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Applicability of an eddy covariance system based on a close-path quantum cascade laser spectrometer for measuring nitrous oxide fluxes from subtropical vegetable fields 
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下载免费PDF全文 《大气和海洋科学快报》2016,(5)
亚热带蔬菜地是氧化亚氮(N_2O)的重要排放源,本研究首次采用基于闭路量子级联激光吸收光谱仪的涡动相关(QCLAS-EC)法观测亚热带蔬菜地秋冬季非施肥阶段的N_2O排放通量,以评估QCLAS-EC法测量亚热带蔬菜地N_2O通量的适用性。结果表明,QCLAS-EC观测系统在野外条件下能长期稳定运行,可观测到N_2O排放的季节变化趋势,其检测限为18.5μg N m~(-2) h~(-1)(95%置信水平),试验期间获得的97.5%的N_2O通量大于此检测限,表明QCLAS-EC观测系统可有效并准确测量亚热带蔬菜地的N_2O排放通量,仪器本身的灵敏度不是通量检测的限制因素。 相似文献
2.
提出了能够原位测定农田土壤-植物体系NH3排放的准动态箱法,并开展了一系列实验对其进行评估。该方法的回收率为89.0%±4.9%,与风洞法一致;对农田裸地施肥后的NH3挥发测定结果与有限流通密闭室法具有显著一致性(r<0.05);休闲裸地1日内的NH3挥发与气温呈显著指数相关(r<0.05)。根据NH3挥发的日变化和逐日动态规律,准动态箱法测定农田日NH3挥发的最佳时间为9时(北京时间,下同)左右或16时左右,对单次施肥引起的NH3挥发最佳观测周期为施肥后1～2星期。且实验表明,山西冬小麦拔节期追施(撒施)尿素后,采用准动态箱法测定的NH3挥发N损失率为3%～5%。 相似文献
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太湖地区冬小麦田与蔬菜地N2O排放对比观测研究 总被引：10，自引：0，他引：10
2003年11月8日至2004年6月5日对太湖地区相邻的蔬菜地和稻麦轮作生态系统的冬小麦田,在当季不施肥情况下的N2O排放进行了田间同步对比观测,分析了N2O排放时间变化以及土壤湿度、土壤温度、土壤速效氮含量和农业管理措施对N2O排放的影响。研究结果表明,小麦播种前的耕翻(表层大约7cm土壤旋耕)处理不会明显改变稻麦轮作农田整个旱地阶段的N2O排放总量,但却使小麦生长季初期的N2O排放明显减弱69%(p<0.01,p为相关概率),使小麦生长季后期的N2O排放明显偏高2.6倍(p<0.05),而对其余时间段的N2O排放作用不明显。与长期实行稻麦轮作的旱地阶段农田相比,由稻田改种蔬菜20多年的蔬菜地,其整个观测期的N2O排放总量比免耕处理小麦田同期的排放高85%(p<0.05),比耕翻处理小麦田同期的排放高99%(p<0.01)。蔬菜地N2O排放偏高的原因是土壤速效氮,特别是铵态氮含量明显偏高(p<0.01)。 相似文献
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小麦秸秆还田量对晋南地区裸地土壤—大气间甲烷、二氧化碳、氧化亚氮和一氧化氮交换的影响 总被引：11，自引：0，他引：11
采用静态暗箱采样—气相色谱/化学发光分析相结合的方法,对晋南地区盐碱地不同小麦秸秆还田量裸地土壤夏、秋季(2008年6～10月)的甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)、氧化亚氮(N2O)和一氧化氮(NO)交换通量进行了原位观测。结果表明:观测期内,秸秆全还田(FS)、秸秆一半还田(HS)和秸秆不还田(NS)处理土壤—大气间CH4、CO2、N2O和NO平均交换通量分别为-0.8±2.7、-1.4±2.3、-6.5±1.8μg(C).m-2.h-1(CH4),267.1±23.1、212.0±17.8、188.5±13.6mg(C).m-2.h-1(CO2),20.7±3.0、16.3±2.3、14.7±1.7μg(N).m-2.h-1(N2O),3.9±0.5、3.4±0.5、3.0±0.4μg(N).m-2.h-1(NO)。交换通量表现出明显的季节变化趋势,灌溉、降雨和温度变化是影响该趋势的主要因素。相对于NS处理,FS和HS处理降低了累积CH4吸收量(66%和59%),增加了累积CO2(42%和12%)、N2O(41%和9%)和NO(30%和13%)排放量,因此,秸秆还田促进了农田土壤总的温室气体排放。计算得到FS和HS处理小麦秸秆的CO2、N2O、NO排放系数分别为73.4%±1.6%和43.3%±1.0%(CO2)、0.37%±0.01%和0.17%±0.00%(N2O)、0.06%±0.00%和0.05%±0.00%(NO),FS处理的排放系数显著高于HS处理,且均低于同一实验地种植玉米、施肥农田的小麦秸秆排放系数(N2O和NO排放系数分别为2.32%和0.42%)。可见,在采用排放因子方法估算还田秸秆CO2、N2O和NO排放量时,应考虑秸秆还田量、农作物种植和施肥因素的影响。 相似文献
5.
