麻栎人工林生态系统碳储量分配格局

【目的】探讨广西南宁良风江32年生麻栎人工纯林生态系统的生物量、碳密度、碳储量及其空间分配特征,为提高广西地区碳储量提供参考依据。【方法】在麻栎人工林内选择标准样地,用收获法测定生态系统的生物量,用重铬酸钾—外热法测定麻栎各器官的碳素含量,并用环刀法测定土壤碳密度。【结果】麻栎人工林各器官的碳素含量为：干材〉叶〉皮〉根兜〉枝〉细根〉中根〉粗根。土壤碳含量以0-20 cm土层最高,且随土层深度的增加而降低。麻栎人工林生态系统的总生物量为241.08 t/ha,其中乔木层占97.90%,林下植被层占0.54%,凋落物层占1.56%。【结论】麻栎人工林的碳储量主要分布在乔木层和土壤层,且乔木层生物量占麻栎人工林生物量的主要部分。麻栎土壤固碳能力较强,可作为广西发展固碳林的优良树种。     

基于相容性生物量模型的樟子松林碳密度与碳储量研究

基于不同林龄樟子松人工林生物量调查数据,建立了樟子松林生物量相容性模型,探讨了不同林龄樟子松人工林中乔木层、林下植被层、死地被物层碳密度和碳储量的变化规律。结果表明:樟子松人工林各器官碳密度值的排序为:树叶树枝树干树根;各器官碳密度均随着林龄的增大而增加,27、30、32、36、40和44年生樟子松各器官的平均碳密度分别为449.5、460.2、470.8、485.1、489.2和513.6 g/kg,林下植被与死地被物的碳密度随林龄的变化规律不明显。27~44年期间樟子松人工林群落碳储量都随林龄的增大而增加,从27年生的37.14 t/hm2增加到44年生的168.46 t/hm2,其顺序为:乔木层死地被物层林下植被层,分别占群落总碳储量的90.97%、1.13%和7.90%,乔木层碳储量占主导地位。不同林龄樟子松乔木层、林下植被层和死地被物层年固碳量分别为2.043、0.025 和0.182 t/hm2。研究认为,樟子松人工林群落碳密度及碳储量随林龄的增加变化显著,碳汇作用明显。      

林分密度对水曲柳人工林碳储量的影响

为了解林分密度对水曲柳人工林碳储量的影响规律,在黑龙江省帽儿山地区,选择不同造林密度(2 200、2 500、4 400、10 000株/hm2)的13年生水曲柳人工林,采用样地调查的方法在每种密度处理各设置3块样地,进行了林分碳储量与乔木层年净固碳量的测定。结果表明:水曲柳林分密度增加,其乔木层、凋落物层、土壤层以及生态系统碳储量均随之增大,而林下植被层碳储量随林分密度的增加而减小。其中不同密度林分的乔木层、林下植被层、土壤层以及生态系统碳储量差异均显著(P＜0.05),而凋落物层在各密度之间差异不显著(P>0.05)。4种密度水曲柳林分碳储量的空间分配均表现为:土壤层>乔木层>凋落物层>林下植被层,土壤层和乔木层碳储量分别占生态系统总碳储量的79.6%~82.4%和14.1%~17.0%,是人工林碳库的主要组成部分。此外,水曲柳人工林乔木层的年净固碳量随林分密度的增加而增大,造林密度为2 200株/hm2林分的年净固碳量明显低于其他密度林分(P＜0.05)。上述结果说明提高造林密度对增加幼龄林分碳储量具有显著作用。      

利用简化型多针热脉冲技术原位测定地表热通量

为简化多针热脉冲技术获取地表热通量的测定方法,本研究基于热脉冲技术的方法原理以及传感器的设计准则,提出一种简化型多针热脉冲传感器,并对其田间实地测定结果进行评估。首先利用简化型传感器测定获取了0~50 mm土层热储量和50 mm深度处土壤热通量数据,估算得到地表热通量的动态变化;后与传统组合法(de Vries模型+自校正热通量板法)获取的地表热通量结果进行了对比分析。结果表明:简化型多针热脉冲传感器与传统组合法得到的地表热通量日变化趋势一致,对2种方法的测定值进行回归分析所得直线的斜率为1.09,决定系数为0.98;在测定时期内,简化型多针热脉冲技术获取田间地表热通量的平均绝对偏差为12.33 W/m²。因此,本研究中提出的简化型多针热脉冲技术可以用于准确监测田间地表热通量动态,可为农田水热过程和通量研究提供有效的监测手段。     

