城市绿地生态系统碳交换动态及其与环境控制因子的关系

随着城市的不断发展,城市绿地面积逐年增加,绿地生态系统潜在的碳汇和碳源功能显得非常重要。2014年1月至2016年1月,基于涡度技术对福州市绿地生态系统进行了碳通量连续两年的定位观测,并探讨了城市绿地生态系统碳交换年际动态特征及其环境调控因子。结果表明,城市绿地生态系统年总生态系统生产力(GEP)、生态系统净生产力(NEP)和生态系统呼吸(R_e)呈现出一致的变化规律,其中生态系统碳交换特征表现为生长季(4月-11月)以吸收CO_2为主,非生长季以释放CO_2为主。城市绿地R_e均与GPP、GEP呈正比关系,并且拟合线性斜率1,受生长季的降水量影响较大。采用指数方程对碳交换和土壤温度(T_a)进行模拟,生态系统日平均净碳交换量(NEE_(day))随T_a的增加呈指数增长模型,T_a可解释80%以上的变异;GEP随着T_a的增加逐渐增加,当T_a达到最高时,并未对GEP产生抑制作用;当气温低于5℃时,城市绿地生态系统以呼吸作用为主导,当气温高于5℃,城市绿地生态系统净吸收大气CO_2为主导。光合有效辐射(PAR)与NEE呈直角双曲线关系,当光补偿点PAR小于350μmol·(m~2·d)~(-1)时,NEE为正值,此时生态系统呼吸大于光合生产;当PAR大于500μmol·(m~2·d)~(-1)时,生态系统呼吸与光合生产持平,其碳吸收量基本达到饱和。生态系统最大光合速率、白天平均生态系统呼吸强度、表观量子效率(α)与温度和PAR的季节变化趋势相一致,均在7月最大和5月最小。相关性分析可知,不同月份NEE残差均与降水量呈负相关关系,与饱和水汽压差(VPD)呈正相关关系。上述研究结果为估算、模拟和预测城市绿地生态系统碳交换提供了基础数据支持和理论基础。     

国家对进口豆粕亮出黄牌我国豆粕市场价格将有回升

１９９６年以前,我国始终是大豆净出口国。１９９５年我国净出口豆粕９０万ｔ,１９９６年转变为净进口,进口１８１万ｔ;１９９７年３４５万ｔ;１９９８年约４２０万ｔ左右,年增加进口量分别为１６５万ｔ,７５万ｔ,增长率分别为９１％和２１％。特别是１９９７年底...     

新疆天山北坡荒漠草原碳通量特征及其对环境因子的响应

荒漠草原是天山北坡广泛分布的草地类型,对天山北坡草地生态系统碳收支具有重要的调节作用。为阐明天山北坡荒漠草原生态系统碳通量变化特征及环境因子对碳通量的影响,以新疆天山北坡荒漠草原为研究对象,利用微气象观测系统和LI-840 CO₂/H₂O红外分析仪获得连续观测数据,定量分析了荒漠草原碳通量的变化特征及其影响因子。结果表明：天山北坡荒漠草原植被净生态系统碳交换速率在日尺度上呈倒“U”型曲线;在季节尺度上,6、7、8月表现为碳汇,9、10月表现为碳源;6-10月荒漠草原总固碳量为15.50 g C·m^-2,8月固碳量最高为23.03 g C·m^-2;生态系统呼吸速率日变化呈“单峰”曲线;在季节尺度上,碳排放呈现先增加后降低趋势,7月碳排放量最高128.42 g C·m^-2,10月荒漠草原生态系统碳通量日变化不明显。光合有效辐射是影响日间净生态系统碳交换速率的主导因子,二者符合直角双曲线模型,日间净生态系统碳交换速率随光合有效辐射增大而减小;生态系统呼吸速率与5 cm土壤温度关系符合Van^,t Hoff模型,温度敏感性系数Q₁₀为1.69;最适土壤含水量是0.16 m³·m^-3,土壤含水量过高或过低均会对荒漠草原生态系统呼吸速率产生抑制作用。     

