CO２浓度和温度升高对红桦根际微生物的影响

应用自控、封闭、独立的生长室系统,研究升高的大气CO_２浓度（环境CO_２浓度+350（±25）μmol•mol-1,EC）和温度（环境温度+2.0（±0.5）℃,ET）及其交互作用（ECT）对不同栽植密度条件下红桦根际土壤可培养微生物数量的影响。结果表明：（1）EC显著增加了高密度条件下根际细菌数量;在整个生长季中,最大的根际细菌数量增加出现在7月份;而EC对低密度处理的根际细菌数量影响不显著。除了5月和6月份,ET在其余月份均显著增加了根际细菌数量,但是与密度处理没有有意义的相关;ECT对高低密度处理的根际细菌数量均未产生有统计意义的影响。（2）EC对低密度条件下的根际放线菌数量有显著增加,而对高密度条件下的根际放线菌数量无显著影响;ET和ECT对高低密度条件下的根际放线菌数量均未产生有统计意义的影响。（3）EC和ET对高低密度条件下的根际真菌数量无显著增加,而ECT显著增加了根际真菌数量。     

复合群落土壤微生物和酶活性对大气CO2浓度和温度升高的响应

应用自控、封闭、独立的生长室系统,研究川西亚高山林线复合群落根际、非根际土壤微生物数量以及根际、非根际土壤酶活性对大气CO2浓度升高(环境CO2浓度+350(±25)μmol.mol-1,EC)和温度升高(环境温度+2.0(±0.5)℃,ET)及其两者同时升高(ECT)的响应。结果表明:(1)与对照(CK)相比,EC、ET和ECT处理能够增加土壤根际微生物数量,但不同微生物种类对EC、ET和ECT的反应有所差异。(2)不同种类的根际土壤酶对EC、ET和ECT的响应不同。(3)与CK相比,EC、ET和ECT的非根际土壤微生物数量以及非根际土壤酶活性均无显著提高。(4)EC、ET和ECT处理对复合群落土壤微生物总数的根际效应明显;除ET处理的转化酶为负根际效应,其余处理的过氧化氢酶,脲酶及转化酶均表现为正根际效应。     

CO2浓度和温度升高对红桦根际微生物的影响

应用自控、封闭、独立的生长室系统,研究升高的大气CO2浓度(环境CO2浓度 350(±25)μmol.mol-1,EC)和温度(环境温度 2.0(±0.5)℃,ET)及其交互作用(ECT)对不同栽植密度条件下红桦根际土壤可培养微生物数量的影响。结果表明:(1)EC显著增加了高密度条件下根际细菌数量;在整个生长季中,最大的根际细菌数量增加出现在7月份;而EC对低密度处理的根际细菌数量影响不显著。除了5月和6月份,ET在其余月份均显著增加了根际细菌数量,但是与密度处理没有有意义的相关;ECT对高低密度处理的根际细菌数量均未产生有统计意义的影响。(2)EC对低密度条件下的根际放线菌数量有显著增加,而对高密度条件下的根际放线菌数量无显著影响;ET和ECT对高低密度条件下的根际放线菌数量均未产生有统计意义的影响。(3)EC和ET对高低密度条件下的根际真菌数量无显著增加,而ECT显著增加了根际真菌数量。     

大气二氧化碳浓度升高对银杏叶片内源激素的影响

采用开顶箱系统,研究了银杏叶片内源激素脱落酸(ABA)、吲哚乙酸(IAA)、玉米素核苷(ZR)和赤霉素(GA₃)对大气CO₂浓度升高(环境CO₂浓度+350 μmol·mol^-1,EC)的响应.结果表明,EC处理能使ABA含量降低,与对照(CK)相比, ABA含量最大降低63.0%(处理后120 d).EC处理使叶片IAA和ZR含量增加,而且随着处理时间的延长,差异均达显著水平;IAA含量在处理后100 d为CK的2倍,ZR含量在处理后80 d时为CK的2.5倍.EC处理使叶片GA₃峰值提前出现. (IAA+GA₃+ZR)/ABA比值随着银杏的生长逐渐降低,在处理后期(处理后40～120 d)明显高于CK,表明大气CO₂浓度升高可促进银杏的生长发育.     

