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森林生态系统是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,森林对大气二氧化碳(CO2)浓度具有重要的调节作用,开展森林生态系统碳循环研究对更好地了解生物地球化学过程和应对全球气候变化具有重要的科学意义和应用价值。涡动协方差/涡动相关技术是目前应用最广泛的森林生态系统CO2通量观测技术。讨论了基于该技术的森林生态系统CO2通量研究的部分代表性成果,总结了当前森林生态系统CO2通量的主要研究成果并对未来研究提出展望。目前,森林生态系统CO2通量的研究主要集中于:①森林生态系统的碳源/汇估算;② CO2通量观测源区/足迹的计算;③ CO2通量动态特征的提取及其环境影响因子;④基于统计模型的森林生态系统物候特征参数的提取;⑤基于机理模型的气候系统对森林生态系统碳循环的影响。主要结论为:森林生态系统是陆地生态系统的重要碳汇,在对森林生态系统进行CO2通量观测时需对其通量源区的空间代表性进行检验,森林生态系统碳源/汇状态受到树龄、降水和土壤含水量等因素的影响,空气温度是森林生态系统碳循环的重要影响因子。未来森林生态系统CO2通量研究应该集中于提高通量足迹模型计算精度,讨论不同林分对大气CO2的贡献强度。结合气候系统模型和生态生理模型建立植物生理过程参数化模型、预测气候变化对森林碳交换的影响。区域-全球尺度森林生态系统CO2通量研究未来将关注多站点通量,气象数据长时间序列的整合分析,讨论CO2通量气候态特征与碳源/汇的空间格局,更好地了解全球陆地生态系统碳循环机制。表1参64 相似文献
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为探讨淡水养殖CO2通量的多时间尺度变化特征及其影响因子,本研究以我国长江三角洲区域典型淡水养殖池塘为研究对象,基于涡度相关法(Eddy covariance,EC)测定的2016—2021年高频连续CO2通量数据,对CO2通量的多时间尺度变化特征及其环境、人为影响要素进行分析。结果表明:养殖池塘CO2通量(以C计)存在明显的日变化、季节变化和年际变化特征,其年尺度交换量的变化范围为-671~1 005 kg·hm-2·a-1,年均值为(-74±688)kg·hm-2·a-1,表现为CO2的弱汇。CO2通量在不同时间尺度的主控因子存在明显差异,其中在0.5 h尺度上,太阳辐射和气温分别是白天和夜晚CO2通量的主要影响因子;日尺度和月尺度的CO2通量则分别受太阳辐射和归一化植被指数(NDVI)调控,且CO2... 相似文献
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【目的】枝CO2通量是林分碳释放的重要组成部分之一,研究模拟氮沉降下的华北落叶松枝CO2通量变化,可以为氮沉降背景下的华北落叶松林分固碳增汇管理提供一定的理论依据。【方法】在2021年6-10月,以华北落叶松25年生中龄人工林和32年生近熟人工林为研究对象,设置对照(CK,0 kg/(hm2·a))、低氮(N1,75 kg/(hm2·a))、中氮(N2,150 kg/(hm2·a))、高氮(N3,225 kg/(hm2·a)) 4个强度的氮添加处理,并使用LI-8100A对枝CO2通量进行原位监测,同时采集枝条样品以测定其氮含量。【结果】(1)华北落叶松枝CO2通量与空气温度基本呈现出“单峰型”月变化,峰值出现在6-8月,空气温度可以分别解释2个林龄枝CO2通量37%~82%、40%~70%的变化。(2)25年和32年生华北落叶松6-10月平均枝CO2通量随氮添加处理强... 相似文献
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[目的]揭示内蒙古大青山土壤温室气体通量的变化趋势和影响,为温室气体在森林生态系统的排放机制和影响因素提供理论基础。[方法]利用OTC(开顶式增温箱)模拟大气温度升高,采用静态箱-气相色谱法野外原位观测土壤温室气体(CO2、CH4、N2O)通量的日动态、季节动态及年际动态的变化规律。[结果]模拟增温的条件下,5、10、20、40 cm土层土壤年均增温分别为1.13、2.16、1.21、0.70℃,大气年均增温0.61℃;增温处理下,5、10、20 cm土层土壤年均湿度分别降低4.64%、3.50%和8.43%,40 cm土层土壤湿度平均增加1.87%,大气湿度平均降低5.93%。增温降低了土壤有机碳、碱解氮、全氮、硝态氮含量、碳氮比,促进了铵态氮的转化。增温处理抑制了CO2通量排放,生长季CO2通量降低了25%。土壤CH4通量在生长季表现为大气CH4的汇,增温状态下的CH4通量平均吸收值略高于CK,一定程度上促进... 相似文献