云贵高原草地生态系统CO_2通量变化特征

草地是云贵高原的重要植被类型,与其他地区研究相比,该地区草地生态系统的CO_2交换过程和驱动机理的研究较为薄弱。基于涡度相关系统对云贵高原草地生态系统观测的连续高频数据(2017年10月-2018年8月),分析了该生态系统CO_2通量的时间变化特征及其环境影响因素。结果表明:日尺度上CO_2通量具有显著的变化特征,为明显的单峰型变化,白天净吸收,夜晚净排放。季节尺度上,每月均为碳吸收,吸收速率呈春夏高,秋冬低的特征,吸收峰值出现在6月,最低值在1月,且生长季的碳吸收变化幅度比非生长季大。影响CO_2通量变化的主要环境因子有太阳辐射、气温、土壤温度和风速,综上,云贵高原草地生态系统CO_2通量对温度较为敏感,温度升高可提高其固碳能力。总的来看,该生态系统是一个明显的碳汇,研究时段内净碳吸收量为425.14 g CO_2·m~(-2)。     

云贵高原草地生态系统CO2通量变化特征

草地是云贵高原的重要植被类型,与其他地区研究相比,该地区草地生态系统的CO₂交换过程和驱动机理的研究较为薄弱。基于涡度相关系统对云贵高原草地生态系统观测的连续高频数据(2017年10月-2018年8月),分析了该生态系统CO₂通量的时间变化特征及其环境影响因素。结果表明:日尺度上CO₂通量具有显著的变化特征,为明显的单峰型变化,白天净吸收,夜晚净排放。季节尺度上,每月均为碳吸收,吸收速率呈春夏高,秋冬低的特征,吸收峰值出现在6月,最低值在1月,且生长季的碳吸收变化幅度比非生长季大。影响CO₂通量变化的主要环境因子有太阳辐射、气温、土壤温度和风速,综上,云贵高原草地生态系统CO₂通量对温度较为敏感,温度升高可提高其固碳能力。总的来看,该生态系统是一个明显的碳汇,研究时段内净碳吸收量为425.14 g CO₂·m^-2。     

青藏高原高寒湿地生态系统碳水通量与水分利用效率研究

为明晰高寒湿地生态系统碳水耦合机制，本研究基于2004—2009连续6年青海海北高寒湿地生态系统通量数据计算出总初级生产力和蒸散量变化，进而计算出高寒湿地水分利用效率变化。结果表明：年际尺度上，湿地生态系统呼吸速率、水分利用效率和生态系统CO₂净交换量均呈极显著上升趋势；季节尺度上，连续6年间非生长季生态系统碳排放总量大于生长季碳吸收总量；针对生态系统呼吸速率和水分利用效率均呈现出生长季值大于非生长季值；结构方程模型结果揭示相对湿度极显著影响高寒草甸湿地生态系统CO₂净交换量、生态系统呼吸速率和水分利用效率变化；水分利用效率和生态系统CO₂净交换量分别受净辐射和降水量的极显著影响。该研究结果可为高寒生态系统碳水耦合及对气象因子变化适应等提供理论依据。     

AM真菌在草地生态系统碳汇中的重要作用

草地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,在全球碳储量中占有重要的地位,而广泛存在于草地生态系统中的丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,简称AM)真菌在草地生态系统的碳汇中起着重要的作用。本文从AM真菌功能多样性出发,从以下几个方面阐述AM真菌在草地生态系统碳汇中的作用:1)AM真菌对草地生态系统净初级生产力(NPP)的影响。2)AM真菌对土壤碳库变化的影响。3)AM真菌对CO₂浓度升高和大气氮沉降增加的响应。4)草地放牧利用、管理措施等干扰影响AM真菌,从而对草地生态系统碳循环产生影响。综合分析了AM真菌在草地生态系统中的作用机制,旨在为准确全面地评估碳汇现状、测算固碳速率、预估碳储量和应对全球气候变化提供方法和参考依据。     

