盐分对湿地甲烷排放影响的研究进展

当前在全球气候变化和人类活动双重作用下,湿地正在或者将要面临着显著的盐分变化形势,尤其是内陆和滨海咸化湿地。湿地是大气甲烷的重要排放源。甲烷排放是甲烷产生、氧化和传输过程综合作用的结果。盐分变化将影响湿地水-土环境,降低植物群落初级生产力和有机物积累速率,改变微生物主导的有机物矿化速率和途径等,进而改变湿地生态系统的结构和功能,影响湿地甲烷产生、氧化、传输和排放系列过程。本文综述了盐分(浓度与组成)对湿地甲烷产生与排放的影响结果,从底物供给、微生物(产甲烷菌和甲烷氧化菌等)数量、活性与群落组成、酶活性、植物、电子受体、p H和氧化还原电位等几个关键方面分析了盐分影响湿地甲烷排放过程的内在机制。在此基础上提出了今后需重点关注的5个方面:1)加强盐分浓度与组成对湿地甲烷产生、氧化、传输与排放影响的系统性、框架性研究;2)深入探讨盐分背景、变化幅度与速率的耦合如何影响湿地甲烷系列过程;3)不同离子组成及其交互效应如何影响湿地甲烷动态过程;4)结合生物学、基因组学及同位素技术等,加强湿地产甲烷菌与甲烷氧化菌与盐分的关系及其响应研究;5)湿地甲烷对盐分变化响应的时空分异规律。     

不同时间尺度喀斯特小流域溪流水文水化学特征

通过野外定位监测和室内测试分析,研究了典型喀斯特峰丛洼地小流域2013年6月—2014年3月期间溪流不同时间尺度(昼夜、次降雨、季节)主要水文水化学指标的动态变化特征及其影响因素.结果表明: 日尺度无雨条件下,溪流水化学过程表现出明显的波动规律,植物光合作用和呼吸作用在昼夜间的相互转换是导致这种变化的主要原因;次降雨尺度下,溪流水文水化学过程的日尺度效应被掩盖,水文水化学过程主要受控于前期无雨天数和降雨强度;从季节尺度看,溪流对降雨表现出较快的响应,雨季响应快于旱季,降雨季节分配差异和温度是影响溪流水文水化学变化的主要因素.     

多元排序法解析城市空气微生物时空分布

采用自然沉降法测定2012年3月—2013年2月天津滨海地区城市不同功能区的空气微生物浓度。结果显示,该地区空气微生物中细菌占76.5%,真菌占19.4%,放线菌占4.1%;对空气微生物浓度变化进行多元排序分析,结果表明,依据城市功能区的不同,空气微生物在空间上具有明显聚类(5类),46.0%的微生物变异可以被前2轴解释,其中建筑工业区微生物浓度最高,居住区微生物浓度最低;在时间上表现为季节性聚类(3类),78.7%的微生物变异可以被前2轴解释,夏天微生物浓度最高,而冬天最低,空气微生物与温度具有显著的正相关性(P0.01);空气微生物在时间尺度上的变化要高于空间尺度上的变化,季节气温的影响要大于采样区功能作用的影响;空气中PM10与SO2显著正相关(P=0.011),表明天津滨海地区的烟雾属于二氧化硫型。     

大连市6种园林树种的光合固碳释氧特性

以大连市园林6种常用园林树种为研究材料,利用LI-6400便携式光合测定仪测定树木的光合生理生态指标,对6种树种的光合固碳释氧能力、光响应参数以及光合速率影响因子进行分析。结果表明:在不同季节同种植物的单位叶面积固碳释氧能力表现为夏季最强。日均单位叶面积固碳释氧能力由强到弱为龙爪槐(Sophora japonica var.pendula)合欢(Albizia julibrissin)光叶榉(Zelkova serrata)槲树(Quercus dentata)悬铃木(Platanus acerifolia)枫杨(Pterocarya stenoptera);日均单株固碳释氧能力由强到弱为悬铃木槲树合欢光叶榉枫杨龙爪槐。气孔导度、蒸腾速率、光合有效辐射和大气CO2浓度是影响光合速率的主要因子。悬铃木、合欢对环境的适应能力较强。根据树种的固碳释氧能力及生理特性,建议在大连地区进行绿化时优选悬铃木、合欢,槲树、龙爪槐也可作为高固碳树种推广。     

