DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 护理 3.1. 术前护理 3.1.1. 心理护理 患者28岁，由于缺乏相应的疾病知识，且此病易复发，对于胸腔镜手术是近年开展的新业务，家属及患者对电视胸腔镜(VATS)不了解，担心手术的安全性，担心费用过高，担心手术不彻底。对手术后造成的创伤、疼痛、恢复时间等问题均有紧张、恐惧的心理 [ 3 ] 。针对患者的这些心理问题，作为护士，术前给予相应的心理疏导，主动与患者沟通，用耐心，细心去开导患者，用病房内成功的案例给予心理安慰，消除顾虑，积极配合手术的治疗和护理，以良好的心态去接受手术。 3.1.2. 加强呼吸训练，锻炼肺功能 患者由于右肺压缩40%，术前应指导患者进行肺功能的呼吸锻炼。指导患者做深呼吸、吹气球及主动有效的咳嗽咳痰训练，包括呼吸方式，咳嗽咳痰方法，让患者熟练并掌握其要领：嘱患者深吸气屏气，声门紧闭使膈肌抬高，肋间肌收缩，增加胸内压，然后咳嗽，声门打开，痰液随气流冲出，反复练习 [ 4 ] 。告知其锻炼肺功能的目的，嘱注意防止受凉及感染的发生。 3.1.3. 营养支持 术前评估患者的营养情况，给患者讲解术前营养支持的重要性与必要性。指导患者进食高蛋白、高热量、高维生素饮食。 3.1.4. 术前准备：严格戒烟，以减少呼吸道分泌物 遵医嘱执行常规的术前各项检查备血，备皮，做皮试，查动脉血气，嘱患者保持口腔清洁等。 3.2. 术后护理 3.2.1. 一般护理及生命体征监测 全麻术后去枕平卧，头偏向一侧，以防止呕吐物引起窒息及口腔分泌物误吸入气管而引起的肺不张或吸入性肺炎。遵医嘱予以心电监护应用，保持呼吸道通畅，氧气以面罩5~7 L/min持续吸入，妥善固定胸引管等。动态观察患者心率变化及血氧饱和度的变化。全麻清醒血压平稳6 H后，可取30˚斜坡位，以利呼吸及引流。 3.2.2. 呼吸道的护理 VATS术中以单侧肺通气，患侧肺局部受压萎缩40%，易出现肺膨胀不良，会造成肺不张和低氧血症。为了术后患侧肺尽快膨胀，术前进行正确的呼吸训练外，术后应进行雾化吸入、拍背体疗、指导深呼吸、吹气球等训练。患者无力咳嗽咳痰时必须采用辅助方式协助咳嗽排痰，方法是：用食指和中指并拢，放在胸骨柄上窝的气管处，在吸气末时稍稍用力向内压，同时左右横向滑动以此刺激气管引起咳嗽反射，并给予患者扶坐起拍背体疗，促进排痰。拍背排痰每4 h进行一次，需避免用力过重，遵循由下至上，由外至内的顺序进行 [ 5 ] 。痰液较粘稠时，遵医嘱予以雾化吸入应用。普米克令舒，特布他林，氨溴索粉针各一支配制，一天两次，可起到消炎、抗感染、解痉、化痰的目的 [ 6 ] 。吹气球，增加肺泡张力，增加肺活量，促进肺复张。患者诉术后放置的胸引管引起疼痛等不适感，从而影响患者有效的咳嗽咳痰。遵医嘱予以地佐辛、镇痛泵等应用，改善患者咳痰咳嗽的效果。合理使用抗生素，防止肺部感染的发生。每日观察水封瓶内水柱波动的情况，听诊胸部呼吸应，按需拍摄胸片，了解患者肺复张的情况。术后指导患者早期下床活动，有利于增加肺活量，促进肠道蠕动，改善呼吸状况 [ 7 ] 。 3.2.3. 胸腔引流管的护理 VATS术后于第一切口处放置一根胸腔引流管，利于胸腔内积气、积液的排出。术后6 h后取半卧位，将胸引管妥善固定，保持管道的密闭，避免引流管脱落或扭曲。胸引瓶置于病人胸部水平下60 cm，术后1~2 h挤捏一次引流管，防止血块堵塞。密切观察胸引管引流出的液体颜色、性状、量和有无气体引流出，并记录护理单上。每日更换水封瓶内的灭菌用水量并做好标记，以区别和记录每日胸腔引流量 [ 8 ] 。若引流量持续3 h > 200 ml/h，色鲜红，温度热，则有胸腔内出血的可能，需立即通知医生。告知患者及家属胸引管的注意事项及防止管路滑脱的要点。若胸引管不慎脱落，则需立即将伤口皮肤用手捏闭，及时协助医生进一步处理。若患者突然出现胸闷、气促，水封瓶内无水柱波动，听诊患侧肺部呼吸音减弱，要及时通知医生及时处理。术后一般胸引管颜色48~72 h后变淡，引流管内无水柱波动及咳嗽咳痰无气体逸出，且24 h引流量小于50 ml，复查胸片肺复张良好，夹闭胸引管无胸闷气喘等不适主诉，可拔出胸引管。拔管后注意观察患者有无出现气短、胸闷、发绀等现象，观察引流管口有无皮下气肿，注意保持伤口敷料的清洁，干燥。 3.2.4. 饮食和活动 术后当天禁食水。次日晨可进半流质饮食，同时鼓励患者多吃鱼、肉、蛋、新鲜水果及蔬菜，以增加营养，利于康复，保持大便通畅。嘱暂不食用牛奶、豆浆等产气类食物，以防止腹胀不适的发生。VATS手术创伤小，术中不切断肋间神经，避免开胸手术所致的不良反应 [ 9 ] 。早期下床活动，改善呼吸循环功能，以增加肺活量，利于肠道蠕动，增加食欲，提高免疫力，从而利于患者机体的恢复，降低并发症的发生。 3.2.5. 疼痛的护理 术后患者因惧怕疼痛而不敢咳嗽，易导致气管、支气管内分泌物不易排出，严重者可导致肺叶或肺段不张；同时疼痛可使患者潮气量下降，呼吸频率降低，并抑制自发呼吸，加重肺泡通气不足。术后使用静脉镇痛泵或给予地佐辛、帕瑞昔布、氯诺昔康等止疼药物应用 [ 10 ] 。 3.2.6. 术后并发症的观察和护理 肺漏气是胸腔镜治疗自发性气胸最常见的并发症。嘱患者避免用力咳嗽排痰，注意呼吸音变化，轻微的漏气可不予处理，较明显的漏气则需要封闭肺破口，持续性漏气可给予负压吸引，调整体位，直至肺完全复张 [ 11 ] 。出血：主要是切口下肋间血管损伤或胸腔粘连索带中增生的血管或病变周围小血管损伤所致，术后严密观察胸引管内有无出血情况。广泛皮下气肿：多由切口过多，壁层胸膜撕裂、引流管放置后缝合不严造成。嘱患者采取半卧位休息，轻度的皮下气肿可不必处理，严重的皮下气肿可行皮下穿刺排气 [ 12 ] 。医护人员要警惕上述并发症的发生，观察患者胸腔内是否有活动性出血，并注意患者关于胸闷以及呼吸困难等症状的主诉，一旦发生立即通知医生给予相应处理。 3.3. 出院指导 加强健康教育，提高患者术后生活质量。① 3月内避免剧烈活动，如踢球，投篮球及屏气，避免负重劳动。② 注重呼吸道的保养，预防感染，注意气候变化，尽量避免感冒，如果发生上呼吸道感染，应及时就医用药，做好治疗，以免发生肺炎。③ 加强营养，给予高蛋白、高营养，高维生素饮食，以提高机体免疫力。④ 保持大便通畅，避免排便用力。⑤ 出院后每个月查胸片1次，连续3个月，定期复查随访。任何时间出现突然胸闷、胸痛等症状都应重视，尽快就诊。
