挺水和湿生草本植物传输甲烷的过程与机制研究进展

甲烷(CH_4)是一种重要的温室气体,参与大气光化学反应。水生与湿生环境是大气CH_4的重要来源。挺水和湿生草本植物是CH_4释放的重要通道,研究植物如何传输CH_4具有重要的意义。在植物传输CH_4的过程中,根系尤其是侧根根尖区起到了关键调控作用;通气组织内部的隔膜与根茎连接部位也是调控CH_4传输的重要界面。在早期的研究中,关于茎叶排放CH_4主要通过气孔还是微孔(位于地上部除叶片以外的细小的裂隙与孔洞)这一问题存有争议,但是微孔的主导传输作用逐渐被后期的研究证实。枯死与损伤的茎干通常促进CH_4传输排放。扩散与对流是植物传输CH_4的两种主要机制,对流的传输效率高于扩散。生物因素(生物量与光合作用等)与环境因子(光照与温、湿度等)共同调控着植物传输CH_4。目前针对植物传输CH_4的过程与机制已有较系统的认识,但需要深入研究下列问题:(1)植物传输CH_4的系列关键界面中,各个界面的传输效率如何?哪个界面对整体传输起决定性作用?(2)扩散与对流分别对各界面交换与整体长距离传输的内在调控作用。(3)各生物与非生物影响因子间的耦合作用机制。(4)物种间CH_4传输机制与效率的异同。

长期退耕对红壤团聚体碳氮磷生态化学计量特征的影响

目前,长期退耕恢复如何影响红壤团聚体组成及其碳氮磷生态化学计量特征还不十分清楚。本研究基于湖南红壤试验站连续27年的长期定位试验,选取常规施肥耕作和退耕恢复两个处理,采集0~15 cm耕层土样,利用湿筛法探讨了土壤团聚体粒级组成及其碳氮磷含量与生态化学计量特征对长期退耕的响应规律。结果显示:相比于常规施肥耕作方式,退耕恢复处理下:①土壤水稳性大团聚体(> 0.25 mm)总量显著增加,微团聚体(0.053~0.25 mm)和矿质颗粒(<0.053 mm)含量显著降低;②土壤有机碳和全氮含量显著增加,全磷含量显著降低,其中有机碳含量在各个粒级团聚体中均显著增加,全氮含量则在大团聚体(>2和0.25~2 mm)与微团聚体(0.053~0.25 mm)中显著增加,而全磷含量在各粒级团聚体中均显著降低。另外,0.25~2 mm粒级大团聚体对土壤碳氮磷养分贡献率最高;③土壤C∶N、C∶P和N∶P显著升高,但C∶N在各粒级团聚体中表现较为稳定,而C∶P和N∶P变异性较大,在各粒级土壤团聚体中均有显著升高。综上,退耕恢复增强了耕层土壤的团聚作用,使碳、氮、磷更集中赋存于大团聚体中,对土壤结构、团聚体质量有改善作用,但对于磷素限制作用的增强值得今后注意。