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植物生态学报 2016年第6期40卷 631-642页

作者：范嘉智王丹胡亚林景盼盼王朋朋陈吉泉南京信息工程大学应用气象学院生态气象环境研究中心南京210044 福建农林大学林学院福州350002 CGCEO/Geography Michigan State University

气孔调节功能是陆地生态系统碳-水耦合过程中最重要的环节。与即时的气孔导度测量相比,气孔导度斜率能有效地反映气孔导度对CO_2浓度、饱和水汽压亏缺和光合作用的敏感性,包含了环境因子对光合作用和临界水分利用效率等的综合影响,为研... 详细信息

气孔调节功能是陆地生态系统碳-水耦合过程中最重要的环节。与即时的气孔导度测量相比,气孔导度斜率能有效地反映气孔导度对CO_2浓度、饱和水汽压亏缺和光合作用的敏感性,包含了环境因子对光合作用和临界水分利用效率等的综合影响,为研究全球变化下陆地生态系统碳-水耦合关系提供了一个简明且综合的框架。气孔导度模型从经验模型、半经验模型发展到机理模型,经过很多学者的改进,但是模型参数的生物学意义和变化规律还不明确。鉴于气孔导度斜率方面研究的重要性和研究的不足,为了加强对气孔导度调节规律的认识,并减少气孔导度模拟的不确定性,该文主要综述了长期以来国内外关于最优气孔行为理论和气孔导度模拟方面的研究成果,其中包括广泛使用的气孔导度模型及参数意义,讨论影响气孔导度斜率的主要因素以及气孔导度机理模型的应用,并对最优气孔行为理论和气孔导度模拟方面的研究做了简单展望。

关键词：气孔导度斜率碳水耦合最优气孔导度理论气孔导度模型临界水分利用效率

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梅雨季节高温高湿环境下调亏灌溉对设施番茄生产的影响

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中国农业气象 2023年第8期44卷 685-694页

作者：江晓东张建取雷虎江苏省农业气象重点实验室/南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/南京信息工程大学气象应用气象学院南京210044

2021年6-7月梅雨期间在南京信息工程大学日光温室开展田间试验,以充分灌溉(100%ET_(0))为对照(CK),在番茄开花结果期设置T1(90%ET_(0))、T2(75%ET_(0))和T3(50%ET_(0))3个调亏灌溉处理,测定不同灌溉水平下番茄的生长指标、营养品质、感... 详细信息

2021年6-7月梅雨期间在南京信息工程大学日光温室开展田间试验,以充分灌溉(100%ET_(0))为对照(CK),在番茄开花结果期设置T1(90%ET_(0))、T2(75%ET_(0))和T3(50%ET_(0))3个调亏灌溉处理,测定不同灌溉水平下番茄的生长指标、营养品质、感官品质和产量。结果表明,番茄的株高、叶面积、根茎叶干物质积累量等生长指标均随灌溉量的减少呈现先增加后减少的趋势,T1处理各项指标均最大,T2处理次之,显著高于CK和T3处理。番茄产量表现为T1>T2>CK>T3,T1和T2处理分别比CK增产23.21%和9.33%,而T3处理则比CK减产19.36%。番茄可溶性蛋白、可溶性固形物、可溶性糖和可滴定酸含量以及糖酸比等营养品质指标,果实颜色、光泽、气味、果皮厚度、甜度等感官品质指标也随灌溉量的减少呈现先增加后减少的趋势,T2处理可溶性固形物含量、可溶性糖含量、糖酸比、果实颜色、气味、甜度和果皮厚度为各处理最大,T1处理次之。采用隶属函数法评价各处理果实营养品质和感官品质,结果均表现为T2>T1>T3>CK。综合番茄植株的生长状况、果实的营养品质、感官品质和产量认为,T1处理可显著促进番茄植株生长,提高产量并改善品质,为南京梅雨季节高温高湿环境条件下设施番茄开花结果期的推荐灌溉量。

关键词：梅雨高温高湿调亏灌溉设施番茄产量和品质

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基于实际蒸散构建的干旱指数在黄淮海地区的适用性

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应用生态学报 2016年第5期27卷 1603-1610页