黄土高原草地和农田系统碳动态对降雨、温度和CO2浓度变化响应的模拟

全球气候变化通常是多种环境条件同时连续地发生变化,而多因子的控制实验并不能完全模拟环境的变化且其通常需要耗费很高的成本。应用模型可以加深理解全球气候变化对生态系统结构和功能的影响。应用陆地生态系统(TECO)模型模拟黄土高原草地和农田生态系统在CO₂浓度、温度和降水改变情况下生态系统碳动态,探讨黄土高原草地和农田生态系统碳动态对未来气候变化响应。研究结果表明,随着温度升高,草地和农田生态系统净初级生产力(NPP)和异养呼吸(Rh)都呈现先增加后减少的趋势,生态系统碳净交换(NEE)表现出先减少后增加趋势,除农田系统的Rh对温度响应的拐点在当前温度,其余对温度响应拐点在增温4 ℃,此时系统固碳能力最高。降水和CO₂浓度增加改变生态系统NPP,Rh和NEE对温度变化的响应。随着降水增加,生态系统对温度响应更敏感;草地生态系统NPP,Rh和NEE对温度变化响应拐点发生改变,而农田系统无变化。CO₂浓度升高使农田生态系统NPP,Rh和NEE在增加4 ℃情景下,对温度变化响应不敏感。增加降水和增温对草地和农田生态系统NPP、Rh和NEE交互作用相对强度最大,分别为51.0%和30.0%、51.3%和16.6%以及-46.1%和-28.9%;增雨和增加CO₂浓度对草地和农田生态系统NPP、Rh和NEE交互作用相对强度最小,分别为2.4%和7.5%、3.7%和3.4%以及8.1%和-9.0%。三因子交互作用对生态系统NPP,Rh和NEE没有明显促进作用。与农田相比,草地生态系统碳动态对气候变化交互作用响应更显著。     

大气所农田生态系统温室效应研究获进展

正当谈到农田生态系统的温室效应贡献时,大家想到的往往是旱地氧化亚氮(N_2O)和水田甲烷(CH_4)排放,常常忽视了高水肥投入、轮作和秸秆还田等管理措施产生的农田固碳效应,综合考虑碳循环和温室气体交换过程,农田到底是总的温室气体排放源还是吸收汇?中国科学院大气物理研究所地气碳氮交换研究团队在汾渭平原典型冬小麦-夏玉米轮作农田和棉花田上开展了两周年温室气体(N_2O、CH_4和二氧化碳)地气界面交换通量和净生态系统碳收支观测研究。对于一年两熟的玉麦轮作农田,     

青藏高原高寒草甸生态系统CO2交换量的"转折气温"

为了理解青藏高原高寒草地生态系统的碳动态变化和环境因子对其的调控关系,分析2年(2002和2003年)的涡度相关数据.结果表明,高寒草地生态系统是"碳汇",2年分别从大气吸收了286.74和284.94 g CO2.相关分析表明,高寒草甸生态系统CO2交换量与日平均气温有十分明显的相关性,而与光量子通量密度和土壤含水量没有明显的相关性."转折气温",是生态系统光合通化增长速率开始大于生态系统的呼吸增长速率时的气温.通过线性指数模型,发现高寒草甸生态系统的"转折气温"是2.47 ℃.在降雨和光量子通量密度基本不变,生态系统比较稳定的条件下,如果增温效应发生在气温大于2.47 ℃,高寒草甸生态系统的"碳汇"功能将得以加强,反之,发生在气温小于2.47℃,"碳汇"功能将被削弱乃至转变为"碳源".     

