农田土壤固碳与增产协同效应研究进展 被引量：55

1

作者 徐明岗 张旭博 +1 位作者 孙楠 张文菊 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1441-1449,共9页

农田土壤固碳是提升土壤肥力、保障和实现农田持续稳定生产能力的关键所在。明确农田土壤固碳与作物增产的协同效应可为不同区域土壤培肥、维持和提升作物产量提供依据。农田土壤固碳明显受到气候、土壤属性、管理措施(尤其是施肥和耕作... 农田土壤固碳是提升土壤肥力、保障和实现农田持续稳定生产能力的关键所在。明确农田土壤固碳与作物增产的协同效应可为不同区域土壤培肥、维持和提升作物产量提供依据。农田土壤固碳明显受到气候、土壤属性、管理措施(尤其是施肥和耕作)、轮作制度等因素的影响,且与农田作物产量密切相关,二者具有明显的协同效应。农田土壤有机碳与作物增产协同效应存在一定的阈值,且该阈值具有一定的区域差异。东北地区土壤有机碳阈值约为C 44~46 t/hm^2,西北和华北地区约为C 22~28 t/hm^2,南方地区约为C 33~37 t/hm^2。经验方程和模型模拟结果表明,在不同区域,农田土壤每固定C 1.0 t/(hm^2·a)有机碳,粮食作物产量可平均提升约0.7t/hm^2,但该响应值在各地区明显受到相应的环境及农田管理措施等因素的影响。深入理解农田固碳过程及其与作物生产力协同作用的机理,是指导不同区域合理培肥、提高土壤肥力、提高养分资源利用效率的关键举措。未来的研究方向和重点是明确不同区域农田土壤可实现的固碳潜力,进一步揭示集约化种植下农田土壤有机碳的固存机制,关注深层土壤有机碳固定对作物增产潜力的影响及贡献,并深入分析表征环境、人为因素等对农田土壤固碳增产协同效应的影响机制及调控原理。 展开更多

关键词 长期试验 土壤有机碳 作物产量 协同效应

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喀斯特红壤盐基离子及硅铝铁随径流流失研究 被引量：2

2

作者 熊佰炼 张进忠 +1 位作者 彭韬 宋贤威 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2018年第3期68-74,共7页

采用模拟降雨试验,研究了黔中喀斯特红壤区坡地盐基离子、铁、铝、硅和碱度随径流淋溶流失的特征,分析了由此产生的环境效应。结果表明:红壤中7种无机成分随径流流失的总负荷呈现Ca^(2+)>Mg^(2+)>K^+>SiO_2>Na^+>Fe>A... 采用模拟降雨试验,研究了黔中喀斯特红壤区坡地盐基离子、铁、铝、硅和碱度随径流淋溶流失的特征,分析了由此产生的环境效应。结果表明:红壤中7种无机成分随径流流失的总负荷呈现Ca^(2+)>Mg^(2+)>K^+>SiO_2>Na^+>Fe>Al的趋势,其中Ca^(2+),Mg^(2+),K^+和SiO_2流失较为严重,Fe和Al随径流的流失量非常小。当雨强为45 mm/h时,红壤坡地开始产生地表径流,流失在地表径流中的物质以K^+,Na^+为主,二者含量之和占地表径流中7种无机成分总流失量的90.91%。当雨强达到70mm/h时,地表径流产流量超过壤中流,流失在地表径流中的物质以Ca^(2+)和Mg^(2+)为主,占地表径流中7种无机成分总流失量的53.78%;壤中流物质组成受雨强的影响较小,K^+的浓度比率最高。Ca^(2+),Mg^(2+),K^+,SiO_2和Fe的流失以地表径流为主,不同雨强下Ca^(2+),Mg^(2+)和SiO_2的地表流失负荷可用一元线性回归方程预测。红壤碱度淋溶流失量随雨强的增加而增大,但未超过红壤的临界碱度淋溶,不会造成喀斯特红壤酸化。 展开更多

关键词 喀斯特 红壤 模拟降雨 盐基离子 硅 临界碱度淋溶

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不同施肥模式下西藏农田土壤质量的变化 被引量：10

3

作者 李猛 何永涛 +5 位作者 孙维 李少伟 钟志明 余成群 张扬建 张宪洲 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2018年第3期144-148,共5页

