长白山天然次生白桦林土壤CO_2释放通量研究

利用静态箱/气相色谱法测定了长白山天然次生白桦林土壤二氧化碳释放通量。在生长季节的春、夏、秋三个时间段对白桦林土壤CO2释放通量测定的结果表明:白桦林土壤呼吸的日变化和不同生长季节的变化均与温度的变化有明显的相关性。白昼的土壤CO2的释放通量始终高于夜晚,但白昼土壤CO2释放通量的峰值与气温的峰值相比具有一定的滞后性。土壤CO2释放通量夏季明显高于春秋两季,凋落物层对土壤CO2释放具有一定的影响,夏季去除凋落物层后土壤CO2释放通量高于未除凋落物层时CO2释放通量,而春秋两季则出现相反的结果。通过相关分析发现,有凋落物覆盖的土壤CO2释放通量与地下5cm温度相关性最好,而去除凋落物后土壤CO2释放通量则与地表温度相关性最高。

长白山温带混交林林冠下层CO_2通量对生态系统碳收支的贡献

作为ChinaFLUX的重要组成部分,从2002年年底开始利用涡度协方差技术在长白山温带混交林林冠上层和下层进行连续通量观测,这为量化林冠下层CO2通量对整个森林生态系统碳收支的贡献提供了一条有效途径。利用2003年林冠上层和林冠下层的观测数据,研究表明林冠下层夜间的CO2通量与5 cm深度的土壤温度存在明显的指数正相关关系。林冠下层的呼吸通量与箱式法观测的土壤呼吸通量之间具有很好的一致性(R2=0.77),二者在全年都与整个森林的光合产物量相耦合,且都在7~8月份达到最大值。林冠下层的呼吸量和土壤呼吸量分别为770 g Cm-2a-1和703 g Cm-2a-1,占整个森林生态系统呼吸年总量的比重高达59.88%和54.69%。林冠下层的光合作用呈双峰型季节变化,两个峰值分别出现在5月中旬和8月下旬。尽管全年林冠下层光合产物量为87 g Cm-2a-1,对整个森林光合产物量的贡献率仅为5.69%,但林冠郁闭度低的4、5月和10月份,林冠下层的光合产物贡献率也分别达到19.99%、21.06%和14.53%。林冠下层净初级生产力的季节动态受该层呼吸作用的季节变异控制,林冠下层在全年都表现为碳源,其净碳排放速率在8月份达到最大。

长白山藓类植物在失水干燥及再水化过程中的CO_2同化能力和呼吸速率的变化

利用ＣＯ２红外分析仪检测了５种长白山藓类植物在失水干燥及重新吸水过程中的ＣＯ２交换速率．结果表明：５种藓类光合作用最适含水量［ｗ／（ｇ·ｇ－１）］为４～６；植物体蓄水过多时，会增加了ＣＯ２扩散阻力，光合速率下降，由于结构及生理上的差异，种与种之间净光合为０时含水量值变动较大．空气中干燥５ｄ的植物体吸水后，开始时有一个呼吸峰出现，之后呼吸速率逐渐恢复到正常状况；光合作用恢复速率要比呼吸作用慢．所有５种藓类植物在吸水１ｄ后光合活力即可恢复到失水之前的原初水平，说明空气中短期干燥对其光合能力无明显影响．

长期高浓度CO_2处理对长白赤松土壤硝化酶、反硝化酶和固氮酶活性的影响(英文)

在吉林省长白山地区模拟检测了大气CO2浓度升高对土壤氮循环关键过程的影响。试验采用完全随机区组设计的开顶箱系统模拟环境CO2和高浓度CO2,起始于1999年春。选取长白山特有树种长白松(Pinus sylvestris var.sylvestri-formu),种子播种于1999年5月份,萌芽后开始CO2熏蒸处理。CO2熏蒸处理始于每年4月末止于10月末。分别在2006年6月、8月和2007年6月采集土壤样品,并检测土壤硝化酶(NEA)、反硝化酶(DEA)和固氮酶活性。结果表明,高浓度C02使土壤硝化酶(NEA)活性显著提高,提高幅度2006年6月为30.3%,2006年8月为30.9%,2007年6月为11.3%;土壤反硝化酶活性(DEA)在2006年6月份(P<0.012)和2006年8月份(P<0.005)被C02浓度升高显著抑制;在整个研究过程中没有发现C02浓度升高对固氮酶活性产生显著影响。因此,本研究认为C02浓度升高显著影响了土壤硝化酶(NEA)和反硝化酶活性(DEA)。图3表1参44。

大气CO_2倍增对长白山不同树种的苗木的影响(英文)