我国畜产品生产与贸易

对1990-2009年中国与世界主要畜产品生产和贸易进行分析,近20年世界和中国主要畜产品产量均呈增加趋势。1990-2009年,世界和中国肉类产量由17.99和3.0千万t增到28.39和7.8千万t,中国占世界比重由16.9%增到27.5%;世界鸡蛋产量由3.52千万t增到6.28千万t,中国占世界比重从18.61%增到37.61%;中国牛奶产量近20年增加8倍;世界羊毛产量从3.35百万t降至2.04百万t,中国羊毛产量由23.94万t上升到36.40万t。牛肉净贸易逆差量从478 t增到1694 t;2009年羊肉贸易逆差量和逆差额为7.65万t和1.566亿美元(美元),比1990年增加745.6%和1102%。中国猪肉进出口除2000年和2006-2008年外,其他年份贸易量和贸易额都处顺差;中国禽肉进口远超出口,1990-2006年贸易额处顺差,2007-2009年贸易额处逆差。2000-2009年,鸡蛋出口量持续增至13.47万t,2009年鸡蛋进口量268 t。过去20年,中国牛奶贸易处顺差,2009年其进口量和进口额增至1.46万t和1.18千万美元,比2008年增加80.9%和64.05%;中国羊毛贸易处逆差,逆差量和逆差额由3.52万t和1.274亿美元增至26.92万t和1.368亿美元。因动物疫病、药物残留、动物福利等问题,中国畜产品国际贸易受到限制,需从饲草生产、养殖、产品加工、流通等环节加以改善。     

灌溉和施氮对免耕留茬春小麦农田土壤有机碳、全氮和籽粒产量的影响

在甘肃省石羊河流域绿洲灌区,研究不同灌溉量和施氮量对留茬免耕春小麦收后0~30 cm土层土壤有机碳、土壤全氮和土壤碳氮比的影响。结果表明,在0~140 kg/hm²施氮范围,土壤全氮和有机碳含量增施氮肥均明显增加,当施氮量超过140 kg/hm²时,土壤有机碳随施氮量增加而降低,土壤全氮含量无明显变化。就平均施氮水平而言,土壤全氮和有机碳含量随灌溉量增加呈先升高后下降的趋势,适量灌溉 (节水20%灌溉) 促进土壤氮和碳的矿化速率,从而增加全氮和有机碳含量,但少量或过量灌溉降低土壤氮和碳的矿化速率,同时增加土壤氮和碳的损失,导致节水20%灌溉的土壤全氮含量(0.9 g/kg)和有机碳含量(14.22 g/kg)最高。就各灌溉水平平均值而言,当施氮达到221 kg/hm²,春小麦籽粒产量(6 365 kg/hm²)达到最大值,春小麦籽粒产量随灌溉量增加而增加。     

封育草地与弃耕地土壤碳氮固持及固持速率动态

研究植被恢复对土壤碳氮动态的影响,对了解陆地生态系统碳氮循环,应对全球温室效应具有重要意义。本研究以黄土高原丘陵区封育草地和弃耕地为对象,分别以放牧草地和农田为参照,对比分析了封育14年草地和弃耕地0~300 cm土层土壤有机碳(SOC)和土壤全氮(STN)储量、固持量及固持速率。结果表明,封育草地和弃耕地显著增加SOC储量,并且二者封育14年后SOC储量相同;在0~200 cm土壤中,封育14年草地与弃耕地STN储量相对于对照并无增加,0~300 cm土壤中,封育14年草地STN储量显著高于弃耕地(P<0.05);弃耕地SOC固持及固持速率显著高于封育草地,封育14年弃耕地SOC固持主要发生在0~140 cm表层土壤;0~100 cm土壤弃耕地STN固持及固持速率显著高于封育草地,0~300 cm土壤弃耕地STN固持及固持速率显著低于封育草地。以上结果表明,封育和弃耕均可显著提高土壤碳储量,并未明显提升土壤氮储量,弃耕地有较高的SOC固持量及固持速率。     