依据中国科学院拉萨高原生态试验站农田长期施肥试验的监测数据,分析了不同施肥模式(空白、羊粪、羊粪+化肥(羊+化)、化肥)8年后(2008~2015)对高原农田土壤质量部分指标(机械组成、土壤容重、有机质、p H和微生物量碳)的影响。结果显示... 依据中国科学院拉萨高原生态试验站农田长期施肥试验的监测数据,分析了不同施肥模式(空白、羊粪、羊粪+化肥(羊+化)、化肥)8年后(2008~2015)对高原农田土壤质量部分指标(机械组成、土壤容重、有机质、p H和微生物量碳)的影响。结果显示,与单纯施用化肥的样地相比,施加了有机肥的羊粪和羊+化样地的农田土壤质量表现出了显著的变化:(1)增加了0~20 cm土层中的砂粒含量,降低了粉砂粒和粘粒含量;(2)0~10cm表层土壤容重分别降低10.1%和10.0%;(3)表层土壤中的有机质含量分别增加了72.8%和65.6%,同时土壤的p H保持在一个稳定的状态;(4)显著增加了农田土壤中的微生物量,在青稞的生长期以及收获后,农田土壤微生物量碳均表现为羊粪>羊粪+化肥>空白>化肥。因此表明有机肥可以显著改善高原农田的土壤质量,在西藏地区应加大畜禽粪便等的归田。 展开更多

关键词 施肥模式 土壤质量 农田 西藏

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藏东南色季拉山西坡不同植被土壤有机碳垂直分布特征及其影响因素 被引量：8

4

作者 史飞 徐梦 +3 位作者 张旭博 王振波 孙志刚 张崇玉 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期942-953,共12页

【目的】藏东南地区高山生态系统有巨大的土壤碳汇潜力,研究其不同生态系统下土壤有机碳(SOC)储存的变化特征及其影响因子,有助于深入了解青藏高原土壤碳循环及区域碳源汇平衡。【方法】本研究在西藏色季拉山西坡海拔3000~4600 m开展密... 【目的】藏东南地区高山生态系统有巨大的土壤碳汇潜力,研究其不同生态系统下土壤有机碳(SOC)储存的变化特征及其影响因子,有助于深入了解青藏高原土壤碳循环及区域碳源汇平衡。【方法】本研究在西藏色季拉山西坡海拔3000~4600 m开展密集土壤采样,研究不同海拔高度下不同植被类型SOC的储存特征,并分析其关键影响因子。【结果】表层0-5 cm的SOC含量随海拔升高而增加,4个植被带SOC含量平均值表现为高寒草甸(8.31%±0.77%)>暗针叶林(7.20%±0.90%)>高寒灌丛草甸(6.74%±0.80%)>针阔混交林(3.88%±0.46%)。在剖面5-10、10-15、15-20、20-30、30-40、40-60 cm各层SOC含量随海拔升高呈先增加后降低趋势,SOC含量在4种植被带的平均值表现为暗针叶林>高寒灌丛草甸>高寒草甸>针阔混交林。SOC含量随剖面深度增加而显著下降,高寒草甸和高寒灌丛草甸SOC垂直分布特征为表层聚集型,而针阔混交林和暗针叶林SOC垂直分布特征为普通递减型。剖面0-20、20-40、40-60 cm的SOC储量随海拔升高呈先增加后降低的特征。在表层0-20 cm高寒草甸SOC储量最高(C 95.66±4.81 t/hm^2);在剖面20-40和40-60 cm暗针叶林SOC储量最高,且其在整个0-60 cm剖面的SOC总储量在所有植被类型中最高(C 199.14±11.10 t/hm^2);针阔混交林SOC储量在剖面各层均为最低,且其在整个剖面的SOC总储量(C 111.45±10.30 t/hm^2)显著低于其他植被类型。剖面各层SOC储量与年平均温度、凋落物碳氮比呈显著负相关,而与海拔高度、年平均降水量和土壤含水量呈显著正相关。逐步回归显示土壤含水量是影响剖面各层以及整个剖面SOC储存的关键因子。随机森林模型对SOC储存的解释度为50.32%~65.82%,土壤含水量对表层土体SOC预测的相对贡献最高,年平均温度、年平均降水量和凋落物质量对各层SOC预测均有显著贡献,而植被类型对SOC预测的相对贡献随剖面加深而逐步增加。【结论】色季拉山西坡不同海拔高度下SOC的储存特征随不同植被类型和剖面深度而发生显著变化,环境因子(如土壤水分)对表层土体SOC储存有关键影响,植被类型对深层土体SOC储量变化的预测有重要贡献。 展开更多