组成长白山阔叶红松林的主要树种红松、云杉、落叶松、大青杨、白桦、椴树、水曲柳和色木的幼树,盆栽于模拟自然光照和人工调节CO2浓度为700祄olmol-1、400祄olmol-1的气室内两个生长季(1998-1999),以生长在400祄olmol-1下的幼树为对照组。研究结果表明:高CO2浓度下生长的红松、云杉、落叶松、大青杨、白桦、椴树、水曲柳和色木的高生长比对照组的幼树提高10%~40%。水分利用效率均有不同程度的提高,但不同树种叶绿素含量和蒸腾速率对高CO2浓度反应不一。长期高CO2浓度环境下生长的阔叶树对大气CO2浓度升高反应较针叶树敏感,供试8个树种对CO2浓度的升高均发生光合驯化现象。图2表2参24。

大气CO_2和O_3浓度升高对银杏构件生长的影响

采用开顶箱模拟试验,探讨了大气CO2和O3浓度升高对银杏构件生长的影响。结果表明:高浓度O3抑制银杏主枝和侧枝生长(P<0.01);高浓度CO2对银杏粗生长影响不显著(P>0.05),但在高浓度O3和CO2、O3复合气体条件,银杏粗生长受到严重抑制(P<0.01);高浓度CO2可促进银杏叶片面积和干物质的增加,并能提高叶片含水量和抗干旱能力,但在高浓度CO2、O3复合气体条件下,叶片面积增加不显著(P>0.05),而干物质增加极显著(P<0.01);O3对银杏叶片构件生长有明显抑制作用,叶面积大小和干物质量明显低于对照株(P<0.05)。

大气CO_2浓度升高对稻田土壤线虫群落的影响

本试验利用无锡稻 麦轮作FACE系统研究平台 ,开展了稻田土壤线虫群落对大气CO2 浓度升高响应的研究。实验中共观测到线虫 2 7科 4 0属 ,其中短腔属 (Brevibucca)、茎属(Ditylenchus)和垫刃属 (Tylenchus)为优势属。拔节期稻田土壤线虫总数、食细菌线虫和捕食 /杂食线虫对大气CO2 浓度升高表现出正响应。食真菌线虫在拔节期和抽穗期对CO2 浓度升高表现出负响应 ,成熟期捕食 /杂食线虫对CO2 浓度升高表现出负响应。在FACE条件下 ,植物寄生线虫的潜根属 (Hirschmanniella)和散香属 (Boleodorus)线虫数量显著增加 ,对CO2 浓度升高敏感

大气CO_2浓度升高对红松和长白赤松幼苗非根际土壤微生物的影响

以连续5 a不同CO2浓度处理的长白赤松和红松幼苗为对象,采用CFU(活细胞计数)菌落计数法研究了大气CO2浓度对幼苗非根际土壤微生物数量的影响。结果表明:高浓度CO2(700μmol.mol-1和500μmol.mol-1)处理对长白赤松和红松幼苗非根际土壤细菌数量具有显著的(p<0.01)抑制作用,对真菌数量亦有抑制作用。大气CO2浓度升高对红松幼苗非根际土壤放线菌数量具有抑制作用(p<0.05),而对长白赤松幼苗土壤放线菌数量没有明显的影响。

大气CO_2浓度升高对森林食叶昆虫的潜在影响

评述了大气CO2浓度升高对森林食叶昆虫的影响,昆虫对森林取食为害水平的潜在变化,以及研究中的主要实验方法.大气CO2浓度升高通过引起叶片化学变化进而影响食叶昆虫个体的取食和生长;但物种对环境变化反应的特异性、植物化学对高浓度CO2的反应强度、昆虫对植物生理变化的敏感性和适应性、研究周期的长短、其它环境因子的协同效应以及不同实验中植物生长条件和研究方法的差异均将影响昆虫反应的方向和强度;CO2气体浓度增高本身可能不足以对食叶昆虫个体的新陈代谢构成影响;大气CO2浓度升高也可能影响森林食叶昆虫种群的大小.

大气CO_2浓度升高与氮肥管理对麦田土壤有效氮的影响

为了探讨全球气候变化对农田土壤氮素动态的影响,采用中国稻麦轮作系统FACE(Free-Air CO2 Enrichment)平台,开展了大气CO2浓度升高和氮肥管理对麦田土壤有效氮含量影响的研究。结果表明:在低N和常规N处理下,大气CO2浓度升高使拔节期土壤C/N分别增加了5.6%和10.2%,土壤pH分别降低了2.4%和6.4%(p<0.05)。在小麦生育期内,低N和常规N条件下,大气CO2浓度升高降低了土壤总有效氮和NO3--N含量,相对于低N处理,常规N处理下降的趋势更为明显。在低N条件下,大气CO2浓度使拔节期和成熟期土壤中NH4+-N含量分别增加了7.4%和9.9%,而常规N处理中则表现出相反的趋势。本研究显示,大气CO2浓度升高降低了土壤有效氮含量,而施用氮肥增加了土壤有效氮含量。

