土壤pH 值：由便携式土壤原位酸碱度测量仪（IQ scientific instruments 150，美国）测定，每隔3 d 测定1次；另外，每隔14 d 左右，对来自每个情景（深0～15 cm）的一个土壤样本进行收集，用当地土壤回填并做上标记以避免重复使用。

1.2.3 分析方法

通过测定玉米的出苗率、株高、叶片数、地上部和地下部生物量、光合作用气体交换参数等植物形态生理指标以及土壤pH 值等土壤学指标，对比不同泄漏情景之间各指标的改变，来反映出封存CO2 泄漏对地表农业生态系统的影响。再对试验数据采用单因素方差分析，确定各种泄漏情景之间的影响是否差异显著，进而确定地表农业生态系统对CO2 泄漏的耐受阈值。

叶片水分利用效率（water use efficiency，WUE）主要是由叶片净光合速率（net photosynthetic rate，Pn）和蒸腾速率（transpiration rate，Tr）2 个变量来确定，任何影响这2 个生理指标的因素都会影响叶片WUE[37]，其计算公式如下：

式中，WUE 为水分利用效率，μmol/mmol；Pn 为净光合速率，μmol/(m2·s)；Tr 为蒸腾速率，mmol/(m2·s)。

采用Microsoft Excel 2007进行试验数据的处理及作图；采用SPSS 18.0统计软件进行方差分析，可信度水平取95%，多重比较的显著性检验均采用Duncan’s 新复极差法。

2 结果与分析

2.1 不同CO2泄漏情景下玉米出苗率

播种期CO2 泄漏试验中，泄漏情景G500、G1000、G2000、G4000 和G8000 的出苗率逐渐下降，与对照情景CK 相比，情景G500、G1000 和G2000 的出苗率分别降低54.1%、70.9%和95.9%，情景G4000 和G8000 的出苗率降为0，对照出苗率与各CO2 泄漏情景下的出苗率差异极显著(P〈0.01)。同时，情景G500、G1000 与G2000、G4000、G8000 的出苗率之间的差异也达到极显著水平。表明玉米在早期出苗阶段对CO2 气体泄漏非常敏感，它会延缓出苗时间、降低出苗率，而且随着不同情景之间泄漏通量的增大，影响趋于严重：500 g/(m2·d)的泄漏通量便让出苗受到极显著的抑制，已经达到本试验所设置的5 种存在泄漏情景中的阈值下限；当达到2 000 g/(m2·d)的泄漏通量时，出苗率仅为3.3%（表2）。

表2 不同CO2 泄漏情景下玉米出苗率 Table 2 Seedling ratio of maize under different CO2 leakage scenarios 注：同一列数值后不同字母表示情景间差异极显著(P〈0.01)。下同。 出苗率/% 泄漏情景 10 月8 日 10 月13 日 10 月18 日 比CK 低/% CK 35.0 76.7 80.0 a 0 G500 16.7 35.0 36.7 b 54.1 G1000 1.7 13.3 23.3 b 70.9 G2000 0 0 3.3 c 95.9 G4000 0 0 0 c 100.0 G8000 0 0 0 c 100.0

2.2 不同泄漏情景玉米株高和叶片数变化

生长初期CO2 泄漏试验中，泄漏情景下的玉米株高增长速度减缓且显露差异（表3）。受不同CO2 泄漏情景的影响，玉米株高增长量呈递减趋势——生长季末期（10月18 日），包括CK 情景在内的所有盆钵玉米已经停止生长，情景G500、G1000、G2000、G4000 和G8000 的株高增长量（10 月15 日与9 月11 日相比）分别是对照情景增长量的92.8%、72.2%、53.4%、37.0%和14.2%，可见CO2 泄漏通量越大，玉米株高越矮。对CO2 泄漏前后玉米的株高进行方差分析可知，没有发生泄漏时，所有情景之间均无显著差异(P〈0.05)。CO2 泄漏6 d 后，情景G8000 与其他情景产生极显著差异(P〈0.01)；泄漏时间达到10 d 时，情景G4000 与CK 对照、情景G500、G1000差异极显著；26 d 后，情景G2000 与CK 对照、G500、G1000 之间也产生极显著差异。这说明CO2 泄漏通量越大，玉米的生长越早受到减缓甚至停止。但是，整个试验过程中，株高在CK 对照、情景G500、G1000 这三者之间并无统计上的显著性差异，CO2 泄漏通量达到2 000 g/(m2·d)时株高才极显著地下降。这表明玉米株高在2 000 g/(m2·d)的泄漏通量下即已达到5 种存在泄漏情景中的阈值下限；在CO2 泄漏通量到达一定程度（1 000 g/(m2·d)）之前，株高不会受到明显抑制。

表3 不同泄漏情景对玉米株高的影响 Table 3 Impact of different leakage scenarios on plant height of maize 注：±表示标准误差(n=3)。 株高/cm 泄漏情景 9 月11 日 9 月17 日 9 月21 日 10 月7 日 10 月15 日CK 112. ab 132. a 139. a 156. a 164. a G500 110. ab 128. a 136. a 152. a 157. a G1000 117. a 133. a 139. a 153. a 156. a G2000 112. ab 126. a 131. ab 139. b 140. b G4000 108. ab 121. a 124. b 127. c 126. c G8000 99. b 106. b 105. c 106. d 106. d

不同泄漏情景下，玉米可见叶数和全展叶数对CO2泄漏的响应与株高类似，而枯叶数的响应则相反（图2）。可以看到，10 月15 日CK 对照、情景G500 和G1000 的可见叶最多，比情景G8000 多41.7%。统计分析表明，就可见叶数、全展叶数和枯叶数三者总体而言，CK 对照、情景G500 和G1000 与其他情景差异极显著(P〈0.01)，而这3 个情景之间无显著差异，表明CO2 泄漏通量达到2 000 g/(m2·d)时，玉米叶片数增长已经受到极显著的抑制，达到5 种存在泄漏情景中的阈值下限。

文章来源：《地质论评》 网址: http://www.dzlpzz.cn/qikandaodu/2021/0708/440.html