红豆草与土壤氮含量对大气二氧化碳浓度升高的响应

在封闭的植物培养箱中,通过盆栽实验,研究了红豆草和土壤氮含量对CO₂浓度增加的响应.结果表明,与正常CO₂浓度(355～370 μmol·mol^-1)相比,CO₂浓度升高(700 μmol·mol^-1),植物生物量增加25.1%(P＜0.01),但植物体氮浓度降低25.3%(P＜0.001),植物全氮没有显著的变化.经3个月盆栽实验后,与原始土壤相比,两种CO₂浓度处理土壤全N、NO₃^--N和NH₄⁺-N都有所降低,而土壤微生物氮则显著增加,这可能与植物生长有关.不同CO₂浓度处理土壤NH₄⁺-N浓度基本一致,但在高CO₂浓度下,土壤NO₃^--N浓度显著降低,而微生物生物氮显著增加.对整个土壤-植物系统而言,盆栽实验后,整个系统全氮有少量增加,但变化不显著,特别是在高CO₂浓度条件下,土壤-植物系统全氮最大,这可能与培养材料红豆草为豆科植物,而且在高CO₂浓度下生物量增加,导致氮的固定量增加有关.     

不同氮素水平下增温及[CO2]升高综合作用对蒙古栎幼苗生物量及其分配的影响

 蒙古栎(Quercus mongolica)是东北地区天然次生林重要组成树种, 研究该树种对未来气候变暖的响应, 可为预测未来气候变暖情况下蒙古栎林的发展动态、制定合理的经营措施提供科学参考。该文旨在探讨不同的供氮水平下, CO₂浓度和温度升高综合作用对蒙古栎幼苗生物量及其分配的影响。实验采用人工气候箱控制, 控制条件分别为温度升高4 ℃(ET)、CO₂浓度倍增(700 μmol CO₂ ·mol^–1) × 温度升高4 ℃ (ECET)和对照(正常温度, CO₂浓度为400 μmol CO₂·mol^–1) (CK), 每个控制条件幼苗的基质分别用3种氮素水平处理: N1 (15 mmol·L^–1 N)、N2 (7.5 mmol·L^–1 N)和N3 (不施氮)。研究结果显示, 1)在ET条件下, N1明显促进幼苗茎的高生长、径生长和生物量积累, 幼苗生物量的分配随氮素浓度的增加, 地下生物量所占的比例增大。2) ECET条件下N1明显促进幼苗的高生长, 但对径生长影响不显著, 对幼苗总生物量积累的影响不显著。但N1增加了地下生物量的比例。3) ET与ECET条件下幼苗叶片的碳氮比均随供氮水平降低而升高, 但ECET下碳氮比的升高是由于叶片碳含量较高引起的, 而ET条件下则是由于叶片氮含量的降低而引起的。ECET和ET条件较低的氮素供应水平综合作用对蒙古栎幼苗的生物量积累无促进作用。因此, 在未来气候变化情况下, 土壤中充足的氮供给可能将促进蒙古栎幼苗的生长, 增加其天然更新潜力, 并增加其碳库容。     

