三沙湾盐田港海水养殖海域海-气界面CO2交换通量的时空变化

根据2012年11月和2013年2、5、8月对福建三沙湾盐田港养殖海域进行4个季节调查获得的pH、总碱度(TA)、表层水温、盐度、溶氧和溶解无机碳(DIC)以及叶绿素a等基础数据,估算该区域表层海水溶解无机碳体系各分量的浓度、pCO2和海-气界面CO2交换通量,并对影响因素进行分析.结果表明,盐田港表层海水4个季节的DIC、HCO3、CO32--和CO2浓度分别为955～1 957.08、905.08 ～1 848.13、10.14～124.78和11.48 ～ 39.78 μmol/L,不同季节之间差异极显著(P＜0.01).盐田港表层海水中的pCO2在一年中的变化范围为391.27 ～1 200.49 μatm,海-气界面CO2交换通量全年的范围为0.25 ～ 6.93 μmo1/(m2·d),表现为大气CO2的弱源.盐田港海-气界面CO2交换通量不同季节的差异极显著(P＜0.01),在不同站位之间的差异显著(P＜0.05).秋、春季的碳通量最高,夏季碳通量最低,冬季显著低于秋季,但与春季差异不显著.分析表明,水文要素和生物要素等是影响盐田港表层海水中pCO2和海-气界面CO2交换通量的重要生态因子,其中,大型海藻的栽培活动有利于该养殖海域对大气CO2的吸收.     

三沙湾盐田港海水养殖海域水质调查与评价

根据2012年8月-2013年7月为期一年、每月一次的对三沙湾盐田港海水养殖海域水环境质量的监测结果,分析了该海域基本理化指标以及营养盐的特征与变化趋势,并应用有机污染评价指数(A)、营养状态指数(E)和海水营养状态质量指数(NQI)法评价了该海水养殖海域的水环境质量状况。结果表明,盐田港海域悬浮物含量符合Ⅲ类海水水质标准,pH符合Ⅲ至Ⅳ类海水水质标准。溶解无机氮(DIN)和溶解无机磷(DIP)符合Ⅳ类至劣Ⅳ类的海水水质标准,年平均值分别为0.644和0.061 mg/L,范围分别在0.256~1.147和0.027~0.103 mg/L之间。NO3-N占DIN的比例平均为82.86%。盐田港海水养殖海域的DIN和DIP的浓度已处于较高的水平。有机污染评价指数和海水营养状态指数的评价显示,盐田港海水养殖海域已经处于严重的富营养化状态,同时有机污染相当严重。分析表明盐田港海水养殖的自身污染是导致该养殖海域富营养化与有机污染严重的重要原因之一。     

淡水养殖池塘CO2通量多时间尺度变化特征及其影响要素

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...     

紫菜养殖海域秋冬季海气界面CO2足迹与通量

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。     

2015年冬季南黄海水文特征及海-气CO2通量分析

基于2015年冬季在南黄海海域现场观测获得的CTD和CO2等数据,分析了该海域海-气CO2通量,探讨了该海域冬季温、盐度和表层CO2分压(pCO2)等要素的分布特征及其影响因素.结果表明:冬季南黄海西侧海域受黄海沿岸流的影响,呈现低温、低盐的特征,南黄海中部受黄海暖流影响,呈高温高盐特征;南黄海靠近沿岸海域水体垂直混合强烈,温盐垂直分布较为均匀.南黄海海域表层pCO2平均值为(385.34±43.62) μatm.表层pCO2分布具有明显的区域差异,海区中部pCO2整体上大于近岸,因受长江冲淡水与黄海沿岸流的水平及垂直混合作用,长江口北部局部区域最高通量达27.81 mmol/(m2·d),但总体表现为大气碳汇,平均通量达(-2.47 ±3.91)mmol/(m2·d);山东半岛东南部海域较高的pCO2受控于温度,同时与黄海沿岸流带来的高碳酸盐等水体的混合有关,表现为大气碳源,平均通量为(0.11 ±0.80)mmol/(m2·d).整个调查海域平均通量为(-2.24 ±3.74)mmol/(m2·d),表现为大气CO2的碳汇.     

