湿地碳循环研究进展

湿地生态系统是陆地生态系统中仅次于森林生态系统的最大碳库,湿地生态系统碳循环在全球碳循环中起着重要作用.由于湿地独特的水文条件,使得湿地碳循环具有与其他生态系统不同的特点.植被、气候条件及水文状况共同决定湿地生态系统的碳收支.系统地研究湿地生态系统碳循环有助于加深对全球碳循环变化的理解.本文从湿地碳循环特点、影响因素及研究方法3个层面对湿地碳循环的工作作了归纳与总结,同时提出了湿地碳循环研究工作今后的发展方向.     

氮输入影响滨海湿地碳循环过程的模拟研究:进展与展望

滨海湿地碳循环是控制全球碳储量的关键过程之一,受近岸水体富营养化引起的氮输入影响显著。然而氮输入影响滨海湿地碳循环的过程复杂,利用碳循环模型是研究这些过程的有效手段,在全球气候变化下,评估滨海湿地碳储蓄功能具有重要意义。本研究介绍了滨海湿地碳组分在大气-植被-水体-土壤不同界面间的迁移和转化,总结了氮输入影响碳循环各阶段的规律,发现碳储蓄和碳通量对氮输入的响应受多个因素的共同作用。在此基础上,阐述了目前发展比较成熟且同时具有碳、氮、水相关模块的碳循环主流模型,以及模型为适应湿地而做出的改进及其在湿地的应用情况,为利用模型模拟氮输入影响滨海湿地生态系统碳循环的相关过程提供参考。探讨了将模型应用于湿地,应注意潮汐过程对氮输入影响等相关发展方向,同时就如何减少模型模拟的不准确性等问题展开讨论,对未来的研究方向提出展望。图1表1参126     

干旱荒漠区土壤碳循环研究进展与展望

面积广阔的干旱荒漠区是一个非常重要的碳库,其碳循环也是影响大气CO_2浓度和全球变化的关键生态学过程。了解目前干旱荒漠区土壤碳循环研究现状对于准确评估全球碳收支具有重要意义。为给荒漠化防治和荒漠区水土资源的合理开发利用提供参考,本研究在对国内外干旱荒漠区土壤碳的分布、土壤碳通量过程、影响因素等方面的研究现状进行系统总结的基础上,指出当前仍存在诸如荒漠土壤固碳机理、碳转移和归宿、多尺度荒漠生态系统碳循环以及荒漠生态系统对气候变化的响应过程与机理等方面的不足,需要对这些科学问题做进一步的深入研究。同时,非常有必要建立全国性的荒漠生态系统碳通量观测网络,并加强荒漠土壤碳的可持续管理。     

气候变化和放牧干扰对草地土壤有机碳的影响研究进展

草地土壤有机碳库是陆地重要的碳库之一,其积累和分解的变化直接影响全球的碳平衡,研究草地生态系统土壤有机碳对预测气候变化及未来全球碳收支有重要的意义。本文通过对土壤有机碳的研究现状进行综述,分析土壤有机碳稳定性维持的物理、化学和生物机制,探究气候变暖和大气氮沉降增加等全球变化因子对草地土壤有机碳及其稳定性的影响,同时分析放牧干扰对草地生态系统土壤有机碳的作用,有助于深入了解全球变化和人类活动干扰下草地生态系统土壤碳收支情况,为草地生态系统碳循环研究提供依据,为草原生态保护和可持续发展提供理论参考。     

盐城滨海淡水湿地芦苇光合特性及叶绿素荧光特性日变化研究

[目的]探讨盐城滨海淡水湿地芦苇光合特性和叶绿素荧光特性。[方法]以滨海淡水湿地芦苇为研究对象,测定光合参数和叶绿素荧光参数日变化,并与滨海盐沼湿地芦苇进行比较。[结果]盐城滨海淡水湿地芦苇净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和胞间CO₂浓度日变化呈双峰型,水分利用效率日变化呈“U”型。电子传递速率日变化整体上呈下降趋势,非光化学淬灭系数和实际光化学量子效率日变化分别呈倒“U”型和“U”型。滨海淡水湿地芦苇净光合速率高于滨海盐沼湿地芦苇,具有更强的光合能力。[结论]盐城滨海淡水湿地芦苇相较于滨海盐沼湿地芦苇具有更强的光合固碳能力。     