积水和网孔大小对青藏高原高寒沼泽化草甸优势种黑褐苔草叶片凋落物早期分解的影响

2013年5月,在青藏高原高寒沼泽化草甸收集优势种黑褐苔草(Carex atrofusca)立枯体凋落物。6月初,选择3个样带:长期积水带、周期性积水带和无积水带,并结合凋落物分解袋的方法,在每个样带区设置网孔大小分别为大(4.5 mm)、中(2.0 mm)、小(0.1mm)的3种凋落物分解袋,研究积水状态和网孔大小对凋落物早期分解的影响。结果显示:长期积水显著抑制凋落物的分解,而周期性积水和无积水环境中凋落物的质量损失率在大、中、小网孔凋落物袋中没有显著性的差异;网孔显著影响凋落物质量损失率,表现为大网孔中网孔小网孔;在早期分解过程中,凋落物的氮、磷均表现为富集;积水状态显著影响凋落物分解后氮、磷的富集;网孔大小对凋落物氮富集的影响显著,而对磷富集的影响不显著;积水状态和网孔大小对凋落物氮富集影响的交互作用极显著,但对磷富集没有显著的交互作用。研究发现,积水状态和网孔大小影响高寒沼泽化草甸凋落物分解以及氮、磷养分动态,由于不同网孔对凋落物分解的影响可用来反映不同土壤生物对凋落物分解的影响,因此,积水和土壤生物对维持高寒沼泽化草甸生态系统的结构和功能起着非常重要的作用。     

平果喀斯特山地不同植物群落的土壤质量评价

了解喀斯特山地的土壤环境质量,对其植被恢复和石漠化治理有着重要意义。基于群落土壤肥力分析,采用典范对应分析(CCA)和因子分析相结合的方法,定量评价了广西平果喀斯特山地灌丛、灌木、仪花和蚬木群落的土壤质量。结果表明:土壤物理结构随植被恢复得到改善,土壤容重下降、孔隙增多、持水能力增强。土壤p H值以灌丛最高,仪花和蚬木林的土壤有机质、全氮和碱解氮含量明显高于灌丛和灌木,灌丛、灌木的土壤全磷、全钾和速效钾含量则显著高于次生乔木林;土壤速效磷和交换性钙含量差异不显著。CCA可以有效筛选土壤质量评价指标,土壤质量综合评价分值的大小顺序为:仪花林(0.41)蚬木林(0.27)灌丛(-0.20)灌木林(-0.44)。导致灌丛和灌木林土壤质量较低的原因主要与群落生产力低、土壤有机质等养分积累少有关。     

中南地区农田有机物质与化肥投入量的区域差异

基于4省野外调查样点和农户调研数据,对中南4省(湖南、湖北、广东、广西)农田有机物质与化肥投入量以及农田氮、磷、钾收支状况进行研究.结果表明: 农田有机物质投入量大小为广西(8993 kg·hm^-2)>湖南(6390 kg·hm^-2)>湖北(5012 kg·hm^-2)>广东(4630 kg·hm^-2);平均化肥投入量为广西(777.5 kg·hm^-2)>湖南(501.6 kg·hm^-2)>湖北(486.4 kg·hm^-2)>广东(340.4 kg·hm^-2).4省农田氮和磷收支为氮磷盈余,其中广西农田氮盈余率(67.2%)、磷盈余率(99.0%)明显超过湖南(氮盈余率33.2%,磷盈余率50.8%)、湖北(氮盈余率11.8%,磷盈余率11.0%)以及广东(氮盈余率7.8%、磷盈余率30.0%).湖南、湖北、广东3省为钾亏缺,亏缺率分别为湖南6.6%、湖北18.7%、广东12.4%,而广西收支为钾盈余19.5%.     