沼泽湿地生态系统CO2、CH4和N2O排放通量的相互关系研究

利用静态暗箱/气相色谱法连续两个生长季(2003 -2004年)对三江平原小叶章草甸和毛果苔草沼泽CO2、CH4和N2O的排放通量进行野外原位观测.结果表明:两种类型湿地的生长季均为温室气体的排放源,三种温室气体排放通量之间的关系是,CO2和CH4、CO2和N2O、CH4和N2O排放通量之间均为正相关,但显著性水平视不同湿地类型以及不同年份而异.表明它们之间的相互关系受湿地类型以及环境因素的影响,本研究结果迸一步证明了植物在沼泽湿地温室气体排放中的关键性作用.     

黄河源高寒草甸退化过程中CO2通量的变化

为研究草地退化对高寒草甸碳排放的影响,选取青海省黄南州河南县的未退化(No degraded,ND)、中度退化(Moderate degraded,MD)和重度退化(Serious degraded, SD)高寒草甸,利用LI-8100A红外气体分析仪测定CO₂通量。结果表明：草地退化能够显著降低高寒草甸CO₂通量。未退化高寒草甸CO₂通量为12.44μmol/(m²·s),显著高于重度退化高寒草甸4.64μmol/(m²·s),中度与重度退化草甸差异不显著。全氮含量在重度退化区最高,全磷含量表现出相反趋势;速效养分随着退化的加剧逐渐减少。随机森林模型分析发现,植被特征中杂类草盖度和地上生物量是降低CO₂通量的关键因子,各土层中土壤pH,0～2、2～5 cm土壤细砂粒比例和5～10 cm土壤全磷含量为关键因子,均与CO₂通量呈显著正相关。说明高寒草甸的退化引起植被类型和土壤特征发生变化,进而导致CO₂通量发生变化...     

CO2浓度升高和氮输入影响下湿地生态系统CO2排放研究

为了研究CO2浓度升高和氮输入影响下湿地生态系统CO2排放通量变化,选择三江平原典型草甸化小叶章（Calamagrostis angustifolia）湿地系统为对象,利用开顶箱进行CO2浓度升高模拟试验。试验结果表明,CO2浓度升高促进了湿地生态系统CO2排放量,不施氮、常氮和高氮处理分别增加23．78％、23．14％和34．18％．CO2浓度升高增加了小叶章地上、地下生物量的积累,且当氮素供应充足时增加显著。土壤微生物量碳和水溶性有机碳在CO2浓度升高条件下有增加的趋势。回归分析表明小叶章生物量、土壤活性有机碳与湿地生态系统CO2排放量显著相关。CO2浓度升高和施氮通过影响植物生物量和土壤微生物活性进而影响湿地生态系统CO2排放量,这对于重新估算未来环境变化条件下湿地生态系统碳平衡具有重要意义。     

氮添加对华北落叶松树枝CO2通量的影响

【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...     

小麦水热、CO2通量特征和能量平衡分析（英文）

[目的]对河北栾城小麦水热、CO2通量特征和能量平衡进行分析。[方法]基于栾城站利用涡度相关技术观测的2008年小麦水热、CO2通量数据及常规气象、生物量等数据,分析小麦水热、CO2通量特征和能量平衡闭合状况。[结果]①潜热、感热、CO2通量表现出明显的日、季变化特征,潜热、感热通量日变化呈倒"U"型,CO2通量"U"型,且通量日峰值存在较大差异;②潜热、感热、CO2通量的强度变化与环境因子有较大关系:三者对光强、净辐射的反应较为敏感,相关系数分别达0.92、0.66、0.65及0.90、0.69、0.74,且晴天更好,对气温也较为敏感,潜热通量,特别是在降水后对土壤含水量反应较敏感;③小麦农田能量平衡闭合度为0.91,存在明显的不闭合现象,而且在不同月份、一天不同时段,闭合程度也不同,能量平衡不闭合的主要原因是测量误差和忽略热储量等。[结论]该研究得到了小麦农田生态系统水热通量及CO2通量特征、传输机制及其影响因子,可为揭示作物冠层蒸散、光合与水分利用效率关系、能量分配等的机制提供科学依据。     

