相似文献   

12.
乌鲁木齐冬季大气细颗粒物水溶性离子特征及来源   总被引:2,自引:0,他引:2  
为了探讨乌鲁木齐冬季大气细颗粒物的污染水平及其水溶性离子的特征,于2013年1-3月采集大气PM2.5样品,并利用离子色谱仪分析其中的水溶性离子,采用硫转化率、离子相关性分析及后向轨迹模型对其可能来源进行了讨论。结果表明:观测期间采样点PM2.5平均质量浓度为170.13±51.39 μg·m-3,水溶性离子总浓度平均值为53.47±23.76 μg·m-3,其中3种二次离子(SO42-、NO3-和NH4+)是水溶性离子的主要组分;不同天气类型下PM2.5和离子浓度差异较大,雾、霾天气二次离子浓度占总浓度的81.99%和86.24%,硫转化率均大于0.1;春节期间由于燃放大量的烟花爆竹,使得PM2.5可溶性离子K+和Cl-浓度急剧上升;NH4+与SO42-、NO3-相关系数分别为0.975和0.748,(NH4)2SO4、NH4HSO4和NH4NO3是细颗粒物水溶性组分的可能结合方式,Cl-和K+的相关性显著,说明两者具有同源性;固定排放源仍然是乌鲁木齐大气污染物的主要来源,局地大气输送会使大气污染加重。  相似文献   

13.
Understanding how nitrogen (N) availability interacts with soil acidity and phosphorus (P) availability to affect soil-atmosphere exchanges in CO2, CH4 and N2O in forest ecosystems is important for understanding the mechanisms driving ecosystem responses to enhanced N deposition. Here, we conducted an experiment with N, P and acid (H) addition in a mixed forest in subtropical China to investigate how acid and P addition affects CO2, CH4 and N2O exchange under N addition. Our results showed that soil NH4+-N and NO3--N increased after N addition, but CO2 emissions in N addition plots remained unaffected. CH4 uptake in N-, P-, NP-, NH- and NPH-addition plots were reduced by 21.1%, 15.7%, 39.1%, 26.6%, and 28.4%, respectively. CH4 uptake in NP-addition plots were lower compared to N-addition and P-addition plots, indicating that N and P addition had an additive effect on inhibiting CH4 uptake. N2O emission in N-, NP-, NH- and NPH-addition plots increased by 158.6%, 176.0%, 117.2%, and 91.8%, respectively. N2O emissions in NPH-addition plots were lower compared to NP-addition plots while showed no difference between N-addition and NH-addition plots. This suggests that only under P rich conditions, acid addition would greatly mitigate N2O emissions under N addition. Our results demonstrate that for N and P co-limited forest ecosystems with acidic soils, low P availability constrains the inhibition of soil CH4 uptake by N deposition. When P availability is low, a weak soil acidation induced by N deposition may have less influence on the stimulation of N2O emissions by N deposition.  相似文献   

14.
宋玲玲  李宗杰  田青 《中国沙漠》2016,36(6):1679-1688
对2013年4月至2014年7月甘肃省武威市降水事件中常量离子进行测定,运用相关分析、富集因子分析、因子分析和HYSPLIT后向轨迹分析对常量离子的化学特征进行分析。结果表明:武威市降水pH值的变化范围为6.69~8.84,加权平均降水pH值为7.56;降水电导率的分布范围为33.9~1 011 μS·cm-1,加权平均降水电导率为191.07 μS·cm-1;降水中离子浓度SO42- > Ca2+ > NO3- > Na+ > Cl- > K+ > Mg2+ > NH4+ > F-。SO42-、Ca2+、NO3-、Cl-和Na+浓度占总离子浓度的92.14%;阴阳离子浓度随季节变化均表现出显著的波动,Na+、Ca2+、NH4+均在春季出现最大值,K+、Mg2+、F-、Cl-、NO3-和SO42-均在冬季出现最大值。人类活动产生的污染对武威市降水离子浓度有很大影响,特别是工农业生产以及人类活动排放SO2、NOx以及氯化物等污染物。据水汽通量、流线分布和后向轨迹将武威市的降水划分为西风源降水和混合源降水(受季风和西风共同影响)。  相似文献   

15.
应用PCR-DGGE技术研究了连续2年氮素、水分添加处理对贝加尔针茅草原土壤氨氧化细菌(AOB)16S r RNA基因和古菌(AOA)amo A基因遗传多样性的影响。结果表明,土壤硝化势在水分添加低氮(N30)和非水分添加高氮(N300)处理下较对照显著升高(P0.05),在水分添加高氮(N200、N300)处理下较对照急剧下降(P0.05)。不同处理下氨氧化细菌的群落结构变化较氨氧化古菌敏感,氮素添加显著改变了氨氧化微生物的群落结构,在高氮素处理下,氨氧化细菌的多样性指数有下降的趋势,而古菌的多样性则有升高的趋势,表明氨氧化古菌在高氮素下生长比较活跃。发育树分析的结果表明,非水分添加处理下,氨氧化细菌的群落由亚硝化螺菌属的Cluster 1、Cluster 3和Cluster 4组成,水分添加处理下由亚硝化螺菌属Cluster 3、Cluster 4和亚硝化单胞菌属的Cluster 6组成,而氨氧化古菌群落在水分添加处理下主要由泉古菌门的Cluster 1、Cluster 2和water lineage组成,在非水分添加处理下主要由泉古菌门的Cluster 1、Cluster 2和Cluster 5组成,两种水分输入机制下,氨氧化微生物群落的不同组成说明,水分在调节氨氧化微生物群落结构方面有重要作用。此外,氨氧化细菌群落多样性与全氮,NH4+和NO3-的含量呈显著负相关,而古菌群落与其呈显著正相关,说明氨氧化细菌与古菌对氮素和水分添加有不同的且互补的反应机制。  相似文献   

