土壤呼吸是地气间碳氮流通的主要途径。实时原位测量不同土壤生态环境下的气体排放,是研究大气温室气体形成、转移和消耗等动态过程的有力手段,可以为揭示碳氮生态系统循环与环境演化的主要过程及其驱动机制提供关键的科学依据。以室温连续量子级联激光器(RT-CW-QCL)作为激光光源,结合长程光学吸收池和直接吸收光谱探测技术,建立了一套高灵敏度、高精度的激光光谱系统,并以不同生态环境下的土壤样品为研究对象,开展了土壤和空气中CO、N2O气体交换过程的实时监测分析研究。实验结果表明:4种不同生态环境(芦苇丛、池塘、有机培土和草地)的土壤表现出不同的CO和N2O释放、吸收过程。

利用稻/麦O3-FACE( Ozone-free air controlled enrichment)平台, 以武运粳21和两优培九两个耐性不同的水稻品种为材料, 模拟研究了近地层大气臭氧浓度升高情形下对水稻叶片气体交换和荧光参数的影响。 结果表明: 高臭氧浓度降低了两个品种水稻叶片的净光合速率、 气孔导度以及蒸腾速率, 处理76天后, 武运粳21的降幅分别为: 21.7%, 26.64%和24.74%, 两优培九的降幅分别为: 25.53%, 30.31%和25.48%, 而对两个品种胞间CO2浓度的影响不显著; 水稻叶片荧光动力学参数F0(暗下初始荧光)、 ETR(表观电子传递速率)和ФPSⅡ(PSⅡ实际光化学量子产量)呈下降趋势, NPQ(非光化学猝灭系数)逐渐上升, 处理76天后武运粳21和两优培九分别上升了16.37%和11.77%。 臭氧的影响有一定的累积效应, 随着处理时间的延长, 相关指标变化幅度增大。 高臭氧浓度下水稻叶片胞间CO2浓度没有显著降低, 推断臭氧导致的净光合速率的降低是由非气孔限制因素引起。 结果表明, 两优培九比武运粳21对臭氧响应敏感。