浓度升高对两个种植密度下红桦生长和养分含量的影响

采用控制环境生长室,研究了CO₂浓度升高对2个种植密度下红桦幼苗生长和氮(N)、磷(P)含量的影响。试验设置CO₂浓度为350和700 μmol·mol^-12个水平,每个CO₂浓度水平下又设密度28和84株·m^-22个水平。结果表明：CO₂浓度升高,红桦株高和叶面积指数(LAI)均增加,净同化率(NAR)值增加,叶质比(LMR)和比叶面积(SLA)均下降,但相对生长率(RGR)提高。CO₂浓度增加,红桦幼苗茎枝、叶、根和总生物量提高,氮(N)、磷(P)含量降低,但单株N、P总吸收量均增加。CO₂浓度升高,氮磷利用效率(NUE和PUE)提高,氮磷累积速率(NAcR和PAcR)显著增加。CO₂浓度升高,红桦幼苗体内N、P浓度下降是由于生物量迅速增加引起的稀释效应造成的,而NUE和PUE的提高可以有效缓解CO₂浓度升高后,亚高山和高山地区森林土壤中养分元素不足对森林生产力的限制。CO₂浓度升高导致的植物生长的增加量会随植株密度的增加而降低,不同器官养分吸收量的增加量在低密度条件下比高密度条件下大得多,主要是因为高种植密度显著降低了植株各部位的干质量。     

CO2浓度增加和不同氮肥水平对冬小麦根系呼吸及生物量的影响

 依托FACE(Free-air CO₂ enrichment)研究平台, 利用特制分根集气生长箱, 采用静态箱-GC(Gas chromatography)法, 连续两年研究 了大气CO₂浓度升高和不同氮肥水平对冬小麦拔节期、孕穗抽穗期和灌浆末期的根系呼吸及生物量的影响。两季结果表明, CO₂浓度升高和高氮 肥量均不同程度地增加了3个阶段的地上部和地下部的生物量, 这有利于增加根茬的还田量; CO₂浓度升高对冬小麦不同生长阶段的根系呼吸影 响不同, 在拔节期影响较小;孕穗抽穗期显著增加了根系呼吸, 2004~2005季分别增加33.8%(148.1 mg N&;#8226;kg^-1 干土, HN)和43.9%(88.9 mg N&;#8226;kg^-1 干土, LN), 2005~2006季分别为23.8%(HN)和28.9%(LN); 而灌浆末期显著降低了根系呼吸, 2004~2005季分别降低31.4%(HN)和23.3% (LN), 2005~2006季分别为25.1%(HN)和18.5%(LN); 高施氮量比低施氮量促进了根系呼吸; 随着作物生长根系呼吸与地下生物量呈显著线性负相 关, 高CO₂环境中的R²变小,表明随着作物生长发育高CO₂浓度降低了作物根系呼吸与地下部生物量积累间的相关性.     

二氧化碳浓度升高对太湖沉水植物马来眼子菜生长的影响

通过室外培养试验,研究不同CO₂浓度条件下沉水植物马来眼子菜的生长及生理变化.结果表明：CO₂浓度升高(1000 μmol·mol^-1)条件下,马来眼子菜单株的平均生物量增加了44.3%(P<0.01),茎生物量比重下降了5.5%(P<0.05);根和叶中氮含量分别下降了18.1%和6.4%(P<0.05),而茎中氮含量变化不明显(P>0.05);根、茎、叶中磷含量分别增加了22.2%(P<0.05)、26.6%(P>0.05)和38.8%(P<0.05);可溶性糖含量增加了27.3%、18.3%和37.5%(P<0.05);根、茎和叶中全碳含量增加了4.6%、5.3%和2.0%;CO₂浓度升高使水体中氮、磷含量分别下降了7.9%和5.1%(P<0.05),但对底泥中氮、磷的含量影响不明显.CO₂浓度升高将对沉水植物生长及其生境有一定影响.     

CO2浓度升高对红松和长白松土壤呼吸作用的影响

以开顶箱法研究了CO₂浓度升高对红松和长白松土壤呼吸作用的影响.结果表明,500 μmol CO₂·mol^-1使红松和长白松土壤呼吸速率明显降低,土壤表面CO₂浓度升高导致CO₂扩散受阻可能是土壤呼吸受到抑制的主要原因.500 μmol CO₂·mol^-1下两树种土壤表面CO₂浓度明显高于对照箱和裸地条件下的CO₂浓度,增加幅度在40～150 μmol·mol^-1之间;对照箱内长白松土壤表面CO₂浓度略高于裸地,差异不显著,红松差异显著500 μmol CO₂·mol^-1下的长白松土壤全氮及总有机碳含量略高于对照组,差异不显著,红松裸地的碳氮含量明显低于500 μmol CO₂·mol^-1 及对照箱内土壤碳氮含量;500 μmol CO₂·mol^-1 及开顶箱的微环境对地下3 cm处土壤温度没有明显影响.     

