草地土壤呼吸研究进展

土壤呼吸是生态系统物质循环和能量流动的重要过程，具有多方面的生态意义。在综合比较了土壤呼吸的各种测定方法，概括了草地土壤呼吸的速率和年排放量，并就影响草地土壤呼吸的一些重要因素进行了阐述，文章最后讨论了草地土壤呼吸今后的研究方向。  

大针茅典型草原土壤CO2排放规律的研究

采用静态室／碱吸收法研究了内蒙古友针茅昌原土壤呼吸的时空动态。大针茅群落地上部和地下冰川一的时空变异不同步，用地上部生物量不能很好地预测群落的根系量。群落土壤呼吸具有明显的时空动态，控制群落土壤呼吸窨变异与时间变异的因子是不同的。２呼吸的季节变化现地上部生物量及土壤水分状况关系密切。根据大针茅群落分别计算了大针茅群落１９９５、１９９７和１９９８年的年ＣＯ２排放总量，分别为１８０、４５．８和２２５ｇ  

内蒙古锡林河流域大针茅草原土壤呼吸和凋落物分解的CO2排放速率研究

根据静态气室法对大针茅（ＳｔｉｐａｇｒａｎｄｉｓＳｍｉｒｎ）草原整个生长季土壤呼吸和地表凋落物分解释放ＣＯ２量的测定结果，分析了大针茅草原土壤呼吸和凋落物分解速率的季节动态，并探讨了其与地上、地下生物量及环境因子的关系。结果表明：（１）在整个观测期内，大针茅草原由土壤呼吸和地表凋落物分解所释放ＣＯ２速率的季节动态呈梯形曲线，８月下旬达到最大值２．５１ｇＣ·ｍ－２·ｄ－１；（２）ＣＯ２排放速率的季节变化趋势与地上生物量，尤其是地上绿色生物量部分的季节动态有一定同步性，而与地下生物量的季节变化趋势不同步，甚至相反；（３）地表凋落物层有减缓土壤向大气排放ＣＯ２的作用；（４）土壤呼吸和地表凋落物分解释放ＣＯ２的速率（ｙ）与土壤湿度（ｘ）显著相关，其对数回归模型为：ｙ＝３．４６９ｌｏｇ１０ｘ－２．０５３（ｒ＝０．９２，Ｐ＜０．０１）。  

内蒙古半干旱草原区沙地植物群落光合特征的动态研究

 沙蒿(Artemisia intramongolica)群落是半干旱草原地区沙地的重要植被类型，分别在植物的生长前期、中期、盛期和后期采用便携式光合测定仪和大型同化分析仪测定了沙蒿叶片和沙蒿群落的光合动态。单叶和群落的光合速率日进程类型随气候的不同而异，瞬时光合速率主要决定于光合有效辐射强度(PAR)。土壤干旱大大降低了单叶和群落的光合能力，晴天土壤湿润时气温和空气湿度控制着叶片的光合速率，午间大气湿度降低是光合午休的主要外因。叶片的蒸腾速率与气温呈显著线性相关，植物的光能和水分利用效率也主要取决于PAR和气温，随着PAR和气温的升高利用效率下降。沙蒿叶片光能利用效率在后期也能保持较高水平。沙蒿对土壤干旱和高温具有一定的适应性，在土壤湿润时能迅速提高光合速率，形成较大的生物量。但是沙蒿的蒸腾速率高，水分利用效率低。研究认为，沙蒿通过对土壤干旱和高温的忍耐机制而保持长时间较高的光能利用效率，并在土壤湿润时迅速提高光合能力和积累干物质来适应半干旱的沙地环境，而且依靠高蒸腾速率和强的水分吸收能力来竞争性抑制其他植物的生长。  

植物源异戊二烯及其生态意义

异戊二烯为植物挥的众多有机碳氢化合物中的主要成分，它的合成和释放对全球尺度上的C素平衡、温室效应的大气污染都有极其重要的作用。本文系统论述了影响异戊二烯释放的主要因子，异戊二烯的释放量及其计量方法，以及它可能的生态意义，指出了研究多重环境胁迫与异戊二烯合成和释放的关系的必要性。  