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user: 4. 讨论 自发性气胸是胸外科常见病，多发病，大多患者为青壮年。其保守治疗有较高的复发率 [ 13 ] 。与传统开胸手术相比，VATS因创伤小，复发率低，住院时间短，术后疼痛感明显降低，患者敢用力咳嗽、深呼吸，早期下床活动，明显降低术后肺不张和肺感染的发生率。该患者年轻，在我科住院6天，积极完成术前准备及术后功能锻炼，恢复较好，手术效果满意。VATS表面上看比护理开胸的手术简单，但是该手术需要在单侧肺通气下进行操作，术中需要取健侧卧位，而患者的患侧不通气，极易引起患者血氧饱和度下降。因此术前，我们要对患者的全身的评估更要全面仔细，准确，尤其是肺功能的测定。护士做好术前宣教指导，术后翻身拍背的配合，有效的咳嗽咳痰，使用听诊器，多听双肺呼吸音。VATS不仅是对传统手术途径的一个重要补充，给我科患者诊断和治疗提供了一个良好方法，也给护理工作提出了更新更高的要求。要求护士不断地学习新知识，配合医生开展新技术，总结完善新的护理对策。 胸腔镜治疗自发性气胸围手术期的护理，要做好术前指导，心理护理，术后更需要严密监测生命体征，加强引流管及呼吸道护理。加强肺功能锻炼，促进肺复张，预防术后并发症的发生，促使患者早日康复 [ 14 ] ，提高患者满意度。
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user: 摘 要 在差动对称式变频检测电路(DFCT)的分析基础上，设计了两种数字式对称差动变频检测集成电路，讨论了设计电路的特点。对设计出的分立元件多谐振荡数字式对称差动变频检测电路进行了试验，试验结果表明：对变间隙式电容传感器，不论是振荡的输出频率，还是两者的差频都是完全成线性输出的，输出的灵敏度达到0.084 μm/Hz。 关键词 :变频检测电路，传感器，差动电路，稳频
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user: 1. 引言 检测技术作为信息科学的一个重要分支，与计算机技术、自动控制技术和通信技术等一起构成了信息技术的完整学科。在人类进入信息时代的今天，人们的一切社会活动都是以信息获取与信息转换为中心，传感器作为信息获取与信息转换的重要手段，是信息科学最前端的一个阵地，是实现信息化的基础技术之一。 国内外学者对传感器的研究时间较早，各种各样的传感器器件非常多，在这些传感器件中，电容传感器由于具有非常多的优点与独特的特点得到了广泛的应用，电容传感器的检测电路有较多的类型 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] ，其中调频检测电路具有许多独特的优点，如： (1) 灵敏度高，可测至0.01 μm级位移变化量。 (2) 频率输出易于得到数字输出，而不需用A/D转换器。 (3) 能获得高电平(伏特级)直流信号，抗干扰能力强。 (4) 可以发送，接收实现遥测遥控。 但原调频检测电路，电路复杂，须采取稳频措施，要求频率稳定很高；电路输出非线性较大；尤其是稳频措施很难解决，采用频率稳定性很高的晶振或锁相环技术，随着被测量的变化，输出的频率也应进行相应的变化；但晶振或锁相环技术输出的频率基本不变，即不能进行检测，大大限制了该检测方法的应用。数年前研究出差动对称式变频检测电路(DFCT) [ 1 ] [ 2 ] 。该方法虽然能解决稳频问题，但电路复杂，对低通滤波器的要求也很高，也没解决输出的线性差的问题。本文对差动对称式变频检测电路(DFCT)的深入研究分析，提出数字式对称差动变频检测电路，获得较满意结果。
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user: 2. 数字式对称差动变频检测电路设计 2.1. 普通的LC正弦波振荡器的检测电路 基于差动放大电路零漂抑制基本原理，设计出两套相同的振荡电路将两路振荡经过模数变换，将正弦波变换成方波，经经门控电路和计数器变成数字信号，再经减法器输出。适用于一般LC正弦波振荡器的数字式对称差动变频检测电路设计的集成块图如图1，该电路外接的电容C x 为电容传感器，C为结构与C x 完全一样的固定电容，L为外接的完全一样的固定电感。若采用电感传感器，则C与C x 为固定电容，第一振荡电路外接电感为固定电感，第二振荡电路外接电感为电感传感器。当然采用C、C x 构成的差动电容传感器或差动电感传感器还可以使检测灵敏度再提高一倍，同时还可使输出线性得到改善。 图1. 适用于正弦波振荡器 电路外接的开关S及电容C 1 、C 2 、C 3 构成时基选择电路，当开关S接C 1 时基信号为1 S，输出信号可达到1 Hz的精度，当开关S接C 2 时基信号为10 S，输出信号可达到0.1 Hz的精度，当开关S接C 3 时基信号为100 S，输出信号可达到0.01 Hz的精度。 2.2. 适用于一般多谐振荡器的检测电路 该电路与图1比较更简洁，少了频–数(F-N)转换电路，其集成电路设计图见图2，因为振荡器产生的就是脉冲波；不必用频–数(F-N)转换电路进行转换；其他结构与图1完全一样。外接的电容C x 为电容传感器，C S 为结构与C x 完全一样的固定电容，当然采用C S 、C x 构成的差动电容传感器还可以使检测灵敏度再高一倍，同时还可使输出线性得到改善。 2.3. 分立元件设计的数字式对称差动变频检测电路 该数字式对称差动变频检测电路利用分立元件组成的上述电路获得。如图3所示，这是由双555时基电路SE556和一块四与非门电路74LS00所构成的检测电路，SE556内的两个555时基电路构成两个多谐振荡器，充放电电容C S 是基准电容，C X 是电容传感器。74LS00内的两个与非门为控制门，时基信号T S 由1、2与非门的1、4脚输入，输出信号为数字信号N 1 、N 2 。N 1 、N 2 送到减法器电路直接相减(减法器电路没画出)，得到输出的数字信号。 该电路的电容传感器用变间隙式，则从理论上完全改变成线性输出特性，推导如下： 时基电路555组成多谐振荡器谐振频率可表示为 [ 6 ] ： (1-1) 电路元件确定后，k就是不变的常量。 平板电容的容量可表示为： (1-2) 图2. 适用于多谐振荡器 图3. 适用分立元件所构成的电路 差动电容C 1 、C 2 可表示为： (1-3) (1-4) 将(1-2)、(1-3)、(1-4)式带入(1-1)式整理后可得差频的结果为： (1-5) 式中，C 0 为差动电容平衡位置的电容，ΔC为差动电容动片移动Δδ位移所对应的容量的增量；由(1-5)式可见FµΔδ，由此可以得到变间隙式电容传感器的输出频率F与间隙位移Δδ在理论上也完全成线性关系。
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user: 3. 数字差动变频检测电路对変间式隙电容传感器的检测试验 3.1. 实验仪器设备 (1) 数字差动传感器检测电路(自制) (2) 双输入计数器 (3) 水银温度计(0℃~100℃) (4) 读数显微镜 (5) 自制差动电容传感器 (6) 物理支架 (7) 稳压电源 3.2. 实验电路 实验电原理图见图3所示，试验印刷电路板见图4所示。 由上述仪器设备进行了实验得到了满意的结果。