日光温室墙体一维导热的MATLAB模拟与热流分析

为探明日光温室墙体层间温度变化及热量传递动态规律,采用有限差分法建立墙体一维非稳态导热模型,利用MATLAB编制相应的模拟程序,计算出日光温室墙体各点的温度和热流。结果表明:该模型能够比较准确模拟日光温室土墙的温度。墙体内侧存在有效蓄热层,它对日光温室室内热环境有积极的作用。墙体有效蓄热层的热流白天指向墙体外侧,夜间指向墙体内侧,因此它的厚度直接根据热流的方向确定。有效蓄热层与天气、墙体总厚度以及墙体热特性参数有关。2012-12—2013-01期间有效蓄热层厚度为0.26~0.45m不等,最大值出现在连续雪天。同时从理论上验证了3.0m厚的温室土墙内部存在热流相对稳定的"热稳定层"。     

帽儿山地区杂木林更新演替趋势分析

采用大数量小样方网格分层取样法和分层株数法,对帽儿山地区杂木林林地4种主要树种土壤种子库储量及种群结构进行了调查分析。结果表明:水曲柳(Fraxinus mandshurica)、五角槭(Acer mono)、蒙古栎(Quer-cus mongolica)和胡桃楸(Juglans mandshurica)种子分别占种子总储量的86.3%,7.3%、4.1%和2.4%。水曲柳、五角槭种子在Oe层中的储量显著高于Oi层和A层(P<0.05),完整种子比例随土壤深度的增加而减少;蒙古栎种子在Oe层的储量显著高于A层(P<0.05),Oi层和A层无显著差异;各层土壤中胡桃楸种子储量之间无显著差异。水曲柳和五角槭种子储量能够满足天然更新的需要,蒙古栎和胡桃楸种子储量对天然更新有限制作用。杂木林中除山杨胸高断面积占2成外,其它树种(蒙古栎、水曲柳、胡桃楸)所占比例均在1成左右。水曲柳、蒙古栎分层株数比为:更新层>主林层>演替层;五角槭分层株数比为:更新层>演替层>主林层。水曲柳、蒙古栎和胡桃楸幼苗向幼树转化困难,是其更新受限的原因之一。如果不加人工干预,该地区杂木林将演替为以五角槭占优势的林分。     

Ionospheric topside sounding

Over the past few years, the satellite topside sounders have significantly contributed to the understanding of the upper ionosphere. A great quantity of radio echo data has been accumulated, from which the ionospheric electrondensity distribution can be determined. The topside measurements of electron density essentially agree with similar measurements from the ground, except for an occasional 10-percent discrepancy near the peak of the ionosphere. While horizontal non-uniformity is a likely cause, this discrepancy has not yet been adequately explained. The electron-density scale heights measured at a constant altitude indicate both a higher temperature and a heavier mean ion mass at high latitudes. At low latitudes the topside measurements have shown the detailed latitudinal structure of the equatorial anomaly, demonstrating control by the geomagnetic field. A variety of electron-density irregularities have been studied. Most are greatly elongated along the magnetic field, and produce echoes either by lateral scattering, if they are thin, or by longitudinal ducting, if they are thick. Some of the thick irregularities are continuous between the hemispheres and support conjugate echo propagation. The topside sounders have revealed the complex structure of the ionosphere near the auroral zone and at higher latitudes. At night an east-west trough of greatly reduced electron density occurs equatorward of the auroral zone. At the auroral zone itself the electron density is high and quite variable, both in space and time. The electron density at the polar cap within the auroral zone is often uniform and smooth. Ionospheric irregularities are common in the area of the trough and the auroral zone. Among other satellites, the topside sounders have been used in various plasma studies involving the excitation and propagation of waves. These studies suggest that the ionosphere is an appropriate region for future plasma physics investigations, especially with rocket and satellite payloads designed specifically for that purpose.     