低剂量混合稀土积累对黄褐土微生物主要类群的生态效应

采用田间小区试验和室内低剂量模拟叠加试验相结合的方法,研究低剂量混合稀土在黄褐土中积累对土壤微生物主要类群的生态效应．结果表明,低剂量稀土的持续积累对土壤细菌、放线菌产生刺激、抑制、再刺激的交替作用;对真菌也产生类似的作用,但抑制作用不显著,而刺激作用持续、明显．混合稀土对3类土壤微生物数量抑制程度顺序为：细菌>放线菌>霉菌．稀土积累至150mg·kg^-1时,土壤各类微生物的种群结构均发生显著的改变,耐稀土微生物数量大幅度增加,细菌中的G^-细菌、链霉菌的白孢类群、真菌中青霉分别成为优势种群．对低浓度稀土积累的田问土壤微生物学参数模拟计算结果表明,稀土对土壤细菌、放线菌和真菌的EC50(半抑制浓度)值分别为24．1、41．6～73．8和55．3～150．1mg·kg^-1,30mg·kg^-1值可以初步确定为稀土在黄褐土中积累的安全临界值．     

Measuring and simulating crown respiration of Scots pine with increased temperature and carbon dioxide enrichment

Acclimation to elevated atmospheric carbon dioxide concentration and temperature of respiration by the foliage in the crown of Scots pine (Pinus sylvestris) trees is measured and modelled. Starting in 1996, individual 20-year-old trees were enclosed in chambers and exposed to either normal ambient conditions (CON), elevated CO2 concentration (EC), elevated temperature (ET) or a combination of EC and ET (ECT). Respiration of individual leaves within the crown was measured in 2000. To extrapolate the response of respiration of individual leaves to the whole crown, a multi-layer model was developed and used to predict daily and annual crown respiration, in which the crown structure and corresponding microclimate data were used as input. Respiration measurements showed that EC led to higher Q10 values (4.6%) relative to CON, but lower basal respiration rates at 20 degrees C [R1.d(20)] (-7.1%) during the main growth season (days 120-240), whereas ET and ECT both reduced Q10 (-12.0 and -9.8%, respectively) throughout the year but increased R1.d(20) (27.2 and 21.6%, respectively) during the period of no-growth, and slightly reduced R1.d(20) (-1.7 and -2.8%, respectively) during the main growth season. Model computations showed that annual crown respiration increased: (1) by 16% in EC, with 92% of this increase attributable to the increase in foliage area; (2) by 35% in ET, with 66% related to the increase in foliage area and 17% to the rise in ambient temperature; and (3) by 27% in the case of ECT, with 43% attributable to the increase in foliage area and 29% to the rise in ambient temperature. Changed respiration parameters for individual leaves, induced by treatments, made only a small contribution to the annual crown respiration compared with the increased foliage area. The effects of changes in crown architecture and nitrogen distribution, caused by treatments, on the daily and annual course of crown respiration are discussed.     

巨桉人工林地土壤微生物类群的生态分布规律

研究了四川省洪雅县巨桉人工林地土壤微生物数量及其类群分布规律.结果表明,洪雅县巨桉人工林地土壤微生物数量具有明显的季节变化,各样地均以秋季最多,达到17.42×10⁶CFU·g^-1,春季次之,夏季最少.土壤微生物主要集中在0～20cm的土层,随着土层的加深,微生物数量迅速减少;在0～60cm土层,同一类群微生物数量变动范围较大,其中好气性细菌0.31×10⁶～14.39×10⁶CFU·g^-1,放线菌0.06×10⁶～0.79×10⁶CFU·g^-1,真菌0.02×10⁶～0.07×10⁶CFU·g^-1,厌氧细菌0.07×10⁶～3.22×10⁶CFU·g^-1.巨桉人工林地微生物以细菌为主要类群,占微生物总数的92.83%以上,其次是放线菌和真菌,其微生物组成结构合理.与青冈次生林和农耕地相比,巨桉人工林地微生物数量远远高于青冈次生林地,有利于土壤微生物生长.细菌生理类群的Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数分别达到0.773和1.896.     