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大气中CO2浓度的增加是逐渐且缓慢的过程,而以往的农田模拟研究多是设定瞬间增加的高CO2浓度。为了明确大气CO2浓度缓增、骤增2种不同升高方式对冬小麦叶片光合能力的影响,基于农田CO2浓度自动调控平台,开展2季冬小麦试验(品种为扬麦22)。设置3种CO2浓度升高方式:CK(对照,背景大气CO2浓度);CO2浓度缓增(从第1个生长季开始每年增加40μmol/mol, 2017—2018、2018—2019年生长季每年CO2的缓增浓度分别为80、120μmol/mol,分别记作C+80、C+120);CO2浓度骤增(每个生长季均设置CO2浓度升高200μmol/mol的处理,记作C+200)。于冬小麦主要生育期,测定叶片SPAD值和叶绿素荧光参数[初始荧光(Fo)、最大荧光(F... 相似文献
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大型海藻光合作用是海洋初级生产力的来源之一,是海洋碳循环中关键的一环。基于涡度相关技术对浙江省洞头区霓屿岛紫菜养殖区海气界面CO2的足迹与通量进行观测,获取了2014年11月至2015年2月间紫菜养殖海域海气界面CO2通量数据,并进行碳足迹和碳通量分析。分析结果表明,观测数据能合理刻画人工紫菜养殖海区秋冬季海气界面的通量变化,秋冬季紫菜养殖海域表现出强烈的碳汇效应,海气界面CO2通量伴随着紫菜生长与收割的不同阶段呈现出规律的变化。整个紫菜养殖周期内,海气界面的CO2通量均值可达-1.45 μmol·m-2·s-1。 相似文献
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【目的】揭示西藏高原森林生态系统不同层次土壤CO2浓度变化特征及主要影响因素,为土壤呼吸CO2排放变异性机制提供科学依据。【方法】以西藏东南部典型森林生态区色季拉山(鲁朗段)为研究区,以急尖长苞冷杉林土壤为研究对象,原位监测不同层次(5、10、20、40和60 cm)土壤CO2浓度,分析不同层次土壤CO2浓度分布特征及对温度和含水量的响应。【结果】(1)各层次土壤CO2浓度日均值表现为40 cm> 60 cm> 20 cm> 10 cm> 5 cm,平均值分别为5 094、4 965、4 613、4 119和3 925μmol/mol,且各层次之间均极显著正相关(P <0.01)。(2)在日变化尺度上,5和10 cm层次土壤CO2浓度具有相反的变化特征,分别呈现“V”字型和“单峰型”特征,5 cm土壤CO2浓度最高值和最低值分别出现在22:00-23:00和12:00-13:00之间,10 cm层次分别出... 相似文献
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选择杭州市具有代表性的郊野森林、森林公园、社区绿地3种类型的城市森林样地及城市中心对照点共4个监测点,建立定位监测站对气温、相对空气湿度、风速、CO2浓度、空气负氧离子浓度、噪声值等6项指标进行全天24 h不间断连续监测,并对周边的植被状况设置样地进行调查。综合监测数据和调查资料分析了城市森林生态保健功能的动态变化规律及群落结构对其影响。结果表明:1)城市森林具有良好的调节户外舒适度、降低CO2浓度、增加空气负氧离子浓度、降低噪声等生态保健功能;2)除噪声外,城市森林的其他多项生态保健功能的日变化曲线呈现出明显的单峰式。舒适度指数的最高值出现在5:00-6:00,最低值出现在12:00-14:00。CO2浓度的最高值出现在5:00-8:00,最低值出现在13:00-14:00。空气负氧离子浓度的最高值出现在15:00-16:00,最低值出现在21:00-22:00。郊野森林和森林公园噪声日变化波动性不大,均处于较低值;3)城市森林调节户外舒适度的功能在3种类型的城市森林均表现为冬季最低,而其他季节的次序并不一致。降低CO2浓度和增加空气负氧离子浓度的功能均为夏季最高,冬季最低,春、秋两季次之。降低噪声的生态保健功受季节的影响不明显。本研究还探讨了城市森林群落结构对所体现出来的城市森林生态保健功能的差异性的影响。 相似文献
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以地处热带北缘的吊罗山低地森林为研究区,选择在景观结构上具有显著差异的3种地形(分别为平地、坡地和洼地)为研究对象,利用LGR便携式温室气体分析仪及土壤气体通量监测系统,测定吊罗山热带低地森林不同地形土壤呼吸速率和土壤温湿度,研究不同森林地形土壤呼吸的季节变化规律及其差异,并探讨土壤呼吸与水热因子的关系。结果表明:(1)平地和坡地的土壤呼吸速率均表现出“雨季高、旱季低”的动态变化,雨季6~8月出现排放峰值;洼地则出现“雨季低、旱季高”的动态变化,进入旱季土壤呼吸速率升高,3~5月出现排放峰值,雨季开始降低;(2)不同地形的土壤呼吸年积累量大小具有明显差异,表现为洼地[(986.37 ± 46.91) g C·m?2·a?1]> 坡地[(901.46 ± 47.00) g C·m?2·a?1] > 平地[796.85 ± 36.86) g C·m?2·a?1];(3)不同地形土壤呼吸与土壤温湿度的关系并不一致,其中坡地的相关关系最显著(P< 0.01),Q10值为3.19。综上所述,吊罗山低地森林中不同地形土壤呼吸存在显著差异,当把土壤二氧化碳通量外推到更大尺度时,必须要考虑地形的复杂性。 相似文献