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user: 4. 数据及结果处理 4.1. 实验数据 表中数据的第一行，差频应调到零，但读数显微镜的精度为0.01毫米，根本不可能刚好调到两输出频率刚好相等。这说明这种位移检测方法的精度远高于读数显微镜的精度。 4.2. 实验结果图 将表中数据结果制成图，如图5所示。 图中的三条曲线都是直线，表明该实验的检测方法与理论推导的结果很相符，CH 1 、CH 2 的起点没在位移的零处，说明仪器调节的精度不能使CH 1 、CH 2 的频率调到相等。横坐标的测试点只有18点，即将其上的数依次减1，对应为0~18。 4.2. 实验结果及分析 对表1结果数据，当读数显微镜调到该处时，两输出的差频最小为20 Hz，当再调一小格(0.01 mm)则增大到560 Hz，当朝相反方向调一小格(−0.01 mm)则又减小为−520 Hz，表明读数显微镜的精度远小于该检测方法的精度。用表中差频输出的数据相邻相减，计算的前五组和后四组数据的算术平均值为1183，即是说位移0.1 mm对应差频输出1183 Hz，每变化1 Hz对应变化0.084 μm，可见其精度比读数显微镜高两个多数量级。 对图进行研究分析，由图可见，CH 1 、CH 2 及两者的差频CH都是直线，说明理论推导的变间隙式电 图4. 印图及安装图 图5. 位移与输出频率关系曲线图；图中紫线表示输出CH 1 口输出的频率f 1 曲线，黄线表示输出CH 2 口输出的频率f 2 曲线，浅蓝线表示输出差频CH频率f曲线 Table 1 Results data table 试验条件 温度18度，电压5 V 移(mm) CH 1 (Hz) CH 2 (Hz) CH (Hz) 0.001 11，800 11，780 20 0.1 12，349 11，191 1158 0.2 12，970 10，620 2350 0.3 13，547 10，013 3534 0.4 14，120 9410 4710 0.5 14，725 8835 5891 0.6 15，300 8236 7064 0.7 15，943 7670 8273 0.8 16，452 7028 9424 0.9 17，090 6480 10，610 1 17，680 5895 11，785 1.1 18，250 5290 12，960 1.2 18，850 4710 14，140 1.3 19，400 4110 15，290 1.4 20，030 3540 16，490 1.5 20，580 2975 17，605 1.6 21，180 2320 18，860 1.7 21，753 1767 19，986 1.8 22，360 1158 21，202 表1. 结果数据表 容传感器的输出特性完全是线性的。由表中的第一栏数据CH 1 、CH 2 的平均值可得：当CH 1 为其平均值频率11，790 Hz时，CH 1 = CH 2 ，CH = 0，说明差动电容器的动片刚好位于两定片的正中，对应的电容为C 0 ，对应的频率f 0 = 11，790 Hz。
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user: 5. 小结 利用差动原理消除共模信号对电路影响，设计出了两种数字式对称差动变频检测集成电路。该电路的实验表明：消除传感器调频检测中频率不稳定的瓶颈问题，提高检测灵敏度，不必经A/D转换器直接变成数字输出信号，具有远程无线发射功能。还具有变间隙式电容传感器的输出为完全线性结果。输出的灵敏度达到0.084 μm/Hz。
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user: 摘 要 通常人们是坐着进行思考以获取新颖的想法和问题解决的办法，然而有些创造性高的人喜欢在其他的身体状态(本文指身体姿势和身体活动)下从事创造活动，这让我们很感兴趣是否身体状态对创造性思维有影响，如果有，又有着怎样的影响？有越来越多的研究者从具身认知的角度来研究人类的认知活动，以往相关研究主要探讨了身体状态对普通认知过程的影响，很少涉及身体状态与高级认知活动创造性的关系。本研究回顾了身体状态对人类认知活动尤其是创造性影响的相关研究，为了解相关研究发现以及身体状态对创造性影响的可能内在机制提供参考。未来研究需系统地比较不同身体状态对于创造性思维的影响，以及用实证的方法检验其作用机制。 关键词 :身体状态，创造性思维，具身认知
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user: 1. 引言 人们大多数情况下都是坐着进行思考以解决复杂和挑战性的问题。但是，一些名人经常选择其他的身体状态(bodily state，这里指身体姿势或者身体活动)下思考，从而获得新颖的想法和解决问题的办法。比如，Friedrich Nietzsche经常走着来思考问题获得灵感(Nietzsche， 1897; Platt， 1976)，海明威是站着创作出他的作品中的惊心动魄的故事和人物(Hotchner， 2005)，而Mark Twain是躺在床上完成了他的巨著(Twain， 2002)。这不禁让人思考，身体姿势或者身体活动是否会影响个体创造性思想的产生？如果是，哪种情况是促进创造性的最好方式，为什么会促进创造性思维？
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user: 2. 心身关系 最早的关于心身关系的观点出现于柏拉图的作品，他认为精神世界的心智是不能用物质世界的身体来解释的(Robinson， 1983)，随后笛卡尔认为在思维和感觉方面，身与心是分离的(Descartes， 1998)。哲学家海德格尔和梅洛庞蒂则认为我们脑中所呈现的来自于我们身体在现实中所经历的(Merleau-Ponty， 2002; Dreyfus， 2002)。而Lakoff和Johnson (1999)在其名著《肉身的哲学：具身心智及其对西方思想的挑战》 (Philosophy in the Flesh—The Embodied Mind and Its Challenge to Western)论述了心智的具身特性，其理论观点继承和发展了梅洛·庞蒂等人的核心思想：人的心智，包括所有的认知和心理过程，是必须依赖于身体最原始和基本的感觉运动系统的。具身认知认为身体在认知过程中发挥着关键作用，认知是通过身体的体验及其活动方式而形成的。这个想法挑战了哲学思想中笛卡尔的二元论(强调身心的分离)、认知主义(宣称认知活动是内在的符号操作) 和认知科学中的计算主义(认为心智就像是信息加工系统，人像机器人进行计算一样进行思维活动)。 二十世纪八十年代以后，有越来越多的研究关注心身的交互作用。