免耕高留茬抛秧对稻田土壤肥力和微生物群落的影响

通过大田试验,研究了不同秸秆还田和耕作方式（免耕+秸秆还田、免耕、常耕+秸秆还田、常耕）对稻田不同层次土壤肥力和主要微生物类群数量的影响.结果表明：上层土壤中,免耕+秸秆还田处理的有机质含量分别比免耕、常耕+秸秆还田和常耕处理高5.33、2.79和5.37 g·kg^-1;全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾含量也均以免耕+秸秆还田处理最高,免耕和常耕+秸秆还田处理次之,常耕处理最低.下层土壤中,各肥力指标以常耕+秸秆还田处理较高.秸秆还田各处理微生物类群数量较高,上层土壤以免耕+秸秆还田处理的细菌、真菌和放线菌数量最高,成熟期其纤维分解强度分别比常耕+秸秆还田、免耕和常耕处理高26.44%、79.01%和98.15%;下层土壤以常耕+秸秆还田处理的细菌、真菌和放线菌数量最高.免耕+秸秆还田处理的土壤养分和微生物呈表层富集特征.细菌、放线菌和纤维分解强度与土壤肥力各指标呈显著或极显著正相关关系.     

毛乌素沙地根际土壤微生物数量与植物盖度相关性的初步研究

对毛乌素沙地不同生境下根际土壤微生物细菌、真菌、放线菌的数量进行了研究,结果表明：根际不同菌种菌落总量表现为细菌最多,放线菌次之,真菌最少;地貌部位、植物类型等不同生境条件下,微生物菌落总量和垂直分布上均存在明显差异;固定沙丘迎风坡及荒草地的生物多样性指数高于其他地方,各微生物类群间分布比例较均匀。植物盖度与微生物的数量并不存在直接的相关性。因此,在改善毛乌素沙地生态环境时,应关注不同生境条件下植被演替的递续性和植物类型的配置。     

Light and water-use efficiencies of pine shoots exposed to elevated carbon dioxide and temperature

An automatic gas exchange system was used to continuously measure water and carbon fluxes of attached shoots of Scots pine trees (Pinus sylvestris L.) grown in environment-controlled chambers for a 3-year period (1998-2000) and exposed to either normal ambient conditions (CON), elevated CO2 (+350 micro mol mol-1; EC), elevated temperature (+2-6 degrees C; ET) or a combination of EC and ET (ECT). EC treatment enhanced the mean daily total carbon flux per unit projected needle area (Fc.d) by 17-21 %, depending on the year. This corresponds to a 16-24 % increase in light-use efficiency (LUE) based on incident photosynthetically active radiation. The EC treatment reduced the mean daily total water flux (Fw.d) by 1-12 %, corresponding to a 13-35 % increase in water-use efficiency (WUE). The ET treatment increased Fc.d by 10-18 %, resulting in an 8-19 % increase in LUE, and Fw.d by 48-74 %, resulting in a reduction of WUE by 19-34 %. There was no interaction between CO2 and temperature elevation in connection with either carbon or water fluxes, as the carbon flux responded similarly in both ECT and EC, while the water flux in the ECT treatment was similar to that in ET. Regressions indicated that the increase in maximum LUE was greater with increasing air temperature, whereas changes in WUE were related only to high vapour pressure deficit. Furthermore, changes in LUE and WUE caused by ECT treatment displayed strong diurnal and seasonal variation.     