森林生态系统碳收支状况研究进展

森林生态系统碳交换对全球碳平衡有着重要影响,在全球范围内得到了极大的关注,并进行了大量的研究。从森林生态系统碳通量/贮量的研究方法、碳收支状况及其自然-人文影响因素的分析,总结了森林生态系统碳循环的国内外研究成果,并展望了未来森林生态系统碳研究的主要问题。     

非生长季森林土壤CO2通量及其对冻融过程的响应

森林非生长季土壤CO2通量是区域碳收支非常重要的组成部分.作为非生长季内土壤有效保温层的长期雪被以及季节性冻土区非生长季内经历的冻融交替过程对土壤CO2排放的影响不容忽视,但是关于非生长季环境因子对土壤CO2通量的响应机制研究还较少.该文综述了目前国内外一些关于非生长季期间森林土壤CO2通量研究的部分成果,结果显示非生长季期间森林土壤CO2通量的不确定性显著地增加了森林土壤年CO2通量的不确定性,同时非生长季期间积雪、枯落物和冻融等环境可以明显地影响非生长季期间森林土壤的CO2通量.因此,开展非生长季森林土壤CO2排放及对环境因子的响应规律研究,对于准确评估土壤碳固存对生态系统碳收支的贡献和预测生态系统碳循环对全球变化的响应具有极其重要的意义.     

土壤有机碳库与其影响因素研究进展

土壤有机碳库是陆地生态系统重要的碳库,对全球温室效应及生态环境有重要的影响,是国内外碳循环的研究焦点.土壤有机碳库的研究在陆地碳循环机制和全球碳收支平衡研究中具有重要意义.综述了国内外对土壤有机碳库储量和研究方法的研究,并从气候、土壤性质等自然因素与土地利用/覆盖、农业管理等人为因素综述土壤有机碳库的影响因素,展望了土壤有机碳库的研究方向.     

基于遥感反演的森林生态系统呼吸研究

陆地生态系统碳循环是全球气候变化研究的核心内容之一,森林生态系统作为陆地生态系统中面积最多、最重要的自然生态系统,在维持全球碳平衡和调节全球气候等方面有着举足轻重的地位。本文采用3类MODIS数据(叶面积指数、地表温度数据、地表水份数据)结合Ameri Flux通量观测网络中位于加拿大亚寒带气候区的4个通量塔站点观测数据建立1个遥感反演模型,利用该模型对常绿针叶林生态系统呼吸进行估算,并使用独立的通量站点观测数据评估模型的准确性。结果表明,遥感反演模型在估算森林生态系统呼吸方面具有很大的潜力,为大区域尺度上定量评估森林生态系统对区域碳平衡及全球碳循环的影响,制定合理的森林生态管理方案提供数据支持。     

湿地土壤有机碳稳定性的微生物学影响机制

湿地是陆地生态系统的重要碳库,其土壤有机碳是全球碳循环的重要组成部分。土壤微生物活性因子直接参与土壤物质循环,是湿地土壤有机碳分解周转的主要内在驱动因子,是反映土壤有机碳早期变化的敏感性指标。从微生物区系组成、微生物群落功能多样性、微生物量、酶活性和微生物呼吸等方面综述了影响湿地土壤碳周转的微生物学机制,对深入解析湿地土壤有机碳的迁移转换,阐明湿地土壤碳动态变化具有重要意义。最后分析了当前研究中存在的不足并对今后的研究方向提出建议。     

