湖南岳阳地区杨树人工林生态系统净碳交换季节动态研究

利用涡度相关法对长江流域杨树人工林CO2通量季节变化进行了研究。结果表明:CO2通量的日变化特征与杨树所处生长阶段以及光合有效辐射(PAR)有关,夜间生态系统净碳交换(NEE)与5 cm土壤温度呈指数相关,全年的生态系统净碳交换(NEE)数值波动在-2~2 mg.m-2.s-1之间。生长季NEE的变化特点为:早上7点开始生态系统整体表现为吸收CO2,到午时(11:00—13:00)NEE的值较为稳定,日落(18:30—19:00)开始生态系统呼吸作用占主导,而晚上NEE的值变化不大。CO2的最大吸收出现在早上10点左右。NEE同时表现为较为明显的季节变化,在生长季节(4-9月)NEE多为负值,生态系统整体表现为对CO2的吸收,而在非生长季表现为一定强度的碳释放,值得注意的是在2006年的6月碳固定能力弱于生长季的其他月份,原因是长期降雨导致土壤呼吸加剧和水淹的生理胁迫导致杨树呼吸作用加剧。2006年全年NEE为-579 g.m-2,说明该生态系统具有明显的碳汇功能。     

湖南会同杉木人工林生态系统CO_2通量特征

利用开路式涡动相关系统与自动气象梯度观测系统2008年12个月的观测数据,研究会同13年生杉木人工林CO2通量特征。结果表明:13年生杉木人工林生态系统CO2通量日变化存在明显的季节差异,晴天平均碳汇持续时间表现为夏>春>秋>冬,平均日较差表现为夏>秋>春>冬,最大碳汇出现时间由早到晚依次为夏、秋、春和冬;1年中,月累积碳通量除1和2月为碳源外,其他各月均表现为碳汇,碳汇最大值出现在6月(-53.0gC·m-2);13年生杉木林的年碳汇总量为-255.3gC·m-2。白天CO2通量与光合有效辐射的关系可用Michaelis-Menten模型模拟(P<0.05),但模型参数随温度而异;夜间CO2通量与5cm土壤温度呈指数关系(P<0.05)。     

降水减少对红锥和马尾松温室气体排放的影响

为了揭示降水变化对森林土壤CO2、N2O、CH4通量的影响,本研究以南亚热带红锥和马尾松人工林为研究对象,设置穿透雨减少50%和不减雨(对照),2013—2015年开展野外降水控制实验,结果表明:穿透雨减少仅导致红锥雨季土壤CO2排放通量比对照显著增加了39.1%,而对红锥全年和旱季土壤CO2排放通量、以及红锥全年、旱季和雨季土壤N2O排放和CH4吸收通量均无影响。对马尾松而言,穿透雨减少对其全年、旱季和雨季土壤CO2排放、N2O排放和CH4吸收通量的影响均不显著。另外红锥土壤温室气体排放通量大于马尾松,在减雨处理下更加明显。相关分析表明,红锥和马尾松土壤CO2排放通量与5 cm土壤温度呈指数正相关,与5 cm土壤温、湿度呈二元线性正相关;红锥和马尾松土壤N2O排放通量与5 cm土壤温、湿度的线性关系不显著;红锥土壤CH4吸收通量与5 cm土壤湿度和5 cm土壤温、湿度呈显著的线性负相关,而马尾松土壤CH4吸收通量与5 cm土壤温、湿度的线性关系不显著。总之,短期降水减少可能导致红锥雨季土壤CO2排放显著增加,然而不会改变马尾松土壤CO2、N2O和CH4通量。未来降水减少可能扩大红锥和马尾松土壤温室气体排放通量的差异。     

非生长季长白山红松针阔叶混交林CO2通量特征

采用开路式涡度相关系统对长白山红松针阔叶混交林非生长季的CO2通量特征进行连续监测.结果显示:非生长季CO2通量变动范围为-0.3～0.5 mg·m-2s-1;秋末与初春均为显著的释放过程,虽然气温低于生物学最低温度,但在晴朗的午间,森林仍有数小时表现为碳汇的特征;在冬季覆雪状态下,森林存在微弱的相对恒定的CO2释放,在融雪阶段有一释放高峰;土壤温度高于0℃时,净生态系统碳交换量与5 cm深土壤温度呈指数相关变化.观测期间(190 d),长白山红松针阔叶混交林净碳交换量为127 g C·m-2,整体表现为一定强度的碳释放.     