《草原与草坪》2005～2008年载文统计分析

对《草原与草坪》2005-2008年的载文信息进行了统计分析,结果表明,4年刊载论文452篇,刊载论文的基金论文比呈明显的上升趋势,其中国家级基金论文数量增长较快,由2005年的19.4%增加为2008年的33.6%;论文发表时滞均低于9.3月,文后参考文献篇数呈逐年上升的趋势,2005年为12.7篇,2008年为15.5篇;发表论文的第1作者分布于全国27个省,但以甘肃最多,其次是北京和青海。     

甘肃省森林生态安全动态评价研究

为掌握甘肃森林生态安全状况,查找影响森林安全的主要原因和突出问题,针对性开展改善森林经营措施,提高森林生态功能,发挥森林在生态安全屏障建设中的主体作用。本文结合压力-状态-响应(PSR)模型,建立甘肃省森林生态系统的压力-状态-响应指标体系,根据甘肃省年度森林资源连续清查及历年统计年鉴数据,采用熵权法和生态安全指数法对甘肃省森林生态安全状况进行了动态定量评价,得出了甘肃2006-2015年森林压力、森林状态、森林响应和综合评估指标趋势。结果显示,甘肃省2006-2015年期间内森林资源自身健康水平得到提升,森林生态系统整体安全状况的综合评估值呈逐年上升趋势,森林生态系统安全状况得到较大改善。并在此基础上,提出了针对性的对策建议。     

景电灌区新绿洲景观格局分析

以景泰县二期灌区生态经济型防护林建设示范村和景泰县沙漠化地区为例,对比分析了景电灌区荒漠绿洲景观格局的变化,结果表明,随着灌区的开发利用和灌区防护林体系的建设,景电灌区景观格局发生了很大变化,由开发前半固定、流动沙荒地为主的荒漠景观变成了荒漠绿洲景观,即防护林网保护下的农田景观、灌区边缘农田与沙地交接过渡区以防风阻沙林带为主的景观和灌区外围人工封育的半固定、流动沙地景观3种典型景观类型组成的荒漠绿洲景观,景观多样性增加,生态系统稳定性也随之增加.     

2000－2010年中国退牧还草工程区生态系统宏观结构和质量及其动态变化

本研究以生态学理论为基础，以空间信息技术为支撑，基于遥感数据、气象数据和地面观测数据，通过多源数据融合、生态模型模拟和尺度转换手段，分析中国退牧还草综合治理工程区2000－2010年生态系统宏观结构和质量的时空分布及变化趋势，探讨生态系统变化的自然和人文驱动机制，为退牧还草工程的生态成效评估提供理论依据。研究结果表明，1）2000－2010年，草地生态系统面积保持平稳，生态系统宏观结构稳定，但局部区域仍存在草地与农田、湿地和荒漠间的相互转化；2）研究区草地退化趋势已得到初步遏制，植被覆盖度略有增长，叶面积指数略呈波动式增加，净初级生产力呈显著上升，草地植被呈现恢复转好态势，生态系统总体质量有所提高，生态环境向良性演变；3）研究区生态状况具有空间差异性，总体转好，局部变差，各亚区整体水平排序为内蒙古东部退化草原治理区＞青藏高原江河源退化草原治理区＞新疆退化草原治理区＞蒙甘宁西部退化草原治理区；4）退牧还草工程的实施有利于草地保护，气候暖湿化促进植被生长与恢复，人类活动干扰局部地区生态系统，三者共同影响研究区总体生态状况。     