哲学家，心理学家，人工智能科学家，认知科学家，语言学家，生理学家甚至经济学家，组织学学家等这些不同学科的研究者致力于相关的实证研究，不同领域涌现出的大量基于具身认知角度的研究支持了人类的心智活动是基于身体的这一基本假设：心理学家发现身体可以影响知觉(Balcetis & Dunning， 2007)，记忆(Scott， Harris， & Rothe， 2001)，心理旋转(Moreau， 2012， 2013)，语言理解(Olmstead， Viswanathan， Aicher， & Fowler， 2009)，决策 (Borghi & Cimatti， 2010)，判断(Beilock & Holt， 2007; Beilock， 2009)，情绪(Glenberg， Havas， Becker， & Rinck， 2010)等，总之大多数的心理过程和心理成分已经被证实有身体基础。人工智能领域的研究者(Chrisley， 2003; Pfeifer & Iida， 2004; Pfeifer， Lungarella， & Iida， 2007)认为身体与环境的交互作用在人工智能系统的设计上起着重要作用，他们强调只有具有具身基础的机器人才可以在现实世界里更灵活地发挥作用。在认知科学领域，具身认知理论也得到越来越多的探索，Lakoff认为人类认知活动是基于来自身体经验的知识，比如，我们通过我们熟悉的现实中的物体、运动和场景来理解复杂的抽象的概念，这个领域大量的研究支持了这个观点(Dijkstra， Kaschak， & Zwaan， 2007; Eelen， Dewitte， & Warlop， 2013)。另外，认知神经科学领域的研究(Holtzer et al.， 2011; Beurskens， Helmich， Rein， & Bock， 2014)也强调了人类大脑活动的具身基础。这些发现都表明认知的许多特点是取决于身体的特征的，因此身体不光是脑在认知过程中起着重要作用。
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user: 3. 身体状态对于人类认知活动的影响 3.1. 身体姿势对人的认知活动的影响 有些研究探讨了常见的身体姿势如躺、坐、站(Woods， 1981; Vercruyssen & Simonton， 1988; Vercruyssen， Cann， & Hancock， 1989)对认知活动的影响。伍兹(Woods， 1981)在他们的研究中检验了身体姿势对于信息加工速度的影响，36个被试参加了该实验，一半是年轻男被试，一半是老年男被试。实验要求被试分别在躺、坐、站的姿势下做简单反应时和双选择视觉反应时任务。结果发现年龄与身体姿势存在显著的交互作用，年轻被试在不同的身体姿势条件下的反应时不存在显著差异。但是老年人在站着时的反应时要显著短于躺或者坐条件下。Cann (1990a， 1990b)在Woods研究的基础上，考虑了性别、年龄、任务难度这些因素在身体姿势对认知加工过程中的作用，32个被试(8老年女被试，8老年男被试，8年轻女被试，8年轻男被试)分别在站、坐、躺的身体姿势下完成拇指敲字任务和简单反应时任务，还有四个选择的选择反应时任务。结果表明身体姿势效应对不同年龄组的被试都起作用，但是对于高难度的任务不适用。在最难的任务中，站反而阻碍了老年男被试的反应，而身体姿势对老年女被试没有影响。总之，他们一系列的研究证明身体姿势可以影响人的反应时，在大多数情况下，人们在站着时要比坐或躺着反应要快。不过这个结论受到许多因素比如年龄、性别、任务难度等等的影响。此外，在Lipnicki和Byrne (2005)的研究中，被试分别在站和躺的身体姿势下完成字谜任务和数学问题解决任务。结果表明，在字谜任务中不同的身体姿势(站和躺)对被试在任务中的反应时有显著影响，在躺的姿势下相比站，反应时要快3.1 s。但是对于数学问题解决任务，不同的身体姿势的影响没有显著差异。 3.2. 身体活动对人的创造性的影响 也有一些研究关注了身体活动对于创造性思维的影响，且涉及的都为较为剧烈的身体活动(Colzato， Szapora， Pannekoek， & Hommel， 2013; Gondola & Tuckman， 1985; Gondola， 1986， 1987; Steinberg et al.， 1997)。Colzato等人发现，不管是轻度的(modest cycling)还是剧烈的骑行(intense cycling)都促进运动员(在他们的研究中指最近两年内每周运动次数不低于三次)的聚合思维任务表现(边缘显著)，但是剧烈的骑行反而阻碍非运动员(他们的研究中指不经常运动，平均每周运动次数低于一次)在发散思维任务上的表现。Gondola和Tuckman (1985)的一项研究中，他们采用火柴棍任务、多用途任务、认知因素参照工具测验的后果分测验(原英文表达Consequences Subtests of the Kit of Reference Tests for Cognitive Factors)检验了身体锻炼(跑20分钟)对于创造性的影响，结果表明在身体锻炼前后，被试在多用途任务灵活性指标以及遥远后果任务(Remote Consequences)原创性指标上的任务表现都有着微小但是达到了统计显著性的差异。在接下来的任务中，Gondola (1986)用相同的创造性任务，比较了短跑和长跑对于创造性的影响，42名被试分成三组，长跑、短跑和控制组。结果发现短跑和长跑在三个任务上都可以促进创造性表现。此后，Gondola (1987)又发现了另外一种形式的剧烈运动-跳舞对于创造性的相对促进作用。37个女生被试参加了该实验，21个实验组的被试在跳舞(20分钟)前后分别完成创造性测验(检验思维灵活性、不同想法的表达和想法的原创性)，控制组在跳舞前完成该创造性测验，结果发现跳舞对创造性有显著的增强效应。Steinberg等人(1997)在他们的研究中检验了有氧锻炼(包括aerobic workout和aerobic dance)对于创造性表现的影响，发现锻炼以后，被试在不寻常用途任务中流畅性和灵活性指标上的任务表现有显著提高。 一方面，这些研究证实了，认知过程从最基本的信息加工(比如感知觉)到更高级的认知活动(比如决策)都有着具身的基础。另一方面，目前考察身体状态对于创造性影响的研究非常少，要么只关注了身体姿势对于普通认知任务的影响，要么关注的是较为剧烈的身体活动对于创造性的影响，躺、坐、站、走这些都是常见的身体状态，却很少有研究关注这些身体状态对于创造性思维的影响。 3.3. 