关键词 土壤有机碳 海拔梯度 山地垂直植被带 剖面深度 青藏高原

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不同土地利用方式对土壤有机无机碳比例的影响 被引量：6

5

作者 李雄 张旭博 +3 位作者 孙楠 张崇玉 徐明岗 冯龙 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1508-1519,共12页

【目的】土壤有机碳(SOC)和无机碳(SIC)对全球碳循环和减缓气候变化具有重要作用,进一步明确二者之间相互转化关系,对准确估算土壤碳储量具有重要意义。现有研究对SOC和SIC相互关系缺乏系统量化,研究结果不一。因此,明确SOC和SIC之间相... 【目的】土壤有机碳(SOC)和无机碳(SIC)对全球碳循环和减缓气候变化具有重要作用,进一步明确二者之间相互转化关系,对准确估算土壤碳储量具有重要意义。现有研究对SOC和SIC相互关系缺乏系统量化,研究结果不一。因此,明确SOC和SIC之间相互关系,可为准确估算和模拟土壤碳的转化过程提供理论基础。【方法】本研究搜集了我国1990—2018年已发表的文献共41篇,从不同气候区、不同土地利用方式、不同土层深度探究了SOC和SIC比例的变化,进一步量化了二者之间的相互关系。【结果】不同气候区、不同土地利用方式下土壤SOC/SIC值在0—20 cm土层均大于20—100 cm土层。具体来说,在温带大陆性气候区,草地0—20 cm土壤SOC/SIC值最小(0.53),林地(0.90)和农田(0.80)土壤较高,且三种土地利用方式下SOC和SIC呈极显著正相关关系;而在温带季风性气候区,0—20 cm土壤SOC/SIC值表现为草地(0.82)≈农田(1.05)>林地(0.29),且SOC和SIC在林地、农田土壤中呈正相关关系,但在草地土壤中二者为负相关关系。另外,温带大陆性气候区20—100 cm以林地土壤SOC/SIC值最高,草地和农田次之,而在温带季风性气候区三种土地利用方式下无显著差异;SOC和SIC在林地和农田土壤中呈正相关关系,然而在草地土壤中为负相关关系。温带大陆性气候区SOC/SIC值总体以林地较大,农田、草地次之。温带季风性气候区,0—20 cm土层SOC/SIC值以草地较大,农田和林地分别次之。这可能是因为植被覆盖不同,导致了作物碳的归还量不一。同时,不同的植被覆盖还影响了土壤中的各种生物化学进程,改变了碳在土壤中的循环转化过程,进而影响了SOC和SIC含量,使得SOC/SIC值产生较大差异。【结论】SOC和SIC之间存在循环转化关系,且不同气候条件、不同土地利用方式、不同土壤类型对SOC和SIC循环转化存在显著影响。不同条件下SOC/SIC值存在显著差异,且二者呈现不同的相关性。本研究结果可为明确土壤碳的循环积累机制,准确估算土壤有机和无机碳库提供理论依据。 展开更多

关键词 土壤有机碳 土壤无机碳 气候类型 土地利用方式 SOC/SIC

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2050年农田土壤温室气体排放及碳氮储量变化SPACSYS模型预测 被引量：4

6

作者 王树会 张旭博 +2 位作者 孙楠 李忠芳 徐明岗 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1550-1565,共16页