典型气候/环境因子变化对九段沙湿地碳固定潜力的影响

利用人工气候室模拟长江口区域几种典型气候/环境因子的变化特征（全球变暖、CO2增加和海水无机氮污染加剧等）,并从植物生长量和土壤呼吸角度综合分析了这些气候/环境因素的变化对九段沙湿地土壤有机碳汇聚能力的影响。初步结果表明,在实验范围内,与对照相比,单方面的温度升高、无机氮污染加剧和CO2浓度升高会提高九段沙土壤的有机碳汇聚能力。无机氮污染加剧协同升温对土壤呼吸有一定的消减作用,从而提高了土壤有机碳汇聚能力;无机氮污染加剧协同CO2浓度升高会促使土壤有机碳的排放,使其碳汇聚能力下降;CO2浓度升高和全球升温的共同作用不会显著降低有机碳汇聚能力;无机氮污染加剧和CO2浓度升高的基础上加入升温的三因素交互作用会促进土壤有机碳的排放,使其碳汇聚能力下降。因此,要尽力避免海水中无机氮污染加剧和CO2浓度升高两个因素,以及在此基础上升温情况的同时发生。     

土地利用变化影响土壤碳库特征与土壤呼吸研究综述

土地利用变化对生态系统碳循环和全球气候变化具有非常显著的影响。土壤碳库容量为大气碳库的2~3倍,土壤呼吸过程是土壤圈碳流入大气圈的主要途径。研究土地利用变化对土壤碳库与土壤呼吸速率的影响对于揭示生态系统对土地利用变化的响应机制及科学估算区域生态系统的碳汇功能具有十分重要的意义。综述了自然林地、人工林地、农业用地和草地等4种土地利用方式相互转化对土壤碳储量的影响,较详细地分析了土地利用变化对不同活性碳库（主要包括微生物量碳、水溶性碳、易氧化碳等）的影响,探讨了土壤呼吸速率对土地利用变化的响应及其机制,最后对该方向今后的研究重点做了展望。参69     

大气CO2浓度和温度升高对农田土壤碳库及微生物群落结构的影响

大气CO₂浓度和温度升高会通过影响作物的光合作用,从而影响光合碳向土壤中的输送。输入到土壤中光合碳含量的变化势必会对土壤外源碳的主要分解者--微生物的群落结构产生影响。土壤微生物在土壤有机质的转化过程中发挥着重要的作用,是土壤碳循环的主要驱动者,其群落结构和功能的改变会影响土壤有机质的动态变化,而这些变化会进一步增加或者降低大气中的CO₂浓度,从而对气候变化产生反馈作用。未来土壤的碳平衡取决于大气CO₂浓度和全球变暖对土壤中碳的输入、输出以及碳在土壤中的驻留时间。因此,只有全面了解大气CO₂浓度和温度升高将对土壤碳库及土壤微生物群落结构产生何种影响,才能明确地揭示陆地生态系统对气候变化的反馈机制,对未来农田土壤有机碳库的管理和生产力的维持有重要意义。文章综述了大气CO₂浓度和温度升高及其交互作用对土壤碳库和土壤微生物群落结构的影响。主要结论为：（1）大气CO₂浓度和温度升高对土壤碳库的影响可以相互抵消,但是土壤碳库是否成为碳“源”与温度升高的幅度密切相关;（2）大气CO₂浓度升高增加了光合碳在玉米、小麦等植株各部分的分配,温度升高同样对光合碳的分配规律产生影响,但对不同部位的影响不一致,多呈降低或无显著影响;（3）大气CO₂浓度和温度升高可能对土壤微生物活性及其群落结构产生交互影响,且对不同微生物（细菌、真菌和古菌）群落的影响程度不同,进一步对土壤有机碳的转化产生影响。最后提出未来的研究方向：（1）从气候变化影响植物-土壤互作角度解析根系分泌物的转化过程及其对微生物的影响;（2）通过DNA-SIP进一步研究大气CO₂浓度和温度升高条件下土壤微生物对不同植物来源碳的选择性利用与碳循环的关系,从而阐明气候变化条件下微生物底物利用策略以及微生物群落结构的变化。     