反硝化过程是维系闭合氮循环所必需的氮素形态转化环节。土壤反硝化过程速率及产物比的直接测定是研究氮循环过程机理的基础,但却是一个难题。为解决此难题,德国卡尔斯鲁厄技术研究所与中国科学院大气物理研究所最近合作新建了一套通过氦环境培养-气体同步直接测定土壤反硝化气体--氮气（N2）、氧化亚氮（N2O）、一氧化氮（NO）和二氧化碳（CO2）排放的系统和与之配套的三阶段培养方法。为检验该新建系统和配套方法测定土壤反硝化过程的准确性和可靠性,以华北地区广泛分布的盐碱地农田土壤（采自山西运城）为研究对象开展实验室培养试验,在初始可溶性有机碳（DOC）供应比较充足约300 mgC kg–1干土（d.s.）的条件下,测试了不同初始土壤硝态氮含量水平（10、100 mgN kg–1d.s.左右,分别表示为10N和100N）的反硝化气体和CO2排放过程。结果显示：100N的反硝化速率（定义为N2、N2O 和NO 排放速率之和）显著高于10N 处理（统计检验显著水平p＜0.01）;两个处理的反硝化产物均以N2为主（质量比分别占77%和75%）,产物的NO/N2O摩尔比分别为1.2和1.5,N2O/N2摩尔比均为0.19;土壤反硝化气体动态排放速率及相关指标的测定结果表明,培养土壤中消失的硝态氮被回收81%～87%,培养前后的氮平衡率达92%～95%。因此,该新建方法测定土壤反硝化速率和产物比的结果具有很好的可靠性,为定量研究土壤反硝化过程提供了有效的直接测定手段。研究中检测到的土壤反硝化产物NO/N2O摩尔比大于1,不同于以往用液体培养基纯培养反硝化细菌得出的NO/N2O摩尔比远小于1的结论。这意味着,不能用NO/N2O摩尔比小于1与否来推断土壤排放的N2O和NO是主要来源于反硝化作用还是硝化作用。 相似文献
6.