【目的】优化华北平原农田土壤的施肥措施,实现维持农田作物产量、提升土壤肥力的同时减少温室气体排放。【方法】基于长期定位试验观测数据,选取氮磷钾化肥(NPK)、有机肥配施化肥(NPKM)和单施有机肥(OM)三个试验处理来评价和验证过程模... 【目的】优化华北平原农田土壤的施肥措施,实现维持农田作物产量、提升土壤肥力的同时减少温室气体排放。【方法】基于长期定位试验观测数据,选取氮磷钾化肥(NPK)、有机肥配施化肥(NPKM)和单施有机肥(OM)三个试验处理来评价和验证过程模型(SPACSYS)对不同施肥措施下的作物产量、土壤有机碳(SOC)和土壤全氮(TN)储量及土壤CO_2和N_2O排放动态变化的模拟效果,并预测至2050年不同施肥情景和肥料配施情景下作物产量、SOC、TN储量及土壤CO_2和N_2O排放量。【结果】统计分析结果表明,SPACSYS模型的小麦和玉米产量模拟值与实测值的相关系数R^2为0.63～0.78,RMSE为3.78%～4.86%,EF为0.59～0.73;土壤有机碳和全氮储量模拟值与实测值的R^2为0.73～0.89,RMSE为2.69%～3.79%,EF为0.67～0.82;土壤CO_2和N_2O排放量模拟值与实测值的R2为0.16～0.80,RMSE为4.03%～9.99%,EF为0.24～0.78,相关性均达到显著水平,表明SPACSYS模型模拟值的可靠性和准确性较高。利用该模型进行预测,结果显示到2050年,在当前施氮水平下,减氮50%会显著降低玉米产量约9%;减氮25%,与单施化肥处理相比,有机肥配施化肥处理和单施有机肥处理分别显著提高SOC年均储量约31%和62%,提高TN年均储量约18%和6%,而CO_2和N_2O年均排放量均没有显著增加。【结论】SPACSYS模型可以模拟中国华北平原典型农田冬小麦-夏玉米轮作体系的农作物产量、SOC和TN储量以及土壤CO_2和N_2O的排放情况。但是模型低估了OM处理的全氮储量,下一步研究需对模型做相应改进。至2050年,施用化肥和有机肥均可不同程度地提高有机碳和全氮储量,且该地区可适当降低氮肥施用量(减氮25%),并采用有机肥配施化肥或单施有机肥的方式来维持作物产量、提升土壤肥力,同时降低温室气体排放。 展开更多

关键词 施肥 土壤有机碳 土壤全氮 温室气体 SPACSYS模型

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全球不同气候区小麦产量构成要素对生殖期增温的响应 被引量：2

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作者 高美玲 唐灵云 +5 位作者 吴正肖 张旭博 孙志刚 孙楠 高永华 张崇玉 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1247-1256,共10页

【目的】全球气候变暖对小麦生长发育有重要影响,尤其是小麦生殖期增温。然而,全球不同气候区小麦产量及其构成要素对其生殖期增温的响应还未系统量化。因此,急需明确全球范围不同气候区小麦生长发育对其生殖期增温的响应特征和一般规... 【目的】全球气候变暖对小麦生长发育有重要影响,尤其是小麦生殖期增温。然而,全球不同气候区小麦产量及其构成要素对其生殖期增温的响应还未系统量化。因此,急需明确全球范围不同气候区小麦生长发育对其生殖期增温的响应特征和一般规律。【方法】收集并筛选出全球范围内,涉及小麦生殖期增温对其产量构成要素影响的文献61篇,运用整合分析(Meta-analysis)量化生殖期增温0~5℃和大于5℃的极端高温对不同气候区小麦产量及构成要素的影响程度,阐明小麦生殖期内昼夜不同时段增温对小麦产量的影响规律。【结果】生殖期增温0~5℃对小麦产量及其构成要素均呈显著负效应,其中小麦产量减少了11.7%,千粒重、穗粒数和穗数分别减少7.4%、5.0%和3.5%。不同气候区小麦产量降幅对其生殖期增温(0~5℃和5~10℃)的响应不同,具体表现为亚热带季风区(15.2%和38.8%)>温带海洋性气候和温带大陆性气候(14.9%和30.6%)>地中海气候(10.6%和15.6%)>温带季风气候(9.3%和10.2%);小麦千粒重降幅为温带大陆性气候(24.7%和21.1%)和温带季风气候(10.5%和28.0%)>温带海洋性气候(9.7%和15.0%);尤其在生殖期增温5~10℃,亚热带季风和温带季风气候的小麦产量各构成要素降幅比0~5℃更大。另外,小麦生殖期夜间增温导致小麦产量的降低(14.7%)大于白天增温(11.3%)。【结论】全球不同气候区小麦生殖期增温造成小麦减产主要是由于千粒重和穗粒数的显著减少,而且小麦生殖期夜间增温对小麦产量的负效应大于白天增温。本文研究结果可为未来小麦育种提供新视角,也可为应对气候变化、维持或提高小麦产量提供科学依据。 展开更多