Annual and seasonal variation of sap flow and conductance of pine trees grown in elevated carbon dioxide and temperature

Measurements of sap flow, crown structure, and microclimate were used to estimate the transpiration of individual 30-year-old Pinus sylvestris L. trees grown in elevated temperature and CO2. The trees were enclosed in closed-top chambers and exposed either to current ambient conditions (CON), or elevated CO2 (+350 micromol mol(-1); EC), or elevated temperature (+2 to +6 degrees C; ET) or a combination of EC and ET (ECT) since 1996, and the measurements were made from 1999 to 2001. EC significantly increased annual sap flow per tree (Ft.m) by 14% in 1999, but reduced it by 13% in 2000 and 16% in 2001. The CO2-induced increase in Ft.m in 1999 was due to a large increase in foliage area of trees, which more than compensated for a small decrease in crown conductance (Gc). The CO2-induced decreases in Ft.m in 2000 and 2001 resulted from a pronounced decline in Gc, which was much greater than the increase in foliage area. The CO2-induced increase in sensitivity of Gc at high vapour pressure deficit (VPD) did not alter the general response of sap flow to CO2 enrichment, but it did affect the diurnal courses of sap flow on some days during the main growing season (days 150-240). ET increased Ft.m by 53%, 45%, and 57% in 1999, 2000, and 2001, respectively, attributable to the combined effects of greater foliage area and maximum crown conductance, lower stomatal sensitivity to high VPD, and higher transpiration demand relative to the control treatments. There was no significant interaction between CO2 and temperature on sap flow, because ECT entailed approximately similar patterns of sap flow to ET, suggesting that the temperature played a dominate role in the case of ECT under boreal climate conditions.     

秸秆和生草覆盖对桃园土壤养分含量、微生物数量及土壤酶活性的影响

以秸秆(覆盖重量分别为小麦(Triticum aestivum)秸3.25 kg·m^-2、玉米(Zea mays)秸1.97 kg·m^-2、禾本科杂草3.67 kg·m^-2)和生草(白三叶草(Trifolium repens)、高羊茅(Festuca arundincea)和紫花苜蓿(Medicago sativa), 播种量均为50 kg·hm^-2)为覆盖材料, 以不覆盖为对照, 研究了不同覆盖材料对桃园土壤微生物数量和酶活性的影响, 及其与土壤养分的关系。结果表明, 与对照相比, 除覆盖生草根际和非根际土壤全磷和速效磷含量差异均不显著外, 其他处理根际和非根际土壤碱解氮、速效钾、全氮、全钾和有机质含量差异均达到显著水平; 所有处理根际和非根际土壤氨化细菌、真菌和放线菌数量、土壤含水率和pH值、土壤脲酶和磷酸酶活性差异均达到显著水平。白三叶草处理的根际和非根际土壤碱解氮、速效钾、全氮、全钾、有机质含量, 土壤氨化细菌和真菌数量, 土壤脲酶和磷酸酶活性的平均升幅均最高, 分别为99%、270%、267%、117%、272%、158%、141%、156%和64%。氨化细菌、真菌、放线菌、脲酶和磷酸酶分别与土壤碱解氮、速效钾(放线菌和磷酸酶除外)、全氮、全钾和有机质呈显著或极显著的正相关。通径分析表明, 在3种土壤微生物和2种酶对养分含量的影响中, 脲酶是影响土壤碱解氮、速效钾、全氮、全钾和有机质的主要因子。     

典型黑土区侵蚀-沉积对土壤微生物数量空间分布的影响

研究土壤微生物群落对土壤侵蚀-沉积的响应可为农业生态系统功能提升提供重要指导.选择黑龙江省典型薄层黑土区宾县宾州河流域为研究区,分析土壤微生物数量的空间分布特征,并结合137Cs示踪方法估算土壤侵蚀模数,进一步分析坡面和流域尺度土壤侵蚀-沉积对土壤微生物数量的影响.结果表明:季节变化对土壤微生物数量的影响非常明显,夏季...