欧美杨对PM_(2.5)中重金属铅的吸附、吸收及适应性变化

针对PM2.5中重金属铅污染的日益加重问题,本文利用气溶胶发生系统模拟PM2.5含铅颗粒的发生,研究欧美杨107(Populus euramericana‘Neva’)叶片在不同浓度含铅颗粒物污染处理下对铅的吸附、吸收和转运,以及叶片气孔和相应生理指标的变化。结果表明:欧美杨叶片表面能够吸附含铅颗粒物,重度污染处理的叶片吸附的颗粒物数量多于轻度污染处理。2种铅污染浓度处理的欧美杨均是叶片中的铅含量最高,茎和根中的铅含量较少。但不同污染处理下叶中的铅向茎和根中的运输存在差异。轻度污染处理第3天时,叶中的铅仅运输至茎部,到第7天时运输至根,而在重度污染处理的第3天,叶中的铅已运输至根部。超微结构观察显示,叶片表皮细胞中的铅仅在细胞壁中出现,通过质外体向内运输至叶肉细胞,而叶肉细胞中的铅主要分布在细胞壁和细胞质,液泡中有少量分布。2种污染浓度处理后,随处理时间的延长,欧美杨叶片气孔的开度变小,叶片中的丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量逐渐升高以及超氧化物歧化酶(SOD)活性逐渐增强。研究表明,欧美杨叶片具有吸附、吸收PM2.5中铅的能力,同时通过降低气孔开度、渗透调节、提高抗氧化能力等生理过程来应对大气中的铅污染。     

我国湖泊表层沉积物生物硅的空间分布特征

选取我国东北、西南、西北及中北部地区的10个典型湖泊,调查了表层沉积物生物硅含量变化情况,并通过区域对比分析了生物硅含量变化的原因,寻找我国湖泊生物硅变化的空间规律。结果表明,西北及中北部地区湖泊生物硅含量平均值整体低于东北和西南地区湖泊,可能是由于西北及中北部地区较低的温度和较少的降水量导致硅藻生长受限,从而造成生物硅含量偏低。东北湖泊与西南湖泊生物硅含量相对较高,但其形成原因不同。东北2个湖泊均靠近人类聚居区,属富营养型湖泊,虽然东北地区年均温较低,但充足的营养盐为硅藻生长提供了必要因素。而西南地区湖泊大多为中贫营养型湖泊,其生物硅含量整体较高可能主要归因于较高的温度和较多的降水。     

基于冠层温湿度模型的日光温室黄瓜霜霉病预警方法

利用温室环境参数构建室内微环境模拟模型,并结合温室病害模型进行预警,便于开展病害生态防治,以减少农药使用,从而保护温室生态环境和保证农产品质量安全.本文利用温室内能量守恒原理和水分平衡原理,构建了日光温室冠层叶片温度和空气相对湿度模拟模型.叶片温度模拟模型考虑了温室内植物与墙体、土壤、覆盖物之间的辐射热交换,以及室内净辐射、叶片蒸腾作用引起的能量变化;相对湿度模拟模型综合了温室内叶片蒸腾、土壤蒸发、覆盖物与叶面的水汽凝结引起的水分变化.将温湿度估计模型输出值作为参数,输入黄瓜霜霉病初侵染和潜育期预警模型中,估计黄瓜霜霉病发病日期,并与田间观测的实际发病日期比较.试验选取2014年9月和10月的温湿度监测数据进行模型验证,冠层叶片温度实际值与模拟值的均方根偏差（RMSD)分别为0.016和0.024 ℃,空气相对湿度实际值与模拟值的RMSD分别为0.15%和0.13%.结合温湿度估计模型结果表明,黄瓜病害预警系统预测黄瓜霜霉病发病日期与田间调查发病日期相吻合.本研究可为黄瓜日光温室病害预警模型及系统构建提供微环境数据支持.