作者：王莹吴荣军郭照冰南京信息工程大学环境与科学学院南京210044 南京信息工程大学应用气象学院南京210044 江苏省农业气象重点实验室南京210044

基于NOAH陆面模式模拟的实际蒸散产品,分析了2002—2010年黄淮海地区实际蒸散的时空分布特征.同时,结合MOD17潜在蒸散数据和MOD13 NDVI构建了2002—2010年的农业干旱指数——干旱敏感性指数(DSI),并以2002年1—12月为例,利用帕默尔干旱... 详细信息

基于NOAH陆面模式模拟的实际蒸散产品,分析了2002—2010年黄淮海地区实际蒸散的时空分布特征.同时,结合MOD17潜在蒸散数据和MOD13 NDVI构建了2002—2010年的农业干旱指数——干旱敏感性指数(DSI),并以2002年1—12月为例,利用帕默尔干旱指数(PDSI)、冬小麦减产率以及实际旱情资料,分析了DSI在该地区干旱监测的适用性.结果表明:黄淮海地区年均实际蒸散从西北向东南递增,最高值出现在研究区域东南部(800~900mm),最低值出现在西北部(<300 mm);DSI、PDSI两种干旱指数的年际变化呈正相关(R^2=0.61)和变化趋势的一致性,均在2002年达到最低(-0.61和-1.33),2003年最高(0.81和0.92),DSI与冬小麦减产率的相关性(R^2=0.43)明显优于PDSI(R^2=0.06),且表征干旱的空间分辨率较高,对区域农业干旱程度的判断和旱情的指示比较可靠.

关键词：实际蒸散农业干旱指数黄淮海地区

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不同淹没水深下菹草对强辐射的响应

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生态环境学报 2024年第5期33卷 720-729页

作者：王锦旗宋玉芝南京信息工程大学生态与应用气象学院江苏南京210044

春末夏初菹草大批衰亡的原因一直是水体生态修复关注重点,强辐射被认为是最为重要的因素。为研究不同淹没水深下菹草对强辐射的抵御能力,通过模拟强辐射方式,用透明渔网将植株压迫至水下相应位置(10、20、30 cm),分别测定菹草形态、叶... 详细信息

春末夏初菹草大批衰亡的原因一直是水体生态修复关注重点,强辐射被认为是最为重要的因素。为研究不同淹没水深下菹草对强辐射的抵御能力,通过模拟强辐射方式,用透明渔网将植株压迫至水下相应位置(10、20、30 cm),分别测定菹草形态、叶绿素质量分数及叶绿素荧光参数等变化,并与对照组(未压迫)比较。结果表明,压迫至水下20 cm处的植株在株高、叶面积、鲜物质量,以及叶绿素质量分数等指标均高于其他深度处理组,对照组各项指标最低;水下20 cm组PSⅡ中心活性最强,受强辐射中UV-B伤害最小,而对照组及水下10 cm处理组,受UV-B辐射后,其PSⅡ反应中心遭到破坏或可逆性失活,光能转换效率、光能传递能率以及电子传递速率下降;水下30 cm处理组,虽PSⅡ反应中心未遭到伤害,因光合有效辐射衰减,植株生长各项指标不及20 cm组。辐射对所有监测指标均有极显著影响,大部分指标同时受水深因素影响;株高、节间距、叶绿素质量分数及Fv/Fm、ϕPSⅡ、qP还受两者交互影响。该试验中,水下20 cm既可抵御有害辐射,光合有效辐射也能满足植株生长。因此,利用水体自身屏蔽作用,通过压迫方式可有效削减强辐射中有害辐射对菹草的伤害,是一种简单易行的方式,在自然水体中可参考UV-B生物有效光学深度来确定压迫深度。

关键词：紫外辐射菹草形态叶绿素质量分数叶绿素荧光参数生物有效光学深度

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森林生态系统水源涵养服务功能解析

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生态学报 2018年第5期38卷 1679-1686页

作者：周佳雯高吉喜高志球杨伟超南京信息工程大学应用气象学院南京210044 环境保护部南京环境科学研究所南京210042 南京信息工程大学气象与气象灾害协同创新中心南京210044