甘肃"引大"灌区农业结构调整与草业发展

秦王川地区是甘肃“引大入秦”工程的主灌区,土地平坦、土壤耕性好、光照资源丰富,灌溉设施齐备,可灌土地5.33万hm2,具有良好的农业生产潜力。“引大”的成功引水,使该区粮食产量大幅上升;但由于受近年来农产品价格下跌和市场机制的影响,增产并未使农民增收,导致部分农民外出务工或经营它业,撂荒面积达1.33万hm2。当地农民为节约开支而压缩用水,使“引大”工程的巨大资源闲置浪费,无法发挥效益。自1998年以来,兰州好为尔树屏奶牛基地和秦王川奶牛场的相继建成,对青贮玉米Zea mays和紫花苜蓿Medicago sativa等优质饲草的需求量大增,给该区草业发展提供了巨大的市场空间,为灌区农业结构调整和农民增收提供了一条新路子,即以市场需求为导向,以奶牛乳品业加工为龙头,大力发展灌区奶业与草产业,并实行定单农业,促进地方经济发展,走可持续发展道路。     

气候变暖对河西走廊绿洲灌区主要作物需水量的影响

作物需水量是农田水分循环系统中最重要的因素之一。在未来温度上升1～4℃的情景下,研究了气候变暖对我国河西绿洲灌区主要作物需水量的影响。结果表明,气候变暖对不同作物需水量的影响程度不同。其中对棉花和玉米需水量的影响最大,对小麦的影响次之。当生长期内温度上升1～4℃时,棉花需水量将增加2.17%～12.66%,相当于15.00～83.00 mm;玉米需水量将增加1.90%～11.49%,相当于14.60～82.50 mm;小麦需水量将增加1.80%～10.03%,相当于9.70～50.70 mm。气候变化对作物需水量的影响存在一定地域性差异。当增加1℃时,对干旱区武威作物需水量的影响略大于极端干旱区敦煌。当增加2℃时,武威和敦煌的作物需水量几乎相当。当增加3和4℃时,则对敦煌作物需水量的影响大于武威。根据河西绿洲灌区目前的种植结构,当温度上升1～4℃时,估算将使整个地区棉花的灌溉需水量增加0.11,0.21,0.37,0.62亿m³;玉米的灌溉需水量增加0.16,0.33,0.56,0.93亿m³;小麦的灌溉需水量增加0.14,0.26,0.45,0.71亿m³;总的灌溉需水量增加0.41,0.80,1.38,2.25亿m³。气候变暖将使河西绿洲灌区业已紧张的水资源供需矛盾更加突出。     

灌溉和施氮对种植第2年紫花苜蓿产量、水分利用效率及土壤全氮含量的影响

在甘肃省河西绿洲灌区石羊河流域进行大田试验,研究不同灌溉量,分别为常规灌溉(330mm)、节水20%灌溉(264mm)和节水40%灌溉(198mm)和施氮量0、40、80和120kg/hm2对种植第2年紫花苜蓿(Medicago sativa)干草产量、水分利用效率(WUE)以及土壤全氮的影响。结果表明:紫花苜蓿全生育期总干草产量随灌溉量增加而显著增加,他们的次序是常规灌溉总干草产量(15 575kg/hm2)>节水20%(14 763kg/hm2)>节水40%灌溉(14 017kg/hm2)。节水20%灌溉的水分利用效率为27.49kg/(mm.hm2),显著高于常规灌溉25.96kg/(mm.hm2),节水40%灌溉的水分利用效率为26.89kg/(mm.hm2),与常规灌溉和节水20%灌溉之间相差不显著。各处理全氮主要富集于表层土壤(0～60cm),土壤全氮含量随土层深度的增加而减少。在0～120cm土层,灌溉对各土层全氮含量的影响没有出现规律性变化;施氮40kg/hm2土壤全氮含量显著高于不施氮和施氮80、120kg/hm2。当施氮量为40kg/hm2时,第2年紫花苜蓿干草产量15 905kg/hm2、WUE为28.62kg/(mm.hm2)以及土壤全氮含量达到最大值。在河西绿洲灌区石羊河流域种植第2年紫花苜蓿,从经济、生态和环境方面考虑,节水20%灌溉(灌溉量为264mm,不包括生育期降水量)和施氮40kg/hm2处理是较高干草产量、较高WUE及较高土壤肥力取得一致的处理,应大面积推广。