Effects of different long-term crop straw management practices on ammonia volatilization from subtropical calcareous agricultural soil 下载免费PDF全文
下载免费PDF全文 《大气和海洋科学快报》2020,(3)
长期秸秆还田或秸秆焚烧会显著影响土壤肥力及土壤氮素循环,但该措施对土壤氨挥发的影响仍尚不明确。本研究利用秸秆还田长期定位试验小区,研究了无秸秆配施(CK),配施100%或50%秸秆(SI1, SI2)和配施50%秸秆焚烧(SI2B)对土壤氨挥发的影响。结果表明:氨挥发在小麦季持续38天,而玉米季持续7–10天。秸秆还田显著影响混施基肥期的土壤氨挥发而非表施追肥期。与CK相比, SI1和SI2分别降低了35.1%和16.1%的年累积氨排放,可能因为秸秆的高C/N比及较高的微生物活性促进了无机氮的固定降低土壤NH4+的浓度。SI2B比SI2增加了29.9%的氨排放。因此,长期合理的秸秆还田可为石灰性旱地土壤氨挥发减排提供选择和依据。 相似文献
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大气CO2浓度升高和秸秆还田对稻麦轮作农田N2O排放的影响 总被引：3，自引：1，他引：2
随着大气CO2浓度的逐渐升高,CO2的施肥效应很可能对陆地生态系统的N2O地气交换过程产生一定的影响。在江苏北部的中国稻麦轮作FACE (Free-Air Carbon Dioxide Enrichment) 实验平台上,采用静态箱暗箱-色谱法,研究了一个稻麦轮作周期（2005年6月中旬至2006年6月中旬）3种小麦秸秆还田水平处理(全还田、半还田和不还田)和CO2浓度升高200 μmol·mol-1对稻麦轮作农田N2O排放的影响。结果表明,就当地传统农田管理方式下的砂性土壤稻麦轮作农田N2O排放而言,所采用的观测方法未能检测到显著的秸秆还田效应和大气CO2浓度升高效应。 相似文献
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采用漂浮通量箱法和扩散模型法同步地观测了模拟内陆水体在不同条件下的CH4和N2O的水-气交换通量,旨在比较两类方法取得结果的异同。结果显示:这两类方法所测得的绝大多数CH4排放通量都与水中溶解氧呈显著线性负相关(显著性系数P0.001)。同时N2O排放通量与表层水温及水中铵态氮、硝态氮、溶解碳和溶解氧的关系可用包含所有上述水环境因素的Arrhenius动力学方程来表达,这些因素可以共同解释86%~90%的N2O通量变化(P0.0001),且不同方法测定的N2O通量的表观活化能和对表层水温的敏感系数分别介于47~59 kJ mol-1和1.92~2.27之间;扩散模型法所获得的CH4和N2O通量分别是箱法测定值的13%~175%和15%~240%,差异程度因模型而异;不同模型取得通量间相差20%~1200%,平均相差2.3倍。上述结果表明:仅用一种模型方法来取得CH4或N2O排放通量易形成较大偏差;不同扩散模型法和箱法测定的通量在反映CH4和N2O排放的内在规律方面具有一致性,但它们对真实气体通量的测量是否都存在不同程度的系统误差,尚需进一步研究。 相似文献
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种植不同作物对农田N2O和CH4排放的影响及其驱动因子 总被引：3，自引：0，他引：3
以种植玉米(Zea mays)、大豆(Glycine max)和水稻(Oryza sativa)的农田生态系统为研究对象,于2003年6~10月系统观测了N2O和CH4的排放、土壤温度和湿度以及相关的生物学因子。玉米和水稻分别施化肥氮300 kg.hm-2,大豆未施氮肥。研究结果表明,作物类型对农田N2O和CH4排放具有显著的影响。土壤-玉米系统、土壤-大豆系统和土壤-水稻系统的N2O季节性平均排放通量分别为620.5±57.6、338.0±7.5和238.8±13.6μg.m-2.h-1(N2O)。种植作物促进了农田生态系统的N2O排放,玉米地土壤和裸地土壤的N2O平均排放通量分别为364.2±11.7和163.7±10.5μg.m-2.h-1(N2O)。土壤-玉米系统、土壤-水稻系统、玉米地土壤和裸地土壤N2O排放受土壤温度的影响,与土壤湿度无显著统计相关,但受土壤温度和水分的综合影响。土壤-大豆系统N2O排放随作物绿叶干重的增加而指数增加,与土壤温度和水分条件无统计相关,由大豆作物自身氮代谢所产生的N2O-N季节总量约为6.2 kg.hm-2(N)。土壤-水稻系统CH4平均排放通量为1.7±0.1 mg.m-2.h-1(CH4),烤田抑制了稻田CH4的排放。烤田前影响稻田CH4排放的主要因素是水稻生物量,烤田后的浅水灌溉及湿润灌溉阶段的CH4排放与土壤温度和水稻生物量无关。本研究未观测到旱作农田有吸收CH4的现象。 相似文献
