摘要：本试验采用增温与灌溉双因素完全随机区组设计,以自动控制红外线辐射器模拟增温,设置3个增温水平,即T0(0℃)、T1(1.5℃)、T2(2℃),以读水表抽水漫灌方式进行灌水,按照大豆正常灌水量4 000 m^(3)/hm^(2)的100%、115%和130%设置3个灌溉定额,即W0(4 000 m^(3)/hm^(2))、W1(4 600 m^(3)/hm^(2))、W2(5 200 m^(3)/hm^(2)),增温幅度与灌溉定额两两组合,共9个处理,探究增温与灌溉对大豆水分利用效率和大豆成熟期产量及其构成因素的影响。结果显示,不同处理大豆水分利用率在苗期有显著性差异(P<0.05),但在开花期、结荚期和鼓粒期均无显著性差异。各处理组合对大豆产量及其构成因素影响最大的结果如下:T1W2处理使大豆单株结荚数较对照(T0W0)增加了27.77%,T1W2处理使大豆三粒荚数增加了30.09%,T1W2处理较对照大豆单株粒数增加57.40%,T1W2处理的单株产量增加了40.08%,大豆百粒质量在T1W2处理比对照高6.83%,各处理与W0T0处理相比变幅在-27.11%~20.15%之间。综上,增温会影响大豆水分利用效率和产量构成因素,但灌溉与其互作,一定程度上抵消了其对产量产生的负效应,对大豆生长和产量形成具有促进作用。本研究为制定合理灌溉定额以应对气候变暖对宁夏引黄灌区大豆种植的影响提供理论依据,为探索大豆在气温升高因子影响下实现稳产增产提供技术支撑。

摘要：本研究设计开顶式小室(Open top chambers,OTCs)增温控制试验,用以探明增温对五台山亚高山草甸生长季植物群落和土壤理化性质的影响,并采用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)揭示植物群落与表层土壤性质的关系。结果表明:增温以后物种丰富度(Species richness,SR)显著增加(P<0.05);对照样地矮生嵩草(Kobresia humilis)的重要值(Importance value,IV)最高(0.31),增温样地珠芽蓼(Polygonum viviparum)的重要值最高(0.15);增温处理下地上生物量(Aboveground biomass,AGB)显著增加了约2.83倍(P<0.05),地下生物量(Belowground biomass,BGB)显著下降了约35.96%(P<0.05),土壤水分(Soil moisture,SM)、有机碳(Soil organic carbon,SOC)和总氮(Total nitrogen,TN)分别显著下降了24.58%,11.86%和19.80%(P<0.05);增温处理下土壤水分和总氮与地上生物量显著正相关(P<0.01),pH值与地下生物量显著正相关(P<0.05)。增温使五台山亚高山草甸群落结构发生改变,土壤表层趋向干旱化和贫瘠化。

摘要：为研究增温效应下农田温室气体排放的变化和机制,选择华北平原的山东禹城农田生态系统国家野外科学观测研究站当地典型的冬小麦-夏玉米农田为研究对象,设计翻耕增温(CTW)处理和翻耕不增温(CTN)对照开展多年增温试验。2014年10月出苗期至2015年12月冬小麦越冬期持续增温,2016年初至2016年9月增温设备因故障关闭。结果显示,2014—2015年,冬小麦期土壤温度显著增加1.31℃(P0.05),而全年土壤体积含水量均值对增温无显著响应,仅越冬期土壤含水量增加明显。两年期内,增温抑制冬小麦季CO2累积排放达20.35%,以3月和5月差异表现最为明显。2014—2016年冬小麦季,CTW、CTN处理的年均CH4累积吸收量分别为1641.2、2185.7 g·hm^-2,增温抑制冬小麦季CH4吸收,但对夏玉米季CH4通量无显著作用。冬小麦季增温降低CTW处理土壤微生物生物量碳值达26.55%,而微生物生物量氮仅个别施肥和灌溉月份对增温响应显著。两年期冬小麦和夏玉米季CTW、CTN地上生物量均值分别为12.19、16.33 mg·hm^-2和16.41、21.18 mg·hm^-2,表明增温降低了地上作物生物量。研究表明,长期增温显著抑制小麦季土壤CO2释放和CH4吸收,但玉米期碳排放和吸收的响应相对较弱。增温条件下,土壤水热条件和生物量依然是限制土壤碳通量的重要因素。