林分密度对水曲柳人工幼龄林植被碳储量的影响

在帽儿山实验林场采用样地调查的方法,对13年生4种密度的水曲柳人工林进行了植被碳储量研究。结果表明,随林分密度的增加,乔木层碳储量逐渐增大,而林下植被层碳储量逐渐降低,且林木单株碳储量随密度增大而减小。不同密度林分中,乔木层碳储量占植被总碳储量的98.5%～99.5%。4种密度林分总的植被碳储量分别为:19.95、26.27、27.45和30.05 t.hm-2,随林分密度的增加而增大。这说明在所研究的水曲柳人工林中,林分密度对植被碳储量具有明显的影响。     

不同植被覆盖土壤水库容特征及渗透速率

通过野外采样和室内分析,以侵蚀裸地土壤为参照,耕作玉米土壤、针阔混交林土壤和撂荒草甸土壤为研究对象,对其土壤水库容变化特征及土壤渗透速率进行了研究。结果表明,0~10 cm和10~20 cm土层内各样地的总库容、滞洪库容、兴利库容和最大有效库容从大到小的顺序均为:针阔混交林土壤>耕作玉米土壤>撂荒草甸土壤>侵蚀裸地土壤,而死库容的大小顺序为:耕作玉米土壤>针阔混交林土壤>撂荒草甸土壤>侵蚀裸地土壤。20~80 cm土层内各样地的水库容从大到小的顺序均为:针阔混交林土壤>耕作玉米土壤>撂荒草甸土壤>侵蚀裸地土壤。各样地的水库容均呈现随土层深度增加而下降的趋势。土壤的孔隙状况是影响土壤最大有效库容的主要因素。土壤渗透性能受土壤容重等其他因素的综合影响,针阔混交林土壤、耕作玉米土壤和撂荒草甸土壤的土壤渗透速率均明显高于侵蚀裸地土壤,大小顺序为:针阔混交林土壤>耕作玉米土壤>撂荒草甸土壤>侵蚀裸地土壤。     

南涧干热退化山地不同恢复群落土壤种子库储量及其分布

该文调查了南涧干热退化山地5种人工恢复群落恢复过程中及当地次生植被的土壤种子库的储量、分布格局、组成及其优势成分. 研究表明:各样地土壤种子库的储量变化在2 060～21 300粒/m2之间,物种数为22～32种,各恢复群落的土壤种子库储量和物种数均比当地次生的坡柳、黄茅草灌草坡有增加. 在0～10 cm土层内,种子库密度垂直分布呈上层（0～2 cm）中层（2～5 cm）下层（5～10 cm）,层间储量差异明显. 从物种和生活型组成来看,各群落草本都占优势,少数植物如菊科的紫茎泽兰、胜红蓟、烟管头草、戟叶火绒草等在土壤种子库中储量丰富,但作为地上草本层的优势物种之一的黄茅草在土壤种子库中的储量却很少.      

东北黑土“土壤水库”特征及渗透速率研究

[目的]减少黑土水土流失,保护黑土良好的生产性能。[方法]通过野外采样和室内分析等方法,以侵蚀地为参照,耕地、林地和荒地为研究对象,对其土壤水库变化特征及土壤渗透速率进行研究。[结果]0～10cm和10～20cm土层内各样地的总库容、滞洪库容、兴利库容和最大有效库容的大小顺序均为：林地〉耕地〉荒地〉侵蚀地,而死库容的大小顺序为耕地〉林地〉荒地〉侵蚀地。20～80cm土层内各样地的水库容的大小顺序均为：林地〉耕地〉荒地〉侵蚀地。各样地的水库容均随土层深度的增加而呈现下降的趋势。[结论]土壤的孔隙状况是影响土壤最大有效库容的主要因素。土壤渗透性能受土壤容重等其他因素的综合影响。     

基于复杂网络的风险传播模型及有效算法

提出一种基于复杂网络的风险传播模型及有效算法，通过结合复杂网络中传播蔓延现象的推广模型，将风险传播模型划分为两种：主动型风险传播模型与被动型风险传播模型。并对已有风险传播算法进行改进，实验表明，该模型及算法能健全风险传播机制，提高传播速度与精确度。     