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利用陶瓷头土壤溶液收集器采集2006年7月～2007年8月问长白山阔叶红松天然林不同深度(15cm和60 cm)土壤溶液,探讨应用气液萃取平衡-气相色谱法测定森林土壤溶液中溶解性气体N_2O和CO_2浓度的可行性,并利用此方法研究林地不同深度土壤溶液中两种气体含量特征及其影响机理.研究结果显示观测期内林地15 cm和60 cm深度土壤溶液中溶解性CO_2浓度的变化范围分别为5.26～10.71μg·mL~(-1)(C)和3.13～6.16 μg·mL~(-1)(C),溶解性N_2O浓度的变化范围分别为2.44～13.40 ng·mL~(-1)(N)和3.23～27.98 ng·mL~(-1)(N).阔叶红松天然林土壤溶液中溶解性CO_2和N_2O浓度均呈现出明显的季节性变化.春融后的降水促进了土壤溶液中溶解性N_2O产生,尤其在60 cm深度.与60 cm深度相比,林地15 cm深度溶液中溶解性CO_2浓度的季节性变化更明显,尤其在植物生长旺季.逐步回归分析显示,水溶性有机碳含量可以解释林地不同深度溶液中溶解性CO_2浓度变化的29%;水溶性有机氮含量可以解释林地60 cm深度溶解性N_2O浓度变化的34%.因此,水溶性有机碳和有机氮分别是长白山阔叶红松林土壤溶液溶解性CO_2和N_2O形成的重要因子.同时研究结果表明本文实验方法对于测定林地不同深度土壤溶液中溶解性N_2O和CO_2含量均有较好的适用性,连续三次萃取后所获得的气体浓度可有效反映溶液中的实际气体浓度. 相似文献
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影响农田氧化亚氮排放过程的土壤因素 总被引：23，自引：1，他引：22
土壤理化特性是影响农田氧化亚氮(N2O)产生和排放的重要因素.作者主要讨论了土壤微生物、土壤质地、土壤中化学物质、土壤温度和土壤pH值等对农田N2O的影响.继续深入研究这些因素对农田N2O排放的综合影响和机理以及与其排放量之间的数量关系应是未来的研究重点.为准确估计区域乃至全球范围的农田N2O排放总量,对农田N2O排放模型中关键土壤参数的确定尤为重要. 相似文献
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晋南地区典型盐碱地棉田的NO排放特征 总被引：4，自引：1，他引：3
NO是一种主要的大气污染物,施肥农田是大气N0的第二大排放源,农田N0减排有利于减轻空气污染.但农田N0减排措施的制定需要以排放特征和清单研究为基础.本研究采用静态箱自动采样一化学发光在线实时测定方法,对晋南地区典型灌溉盐碱地棉田(实验期间以纯氮计的氮肥施用量为66. kg·hm-2·a-1)的NO排放进行了全天候周年连续观测.结果表明:对于该棉田的NO排放测定,提高观测频率比增加空间重复(增加采样箱)更重要;年度N0排放表现出春夏高、秋冬低的季节变化特点;晴天普遍发生着与温度同步的日间极大值单峰型日变化,且大多数情况下的NO日排放极大值比5 cm深度的土壤温度极大值提前大约3 h;NO-N背景排放率约为0.64 kg·hm-2·a-1,肥料氮的年NO-N直接排放系数为0.32%±0.09%.这些结果揭示了盐碱地棉田NO排放的一些重要特征,并为编制农田NO排放清单提供了排放系数实测数据. 相似文献
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一、社会动态系统 能产生时变曲线的现象叫做动态。社会动态系统的例子:假设岛上生活着羊和狼,狼靠吃羊,羊靠吃草。这种模型叫做掠夺—牺牲系统的群体模型。设:N_1(t)为t时刻的羊数,N_2(t)为t时刻的狼数。系统模型为 N_1(t+1)=aN_1(t)-bN_1(t)N_1(t) N_2(t+1)=-CN_2(t)+dN_1(t)N_2(t)。式中,a,b,c,d都是正数。上述方程的生物学上的解释是:没有粮时(N_2(t)为O),羊数以a为比例数增长;没有羊时(N_1(t)为O),狼数以-C为比例数下降。羊狼相遇频率正比于两群动物数量的乘积,相遇的结果,羊数减少,狼数增加。这方程叫做Lotka—VoIterra方程。VoIterra最初建立这种模型是为了说 相似文献