走对创造性想法产生的影响 最近，Oppezzo和Schwartz (2014)在他们的研究里探讨了走这一身体状态对于创造性的影响，四个实验的结果都一致表明走(包括室内走和室外走)相对于坐更能促进被试在多用途任务(alternative uses task， 测发散思维)和巴伦象征性等价任务(Barron’s symbolic equivalence task，测类比)上的创造性表现，但是会阻碍在远距离联想任务(测聚合思维)上的表现。这个研究表明，走这样简单的方式就可以促进创造性。但是这个研究也引发我们思考更多问题。首先，在这篇研究中，室内走指的是跑步机上(treadmill walking)，这种运动是重复性的单调的，没有灵活的方向变换，在一定程度上是被动的，有时还有被伤到的危险。而且一些研究发现了在跑步机上走相对于在地上走会有更短的步长和更慢的步频(Marsh， et al.， 2006)，被试更喜欢在地上走(Riley et al.， 2007)。因此跑步机上走并不能代替或者代表地面走。再者，在Oppezzo和Schwartz的研究设计中，户外走指在校园里沿着预先设定的一条路线走，这使他们的研究结果可能受到额外变量的影响，使难以判断究竟是走本身还是与走相伴随的其他变量共同导致了被试创造性表现的差异。例如室外的刺激像噪音、绿色植物都可能对被试的创造性表现有影响(Mehta， Zhu， & Cheema， 2012)。他们的实验四结果表明室外条件下相比室内，被试在类比任务中的新颖性有所提高也说明走的环境(location)是有影响的。最后，在生活中，有很多形式的走，像竞走，随意走(roaming)等，其中，随意走是生活中最常见的，指没有方向和速度限制地任意走动，是否随意走和沿着路线走对创造性的影响会有不同？如果是这样，哪个对创造性更有利？这些问题还有待未来研究来回答。
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user: 4. 身体状态对认知活动尤其是创造性影响的内在机制 4.1. 唤醒(Arousal) Woods (1981)和Cann (1990a， 1990b)从中枢唤醒水平的角度来解释身体状态对于选择反应时任务加工速度的影响。他们认为站相对坐或躺更能提高中枢唤醒水平。老年人基础唤醒水平低，但是站的身体姿势可以提高老年被试的唤醒水平，从而使他们在这一姿势下的反应时显著降低。Cann (1990a， 1990b)在Woods研究的基础上，在他们的研究中考察了年龄、性别、任务难度与身体效应的交互作用，发现只有在中等难度的任务中，身体姿势对不同年龄组被试的任务表现都有影响。身体效应对于高难度的任务并不适用，在最难的任务中，站反而阻碍了老年男被试的反应。因此Cann得出结论，老年被试相对较容易过度唤醒，因为有任务难度和身体姿势的共同作用，所以在难度相对高的任务中，老年被试比较受益。目前还没有研究直接检验身体状态与唤醒之间的关系，并不清楚是否唤醒可能在身体状态对于认知活动尤其是对创造性思维影响中发挥着重要作用。 4.2. 蓝斑去肾上腺素(Locus Coeruleus-Noradrenergic) 此外，Lipnicki和Byrne (2005)认为身体状态与蓝斑去肾上腺素系统活动有关。他们的研究发现被试在躺的姿势下相比站，解决回形字谜任务的速度要快。他们认为这是由于在躺的姿势下，相比站着压力感受器负荷量增加，导致蓝斑–去肾上腺素系统活动减少，而蓝斑去肾上腺素系统的活动会阻碍解决字谜任务，因此躺下时反而促进了被试字谜任务的表现。不过这依然是个推测，还有待未来更多研究验证。 4.3. 联想记忆(Associative Memory) Oppezzo和Schwartz (2014)认为最可能的原因是走促进了联想记忆的激活，在走的状态下人们会产生更多的想法，这些想法启动了人脑中的联结网络，以至于产生更多新颖的想法。联想记忆可以帮助提供更多思想，走可能使联想记忆的激活变得更容易，比如，可以放松记忆系统中的抑制性竞争，使激活程度低的想法也可以进入到下一步的加工。这样就扩大了可能得到加工的元素的集合，这跟克服功能性固着比较类似。 4.4. 资源消耗(Resource Depletion) Colzato等人(2013)提出资源消耗(也称ego-depletion)可能在身体活动对于创造性活动影响中有着重要作用。在他们的研究中，剧烈的骑行阻碍非运动员被试在发散思维和聚合思维中的任务表现。但是骑行(剧烈的和轻度的)有助于运动员在聚合思维中的创造性表现。他们认为这可能是因为，对于非运动员，剧烈骑行消耗了他们的能量，耗尽的资源不足以供应聚合思维和发散思维中的需要。而运动员相比非运动员，可能发展出了更为自动的运动控制本领，所以运动控制所占用的资源更少，使其免受运动引起的资源消耗的影响。 4.5. 注意资源分配引起的散焦注意(Defocused Attention) 身体状态与注意资源分配有着重要关系，在不同的身体状态下进行创造性活动，由于不同的身体状态消耗的注意资源不同(Beurskens & Bock， 2013; Lacour et al.， 2008; Lajoie et al.， 1993; Woollacott & Shumway-Cook， 2002)，进而可能导致不同程度的散焦注意，从而影响创造性思维。站比坐消耗更多的注意资源(Lajoie et al.， 1993， 1996)，走比站占用更多的注意资源以保持平衡(Lajoie et al.， 1993， 1996; Lindenberger， Marsiske， & Baltes， 2000; Srygley， Mirelman， Herman， Giladi， & Hausdorff， 2009)。并且这些研究发现，在站的条件下比坐的条件下，被试需要更长的反应时来完成认知任务，在走的条件下比站的条件下需要更长时间(Lajoie et al.， 1993)；或者被试在走的条件下比在站的条件下，在回忆任务和减法任务中出现更多的错误(Lindenberger， Marsiske， & Baltes， 2000; Srygley， Mirelman， Herman， Giladi， & Hausdorff， 2009)。以往有研究发现较为挑战的走路方式(沿曲线走)比较易实施的路径走(比如，沿直线路径走)需要更多的注意资源(Beurskens & Bock， 2013; Lowry， Brach， Nebes， Studenski， & Van Swearingen， 2012)。 因此，身体状态需要的注意资源越多，同时进行的认知任务可用的注意资源就越少，注意也就越散焦。而散焦注意可以促进创造性思维(Howard-Jones & Murray， 2003; Jarosz， Colflesh， & Wiley， 2012; Zabelina & Robinson， 2010)究竟是否如此，或者具体是怎样的影响，未来研究要通过实证的方式进行探索。