林地抚育对黔中地区杉木人工幼林生态系统碳储量的影响

林地抚育(松土、割灌、锄草)是提高人工林林分成活率,促进林木生长的重要措施,但对其固碳功能的影响研究仍鲜见报道。本研究以杉木人工林为研究对象,分析了林地抚育(松土、割灌、锄草)对黔中地区杉木人工幼林生态系统碳储量及其组分(植被层、枯落物层、作为主根系层的0~60 cm土壤层的碳储量)的影响。结果表明:林地抚育使得杉木人工林林木的保存率、林分郁闭度、林木胸径、树高等均显著高于对照林分,林木单株生长的固碳能力大幅提高,其碳储量是对照林分的4.93倍。抚育杉木人工幼林生态系统的总碳储量(106.37 t/hm2)显著高于对照(78.61 t/hm2),其中植被碳库储量(26.07 t/hm2)是对照(4.64 t/hm2)的5.62倍,抚育后枯落物碳储量较对照高0.38 t/hm2。但是,林地抚育后表层土壤(0~10 cm)有机碳含量较对照下降5.44 g/kg,而10 cm以下土层较对照均表现为增加,土壤碳储量较对照总体增加3.30 t/hm2。因此,造林初期林地抚育可促进林木生长,提高植被、土壤和生态系统的碳储量,显著增强杉木幼龄林的碳汇功能。      

Climatic forcing: effects of el nino on a small, temperate lake

Temperature profiles measured regularly for 21 years reveal the interannual differences in winter-to-summer heat gain in Castle Lake, California, a small subalpine lake. Year-to-year changes in large-scale climatic surface forcing, especially the amount of snowfall from February through April (which determines the date of thaw) coupled with the early heating and wind mixing after thaw, causes this interannual variation. The seasonal thermal structure for years in which the lake gains significantly more or less heat than normal-all of the El Ni?o years and several others-shows that the depth of the mixed layer and the mixing of heat into the stratified thermocline region control the storage of heat. The temperature of the mixed layer does not reflect abnormal thermal storage. Variations in mixing during early spring, which controls the heat content at Castle Lake, may also affect the annual average of the primary productivity.     

太岳山油松人工林土壤水分动态特征的研究

该文研究了太岳山油松人工林不同郁闭度林分以及荒地生长季节内的土壤水分动态。结果表明：整个生长季节内，荒地与林地贮水量差异并不显著，但森林郁闭度越大，贮水量越小．土壤含水量主要受降雨、蒸腾和蒸发的影响，干旱季节，林地蒸腾占主导地位，土壤剖面出现２０～４０ｃｍ的根系分布层偏下层土壤含水率最低，且郁闭度越大，该最低值越小；随着雨季的到来，各层土壤含水率的最大值依次出现，且郁闭度越大，该最大值越大，也出现的越迟；雨季过后，蒸发转变为主要因素，林地土壤含水率大于荒地。随着土层深度的增加，土壤含水量越稳定。     

太阳能集热器热循环媒介储能特性的比较研究

比较了太阳能集热器分别以空气和水为热储能媒介时对卵石层的储热特性. (1)利用由直径为47mm,长度为1500mm的28根真空管组成的太阳能集热器和直径为50～100mm的卵石,设计了热循环储热系统,在宽4m、长2.7m、高2.6m的房间内的供热量为10.8 m2.(2)对不同热储能媒介的热储量进行了测试,结果表明以空气作为媒介时,卵石层中热储能为55MJ·d-1,以水为媒介时热储能为49MJ·d-1.(3) 以水为媒介时卵石层的温度变化相对以空气为媒介时的温度变化较小,并且稳定.     

光纤技术在盐穴储气库油水界面监测中的应用

盐穴储气库腔体形态控制是制约储气库库容和实现储气库稳定运行的重要因素,控制阻溶剂界面位置是控制腔体形态的关键。为了改进现有控制方法监控成本高、不能实时测量等缺点,提出光纤式界面监测方法:使用新型光纤界面测试仪进行测量,利用分布式光纤测试技术,通过光缆中的电缆加热,由于卤水和垫层介质(一般用柴油、氮气)的比热容不同,光缆与周围介质进行热交换发生温度变化,根据温差即可判断介质界面位置。基于光纤式界面监测方法,研制了新型的分布式光纤界面测试仪,其具有操作简单、探测范围广、监测成本低、实时测量井下介质界面的优点。利用该技术可实现盐穴储气库的大规模反循环造腔,加快造腔速度,保障腔体安全。     