大气CO_2体积分数升高对油松叶片光合生理特性的影响

近年来大气CO2体积分数不断升高,虽然CO2体积分数升高对植物影响的研究已取得一定进展,但目前针对城市森林树种的相关研究甚少。利用开顶式气室研究了大气CO2体积分数升高对沈阳市城市森林主要树种油松(PinustabulaefomisCarr.)光合生理特性的影响。结果表明,整个生长季内,与对照相比,在大气CO2体积分数为700×10-6条件下,油松叶片的Chla、Chlb及Chl(a+b)质量分数提高,Chla/Chlb值降低,而类胡萝卜素质量分数则呈现出降低—升高—降低的趋势;整个处理期间,净光合速率显著提高,提高幅度为23.68%～133.18%(P<0.05或P<0.01);可溶性蛋白质量分数增加,并随着处理时间延长增加幅度增大,在通气40d时就达到差异极显著水平(P<0.01);大气CO2体积分数升高促进了油松叶片中可溶性糖、淀粉的积累;实验中并未观察到光合下调现象。

大气CO_2体积分数升高条件下玉米叶片抗氧化能力的变化

近年来大气中CO2体积分数急剧上升,对植物的光合作用、呼吸作用、水分利用等产生重要的影响。文章利用开顶式气室(OTC)研究了大气CO2体积分数升高条件下玉米(ZeamaysL.)叶片抗氧化能力的变化。结果表明,整个生长季内,与对照相比,在高体积分数CO2(550×10-6)条件下,玉米叶片的相对电导率和MDA含量下降,说明膜脂过氧化程度有所降低;O2?.产生速率和H2O2含量与对照相比呈下降趋势并在灌浆期呈显著性差异(P<0.05),但是随着熏蒸时间的延长,高体积分数CO2处理的植株O2?.产生速率和H2O2含量都逐渐降低,这说明高体积分数CO2下活性氧产生减少;SOD、POD、CAT的活性与对照相比明显升高并达到显著(P<0.05)或极显著水平(P<0.01);百粒质量、穗粒数和穗粒质量均高于对照,说明CO2体积分数升高有利于提高玉米的抗氧化能力,促进植物生长。

大气CO_2增加对土壤脲酶、磷酸酶活性的影响

The response of soil urease and phosphatase activities at different rice growth stages to free air CO 2 enrichment (FACE) was studied. The results showed that comparing with the ambient atmospheric CO 2 concentration (370μmol·mol~ -1), FACE (570μmol·mol~ -1) significantly increased the urease activity of 0～5cm soil layer at the vigorous growth stage of rice, whole that of 5～10cm layer had no significant change during the whole growing season. Phosphatase activity of 0～5cm and 5～10cm soil layers significantly increased, and the peak increment was at the vigorous growth stage of rice.

大气中CO_2、O_3浓度升高对银杏成年叶片气孔数量特征的影响

利用开放式气室(OTC)持续观测了2个生长季(2005—2006年)。在每年9月30日停止供气后,采样1次。观测高浓度CO2和O3处理的银杏(Ginkgo biloba)成年叶片气孔数量的变化规律。结果表明:在700μmol.mol-1CO2处理条件下,叶片气孔的长度、宽度、周长和面积均明显高于对照(P<0.05);在80μmol.mol-1O3处理条件下,气孔的长度、宽度、周长和面积却显著低于对照(P<0.01);成年叶片气孔在高浓度CO2影响下,气孔密度略有升高(P>0.05),而气孔指数显著减少(P<0.05);大气O3浓度升高对气孔密度影响不大(P>0.05),气孔指数显著减少(P<0.05);银杏成年叶片气孔的长度、宽度与气孔比密度存在一定的负相关关系,可用一元二次曲线方程较好地描述。

稻-麦轮作系统土壤水解酶及氧化还原酶活性对开放式空气CO_2浓度增高的响应

研究了FACE条件下 (CO2 浓度增加 2 0 0 μmol·mol-1 )水稻、小麦不同生育期 0～ 1 0cm土层土壤脲酶、磷酸酶、芳基硫酸酯酶、脱氢酶活性的变化 .结果表明 ,FACE条件下 ,土壤脲酶活性在冬小麦生育前期低于对照 ,在孕穗期高于对照 ;在水稻生育前期高于对照 ,在成熟期低于对照 .磷酸单酯酶活性在冬小麦生育期高于对照 ;在水稻分蘖期高于对照 ,在生育后期 (拔节期、抽穗期和成熟期 )低于对照 .芳基硫酸酯酶活性在小麦越冬期和孕穗期低于对照 ,在分蘖期和成熟期高于对照 ;在水稻生育期间均高于对照 .脱氢酶活性在小麦和水稻的生育前期低于对照 ,在后期高于对照