Water Cycle Process Analysis and Water Volume Estimation of Socioeconomic System in Zhangye City,Gansu Province

采用投入产出分析方法,估算了张掖市各部门产品中的虚拟水含量;基于对各产品转化和流动的跟踪,系统研究了本地实体水资源与外地流入虚拟水资源在张掖市社会经济系统各环节中的流动与转化过程。结果表明,种植业部门的实体水转化与虚拟水流动构成了张掖市社会经济系统水循环的主体,外地流入的虚拟水量较少,且主要集中于水资源稀疏型产品;经济生产对种植业产品较低的消耗水平导致了大量虚拟水的流出。认为增强种植业产品在社会经济系统中的循环强度是张掖市降低水资源流失以及提高水资源利用效率的有效手段。 &nbsp

台兰河流域土地利用变化及其景观格局特征研究

在遥感和GIS技术支持下,获取了自1990年以来台兰河流域3期土地利用数据,在GIS空间分析模块下对台兰河流域土地利用及其景观格局特征进行了研究。结果表明:1990-2005年,土地利用变化表现出耕地和沙地明显增加,分别增加35 027.11 hm2和10 443.46 hm2,而草地和天然林地面积锐减,其中草地净减少59 965.95hm2,反映出流域有大面积拓荒的趋势。随着耕地面积的不断增大,引发农业用水和生态用水之间的矛盾,天然植被受到破环,生物多样性减少。老绿洲土壤盐渍化面积总体呈减小趋势,新绿洲及绿洲外围局部地区土壤盐渍化呈恶化趋势

北亚热带地带性森林土壤温室气体通量对土地利用方式改变和降水减少的响应

弄清土地利用和降水变化对林地土壤主要温室气体(CO_2、CH_4和N_2O)排放通量变化的影响,是准确评估森林土壤温室气体排放能力的重要基础。该研究以常绿落叶阔叶混交林原始林、桦木(Betula luminifera)次生林和马尾松(Pinus massoniana)人工林为对象,采用静态箱-气相色谱法研究了3种土地利用方式(常绿落叶阔叶混交林原始林、桦木次生林和马尾松人工林)和降水减少处理状况下森林土壤CO_2、CH_4和N_2O通量排放特征,并探讨了其环境驱动机制。研究结果表明:原始林土壤CH_4吸收通量显著高于次生林和人工林,次生林CH_4吸收通量显著高于人工林土壤。人工林土壤CO_2排放通量显著高于原始林和次生林土壤。次生林土壤N_2O排放通量高于原始林和人工林,但三者间差异不显著。降水减半显著抑制了3种不同土地利用方式下林地土壤CH_4吸收通量;降水减半处理对原始林和次生林土壤CO_2排放通量均具有显著的促进作用,而对人工林土壤CO_2排放通量具有显著的抑制作用;降水减半处理促进了原始林和人工林林地土壤N_2O排放而抑制了次生林林地土壤N_2O排放。原始林和次生林林地土壤CH_4吸收通量随土壤温度升高显著增加,CH_4吸收通量与土壤温度均呈显著相关关系;原始林、次生林和人工林土壤CO_2和N_2O排放通量与土壤温度均呈显著正相关关系;土壤湿度抑制了次生林和人工林土壤CH_4吸收通量,其CH_4吸收通量随土壤湿度增加显著减少;原始林土壤CO_2排放通量与土壤湿度呈显著正相关关系。自然状态下,原始林土壤N_2O排放通量与土壤湿度呈显著正相关关系,原始林和次生林土壤N_2O排放通量与硝态氮含量呈显著相关关系。研究结果表明全球气候变化(如降水变化)和土地利用方式的转变将对北亚热带森林林地土壤温室气体排放通量产生显著的影响