森林水源涵养功能作为森林生态系统服务的一个重要方面,在国内的研究已有数十年的历史。多数研究中将森林水源涵养功能狭义地等同于森林对降雨的拦蓄能力或对径流的调节能力,而忽略了其对各水文过程的整体性作用以及对气象和土壤因子的... 详细信息

森林水源涵养功能作为森林生态系统服务的一个重要方面,在国内的研究已有数十年的历史。多数研究中将森林水源涵养功能狭义地等同于森林对降雨的拦蓄能力或对径流的调节能力,而忽略了其对各水文过程的整体性作用以及对气象和土壤因子的综合性影响。此外,在不同研究区域中,对于森林水源涵养功能的理解和研究方法往往一概而论,并未考虑研究区域的自然条件特性和社会经济特征,这使得研究结果的区域针对性不足,限制了对其进一步的应用推广。针对上述问题,在全面分析森林水源涵养的含义和特征之后,定义了不同区域的水源涵养功能内涵和主导服务,并给出了不同区域森林水源涵养功能的适宜计算方法,以期为不同区域森林水源涵养功能的全面提升和水源涵养林生态修复工程提供科学依据。

关键词：水源涵养区域主导服务

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凋落物C/N对土壤有机碳矿化的影响

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生态环境学报 2024年第11期33卷 1686-1695页

作者：李天苗淑杰余洁赵玉蝶乔云发南京信息工程大学生态与应用气象学院江苏南京210044

凋落物输入会影响土壤有机碳(SOC)矿化过程,其影响程度主要受凋落物C/N、土壤肥力和温度条件的影响,然而,这三因素的综合影响仍不清楚。以低肥力土壤(LF)和高肥力土壤(HF)为研究对象,分别添加7种不同C/N的凋落物,并设置培养温度为23℃... 详细信息

凋落物输入会影响土壤有机碳(SOC)矿化过程,其影响程度主要受凋落物C/N、土壤肥力和温度条件的影响,然而,这三因素的综合影响仍不清楚。以低肥力土壤(LF)和高肥力土壤(HF)为研究对象,分别添加7种不同C/N的凋落物,并设置培养温度为23℃和33℃,进行恒温避光培养,期间动态监测CO_(2)排放的变化,以揭示SOC矿化过程应对三因子的响应机制。结果显示,凋落物添加显著增加CO_(2)峰值排放速率,且与C/N>30的凋落物相比,添加C/N<30的凋落物对CO_(2)的峰值排放速率的促进作用更显著。CO_(2)峰值排放速率同时受土壤肥力和培养温度影响,HF-33℃条件下的CO_(2)峰值排放速率最高。添加C/N<30的凋落物显著增加了CO_(2)累积排放量,在LF-23℃、LF-33℃、HF-23℃和HF-33℃条件下,最大增幅分别为407%、304%、345%和160%。相关分析显示,SOC矿化率与凋落物C/N间呈负相关关系,这说明低质量凋落物会抑制SOC矿化。在LF-23℃、LF-33℃、HF-23℃和HF-33℃处理下,与凋落物C/N最低的CN1相比,添加C/N最高的CN7后,SOC矿化率的降幅分别达3.53、3.04、1.71和2.06倍。土壤肥力影响SOC矿化,HF的SOC矿化率较LF高1.29-2.66倍。培养温度对SOC矿化的影响在HF中表现出显著差异,与CK相比,在HF中添加凋落物显著降低了SOC矿化温度敏感性(Q10)。综合PLS-PM模型可知,SOC矿化是凋落物C/N、土壤肥力和培养温度综合作用的结果。其中,凋落物的C/N比对SOC矿化产生显著的负效应,土壤肥力则对SOC矿化产生主要的正效应,而温度的正效应则相对较小。研究结果有助于进一步理解不同土壤肥力和温度背景下,C/N不同的外源有机物输入对SOC矿化的影响及其背后的综合效应。