16.
耿元波  罗光强 《地理学报》2010,65(9):1058-1068
利用静态暗箱-气相色谱法在植物生长旺季测算了内蒙古锡林河流域羊草草原的土壤微生物呼吸、土壤呼吸和生态系统呼吸。地温和水分是植物生长旺季呼吸最重要的影响因素。地温在水分条件适宜的情况下可以解释CO2通量的部分变化(R2 = 0.376~0.655)。土壤水分含量也可以解释土壤呼吸和生态系统呼吸的部分变化(R2 = 0.314~0.583),但基本不能解释土壤微生物呼吸的变化(R2 = 0.063)。即使在较高温度下,较低的土壤水分含量(≤ 5%) 也会显著的抑制CO2排放。长期干旱后降雨使CO2通量在高温下迅速增大。基于5 cm地温和0~10 cm土壤水分含量的双变量模型可以解释CO2通量约70%的变化。观测期间,土壤呼吸占生态系统呼吸的比例介于47.3%~72.4%之间,平均为59.4%;根呼吸占土壤呼吸的比例介于11.7%~51.7%之间,平均为20.5%。由于植物体去除引起的土壤水分含量上升可能使我们对土壤呼吸占生态系统呼吸比例的估计略微偏高,根呼吸占土壤呼吸的比例略微偏低。  相似文献   

17.
区域地下水水质是水质评价的重要内容,也是合理制定地下水开发利用及保护治理方案的基本前提。以科尔沁沙地奈曼地区地下水水质为研究对象,选取2005-2014年地下水水质监测数据,分析地下水水质时空变化特征。结果表明:近10年来奈曼地区地下水水质各指标均值均低于地下水Ⅱ类标准,pH值、NO3-含量、化学需氧量(CODcr)在局部地区出现超标现象,但水质总体较好;该地区地下水矿化度(TDS)与Ca2+、Mg2+、Na+、HCO3-、SO42+浓度及CODcr具有明显的正相关关系,即随着Ca2+、Mg2+、Na+、HCO3-、SO42+、CODcr浓度的增加,TDS也会增加;各主要指标浓度随时间呈下降趋势,SO42+、Na+、HCO3-浓度及TDS较稳定,而Ca2+、Mg2+、Cl-、PO43-浓度及CODcr随时间变化较为明显;Ca2+、Mg2+ 、HCO3-、SO42+浓度及TDS农田非灌溉井> 农田灌溉井> 沙地水位井,Na+、CODcr浓度沙地水位井> 农田非灌溉井> 农田灌溉井,NO3-浓度沙地水位井> 农田灌溉井> 农田非灌溉井;该地区地下水水质变化主要与碳酸盐岩溶解、农药化肥的使用、工业及生活污水排放有关。  相似文献   

18.
A laboratory incubation experiment was established to examine the impacts of nitrate and ammonium nitrogen additions on soil microbial attributes of a subtropical Pinus elliottii forest ecosystem in southern China. Soils were subjected to three different treatments: the control with no nitrogen addition (CK), the ammonium nitrogen addition (NH4+-N), and the nitrate nitrogen addition (NO3--N). Samples from bulk and two different size fractions (macroaggregate (>250 μm) and microaggregate (53-250 μm)) were analyzed for soil properties, enzyme activities and microbial communities on day 7 and 15 of the incubation. Our study demonstrated that NH4+-N had a greater influence on soil microbial activities than NO3--N. NH4+-N additions resulted in significant increases in β-1,4-glucosidase (βG) and β-1,4-N-acetyl glucosaminidase (NAG) enzyme activities in bulk, macroaggregate and microaggregate soils after 7 and 15 days incubation. NO3--N additions only significantly increased in βG and NAG enzyme activities in bulk, macroaggregate soils after 7 and 15 days incubation, but not in microaggregate. All NH4+-N and NO3--N additions resulted in significant increases in gram-positive bacterial PLFAs in microaggregates. Only a significant correlation between soil nutrient contents and enzyme activities in macroaggregates was founded, which suggests that the soil aggregation structure played an important role in the determining enzyme activities.  相似文献   

19.
基于随机森林模型的干旱绿洲区张掖盆地地下水水质评价   总被引:1,自引:1,他引:0  
为合理准确评价地下水水质,建立了基于随机森林(RF)模型的地下水水质评价模型,并根据张掖盆地81个地下水采样点的pH值、Cl-、SO42-、NO3-、Na+、NH4+含量及总硬度的监测数据,对研究区的地下水水质进行了综合评价。结果表明:盆地地下水水质主要为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类水,其中甘州区地下水埋藏较深,水体不容易受到来自地面的污染,水质较好,大多数地方为Ⅱ类水;临泽县和高台县地下水埋藏较浅,水质较差,大多数地方为Ⅲ类水,尤其高台县的水位最浅,再加上地处河段下游,污染更为严重,部分地区达到Ⅳ类。根据指标的重要性度量发现影响研究区域地下水水质的主要因子是NO3-含量;其次是NH4+、SO42-、Na+、Cl-含量及总硬度、pH值。为验证模型的有效性,将地下水水质评价结果与基于支持向量机(SVM)和人工神经网络(ANN)的地下水水质综合评价模型模拟结果进行对比,3个模型均能很好地评价研究区地下水水质,但RF模型的评价结果更为准确。  相似文献   

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