黄河上游退耕地人工林的碳储量研究

黄河上游地区10～27 a的退耕地人工林,其植物体、枯落物层和土壤层的碳密度平均为111.3、5.1和164.9 t/hm2,分别占同一地区天然次生林的28.6%、13.8%和61.0%.植物体、枯落物层和土壤层3个层次所占总碳密度的比例,对于退耕地人工林来说为39.6∶1.8∶58.6,而天然林为57.4∶2.7∶39.9.退耕地人工林的植物体和枯落物层碳密度均随林龄的增加而呈幂函数增长趋势.这2部分在总碳密度中所占比例随林龄而逐步提高.退耕地人工林目前的总碳密度平均为281.2 t/hm2,相当于同一地区天然次生林总碳密度677.4 t/hm2的41.5%,但年均碳密度却高达15.2t/(hm2·a),较天然次生林的13.6 t/(hm2·a)提高了11.7%;与全国20世纪90年代中期(1994—1998年)人工林的年均碳密度1.95 t/（hm2·a）相比,提高了6.8倍.黄河上游退耕地人工林较天然次生林及荒山人工林具有更强的生长及碳储量优势.总之,科学有序的退耕还林工作,对于形成碳汇、减轻温室效应具有非常重要的意义.      

火地塘林区锐齿栎林土壤碳循环的动态模拟

依据土壤碳循环的分室模型,对火地塘林区锐齿栎林土壤碳各分室的碳储量和通量进行了初步分析。结果表明,火地塘林区锐齿栎林土壤有机碳储量为174.055t/hm2,其中矿质土壤层有机碳储量为167.810t/hm2,凋落物层(A0层和死细根)中的碳储量为6.245t/hm2(A0层占80.5%,死细根占19.5%)。森林植物每年凋落输入到凋落物层中的碳量(包括地上部分的枯枝落叶和地下部分的细根)为3.297t/hm2,其中地上部分占52.5%,地下部分占47.5%,凋落物层分解每年以腐殖酸的形式输入到矿质土壤中的碳量为0.935t/hm2;锐齿栎林地年(生长季节)呼吸释放碳量(含植被根系呼吸量)为6.109t/hm2。     

抚育间伐对红桦林生态系统碳密度的影响

以秦岭南坡红桦林为对象,设置5个抚育间伐强度(5%、10%、15%、20%和25%)的研究样地以及未间伐对照样地(CK),通过野外调查、样品采集和室内分析,研究抚育间伐5a后红桦林植被层和土壤层以及总有机碳密度的变化规律和差异,以期为秦岭南坡红桦林进行科学抚育经营提供理论支撑和依据。结果表明:1)乔木层碳密度随抚育间伐强度的增大而降低,但当间伐强度>15%时,乔木层碳密度降低趋于平缓;对照分别与间伐强度10%、15%、20%及25%的林分乔木层碳密度之间呈显著、极显著差异;在不同间伐强度间,间伐强度5%林分乔木层碳密度分别与15%、20%和25%呈极显著差异,而其他间伐强度间呈无显著性差异。2)灌木层和草本层碳密度随着间伐强度的增大而增加,但当间伐强度>15%时,灌木层与草本层碳密度增加而趋于降低;灌木层碳密度在CK和不同间伐强度相互间均呈无显著差异;间伐强度10%分别与15%、20%及25%的林分草本层碳密度呈显著、极显著性差异。3)土壤和枯落物层碳密度几乎不受间伐强度的影响,各强度相互之间均呈无显著差异。4)红桦林总碳密度随着抚育间伐强度的增大而降低,抚育间伐强度越大,红桦林的总碳密度降低程度越高。与CK相比,间伐强度5%、10%、15%、20%和25%红桦林总碳密度分别降低了5.56%、14.72%、19.47%、19.15%和26.77%。由此说明,抚育间伐在一定程度上降低了红桦林乔木层的碳储量,而增加了灌木层和草本层的碳储量,对土壤和枯落物层碳储量的影响甚微;当间伐强度为15%时有利于提高红桦林的碳密度。