关键词：凋落物输入凋落物碳氮比有机碳矿化 CO_(2)释放速率室内培养温度敏感性

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地表臭氧浓度升高对旱作农田N2O排放的影响

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环境科学 2015年第2期36卷 636-643页

作者：吴杨周胡正华李岑子陈书涛谢燕肖启涛南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南京信息工程大学应用气象学院南京210044 南京信息工程大学江苏省农业气象重点实验室大气环境中心南京210044

通过田间试验,在冬小麦和大豆生长季设置3种不同臭氧(O3)浓度的处理,包括自由空气(对照,CK)、100 n L·L-1O3浓度(T1)和150 n L·L-1O3浓度(T2),采用静态箱-气相色谱法测定N2O排放通量,研究地表O3浓度升高对冬小麦-大豆轮作系统... 详细信息

通过田间试验,在冬小麦和大豆生长季设置3种不同臭氧(O3)浓度的处理,包括自由空气(对照,CK)、100 n L·L-1O3浓度(T1)和150 n L·L-1O3浓度(T2),采用静态箱-气相色谱法测定N2O排放通量,研究地表O3浓度升高对冬小麦-大豆轮作系统N2O排放的影响.结果表明,与CK相比,在冬小麦返青期,T1和T2处理都降低了土壤-冬小麦系统N2O累积排放量,降幅分别为37.8%(P=0.000)和8.8%(P=0.903);在拔节-孕穗期,T1和T2处理使N2O累积排放量分别降低了15.0%(P=0.217)和39.1%(P=0.000);从冬小麦全生育期来看,T1、T2的N2O累积排放量分别降低了18.9%(P=0.138)和25.6%(P=0.000).由于本年度大豆生长季降水偏少,受干旱胁迫的影响,O3浓度升高对大豆田N2O排放的作用不明显.本研究表明地表O3浓度升高会减少旱作农田N2O排放量.

关键词：臭氧冬小麦大豆土壤 N2O排放

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光照强度及附植藻类对狐尾藻生理指标的影响

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农业环境科学学报 2015年第2期34卷 233-239页

作者：宋玉芝孔繁璠王敏张艳娜南京信息工程大学大气环境与技术设备协同创新中心南京210044 南京信息工程大学应用气象学院生态气象环境中心南京210044 南京信息工程大学环境科学与工程学院南京210044

为研究沉水植物在富营养化水体中的衰退机理,以沉水植物狐尾藻为研究对象,进行为期四周的室内模拟实验,探究10%(39.6~75.6μmol·m-2·s-1)、50%(104.4~140.4μmol·m-2·s-1)及100%(210.2~230.4μmol·m-2·s... 详细信息

为研究沉水植物在富营养化水体中的衰退机理,以沉水植物狐尾藻为研究对象,进行为期四周的室内模拟实验,探究10%(39.6~75.6μmol·m-2·s-1)、50%(104.4~140.4μmol·m-2·s-1)及100%(210.2~230.4μmol·m-2·s-1)自然光以及附植藻类对狐尾藻叶片叶绿素含量、可溶性蛋白含量、丙二醛(MDA)含量以及抗氧化保护酶(SOD)活性等生理指标的影响。结果表明:狐尾藻叶片叶绿素含量随光照强度的增强而下降,MDA含量随光照强度的增强而增加,SOD活性及可溶性蛋白含量先随光照强度的增强而上升,试验末期随光照强度的增强而下降;在相同的光照强度下,附植藻类使狐尾藻MDA含量增加,抗氧化酶(SOD)活性减弱以及叶绿素含量降低。双因素方差分析表明,光照强度、附植藻类以及两者的交互作用均对狐尾藻生理有显著影响(P<0.05)。狐尾藻在100%自然光且有附植藻类存在的环境中生理活动受到严重的胁迫,而10%自然光强且无附植藻类的水环境有利于狐尾藻生理代谢。

关键词：光照强度附植藻类狐尾藻生理指标

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不同磷肥背景下糖原对红壤细菌群落结构的影响

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应用与环境生物学报 2023年第3期29卷 704-710页