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user: 5. 未来研究展望 总结来说，以往研究发现表明了身体状态确实对人类的认知活动有着重要的影响，但是也体现了目前该领域研究的特点： 第一，目前研究领域还很少关注身体状态对于创造性这一高级认知活动的影响。作为一个高级认知活动，创造过程需要产生不同于以往经验的新颖的想法，因此不可能完全依赖于来自现实世界的身体体验，是否它也会像其他认知活动一样受到身体活动的影响？这是一个很吸引人的问题，按照具身认知的思想，人类认知活动起源于身体，而创造性无疑是人类认知活动的最高层次，处在两个极端的两个因素，将存在着怎么样的联系？这值得更多研究关注和探索。 第二，不系统。躺、坐、站、走都是常见的身体状态，也都零散地在各个研究中有所涉及，但是还没有研究系统地比较这几种不同的身体状态对于认知活动的影响，尤其是对于创造性的影响。另外，还有没有其他身体状态对于创造性有影响，比如走又有不同的形式，像沿着给定路线走和自由漫步，它们对于创造性思维的影响是否有差异。这值得未来研究继续探索。 第三，目前研究目的只在探讨现象，没有通过实证方式直接验证原因。一方面，这可能是由于具身认知理论自身的不成熟，该理论思潮从20世纪80年代才引起关注，相关的实证研究并没有深厚扎实统一的理论根基来支撑。另一方面，由于身心关系的研究大多涉及交叉学科的理论背景，有时候单一学科背景下的研究很难做到综合各学科的知识进行系统的解释。此外，研究设备的限制也是一点重要的原因。由于身心关系的研究常常需要在用心理学的实验范式检测认知活动特点的同时，也用医学的、生理学的、神经科学等学科的设备和仪器来监测人体的生化变化或者脑部活动等，然而实际操作中，对任一学科的研究者来说这都是一个挑战。所以未来研究要注重在这方面的突破。
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user: 摘 要 自2010年春季，于南京信息工程大学农业气象试验站采用开顶式气室(OTC)大田试验，利用臭氧自动发生和调控系统模拟臭氧浓度升高环境，测定土壤呼吸速率、硝化与反硝化速率，同时观测土壤温度和土壤湿度，探讨臭氧浓度升高对冬小麦农田土壤呼吸、硝化及反硝化作用的影响。结果表明，臭氧浓度升高对冬小麦农田土壤呼吸速率的生育期内的变化规律无显著影响，但会降低冬小麦农田土壤呼吸，同时臭氧浓度升高会限制冬小麦农田土壤温度对土壤呼吸的影响，随着臭氧浓度升高，Q 10 值减小，降低了冬小麦农田土壤呼吸的温度敏感性，也会减小冬小麦农田土壤湿度对土壤呼吸的影响，而臭氧浓度升高可能降低了冬小麦农田土壤硝化速率和反硝化速率，但降低幅度均不显著。 关键词 :臭氧浓度升高，土壤呼吸，硝化，反硝化作用
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user: 1. 引言 臭氧是一种在地球对流层自然产生的光化学氧化剂，其背景浓度认为在0.025~0.05μmol∙mol −1 。自工业革命以来，由于人类活动和工业生产的迅猛发展，地面向大气排放的污染物种类和数量不断增加，臭氧就是其中一种重要的污染气体。一些地区，臭氧浓度在过去一个世纪里明显升高，而且地面臭氧浓度大概每年升高0.3%~2% (Thompson， 1992; Vingarzan， 2004)。 自1958年Richards等 [ 1 ] 首次报道臭氧胁迫会伤害植物之后，学者们纷纷研究农作物、林木等的响应，发现臭氧可直接作用于植物叶片，促使气孔导度下降、光合作用受到抑制、叶面出现伤害等，进而导致生物量与生产力下降、作物减产 [ 2 ] 。目前已有文献报道高臭氧浓度对光合作用，产量具有影响，但关于臭氧浓度升高对农田土壤呼吸及硝化–反硝化作用影响的研究还是较少。事实上，臭氧浓度升高对农田土壤呼吸及硝化、反硝化作用的影响的研究非常有意义。 全球每年由于土壤呼吸(即土壤CO 2 排放)作用向大气中释放的碳的估算值约为68~80 Pg (Raich and Potter， 1995)，农田系统的排放贡献占很大一部分。土壤呼吸是指土壤产生并向大气释放CO 2 的过程，它包括三个生物学过程，即土壤微生物呼吸、植物根系呼吸和土壤动物呼吸，和一个非生物学过程即含碳矿物质氧化与分解释放 [ 3 ] [ 4 ] 。土壤呼吸受到多种因素的影响，有非生物的：土壤温度、土壤水分、土壤养分、土壤有机质等；有生物的：地面植被、土壤微生物、土壤动物的组成、活性和功能等 [ 5 ] 。土壤呼吸具有明显的季节和日变化动态，而影响其的主导影响因子包括气候因子、土壤因子、植被和地表覆被物、大气CO 2 浓度以及人为干扰等 [ 6 ] 。其中温度是影响土壤呼吸的主要因素之一 [ 7 ] 。但是关于臭氧对土壤呼吸的影响现在有的研究较少。 农田土壤和热带地区的土壤，同样是全球最主要的N 2 O排放源，贡献率高达70% (Bouwman， 1989)，N 2 O是重要的温室气体，对全球气候变暖的贡献是CO 2 的200倍 [ 8 ] ，进入大气后还能破坏高空中的臭氧层，直接危及大气层和生物圈。 农业土壤N 2 O主要来源于微生物活动引起的硝化和反硝化过程(Abbasi M. K. and Adams W. A.， 2000)。硝化作用是铵态氮通过生物氧化生成亚硝态氮及硝态氮的过程。硝化过程受到生物、非生物因素和人类活动的调节和控制 [ 9 ] 。非生物因素主要是指土壤通气条件、含水量、pH等环境因子，生物因素的影响主要是通过植物根系、土壤微生物及动物的活动作用的。过程可表达如图1 [ 10 ] 。 生物反硝化是土壤微生物驱动的硝酸盐异化过程，主要由某些嫌气性和兼气性微生物完成。土壤反硝化作用也受到很多因素主要包括非生物因子如温度、水分条件和生物因子以及人类的活动的影响 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] 。普遍认为这一过程按图2路径进行 [ 15 ] 。 所以研究高臭氧浓度对农田土壤硝化和反硝化作用具有一定的环境和生态学意义，也越来越受到人们的重视。目前现有的实验研究对于深入的研究臭氧对于农田土壤硝化、反硝化作用的影响的研究较少。 本文归纳总结臭氧浓度升高对农田土壤呼吸、硝化及反硝化作用的影响，旨在全球变暖和近地层臭氧污染的情况下，为研究农田土壤排放CO 2 和N 2 O提供科学依据。 本研究采用开顶式气室(Open Top Chamber，简称OTC)大田试验，利用臭氧自动发生和调控系统模拟臭氧浓度升高环境，测定土壤呼吸速率、硝化与反硝化速率，探讨臭氧浓度升高对冬小麦农田土壤呼吸速率、硝化与反硝化速率的影响。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 试验地点概况 实验地点设在南京信息工程大学农业气象试验站(32˚14N， 118˚42E)，于2009~2010年冬小麦生长季期间进行田间观测试验。