不同经营措施下雷竹林土壤呼吸的研究

采用Li-cor 8150土壤碳通量全自动测量系统测定了集约经营和粗放经营雷竹林的土壤呼吸速率,并分析了环境因子对土壤呼吸的影响。结果表明:集约经营和粗放经营雷竹林土壤呼吸速率存在明显的季节变化,集约经营雷竹林土壤呼吸的季节变化呈双峰曲线,峰值出现在2月和8月,粗放经营雷竹林土壤呼吸的季节变化呈单峰曲线,峰值出现在8月;两种经营措施下全年土壤呼吸速率的平均值分别为5.08μmol·m-2·s-1和3.01μmol·m-2·s-1;集约经营和粗放经营雷竹林土壤呼吸的日变化均呈单峰曲线,最大值出现在14:00-16:00,最小值出现在5:00-7:00;集约经营和粗放经营雷竹林的土壤呼吸与土壤5 cm温度呈显著的指数相关(P0.01),土壤5 cm温度可以分别解释土壤呼吸变化的21.86%和83.97%,与土壤5 cm含水量不相关(P0.05),土壤5 cm含水量仅可以解释土壤呼吸变化的8.27%和1.33%;集约经营和粗放经营雷竹林的全年土壤呼吸的Q10值分别为1.31和2.29。     

华北落叶松人工林土壤CO2和CH4通量的时间动态变化

采用静态箱—气相色谱(GC)法,对大青山地区华北落叶松人工林夏季(6～8月)土壤CO2和CH4通量进行原位测定,研究了夏季土壤温室气体通量和昼夜变化规律及其与温度的关系.结果表明:大青山华北落叶松人工林6、7、8月土壤CO2排放通量平均值分别为296.7、727.7、461.2 mg/m2·h;不同月份的CO2通量昼夜变化均呈现昼高夜低的现象.大青山华北落叶松人工林土壤为大气CH4的汇,6～8月土壤月均CH4吸收通量均值大小顺序为8月＞7月＞6月;各月CH4吸收通量昼夜变化表现为单峰型,最大吸收通量出现在白天.9:00和19:00这2个时间区域内进行土壤呼吸观测,经矫正后可以代表6～8月大青山华北落叶松人工林土壤CO2和CH4气体通量值.温度是影响CO2和CH4通量的重要因子.     

集约经营雷竹林土壤呼吸年动态变化规律及其影响因子

在浙江临安市雷竹主产区定位监测1年内土壤各组分呼吸动态。结果表明:雷竹林地土壤总呼吸速率、土壤生物异养呼吸速率及根系自养呼吸速率的年平均值分别为5.42,2.24和2.89μmolCO2·m-2s-1;1年中分别在2和7月出现土壤呼吸峰值;雷竹林地土壤年释放CO2量为73.40t·hm-2a-1,其中林地异养呼吸和自养呼吸分别占总呼吸的45.67%和54.33%;土壤呼吸、土壤生物异养呼吸和土壤根系自养呼吸均与土壤温度呈明显的指数关系,以土壤5cm深处温度为依据得到的温度系数(Q10值)分别为1.70,1.86和1.48,土壤总呼吸与土深5cm处土温、8:00气温、土壤水溶性有机碳含量和土壤总有机碳含量呈显著正相关(P<0.01),而土壤含水量、8:00大气相对湿度和土壤水溶性有机碳含量与土壤呼吸无显著相关性。     

北京密云油松人工林碳通量组分季节变化及其对环境因子的响应

【目的】量化人工林生态系统碳通量组分，探明环境因子对碳通量组分的调控作用，以提高人工林生态系统碳汇功能评估的准确性，为进一步认识气候变化背景下环境因子对人工林生态系统碳循环过程的调控作用提供参考。【方法】以北京市密云区油松人工林生态系统为研究对象，采用涡度相关法(EC)测定油松人工林生态系统净碳交换量，同时对空气温度(T_a)、饱和水汽压差(VPD)、光合有效辐射(PAR)和土壤水分(SWC)等环境要素进行原位连续监测，分析人工林生态系统碳通量组分季节变化特征及其与环境因子的响应关系。【结果】北京密云油松人工林2021年累积生态系统总生产力(GEP)为315 g·m^-2，呼吸强度(RE)为291 g·m^-2，净生产力(NEP)为24 g·m^-2。GEP和RE在生长季(4—10月)较高，非生长季接近0 g·m^-2。日GEP、RE和NEP最大值分别为4.7、3.3和3.1 g·m^-2。月最大净光合速率在生长季呈单峰型变化，最大值出现在7月。在生长季和生长旺期，N...     