施用鸡粪对土壤与小白菜中Cu和Zn累积的影响

我国鸡饲养量已占世界总量的24%，鸡饲料添加剂中高含量的Cu和Zn随鸡粪排出体外，鸡粪作为优良的有机肥大量施用于菜园土壤，会导致土壤和蔬菜中重金属Cu和Zn的含量过高，进而通过食物链影响动物和人类健康。研究含高Cu和高Zn的鸡粪施入土壤后典型蔬菜对Cu和Zn的富集和转运，对于阐明鸡粪中Cu和Zn的土壤环境行为和蔬菜的健康风险评价具有重要的科学价值，同时可为蔬菜安全生产提供参考。本研究以Cu和Zn浓度分别为1137.3 mg/kg和1503.4 mg/kg的鸡粪堆肥作为实验材料，设置5个鸡粪施用处理，即11、22、44、89 g/kg和222 g/kg，相当于25、50、100、200 t/hm2和500 t/hm2，以不施鸡粪处理为对照。通过小白菜盆栽实验，研究了施用鸡粪对土壤与小白菜中Cu和Zn的影响。结果表明：土壤全Cu和全Zn含量范围分别为58.6—203.4 mg/kg和78.1—431.6 mg/kg；EDTA-Cu为12.7—119.8 mg/kg，EDTA-Zn为15.6—215.1 mg/kg。鸡粪施用量大于50 t/hm2时，土壤中Cu和Zn全量均较对照显著提高。小白菜地上、地下部以及整株Cu和Zn的含量都随鸡粪施用量的增加而提高，且地下部Cu、Zn的含量均高于地上部，同时小白菜各部分Zn的含量都高于Cu。鸡粪施用量大于100 t/hm2处理的小白菜地上部Cu含量显著高于对照处理，但是各处理小白菜中地上部的Zn含量与对照相比，均无显著性差异。施鸡粪量为大于50 t/hm2时，地下部分Cu含量较对照显著增加，而施鸡粪量大于100 t/hm2时，地下部分Zn含量显著增加。土壤有效态的Cu（EDTA-Cu）与植物各部分吸收Cu的相关性较好，但土壤有效态的Zn（EDTA-Zn）与植物各部分吸收Zn的相关性较差。随着鸡粪施用量的增加，小白菜对土壤中Cu的富集系数由11%增加到15%，对Zn富集系数却由47%下降到19%，小白菜对Cu和Zn的转运系数分别下降36%和51%。小白菜地上、地下部及整株的Zn/Cu都随鸡粪施用量的增加而减小，说明小白菜对Cu、Zn吸收转运能力的差异随着鸡粪施用量的增加而下降。  

草地植物根系碳储量和碳流转对CO2浓度升高的响应

植物根系是陆地生态系统重要的碳汇和矿质养分库,也是土壤中碳及养分的主要来源,只有深入认识CO2浓度升高下根系的碳汇功能和根系周转对土壤碳库的影响,才能准确预测生态系统对全球变化的响应与反馈调节作用.介绍了CO2浓度升高对草地植物根系生物量、根系凋落物的数量和品质以及根系周转速率的影响,指出研究植物体内碳向根分配格局的变化趋势必须考虑CO2浓度升高的直接和间接两方面作用;在预测根系碳库储量的动态变化时,需要区分不同功能根系组分的生物量;为更准确估算根系周转速率,有必要确立草地植物根系直径与其寿命之间的关系;CO2浓度升高普遍提高根系凋落物的C/N,但以此判定其在土壤中的分解速率快慢并不可靠,需要进一步从机理上探究根系凋落物分解的控制因素.  

黄河三角洲芦苇湿地生态系统碳、水热通量特征

利用涡度相关法对黄河三角洲芦苇湿地生态系统进行了连续两年的通量观测,对2009—2010年生长季芦苇湿地的净生态系统碳交换量(NEE),感热通量(Hs)和潜热通量(LE)数据进行了分析。结果表明,在日尺度上,芦苇湿地NEE日变化特征表现为两个CO2吸收高峰,分别出现在11:00和16:00左右,其特点是在午间出现了碳交换通量的降低。CO2吸收的日最大值在两个生长季出现的时间有所不同,分别出现在2009年7月(-0.30 mg CO2m-2s-1)和2010年6月(-0.37 mg CO2m-2s-1)。CO2排放的日最大值两个生长季均出现在9月,分别为0.19和0.25 mg CO2m-2s-1。Hs和LE的日动态均为单峰型,极值都出现在中午前后,生长季生态系统的能量消耗主要以潜热为主,且在日尺度上,热通量和NEE有显著的负相关关系。在季节尺度上,芦苇湿地生长季具有明显的碳汇功能,2009年生长季生态系统白天固定354.63 g CO2/m2,同时期夜间释放159.24 g CO2/m2,净CO2吸收量为-195.39 g CO2/m2。2009年整个生长季生态系统总初级生产力(GPP)为-651.13 g CO2/m2,生态系统呼吸(Re)为455.74 g CO2/m2,系统表现为碳汇。路径分析表明:光合有效辐射(PAR)显著影响NEE的日动态(R2=0.46—0.84),而NEE的季节动态主要受土壤温度的影响,降水和PAR的影响次之。  

干旱胁迫降低了内蒙古羊草草原的碳累积

 采用涡度相关法, 分析了2004年(平水年)和2005–2006年(干旱年)生长季内蒙古锡林河流域羊草(Leymus chinensis)草原的净生态系统碳交换(net ecosystem exchange, NEE)、总初级生产力(gross primary productivity, GPP)和生态系统呼吸 (ecosystem respiration, R_e)的季节和年度变化。结果表明: 平水年羊草草原的日最大GPP和R_e分别为4.89和1.99 g C·m^–2·d^–1, 而干旱年GPP和R_e分别为1.53–3.01和1.38–1.77 g C·m^–2·d^–1。与平水年相比, 干旱年日最大GPP、R_e分别下降了38%–68%和 11%–12%。平水年羊草草原累积的GPP、R_e分别为294和180 g C·m^–2, 而在干旱年分别为102–123 g C·m^–2和132–158 g C·m^–2。和平水年相比, 干旱年的GPP、R_e分别下降了58%–65%和12%–27%。用Van’t Hoff模型模拟的8个窄土壤含水量(θ)跨度生态系统呼吸(R_e)对土壤温度(T_s)的敏感程度表明: 曲线斜率在θ = 0.16–0.17 m³·m^–3范围内达到最大, 高于或者低于这个阈值, R_e对Ts的敏感度降低。干旱胁迫降低了生态系统生产力和生态系统呼吸量。与平水年相比, 干旱年的GPP比R_e下降的幅度更大, 干旱胁迫降低了内蒙古羊草草原的碳累积, 使生态系统由碳汇变为碳源。