近15年台兰河流域土地利用变化及其生态效应研究

利用1990、2000和2005年的TM影像数据,在GIS技术支持下,定量研究了近15年来台兰河流域的土地利用变化特征。结果表明:1990—2005年,台兰河流域耕地和沙地面积均明显增加,分别增加3.50万hm2和2.05万hm2,而草地和天然林地面积锐减,其中草地净减少6.00万hm2,反映出流域有大面积拓荒的趋势。选择研究区5组自然条件相同而土地利用方式不同的代表性样区进行对比研究,结果发现不同土地利用方式对土壤有机质含量及总盐的影响主要发生在0~25cm土层中,剖面中土壤有机质含量及总盐自上而下明显降低。人工甘草地和盐碱地的土壤总盐远高于其他土地利用类型,土壤表层(0~20cm)有机质含量在几种土地利用类型之间的比较是:经济林>耕地>人工甘草地>改良沙地>盐碱地。随耕种年限的增加耕地总盐含量降低,有机质含量增加

北亚热带地带性森林土壤温室气体通量对土地利用方式改变和降水减少的响应

弄清土地利用和降水变化对林地土壤主要温室气体(CO_2、CH_4和N_2O)排放通量变化的影响,是准确评估森林土壤温室气体排放能力的重要基础。该研究以常绿落叶阔叶混交林原始林、桦木(Betula luminifera)次生林和马尾松(Pinus massoniana)人工林为对象,采用静态箱-气相色谱法研究了3种土地利用方式(常绿落叶阔叶混交林原始林、桦木次生林和马尾松人工林)和降水减少处理状况下森林土壤CO_2、CH_4和N_2O通量排放特征,并探讨了其环境驱动机制。研究结果表明:原始林土壤CH_4吸收通量显著高于次生林和人工林,次生林CH_4吸收通量显著高于人工林土壤。人工林土壤CO_2排放通量显著高于原始林和次生林土壤。次生林土壤N_2O排放通量高于原始林和人工林,但三者间差异不显著。降水减半显著抑制了3种不同土地利用方式下林地土壤CH_4吸收通量;降水减半处理对原始林和次生林土壤CO_2排放通量均具有显著的促进作用,而对人工林土壤CO_2排放通量具有显著的抑制作用;降水减半处理促进了原始林和人工林林地土壤N_2O排放而抑制了次生林林地土壤N_2O排放。原始林和次生林林地土壤CH_4吸收通量随土壤温度升高显著增加,CH_4吸收通量与土壤温度均呈显著相关关系;原始林、次生林和人工林土壤CO_2和N_2O排放通量与土壤温度均呈显著正相关关系;土壤湿度抑制了次生林和人工林土壤CH_4吸收通量,其CH_4吸收通量随土壤湿度增加显著减少;原始林土壤CO_2排放通量与土壤湿度呈显著正相关关系。自然状态下,原始林土壤N_2O排放通量与土壤湿度呈显著正相关关系,原始林和次生林土壤N_2O排放通量与硝态氮含量呈显著相关关系。研究结果表明全球气候变化(如降水变化)和土地利用方式的转变将对北亚热带森林林地土壤温室气体排放通量产生显著的影响