温度、氮输入对洪河湿地CO_2通量的影响

采用静态箱-气相色谱仪法,对洪河湿地CO2呼吸通量进行观测,模拟不同水平氮输入湿地,设计0、20、40、60 g.m-2四种氮水平及秸秆还田处理,探讨不同氮水平对洪河湿地CO2释放的影响。结果表明,7月生态系统呼吸通量高于其他月份,呈现出季节变化的单峰模式。湿地CO2通量与温度具有相关性,其中与5 cm深土壤温度相关性最强,呈指数相关关系。不同氮水平系统呼吸通量与5 cm地温二次相关。氮输入促进了湿地CO2排放,且中氮量输入(N2PK)释放量最多,秸秆还田技术能抑制中氮输入量产生的高呼吸通量。     

小麦水热、CO_2通量特征和能量平衡分析

[目的]对河北栾城小麦水热、CO2通量特征和能量平衡进行分析。[方法]基于栾城站利用涡度相关技术观测的2008年小麦水热、CO2通量数据及常规气象、生物量等数据,分析小麦水热、CO2通量特征和能量平衡闭合状况。[结果]①潜热、感热、CO2通量表现出明显的日、季变化特征,潜热、感热通量日变化呈倒"U"型,CO2通量"U"型,且通量日峰值存在较大差异;②潜热、感热、CO2通量的强度变化与环境因子有较大关系:三者对光强、净辐射的反应较为敏感,相关系数分别达0.92、0.66、0.65及0.90、0.69、0.74,且晴天更好,对气温也较为敏感,潜热通量,特别是在降水后对土壤含水量反应较敏感;③小麦农田能量平衡闭合度为0.91,存在明显的不闭合现象,而且在不同月份、一天不同时段,闭合程度也不同,能量平衡不闭合的主要原因是测量误差和忽略热储量等。[结论]该研究得到了小麦农田生态系统水热通量及CO2通量特征、传输机制及其影响因子,可为揭示作物冠层蒸散、光合与水分利用效率关系、能量分配等的机制提供科学依据。     

西南喀斯特地区轮作旱地土壤CO2通量

中国已承诺大幅降低单位GDP碳排放,农业正面临固碳减排的重任。西南喀斯特地区环境独特,旱地面积占据优势比例,土壤碳循环认识亟待加强。以贵州省开阳县玉米-油菜轮作旱地为研究对象,采用密闭箱-气相色谱法对整个轮作期土壤CO₂释放通量进行了观测研究,结果表明:(1)整个轮作期旱地均表现为CO₂的释放源。其中油菜生长季土壤CO₂通量为(178.8±104.8) mg CO₂·m^-2·h^-1,玉米生长季为(403.0±178.8) mg CO₂·m^-2·h^-1,全年平均通量为(271.1±176.4) mg CO₂·m^-2·h^-1, 高于纬度较高地区的农田以及同纬度的次生林和松林;(2)CO₂通量日变化同温度呈现显著正相关关系,季节变化与温度呈现显著指数正相关关系,并受土壤湿度的影响,基于大气温度计算得出的Q₁₀为2.02,高于同纬度松林以及低纬度的常绿阔叶林;(3)CO₂通量与土壤pH存在显著线性正相关关系,显示出土壤pH是研究区旱地土壤呼吸影响因子之一。     

