生物地球化学过程模型DNDC的研究进展及其应用

脱氮-分解(denitrification-decomposition,DNDC)模型通过耦合土壤环境驱动的反硝化和分解过程来估计土壤中二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)等痕量气体的排放量,是目前国际上最成功的模拟陆地生物地球化学循环的模型之一.本文主要阐述了DNDC模型的发展过程及其结构,以及模型的验证和敏感因子分析,并总结了当前DNDC模型应用的热点领域.     

湿地土壤埋深对芦苇、香蒲种子萌发的影响

土壤埋藏深度是影响湿地植物种子萌发与幼苗生长的重要因子。通过室内模拟实验,分析了松花江下游沿江湿地7种土壤埋深(0、5、10、15、20、25和30 mm)对芦苇和香蒲2种典型湿地植物种子发芽率、发芽速率、芽长和根长的影响,旨在利用芦苇、香蒲等湿地植物以有性繁殖的方式为松花江下游沿江湿地恢复提供技术支持。结果表明:土壤埋深对芦苇、香蒲种子的发芽率和发芽速率均有显著影响,2种植物种子发芽率、发芽速率随土壤埋深增加波动变化;0和25 mm土壤埋深时芦苇种子发芽率较高、发芽速度较快;0和>20 mm土壤埋深时香蒲种子发芽率较高、发芽速度较快;从芽长和根长来看,<10 mm的土壤埋深更利于2种植物存活和生长;相同土壤埋深情况下,芦苇种子较香蒲种子具有更强的萌发能力。     

三江源高寒草地牧草营养时空分布

草地的产草量和牧草品质影响着草地载畜量和草食动物的营养状况、生命活动及生产性能。以三江源及其周边地区的天然草地不同生长期（返青期,盛草期,枯黄期）牧草为对象,分析草地产草量及牧草品质的时空格局。结果显示：从整个区域看,草地生产力、可食牧草产量以及粗蛋白产量(Crude Protein, CP)分布均具有较明显的地域差异性,三者的高值区大多分布在三江源东部及南部的高寒草甸区,三者的低值区主要在三江源中部和西部的草甸及高寒草原区;大部分地区总生产力和可食牧草产量盛草期显著高于枯黄期,枯黄期显著高于返青期。粗蛋白产量在大部分地区呈现出盛草期显著高于返青期和枯黄期,返青期和枯黄期差异不明显,少数地区返青期显著高于盛草期和枯黄期,盛草期显著高于枯黄期（如：可可西里）;CP含量及产量在三江源区空间上的分布,均为南部地区高于北部地区,东部农牧交错区高于西部无人区;所有区域CP含量的返青期为最高,枯黄期为最低,而其他养分含量在不同区域的季节波动并不一致;盛草期牧草CP含量随海拔升高先增加后减小,粗灰分随着海拔升高而显著增加,中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和酸性洗涤木质素含量随着海拔升高呈降低趋势。结论：三江源及周边地区牧草生产力、可食牧草产量以及CP产量较高,可食性较好;三江源多数地区高寒草地牧草营养质量相对较好,牧草在返青期营养价值最高（蛋白高,纤维低）,到盛草期,牧草产量及营养物质输出量达到最高峰,进入枯黄期的牧草营养质量低劣,此时应进行补饲,以提高家畜生产性能。三江源区可利用草地主要集中在东部、南部和东南部,该区牧草品质较高、利用潜力（粗蛋白产量）较大,可适度利用开发。     

预处理方式对香蒲和芦苇种子萌发的影响

有性繁殖是植物种群形成与维持的主要方式。为探索退化湿地的快速恢复方法,为松花江下游退化湿地恢复提供科学依据,本研究开展了香蒲和芦苇种子快速发芽的有性繁殖实验。研究采用滤纸为发芽基质,通过变温培养试验,以未浸种处理为参照,分析了蒸馏水、双氧水(H₂O₂)、硝酸钾(KNO₃)和高锰酸钾(KMnO₄)溶液浸种的预处理方式对香蒲、芦苇种子发芽率和发芽速率的影响。结果表明:不同预处理方式对香蒲、芦苇种子的发芽率和发芽速率均具有显著影响。KMnO₄溶液浸种再清洗处理条件下,香蒲种子发芽率和发芽速率均显著高于其他处理,平均发芽率可达未浸种处理条件下的3.1倍,发芽速率为16.17±0.80。芦苇种子的发芽率和发芽速率在经KNO₃溶液浸泡再清洗处理后效果最佳,种子发芽率达96%-99%,发芽速率达28.43±0.71。因此,分别对香蒲、芦苇种子采用KMnO₄和KNO₃溶液浸泡再清洗的预处理方式可以缩短出苗时间,提高发芽率,从而加速湿地植被恢复进程。