神农架主要森林土壤CH_4、CO_2和N_2O排放对降水减少的响应

研究降水格局改变后森林土壤温室气体排放格局,可为森林温室气体排放清单制定提供科学依据。以神农架典型森林类型常绿落叶阔叶混交林和2种人工林马尾松和杉木林为研究对象,研究了降水格局改变后,其土壤CH_4吸收、CO_2和N_2O的排放格局和可能机制。结果表明:常绿落叶阔叶混交林吸收CH_4通量为(-36.79±13.99)μg Cm~(-2)h~(-1),显著大于马尾松和杉木两种人工林的CH_4吸收通量,其吸收通量分别为(-14.10±3.38)μg Cm~(-2)h~(-1)和(-7.75±2.80)μg Cm~(-2)h~(-1)。马尾松和杉木两种人工林CO_2排放通量分别为(107.03±12.11)μg Cm~(-2)h~(-1)和(80.82±10.29)μg Cm~(-2)h~(-1),显著大于常绿落叶阔叶混交林(71.27±10.59)μg Cm~(-2)h~(-1)。常绿落叶阔叶混交林N_2O排放通量为(8.88±6.75)μg Nm~(-2)h~(-1),显著大于杉木人工林(5.93±2.79)μg Nm~(-2)h~(-1)和马尾松人工林(1.64±1.02)μg Nm~(-2)h~(-1)。分析3种森林土壤CH_4吸收量与其环境因子之间的关系发现,常绿落叶阔叶混交林的CH_4吸收通量与其土壤温度呈现显著的指数负相关关系(P<0.01)。常绿落叶阔叶混交林、马尾松林和杉木林的土壤CO_2排放通量与其空气温度和土壤温度之间均呈现显著的指数正相关关系(P<0.01)。常绿落叶阔叶混交林和马尾松林土壤N_2O排放通量与空气温度之间均呈现显著的指数正相关关系(P<0.01),而马尾松林与土壤温度之间呈显著正相关(P<0.05),与土壤湿度之间均无显著相关。降水减半后,减少降水对常绿落叶阔叶混交林和马尾松林土壤CH_4吸收通量均具有明显的促进作用,但对杉木林土壤CH_4吸收量具有抑制作用,对常绿落叶阔叶混交林和杉木林土壤CO_2平均排放通量均具有明显的促进作用,而对马尾松林土壤CO_2平均排放通量明显抑制作用,对常绿落叶阔叶混交林、马尾松和杉木林土壤N_2O排放量具有明显的抑制作用

用宏基因组学方法研究绿肥对水稻根际微生物磷循环功能基因的影响

【目的】绿肥对土壤微生物磷循环的影响受到研究者们的广泛关注,但绿肥影响土壤磷循环的微生物机理尚不明确。利用宏基因组学方法剖析长期绿肥还田对土壤磷循环功能微生物的影响,旨在阐明绿肥对土壤磷循环影响的微生物机理,为绿肥的科学利用提供依据。【方法】以中国湖南祁阳绿肥及稻草还田定位试验的水稻根际土为材料,利用宏基因组学方法,对土壤微生物DNA进行PE150 (双端读长150 bp)宏基因组测序,使用MetaWRAP软件中的read_qc模块进行质控,用assembly模块megahit方法进行组装;基于组装的较长序列(> 1000 bp)使用Diamond软件的BLASTX和UniProtKB/SWISS-PROT数据库进行序列比对,根据磷活化(磷酸酯矿化、膦酸酯矿化、无机磷溶解)、磷吸收(膦酸酯运输、磷酸酯运输和无机磷酸盐运输)和缺磷诱导响应调控三大类主要磷循环功能相关基因(重点关注的64个磷循环功能基因)进行筛选;再利用R语言进一步分析水稻根际土壤中磷循环功能基因相对丰度及其与土壤理化指标之间的关系,阐述绿肥对土壤磷循环功能微生物的影响。【结果】土壤pH等9个常规指标在有、无绿肥处理之间均无显著差异。无稻草还田时,绿肥处理对64个磷循环功能基因中的11个相对丰度影响显著,这11个基因广泛分布在除磷酸酯运输及无机磷溶解外的5个功能组中,其中phnA、phnN、phnV等3个基因相对丰度上升,phnI、phnL、glpB、glpO、pitA、phoA、phoP、phoU等8个基因相对丰度下降。而在稻草还田时,绿肥处理仅phnPP基因相对丰度显著降低。相关性分析显示,土壤pH与磷酸酶活性、无机磷溶解基因pqqB、pqqC、pqqCD、pqqE、pqqF相对丰度呈显著负相关(P <0.05)。冗余分析(RDA)结果表明,绿肥处理通过pH、AP以及磷酸酶活性影响磷循环功能基因。【结论】绿肥翻压下水稻根际微生物磷功能基因相对丰度深受稻草还田的影响。与单绿肥或单稻草还田相比,绿肥翻压基础上增加稻草还田对磷循环功能基因影响效果不明显,秸秆甚至减弱了绿肥对磷循环功能基因的影响,其原因可能是绿肥和稻草还田下不同微生物及不同磷循环功能基因之间存在激烈竞争