当地多年平均降水为每年1100 mm，多年平均温度为15.6℃。土壤为潴育型水稻土，灰马肝土属，耕层土壤质地为壤质黏土，黏粒含量为26.1%，土壤pH(H 2 O)值为(6.1 ± 0.2)，有机碳、全氮的含量分别为19.4 g∙kg、11.5 g∙kg。 2.2. 试验设计 供试冬小麦品种为扬麦14号，在小麦的拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期间进行测定。本次试验使用WH-H-Y10型高频O 3 发生器，臭氧装置采用直径3 m，高2.5 m的开顶式气室(OTC)作为臭氧布气的容纳装置来对供试作物进行臭氧熏蒸实验，设置CK、100 ppb两个臭氧浓度处理。通过气泵对臭氧发生器产生的臭氧进行预先稀释，之后吹入OTC内的布气装置，最终使OTC内均匀布满气体，OTC内设置 图1. 硝化作用过程示意图 图2. 反硝化作用过程示意图 臭氧浓度传感器(精度可达1 ppb，对臭氧浓度传感器进行预先设定浓度阈值，当OTC内臭氧浓度未达到此阈值时，臭氧发生器持续工作并向OTC内通入臭氧气体，当OTC内浓度超过此阈值时，则臭氧传感器则提示报警，其信号通过微型电子控制仪的指令控制与臭氧发生器相连的电磁阀断开，此时臭氧发生器停止工作。这样可实现OTC内臭氧浓度的自动调控O 3 浓度增加试验从3月10日开始，每天通气时间为:08:00~16:00 (雨天停止通气)，每天O 3 浓度增加时间共计8个小时。水肥供应适量而充分，其他农田管理措施均相同，无病虫害及杂草的影响。 2.3. 土壤呼吸及硝化、反硝化作用的测定 2.3.1. 土壤呼吸的测定 土壤呼吸的测定采用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统(LI-COR公司，美国)对土壤呼吸速率进行观测。 LI-8100开路式土壤碳通量自动测量仪，该测量仪上有五个指示灯：① Power；② Ready；③ IRGA Ready；④ Active；⑤ Low Battery。测量仪的硬件分析器控制单元、辅助传感器接口、串行电缆接口、标准RS-232电缆、压缩闪存卡、背带配件、长期室(8100-104)、调查室(8100-103)、备用零件用具包、校准单、土壤温度探头、土壤水分探头和Palm®/无线通讯包。 采用PVC制成的直径为22厘米的两头开口的圆筒作为测定土壤呼吸的取样底座。在测量前先将LI-8100开路式土壤碳通量自动测量仪的部件连接起来。将电池装上后打开电源开关预热10分钟，将土壤温度探头插到地上，探头插入地下的深度为5 cm，含水量探头插入土壤。 2010年3月臭氧熏蒸后，在各个实验处理的OTC内随机选取4株相邻冬小麦植株，并在其对角线交叉点安装PVC测量圈，每个处理设置两个重复。观测在8:00~11:00 (北京时间，下同)之间进行，采样频率为一周一次。 2.3.2. 硝化与反硝化作用的测定 硝化与反硝化作用的测定采用的是气压过程分离技术(Barometric Process Separation technique)简称BaPS，BaPS技术是测定总硝化作用和反硝化作用速率的一种新方法。BaPS实验容器上连接了温度(同时检测土温和上部空间的气温)、压力和CO 2 探头、O 2 探头。在实验容器的密闭空间内可以放置7个装有田间原状土柱的环刀。实验过程中需要土温和气温保持恒定，在BaPS系统中通过将实验容器放入水浴中以保持恒定的温度。 BaPS技术的原理 [ 16 ] 是：在通气良好的土壤中的CO 2 、O 2 和总的气体平衡、土壤呼吸系数为1.0的理论前提下，假定只有硝化作用、反硝化作用、土壤呼吸过程、CO 2 溶解于土壤水中，这几个过程与系统中的压力相关，根据压力平衡反过来可以精确计算出土壤样品的总硝化速率和反硝化速率。 在充气的压力体系中放进土柱，土壤呼吸、硝化和反硝化这些微生物的活动就会影响系统压力的改变。CO 2 溶解于土壤水中顶部空间里的气态CO 2 浓度和液相CO 2 浓度保持动态平衡。土壤呼吸过程是一个既不产生气体也不消耗气体的过程，这是因为土壤呼吸过程中消耗O 2 的量和生成CO 2 气体的量是相同的，保持了气压的平衡。 硝化反应使得系统内的压力降低，这主要是氨氧化细菌消耗O 2 。涉及主要方程 [ 17 ] 为： 而反硝化反应却使系统内的压力增加，这是由于反硝化过程中产生CO 2 和NO、N 2 O、N 2 等氮氧化合物气体。其涉及主要方程 [ 17 ] 为： 如果发现系统中的压力降低，那么系统中就发生了硝化反应。同样，如果发现系统中的压力增加，就说明系统中发生了反硝化反应。 每次采样时，在样地土壤表面用环刀(直径5.5 cm，高4 cm)原位取样。BaPS系统中3个环刀为一组，每个环刀在同一小区中随机采集不同样点，采后立即用塑料盖密封环刀，防止水分散失。因此，土壤硝化、反硝化速率是3个样点数值的平均，粗略地代表实验地的状况。采样结束后立即将装有土样的环刀送到实验室，利用减量法称出环刀内土壤的质量，输入计算机；pH和含水量经过测定后也输入其中。随后将环刀置于BaPS 实验容器，并检测仪器的气密性，然后进行测定，密闭测定过程为10 h。对极少数不能立即分析的土样先放入冰箱于0℃~4℃下保存，保存时间不超过1周。 测定结束后，选取10 h内气压变化曲线基本保持稳定的一段数据截取，最后经过线性回归拟合方程计算出结果。待土壤质量、含水量以及pH等参数都输入并计算后，记录下每次测定的土壤总硝化速率和反硝化速率。 2010年4月25日分别在100 ppb、CK两个臭氧浓度处理的OTC内选取典型样地，使用环刀(直径5.5 cm，高4cm)在土壤表层原位取样。 2.4. 土壤温度、土壤含水量的测定 土壤温度使用LI-8100开路式仪器进行测定，在土壤5 cm深处埋入温度计探头，仪器自动记录。 采用LI-8100开路式测定土壤含水量(质量含水量)。观测时将含水量探头插入土壤中，仪器自动记录。 2.5. 数据分析 利用Office Excel 2003软件作CK、100 ppb两个臭氧浓度处理下的土壤温度、土壤湿度及土壤呼吸速率的动态变化图。 采用SPSS 11.5统计软件，做出CK、100 ppb两个臭氧浓度处理下土壤呼吸和土壤温度、土壤湿度的关系的散点分析图；运用Pearson相关性分析，对CK、100 ppb两个臭氧浓度处理下对土壤CO 2 产生速率与硝化、反硝化速率的相关性进行分析。