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采用土壤深松 45cm、30 cm处理打破犁底层 ,1 996～ 1 998年连续进行 2个年度的冬小麦保墒、增产效应田间试验 .试验结果表明 :土壤深松处理后可减少冬小麦全生育期 0～ 1 0 0 cm的作物耗水量 ,促进根系对 1 0 0～ 2 0 0 cm土层土壤水分的利用 ,提高冬小麦的产量耗水比 .土壤深松处理能明显增加 0～ 30 cm土层的土壤湿度和含水量 ,降低 0～ 50 cm土层的土壤容重 .有利于冬小麦根系、茎、叶的生长发育和总生物量的累积 .土壤深松 45cm处理 2年平均冬小麦增产 7.0 % ,土壤深松 30 cm处理第一年增产 7.7% .冬小麦土壤深松保墒增产效应的适宜深松深度为 30 cm. 相似文献
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土壤水分条件对冬小麦生长发育及产量构成影响研究 总被引：2，自引：0，他引：2
通过2011-2013年中国气象局固城生态环境与农业气象试验站冬小麦种植试验,利用冬小麦不同生育期土壤湿度、根长密度、株高、绿叶面积和产量等资料,研究不同土壤水分条件对河北固城冬小麦生长发育和产量构成的影响。结果表明：2011-2012年固城站冬小麦0-50 cm土壤相对湿度>50%为冬小麦适宜土壤湿度。2012-2013年固城站冬小麦各生育期0-80 cm土壤相对湿度<55%时,尽管80-120 cm土壤相对湿度为55%-80%,但冬小麦根系和产量构成要素均较小。冬小麦各生育期0-80 cm土壤相对湿度为55%-70%时,冬小麦根系总量最多,则冬小麦生长发育最好,产量构成要素均较好,总产量最高。冬小麦各生育期0-120 cm土壤相对湿度<55%时,冬小麦根系总量最小,且根系集中分布的深度也较浅,总产量最小。冬小麦各生育期0-120 cm土壤相对湿度>80%时,冬小麦根系总量较多,但总体产量比0-80 cm土壤相对湿度为55%-70%时低。 相似文献
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以华北黄淮地区高温低湿型冬小麦干热风灾害为研究对象,基于逐日逐时气象资料、分层土壤水分资料、灾情资料等,采用历史灾情反演、独立t检验等方法,将灾情记录中无明确记载和有明确记载土壤相对湿度影响干热风灾害的样本分为A类和B类,基于两类样本相互独立,厘定各土层对干热风灾害有影响的土壤相对湿度阈值,利用随机预留样本验证阈值的合理性。结果表明:分层和整层土壤相对湿度阈值均随土层深度增加而增大,其中整层阈值平均值近似60%;独立样本检验符合率在80%左右。为便于业务应用,选取10~20 cm土层相对湿度60%为土壤相对湿度对冬小麦干热风灾害影响的临界阈值。当土壤相对湿度大于等于60%时,土壤相对湿度对冬小麦干热风灾害影响显著;当土壤相对湿度小于60%时,土壤相对湿度对冬小麦干热风灾害影响较小,独立样本检验符合率达82.5%。该文为量化评估土壤相对湿度对冬小麦干热风灾害的影响提供了科学依据。 相似文献
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稻田甲烷排放及产生、转化、输送机理 总被引：65，自引：1，他引：64
通过对中国五大水稻产区稻田甲烷排放的多年观测实验,描述了稻田甲烷排放的时空变化规律及特征并分析研究了其形成机理。稻田甲烷排放的日变化有四种类型,甲烷的传输效率是日变化形成的主要因素。稻田甲烷土壤中排放率的季节变化型式在不同的地区是不同的,这取决于气温变化、水稻品种、施肥及水管理等不同因素。甲烷产生主要发生在稻田土壤耕作还原层（2～20 cm）,氧化主要发生在水土交界面的氧化层和根部氧化膜,并受多种因子的影响。土壤中的甲烷通过三个路径向大气排放,不同时期三个路径在甲烷传输中的相对重要性不同。施用化肥和沼渣肥可以降低土壤中甲烷的产生和排放,而有机肥会增加土壤中甲烷的产生和排放。中国的稻田每年向大气中排放9.67～12.66百万吨甲烷,全球稻田甲烷的总排放量约为35～56 Tg/a。 相似文献