关键词 小麦产量 生殖期增温 增温时段 气候区 整合分析

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不同土地利用方式下我国北方土壤有机、无机碳库的变化趋势及原因分析 被引量：17

8

作者 张旭博 李雄 +2 位作者 徐梦 孙楠 史飞 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1440-1450,共11页

【目的】土壤碳酸盐含量的变化对干旱半干旱地区大气中CO2的吸附固定有重要影响。探究不同土地利用方式下土壤无机碳(SIC)含量沿土壤剖面的变化特征及其影响因素,理解其在土壤中的循环转化,有助于准确预测土壤碳储量对全球环境变化的响... 【目的】土壤碳酸盐含量的变化对干旱半干旱地区大气中CO2的吸附固定有重要影响。探究不同土地利用方式下土壤无机碳(SIC)含量沿土壤剖面的变化特征及其影响因素,理解其在土壤中的循环转化,有助于准确预测土壤碳储量对全球环境变化的响应和碳减排的效果。【方法】搜集、提取1990—2018年我国已发表的涉及撂荒地、灌木地、草地、林地和农田5种土地利用方式下0—100 cm不同土壤剖面深度土壤有机碳(SOC)和SIC含量的相关数据,分析不同利用方式下SOC和SIC的相互关系。【结果】SOC含量随土壤深度增加而降低,而SIC含量随土壤深度变化的特征在5种土地利用方式下有明显差别。在0—60 cm土层,农田和草地具有较高的SOC含量,灌木地具有较高的SIC含量,撂荒地中各土壤剖面层次的SOC和SIC含量均显著低于其他利用方式(P <0.05)。在60—100 cm土层,撂荒地和灌木地SOC和SIC含量均明显低于其他3种土地利用方式。在0—20 cm土层,SOC/SIC值在农田土壤中(0.80±0.05)最高,而在撂荒地(0.40±0.02)和灌木地(0.50±0.03)最低。在20—60 cm土层,草地和农田土壤的SOC/SIC值在剖面各层显著高于撂荒地和灌木地(P <0.05)。在60—100 cm土层,草地土壤中SOC/SIC值显著高于其他4种土地利用方式(P <0.05)。在撂荒地、灌木地、林地(除了60—80 cm土层)和农田土壤中,SOC和SIC含量在各个剖面层次上均呈现显著正相关关系,而草地土壤中SOC和SIC含量则在各个土壤剖面呈现出显著负相关关系。根据估算,0—100 cm土层SIC储量能够占到整个土壤碳库(SOC+SIC)的60%~80%。草地0—100 cm的SOC储量最高,为C (56.65±4.00)kg/m^2,是其他土地利用方式的1.6~3.7倍,撂荒地的SIC储量最低,为C (51.05±5.11) kg/m^2,是其他4种土地利用方式的51.1%~57.5%。【结论】在我国北方干旱半干旱地区,农田、草地、灌木和林地土壤中秸秆、根茬、植株残渣等有机碳源的输入刺激了微生物的分解作用,促进了土壤有机碳向无机碳的转移过程,有利于大气CO2的截存。而撂荒地地面植被较少、生物化学风化作用弱,且易受环境扰动,不利于对大气CO2的吸附固定。此外,灌溉、耕作、施肥等人为因素驱使土壤中碳酸盐向深层土壤运移,导致农田土壤无机碳库在土壤深层积累,对CO2截存作用更大。而灌木地则通过根系水分输送驱动土壤深层碳酸盐向表层运移,导致深层土壤无机碳库减少,降低CO2固定潜力。 展开更多