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user: 3. 结果与分析 3.1. 臭氧浓度升高对土壤呼吸速率的影响 根据2010年3月20日起至2010年5月29日在南京信息工程大学农业气象试验站农田的数据制成图3，其为CK、100 ppb两个臭氧浓度处理下的土壤温度、土壤湿度及土壤呼吸速率的动态变化图。图3(c)显示出土壤的呼吸速率大致呈现先增加后减小的趋势，且不同处理下的土壤呼吸速率的最大值均出现在5月4日左右，并都在达到峰值后逐渐缓慢地下降。根据冬小麦主要生育期见表1，并结合图3(a)和图3(c)可以说明不同处理下的土壤呼吸速率在5月4日土壤呼吸速率达到峰值之前，都是随着土壤的温度的变化而变化，即随着温度的升高而升高，土壤呼吸和土壤温度的变化趋势一致；5月4日土壤呼吸速率达到峰值后，从图中可以很明显的看出，土壤呼吸速率并没有随着温度的升高而升高，而是呈现一种缓慢下降的趋势，土壤呼吸和土壤温度的变化趋势不一致。这说明在一段时期内(灌浆期前)，温度是控制土壤呼吸速率大小的限制因子，但随着土壤灌浆后，温度的作用有明显削弱，其他影响因子作用抬升为控制土壤呼吸速率的重要因素，这时多种因子共同影响土壤呼吸 [ 18 ] 。结合图3(b)和图3(c)，从图中可以看出，各处理下的土壤湿度对土壤呼吸速率的影响并不大，可以得出土壤湿度没有对土壤呼吸造成限制。就总体而言，臭氧浓度的升高没有改变冬小麦农田土壤呼吸的生育期内的规律。 从图3(c)可以看出虽然CK和100 ppb下土壤呼吸速率的趋势是大致一致，但是CK处理下的振幅较 图3. CK、100 ppb两个臭氧浓度处理下的土壤温度、土壤湿度及土壤呼吸速率的动态变化图 Table 1 Main growing period of winter wheat and fertilizer managemen 日期 生育期和肥料管理 2009-12-02 播种，底肥施用量 2009-12-18 出苗 2010-02-14 返青施肥用量 2010-03-23 拔节 2010-04-11 孕穗 2010-04-17 抽穗 2010-04-21 开花 2010-04-27 灌浆 2010-05-27 收获 表1. 冬小麦主要生育期和肥料管理 大，在峰值时为8.0 umol∙m −2 ∙s −1 ，而在100 ppb处理下的土壤呼吸速率的峰值为5.12 umol∙m −2 ∙s −1 。可以得出，臭氧浓度的升高可能会降低冬小麦农田土壤呼吸的速率。 3.2. 臭氧浓度升对土壤呼吸与土壤温度的关系的影响 图4表明了在臭氧浓度升高下，其对土壤呼吸与土壤温度的关系的影响，由图4可知在CK处理下土壤温度对土壤呼吸速率的指数模型为y = 0.6128e 0.1363x ，R 2 = 0.7829，在100 ppb处理下土壤温度对土壤呼吸速率的指数模型为y = 1.0222e 0.0724x ，R 2 = 0.5682。从图中明显的可以看出随着土壤呼吸速率随温度 图4. 土壤呼吸与土壤温度的关系 成指数型升高，当温度较低(低于15℃)时，散点分布聚集在拟合线附近，随着温度的升高而升高，但随着温度的升高，散点趋于分散。这说明温度较低时，温度是控制土壤呼吸速率大小的限制因子，但随着温度的升高，温度的作用有明显削弱，其他影响因子作用抬升为控制土壤呼吸速率的重要因素，这时多种因子共同影响土壤呼吸。由图4结合在两个处理下的土壤温度对土壤呼吸速率的指数模型，可以得出臭氧浓度升高会限制温度对土壤呼吸速率的影响。 Q 10 值表示土壤呼吸对温度变化的敏感程度，即土壤温度每升高10℃，土壤呼吸增加的倍数。经分析得在CK处理下Q 10 值为3.91，即土壤温度每升高10℃，土壤呼吸速率增大3.91倍；而在100 ppb处理下Q 10 值为2.06，即土壤温度每升高10℃，土壤呼吸速率增大2.06倍，可以很明显的看出在100 ppb处理下Q 10 值下降。故臭氧浓度升高造成了土壤呼吸温度敏感性的下降。 3.3. 臭氧浓度升高对土壤呼吸与土壤湿度的关系的影响 土壤呼吸和土壤含水量在不同研究地点有不同的相互关系，有线性关系，二次方程关系，三次方程关系，指数关系，对数关系以及没有关系。本站点采用指数模型来描述臭氧浓度升高下土壤呼吸与土壤湿度的关系。 图5表明了在臭氧浓度升高下，其对土壤呼吸与土壤湿度的关系的影响，由图可知在CK处理下土壤湿度对土壤呼吸速率的指数模型为y = 19.888e −6.7235x ，R 2 = 0.3516，土壤呼吸随湿度呈负相关，在土壤湿度大于10%的前提下，土壤呼吸速率随着土壤湿度的升高而降低；而在100 ppb处理下土壤湿度对土壤呼吸速率的指数模型为y = 10.665e −5.2817x ，R 2 = 0.2638，土壤呼吸随湿度呈负相关，土壤呼吸随土壤湿度的升高而降低。但是与CK臭氧浓度处理下的相比较可以看出，在臭氧浓度升高下会较明显的影响土壤呼吸土壤湿度的关系，即臭氧浓度升高会减小土壤湿度对土壤呼吸的影响。 3.4. 臭氧浓度升高对土壤CO 2 产生速率、土壤硝化和反硝化速率的影响 CK和100 ppb臭氧浓度处理的土壤CO 2 产生速率、土壤硝化、土壤反硝化速率数值图如表2所示。两个处理下土壤CO 2 产生速率有着明显的变化，CK处理下土壤CO 2 产生速率为105.72 μg∙kg −1 ∙h −1 ，在100 ppb处理下土壤CO 2 产生速率为65.38 μg∙kg −1 ∙h −1 ，CK和100 ppb臭氧浓度处理的土壤CO 2 产生速率有着显著性的差异(p < 0.05)。CK处理下土壤硝化速率为206.6 μg∙kg −1 ∙h −1 ，100 ppb处理下的土壤硝化速 图5. 土壤呼吸与土壤湿度的关系 Table 2 CO2 production rate， nitrification rate and denitrification rate of CK， 100 ppb treated with ozone concentration/μg∙(kg∙h)− 测定指标 CK T1 平均值 标准误 平均值 标准误 土壤CO 2 产生速率 105.72 (a) 16.24 65.38 (b) 2.75 土壤硝化速率 206.6 (a) 14.8 203.8 (a) 10.3 土壤反硝化速率 163.8 (a) 25.7 134.7 (a) 2.4 表2. CK和100 ppb臭氧处理的土壤CO 2 产生速率、硝化速率及反硝化速率/μg∙(kg∙h) −1 率为203.8 μg∙kg −1 ∙h −1 ，CK和100 ppb处理的土壤硝化速率变化不大，不存在显著性差异。而不同处理下土壤反硝化速率的变化较土壤硝化速率的变化大，CK处理下的土壤反硝化速率为163.8 μg∙kg −1 ∙h −1 ，而100 ppb处理下的土壤反硝化速率为134.7 μg∙kg −1 ∙h −1 ，但CK和100 ppb臭氧浓度处理下的土壤反硝化速率也不存在显著性差异。根据表2中CK和100 ppb臭氧浓度处理下的土壤CO 2 排放速率和土壤硝化速率、反硝化速率的数值变化可以得出，臭氧浓度升高可能降低了冬小麦农田土壤CO 2 产生速率，降低幅度较显著；臭氧浓度升高可能降低了冬小麦农田土壤硝化速率和反硝化速率，但降低幅度均不明显。