旱塬地区不同耕作模式小麦田土壤CO2释放通量的变异特征

【目的】揭示不同耕作管理条件下,旱塬地区农田土壤CO2的释放规律。【方法】在陕西关中头道塬设置小麦田与休闲田、旋耕与深耕等双因子4处理裂区试验,用碱吸收法监测小麦生育期间土壤剖面0～40cm土层土壤CO2的释放通量。【结果】(1)小麦生育期间不同处理农田土壤CO2释放通量的变化过程呈现出双峰和双谷特征,分别在小麦播种后秋季苗期及竖年4月初拔节-孕穗期呈现峰值,在越冬期和小麦成熟期出现低谷。小麦田和休闲田土壤CO2释放通量差异明显,其变化规律基本相似。(2)在小麦全生育期,主要根区土壤剖面中CO2释放通量呈现出明显上层低下层高的空间分布梯度。不同耕作模式对土壤剖面中CO2释放通量的时空变异特征有明显影响。(3)在小麦全生育期,不同处理农田土壤CO2累计释放总量差异明显,表现为旋耕处理高于深耕处理,小麦田高于休闲田。【结论】不同土壤耕作管理措施是调控农田土壤碳素循环及土壤空气质量的有效措施。     

北京奥林匹克森林公园绿地碳交换动态及其环境控制因子

随着城市化进程的推进,城市公园绿地的面积也在不断地增加。在碳循环与气候变化研究中,以人工植被为主要存在形态的城市绿地生态系统,其潜在的碳汇功能亦不容忽视。基于涡度相关技术,于2011年12月1日至2012年11月30日对北京奥林匹克森林公园城市绿地生态系统进行了碳通量观测,以探讨城市绿地生态系统碳交换及其与环境因子的关系及其源/汇属性和强度。研究发现：奥林匹克森林公园绿地年总生态系统生产力（Gross ecosystem production, GEP）、生态系统呼吸（Ecosystem respiration, Re）、生态系统净生产力（Net ecosystem production, NEP）具有明显的季节变化,生长季（4月—11月）以吸收二氧化碳（CO2）为主,非生长季以释放CO2为主。Re随空气温度（Air temperature, Ta）呈指数增加,温度敏感性系数（Q10）为2.5;GEP也随Ta的升高而增加;GEP与Re对Ta的响应差异决定着NEP与Ta的关系：当Ta < 10.0 ℃时,NEP随Ta升高而下降;当Ta > 10.0 ℃时, NEP随Ta升高而增加。在生长季各月,日总GEP随日光合有效辐射（Photosynthetically active radiation, PAR）的升高而增加,生态系统光合作用表观光量子效率（α）和平均最大光合速率（Amax）也表现出明显的季节变化,最大值出现在7月,分别为0.083 μmol CO2/μmol PAR 和29.46 μmol/m2?s,最小值出现在11月,分别为0.017 μmol CO2/μmol PAR和4.16 μmol/m2?s。奥林匹克森林公园绿地全年GEP 、Re、NEP的年总量分别为1192、1028、164 g C/m2。该研究结果可用于估算、模拟预测相似城市生态系统在气候变化背景下生态系统净碳交换,可作为城市绿地生态系统管理与应对气候变化的重要理论基础。     

测定时间对黑土区CO2和N2O排放通量的影响（英文）

[目的]探讨测定时间对黑土区CO2和N2O排放通量的影响,确定排放通量的最佳测定时间,以期为黑土区农田温室气体减排提供科学依据。[方法]以黑土区长期肥料定位试验为平台,采用静态箱式法研究了小麦3个关键生育期(抽穗期、灌浆期和成熟期)CO2和N2O排放的日变化动态,揭示不同测定时段黑土区CO2和N2O排放通量的差异。[结果]土壤CO2和N2O排放通量日变化较大,变化范围分别为CO2206~552mg(/m·2h)和N2O51~295μg(/m2·h)。在不同生育期CO2呈单峰曲线变化,峰值出现在中午12:00,峰谷出现在凌晨3:00;N2O排放通量在抽穗期白天较小,而夜间排放量大。如果不考虑小麦生育期对CO2和N2O排放通量的影响,测定CO2排放代表性时间段在6:00~8:00或16:00~21:00;测定N2O时间段在8:00~10:00或16:00~21:00;若同时测定CO2和N2O排放通量,最佳测定时间在16:00~18:00。若在通常的观测时间9:00~12:00进行观测,CO2和N2O的较正系数分别为0.81和0.90。[结论]该研究结果为黑土区农田温室气体减排提供了科学依据。