关键词 土壤有机碳 土壤无机碳 土地利用方式 土壤剖面深度 SOC/SIC

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藏东南林芝地区典型农业土地利用方式对土壤微生物群落特征的影响 被引量：15

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作者 张旭博 徐梦 史飞 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期331-342,共12页

为研究藏东南林芝地区土壤微生物群落对农业土地利用方式的响应特征及其关键影响因素,可深入认识农业土地利用对该区域生态系统稳定性的影响,并为该地区农业土地资源合理利用提供科学依据。采集藏东南林芝地区2种典型农业土地利用方式(... 为研究藏东南林芝地区土壤微生物群落对农业土地利用方式的响应特征及其关键影响因素,可深入认识农业土地利用对该区域生态系统稳定性的影响,并为该地区农业土地资源合理利用提供科学依据。采集藏东南林芝地区2种典型农业土地利用方式(农田及放牧草地)土壤样品,以自然森林土壤样品为对照,利用磷脂脂肪酸法(PLFA)和MiSeq高通量测序分析不同土地利用方式下土壤微生物数量、多样性和群落组成的差异性,并结合土壤理化指标探讨影响土壤微生物群落组成和结构的关键因素。结果表明:与自然森林相比,农田和放牧草地土壤中微生物PLFA总量降低了38.7%~51.8%,其中革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、放线菌和真菌的生物量分别降低了26.1%~47.6%、40.0%~61.1%、44.1%~60.6%和5.2%~31.3%。农田种植显著降低土壤真菌的多样性,其丰富度、香农多样性相比于森林土壤分别降低了53.0%和71.4%,而细菌群落的丰富度、香农多样性则显著降低了15.7%和5.1%。农田种植显著增加土壤细菌中放线菌门(A ctinobacteria)的相对丰度,但是显著降低了浮霉菌门(Planctomycetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)和厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度,放牧草地则显著促进拟杆菌门(Bacteroidetes)和蓝藻门(Cyanobacteria)的生长。农业土地利用显著提高土壤真菌群落中担子菌门伞菌纲(A garicomycetes)的优势度,其在农田和放牧草地土壤中的相对丰度分别是自然森林土壤的23倍和19倍,而子囊菌门(A scomycota)和接合菌门(Zygomycota)的相对丰度则分别降低了67.7%~89.6%和58.7%~67.4%。基于距离矩阵的冗余分析表明,土壤细菌和真菌的群落结构在3种土地利用方式下有显著差异。土壤微生物的数量、多样性和群落组成受到土壤pH值、土壤有机碳、土壤C/N等理化性质的显著影响,并且土壤真菌对环境因子改变的响应比细菌敏感。研究表明,典型农业土地利用方式导致藏东南林芝地区土壤微生物群落的数量和多样性相比于自然植被显著降低,并改变细菌和真菌的群落组成和结构,而且真菌对农业土地利用方式的响应比细菌敏感。 展开更多

关键词 土壤细菌群落 土壤真菌群落 高通量测序 土地利用方式 农田 青藏高原

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放牧模式对内蒙古典型草原生长季土壤呼吸速率的影响 被引量：6

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作者 聂成 牛磊 +3 位作者 张旭博 李悦 杜薇 刘颖慧 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期402-411,共10页