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以位于海南省西北部儋州地区的橡胶林为研究对象,采用涡度相关技术进行长期CO2通量观测。结果表明:1)橡胶林净生态系统碳交换(NEE)日动态为“U”型曲线,白天NEE为负值,是碳吸收,夜间NEE为正值,是碳排放;全年除2月份为较弱的碳排放外,其余月份均为碳吸收,雨季各月NEE值较大,旱季各月NEE值较小,橡胶林碳吸收最强月份为6月,碳排放最强(吸收最弱)的月份为2月;因研究样地橡胶林树正处于生长旺盛期,固碳能力强大,橡胶林年NEE总量超过11.0 t·hm-2·a-1,碳汇能力高于其他亚热带和热带人工林,也高于纬度接近的海南岛尖峰岭热带山地雨林。2)橡胶林生态系统呼吸(Re)日动态为单峰型曲线,全年Re均为正值,即为碳排放,白天Re量及变动幅度均明显大于夜间;全年Re日变化呈不规则曲线,全年雨季各月Re值均较大,旱季各月Re值相对较小,橡胶林生态系统呼吸最强月份为8月,呼吸最弱的月份为12月;海南岛橡胶林生态系统年呼吸总量巨大,年总量超过20.0 t·hm-2·a-1,与同纬度的热带雨林接近。 相似文献
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[目的]对我国不同林区典型乔木树种燃烧释放含碳物质排放特性的研究,可为了解含碳气体和颗粒物对大气环境和全球碳循环的影响提供科学依据.[方法]本研究运用自主设计的生物质燃烧系统,模拟东北林区、南方林区和西南林区共19种典型乔木树种枝、叶燃烧,分析不同树种、不同树种类型及不同林区的含碳气体(CO2、CO和CxHy)、颗粒物... 相似文献
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基于涡度相关系统对海南儋州橡胶林生态系统长期定位观测,获取橡胶林生态系统2013年5月-2014年4月有效能、湍流能以及各种气象数据,分析其能量平衡过程以及能量闭合度。结果表明:1)显热通量(H)、潜热通量(LE)、土壤热通量(G)与净辐射通量(Rn)日变化趋势相似,都为单峰型。雨季LE明显大于旱季,不同季节H差异不明显。雨季白天LE远高于H。G在数值上与Rn差1~2个数量级,且变化滞后于Rn变化。2)冠层热储量(S)、显热储量(Sa)和潜热储量(Se)变化趋势均为倒“S”型,但S、Se变化趋势与Sa变化趋势相反。橡胶林冠层热储量,Se贡献更大。3)雨季波文比都远<1,即雨季净辐射主要用于潜热输送。旱季波文比较雨季大,平均值为0.8,说明整个旱季水汽传输与显热输送消耗能量比重相当。4)各能量通量分量均表现为净辐射(Rn)>潜热通量(LE)>显热通量(H)>土壤热通量(G)>冠层热储量(S)。雨季潜热通量(LE)所占净辐射比例达76.28%,显热通量仅为15.32%;旱季潜热通量(LE)、显热通量(H)占净辐射通量比例分别为:43.69%、31.74%。5)橡胶林能量不闭合度雨季低于旱季。半小时尺度上旱季不闭合度为33%,雨季不闭合度为24%,全年不闭合度为27%,与中国通量网(ChinaFLUX)研究结果相比,处于中等水平。日尺度全年能量闭合度为13.82%,全年月尺度能量不闭合度为13.41%。 相似文献
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长白山阔叶红松林生态系统生产力与温度的关系 总被引:1,自引:1,他引:0
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[目的]了解热带季节雨林幼树个体光合光响应的生物学特性,为全球气候变化下热带雨林保护提供科学依据。[方法]在西双版纳热带季节雨林中选择林下云南玉蕊幼树,分别于雾凉季、干热季、雨季,测定其光合光响应特征的季节变化动态。[结果]云南玉蕊幼树林下Pnmax为雨季最大,干热季和雾凉季次之,分别为4.08、2.89和1.81μmol/(m2.s),季节间具显著差异;Gs和Tr以雨季相对最高,WUE以干热季为最高,Ci以雾凉季为最高,它们在人工光源下的最大值分别为0.18 mmol/(m2.s)、1.59 mmol/(m2.s)、7.35μmol/mmol和455μmol/(m2.s);Ci随光强及季节的变化与WUE呈相反趋势,而Gs与Tr变化趋势基本一致。[结论]热带季节雨林云南玉蕊幼树林下光合光响应特征具明显季节性,雨季中有比其他季节更为旺盛的光合特征,且幼树具有耐荫的特性。 相似文献