作者：陈雅倩罗静仪徐江兵王艳玲周国逸南京信息工程大学应用气象学院江苏省农业气象重点实验室生态研究院南京210044

前期研究表明糖原能提高缺磷土壤中微生物的代谢活性,但缺磷土壤中不同磷肥条件下微生物群落对糖原的响应机制目前尚不清楚.以红壤为研究对象,采用温室盆栽方式研究在不施磷肥、施用磷酸二氢钾、施用钙镁磷肥背景下添加糖原对生菜(Lactu... 详细信息

前期研究表明糖原能提高缺磷土壤中微生物的代谢活性,但缺磷土壤中不同磷肥条件下微生物群落对糖原的响应机制目前尚不清楚.以红壤为研究对象,采用温室盆栽方式研究在不施磷肥、施用磷酸二氢钾、施用钙镁磷肥背景下添加糖原对生菜(Lactuca sativa L.)地上生物量、土壤速效磷及土壤细菌群落的影响.结果表明,无磷肥背景下,添加糖原使生菜地上生物量增加了140%、土壤有效磷含量增加了20%,并显著提高了土壤细菌群落的多样性;在施用磷肥条件下,糖原均降低地上生物量以及细菌群落多样性,且在钙镁磷肥背景下差异达到显著.在细菌群落组成及预测功能上,无磷肥时加入糖原显著增加土壤中变形菌门中Rhodanobacter和Bradyrhizobium的比例,提高了能量代谢及氨基酸代谢基因的相对丰度;在钙镁磷肥背景下,添加糖原显著降低了放线菌门中Conexibacte和Acidothermus比例,以及氮代谢基因的相对丰度;在磷酸二氢钾背景下,糖原对细菌群落组成和多样性的影响不显著.本研究表明不施磷肥时糖原对植物生长及细菌群落多样性具有促进作用,可提升土壤质量;在磷肥特别是枸溶性磷肥存在时,糖原会对植物生长及微生物群落多样性产生负面影响.

关键词：细菌群落组成糖原红壤速效磷功能预测

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微生物多样性损失对农田土壤CO_(2)和N_(2)O排放功能稳定性的影响

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应用生态学报 2023年第5期34卷 1313-1319页

作者：钱刘兵梁山峰魏占波张彬南京信息工程大学应用气象学院南京210044 中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016

生物多样性与生态系统稳定性的关系一直是生态学领域的研究热点,然而已有研究主要关注地上植物系统,对地下土壤系统尚不够重视。本研究通过逐步稀释法获得3种微生物多样性不同的土壤悬液(100、10^(-2)、10^(-6)),重新接种后考察农田黑... 详细信息

生物多样性与生态系统稳定性的关系一直是生态学领域的研究热点,然而已有研究主要关注地上植物系统,对地下土壤系统尚不够重视。本研究通过逐步稀释法获得3种微生物多样性不同的土壤悬液(100、10^(-2)、10^(-6)),重新接种后考察农田黑土与红壤CO_(2)和N_(2)O排放功能在铜污染和热胁迫下的稳定性(用抵抗力和恢复力来表征)。结果表明:黑土CO_(2)排放的功能稳定性在不同微生物多样性处理下没有差异,N_(2)O排放对铜污染和热胁迫的抵抗力和恢复力均在10-6多样性处理下发生明显下降;红壤N_(2)O排放对铜污染和热胁迫的抵抗力和恢复力在10^(-2)多样性处理下开始显著下降,而CO_(2)排放的功能稳定性在10^(-6)多样性处理下显著下降。说明微生物多样性损失对农田土壤功能稳定性的影响会因土壤类型和所选取的土壤功能而不同,当土壤养分含量较高、微生物群落中耐胁迫种类较多时,土壤CO_(2)和N_(2)O排放的功能稳定性相对较高;环境干扰后土壤的一般性或广谱性功能(如CO_(2)排放)的稳定性要显著高于特殊性或专一性功能(如N_(2)O排放)。

关键词：逐步稀释抵抗力恢复力 CO_(2)排放 N_(2)O排放

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