全球变化研究热点——碳循环

40多年来,全世界的科研工作者已经在碳循环领域的各个方面做了大量的工作.本文总结了全球碳循环研究的最新进展,着重介绍了大气CO2浓度的变化及增长趋势,陆地生态系统和海洋对于大气CO2浓度变化及由此而引起的气候变化的反馈及其研究现状.同时,对许多固碳措施和技术方法也作了阐述.目前全球碳循环研究已经达到了系统集成的高度,因此集成研究将是21世纪碳循环研究的发展趋势.     

Temporal relationships of carbon cycling and ocean circulation at glacial boundaries

Evidence from high-sedimentation-rate South Atlantic deep-sea cores indicates that global and Southern Ocean carbon budget shifts preceded thermohaline circulation changes during the last ice age initiation and termination and that these were preceded by ice-sheet growth and retreat, respectively. No consistent lead-lag relationships are observed during abrupt millennial warming events during the last ice age, allowing for the possibility that ocean circulation triggered some millenial climate changes. At the major glacial-interglacial transitions, the global carbon budget and thermohaline ocean circulation responded sequentially to the climate changes that forced the growth and decline of continental ice sheets.     

基于CiteSpace的全球竹林碳汇研究回顾及展望

随着全球气候变暖问题日益严重，竹林碳汇研究已经逐渐演化为碳汇相关研究领域的重要分支之一。本研究借助CiteSpace软件，对自《京都议定书》签订以来，Web of Science核心合集数据库中研究竹林碳汇的文献进行了回顾和梳理，结果表明:①竹林碳汇研究处于快速发展期，该领域正受到越来越多学者的密切关注；②发文作者之间合作紧密，核心作者发文能力较强，并且已经基本形成核心作者群，核心发文机构地域集聚性明显，对该领域贡献巨大；③现有研究主要集中于探讨竹林碳储量、竹林固碳能力、经营模式、竹制品碳储量、竹林增汇和增收效应等方面，主要观点包括竹林有着较高的碳储量、竹林固碳能力明显高于其他树林、经营模式对竹林固碳能力具有显著影响、竹制品具有较大的替代减排潜力、竹林具备增加森林碳汇和增加农户收益的双重功效等；④关键词的变迁与通过竹林碳汇应对全球气候变化，以及促进竹林可持续经营密切关联。未来应该扩大竹林碳汇领域的影响力，加强现实问题的对策类研究，以挖掘竹林碳汇减排和增收的双重效应。图2表2参39     

低碳生活居住环境设计

回顾了人类活动对地球环境的影响,基于对当前气候变暖的认识,认为人类活动是其主要原因,气候变化导致了严重的地球环境问题,危害着人类的生存发展。介绍了低碳城市的主要含义,并综述了相关研究的主要内容与研究进展,强调低碳城市生活模式是低碳城市规划的重要组成部分,并针对我国具体情况,从低碳生活行为、低碳生活消费、碳预算生活方式3个方面指明了我国低碳城市生活模式研究的主要内容。在此基础上,分析了低碳生活居住环境设计的目的和意义,设计的基本原则和要求,以及低碳生活的措施。     

Multiple stable isotopes used to trace the flow of organic matter in estuarine food webs

The use of a combination of the stable isotopes of sulfur, carbon, and nitrogen allows the flow of organic matter and trophic relations in salt marshes and estuaries to be traced while eliminating many ambiguities that accompany the use of a single isotopic tracer. Salt-marsh grasses take up the isotopically light sulfides formed during sulfate reduction, and the transfer of this light sulfur through the marsh food web is illustrated with data on the ribbed mussel (Geukensia demissa) from various locations in a New England marsh. The multiple isotope approach shows that this filter feeder consumes both marsh grass ( Spartina) detritus and plankton, with the relative proportions of each determined by the location of the mussels in the marsh.