摘要：气候变暖在高海拔山地更为明显,山地植被对气候变暖响应的空间格局将成为山地研究新的热点。在黄土高原东部沿纬度梯度选择北段管涔山、中段关帝山和南段五鹿山,分别划分高、中、低3个海拔梯度,每一梯度用开顶式生长室设置对照(CK)、低度增温(LW)、高度增温(HW)3种模拟增温样地,于增温1年后植被生长季调查山地林下草本群落的生长特征及水热因子,探究黄土高原林下草地对气候变暖的短期响应及其随纬度、海拔的变化格局。结果表明:在LW和HW处理下,(1)空气温度增加0.47℃和1.00℃,空气湿度增加1.37%和1.94%,其中空气温度增幅随海拔增加显著增大(P=0.012);(2)土壤水分减小0.32%和0.64%,土壤温度减小0.07℃和增加0.06℃,其中土壤温度增幅随纬度增加显著减小(P=0.003);(3)植物密度增加41.27株/m2和78.53株/m2,植物高度增加0.04 m和0.03 m,植物频度增加5.47%和3.47%,而植物盖度显著增加5.32%和0.88%(P=0.042);(4)植被与温度关系的相关系数绝对值增加31.49%和56.82%,与水分关系的相关系数绝对值增加38.67%和62.89%。因此,山地温度对增温响应更大,且空气温度具正向海拔依赖性,土壤温度具负向纬度依赖性;增温加强植被与水分的关系,促进植物对水的依赖性,进而显著影响植物盖度。然而,增温的短期效应易受到降雨条件的影响,使结果出现误差,故在类似的研究中建议加强试验的时间尺度。

摘要：为了研究气候变暖背景下亚高山草甸植被群落物种多样性对温度升高的响应,将云顶山亚高山草甸作为研究区,采用开顶式增温箱(OTC)进行模拟增温样地布设,随机设置对照(CK)、低度增温(OTC1)和高度增温(OTC2)3种试验处理。结果表明:(1)该区禾草、莎草、杂草三种功能型植物当中,以杂草类植物为主;禾草类植物在低度增温下重要值增加12.92%,在高度增温下增加20.66%;杂草类植物在低度增温下的重要值减小13.15%,在高度增温下减小10.73%;而莎草类植物在低度增温下重要值增加0.23%,在高度增温下其重要值减小9.93%。(2)该区各物种多样性指数在不同增温处理下变化趋势不同,过度增温对草甸物种多样性产生一定的负面影响。可见,在全球变暖的背景下,云顶山亚高山草甸禾草类植物对温度升高的响应更加迅速,物种多样性趋于降低,因此需要对亚高山草甸植物进行保护。

摘要：在现有的OTC内碳通量观测仪器设备基础上,设计开发出一套以AT89S51单片机为控制核心,通过L293D控制电机正反转控制箱盖定时开关,实现了多年冻土区OTC内碳通量自动观测.观测主体箱用透明采光性良好的玻璃纤维材料制成,电机传动采用齿轮传动,箱口和箱盖接触地方用橡胶密封圈包裹,防止箱盖密闭时漏气.OTC内碳通量自动观测仪最大可能性的减小了当前模拟增温条件下碳通量观测受自然条件和人为因素的影响,极大的降低观测费用,提高了数据的连续性,基本上实现了多年冻土区模拟增温条件下碳通量较为精确地自动、连续观测.试验表明:在气象条件相对较好的2013年5月15日,OTC内碳通量自动观测仪观测结果和传统OTC内利用LI-COR6400观测结果规律性都较强,野点较少,二者相关性显著(R2=0.96);而在气象条件相对较差的2013年9月1日,OTC内碳通量自动观测仪观测结果受外界干扰小,观测结果规律性强,野点较少;而传统OTC内利用LI-COR6400观测结果规律性较差,野点较多,数据可信度不高,二者观测结果相关性不显著(R2=0.67).