【目的】放牧改变了典型草原生产力和土壤养分循环,影响了植被和土壤微生物的生长状况,进而使草原土壤碳排放量发生变化。本研究通过分析不同放牧措施下内蒙古典型草原生长季土壤呼吸速率(Rs)的差异,了解不同放牧管理模式影响草原碳交... 【目的】放牧改变了典型草原生产力和土壤养分循环,影响了植被和土壤微生物的生长状况,进而使草原土壤碳排放量发生变化。本研究通过分析不同放牧措施下内蒙古典型草原生长季土壤呼吸速率(Rs)的差异,了解不同放牧管理模式影响草原碳交换和碳平衡的主要途径。【方法】基于内蒙古典型草原全年放牧、休牧及禁牧三种放牧措施,于2014和2015年的7月和9月对Rs进行原位测定,并分析了不同放牧措施下Rs及其影响因子的差异。【结果】1)三种放牧措施下,Rs表现为休牧样地[CO_2 2.00μmol/(m^2·s)]>禁牧样地[CO_2 1.94μmol/(m^2·s)]>全年放牧样地[CO_2 1.56μmol/(m^2·s)]。放牧对Rs的影响还存在季节效应,7月份放牧降低了Rs,而9月份放牧则提高了Rs。2)与禁牧措施相比,放牧和休牧管理均降低了地上生物量(70.6%和47.3%)、土壤总碳含量(34.5%和32.0%)、土壤总氮含量(37.0%和34.5%),但休牧显著提高了根系生物量(37.2%)。全年放牧样地中土壤可溶性有机碳提高,但微生物磷脂脂肪酸含量下降。3) 7月份Rs主要与土壤湿度和地上生物量显著正相关,而9月份则与土壤温度和土壤PLFAs含量显著正相关。结构方程模型(SEM)结果显示,土壤温度(0.905)和湿度(0.188)通过影响微生物和根系的代谢环境对生长季Rs起主导作用,放牧通过降低土壤湿度和地上生物量对Rs有抑制作用(–0.137)。【结论】全年放牧通过抑制微生物的生长降低了土壤呼吸速率,休牧通过提高根系生物量增加了土壤呼吸速率,说明放牧对内蒙古典型草原生长季土壤呼吸速率的影响途径因放牧模式的不同而不同。 展开更多

关键词 典型草原 休牧 禁牧 放牧 土壤呼吸 磷脂脂肪酸

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引入水稻“移栽时间效应”和光敏感性算法改进ORYZA模型并验证

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作者 焦江华 张旭博 +3 位作者 梁硕 孙楠 徐梦 徐明岗 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1251-1261,共11页

【目的】水稻生长模型是实现水稻管理自动化的重要工具。现有水稻模型未充分体现水稻生长的"移栽时间效应",模型参数较多,使用较复杂。基于这些问题改进和完善水稻生长模型,以提高模型的准确性和实用性。【方法】在ORYZA与RCS... 【目的】水稻生长模型是实现水稻管理自动化的重要工具。现有水稻模型未充分体现水稻生长的"移栽时间效应",模型参数较多,使用较复杂。基于这些问题改进和完善水稻生长模型,以提高模型的准确性和实用性。【方法】在ORYZA与RCSODS模型的基础上,结合已有水稻生育期时间节点计算方法及其对干物质积累与分配的影响权重,在模型中增加移栽时间效应和水稻动态消光系数方程。利用2003—2012年黑龙江省绥化市庆安县农业气象站的发育期、产量和气象数据,验证了改进后的水稻生长模型的模拟效果,对比分析改进前后的效果差异。【结果】改进后模拟的返青期、分蘖期、孕穗期、抽穗期与成熟期和实际发育期时间节点的残差均方根(RMSE)分别为1.17、1.41、1.00、2.23和2.12天,整个发育期模拟RMSE与RE(相对误差)平均为1.6天与1.3%。试验点位多年产量范围在6495~8715 kg/hm^2,模拟值为7230~8207 kg/hm^2,其中产量模拟最小误差为210 kg/hm^2,平均RMSE与RE分别为714 kg/hm^2与9.2%,模型相对误差率保持在10%以内。移栽前有效积温与水稻完成基本营养生长期所需的有效积温呈显著正相关(R^2=0.7837,P=0.003),根据移栽时有效积温调整发育期模型第一阶段(基本营养阶段)生长速率参数,使发育期的模拟误差缩小3倍,产量模拟误差缩小34%。【结论】引入移栽前有效积温与基本营养生长期发育速率之间关系的响应方程,极大地提升了发育期模型的模拟效果;引入动态水稻消光系数方程,小幅度地提升了产量的模拟效果。改进后的模型可以促进水稻模型的发展,并更加准确地指导水稻生产。 展开更多

关键词 水稻生长模型 发育期 移栽前有效积温 基本营养生长期 产量模拟

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