华北低丘山地人工混交林净生态系统碳交换的变化特征

采用涡度相关技术对华北低丘山地30年生栓皮栎-刺槐-侧柏人工混交林生态系统进行连续2年的碳通量观测。结果表明:人工混交林净生态系统碳交换(NEE)的年际和季节变化都很明显,但日变化只在生长季(4—10月)才变得显著。2006和2007年人工混交林NEE的变化范围分别在-27.1～8.1和-24.4～9.8gCO2·m-2d-1,最大月平均CO2吸收量分别出现在5月和7月。生长季净碳吸收约占全年的96%。人工混交林是较强的碳汇,2006和2007年净碳吸收量分别为549.1和445.4gC·m-2a-1。春季干旱是2007年人工混交林净碳吸收显著下降的主要原因。     

热带滨海砂土植被与大气通量监测初报

为了深入研究滨海砂土植被的结构和功能,兼顾探索航天活动对当地环境和生态系统的影响,对热带滨海砂土植被开展了定位观测研究。以涡度相关系统、辐射仪以及各种小气候和土壤监测设备组成综合观测塔,对生态系统的物质和能量交换通量进行了监测。监测期内(2015年12月~2016年6月)热带滨海砂土植被是一个碳汇,平均碳汇强度约为1.90(或1.98)g C day~(-1);涡度通量监测系统的能量闭合度约为75%,不闭合的部分极有可能是因为辐射仪与涡度通量的贡献区不同所致;夜间通量低估数据的比重不高,大约占20%左右,进行u*-filtering对碳通量的估计影响不大;昼间和夜间碳通量分别对辐射强度和温度有较强的依赖性。     

森林生态系统碳通量研究进展

陆地生态系统是"温室气体"的一个主要排放源, 森林生态系统作为陆地生态系统最大的碳库, 研究其系统与大气界面的碳通量变化具有重要的科研和社会意义。文中简述了森林生态系统碳通量研究的意义和进展, 以及存在的问题和解决途径。     

Flux partitioning in an old-growth forest: seasonal and interannual dynamics

Turbulent fluxes of carbon, water and energy were measured at the Wind River Canopy Crane, Washington, USA from 1999 to 2004 with eddy-covariance instrumentation above (67 m) and below (2.5 m) the forest canopy. Here we present the decomposition of net ecosystem exchange of carbon (NEE) into gross primary productivity (GPP), ecosystem respiration (R(eco)) and tree canopy net CO(2) exchange (DeltaC) for an old-growth Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco)-western hemlock (Tsuga heterophylla (Raf.) Sarg.) forest. Significant amounts of carbon were recycled within the canopy because carbon flux measured at the below-canopy level was always upward. Maximum fluxes reached 4-6 micromol m(-2) s(-1) of CO(2) into the canopy air space during the summer months, often equaling the net downward fluxes measured at the above-canopy level. Ecosystem respiration rates deviated from the expected exponential relationship with temperature during the summer months. An empirical ecosystem stress term was derived from soil water content and understory flux data and was added to the R(eco) model to account for attenuated respiration during the summer drought. This attenuation term was not needed in 1999, a wet La Ni?a year. Years in which climate approximated the historical mean, were within the normal range in both NEE and R(eco), but enhanced or suppressed R(eco) had a significant influence on the carbon balance of the entire stand. In years with low respiration the forest acts as a strong carbon sink (-217 g C m(-2) year(-1)), whereas years in which respiration is high can turn the ecosystem into a weak to moderate carbon source (+100 g C m(-2) year(-1)).     

东莞森林生态系统碳储量研究

采用2 km ×2 km的UTM网格取样法对广东省东莞市8个主要森林类型的植被碳库、凋落物碳库和土壤碳库等三大碳库的有机碳储量和碳密度进行了计量、比较分析和评价.结果表明:东莞森林碳储量总量为973.05 ×104 t,森林总平均碳密度为175.86 t·hm-2;其中森林植被总碳储量为161.48 × 104t,平均...     

森林生态系统碳通量遥感估算中若干问题的探讨

森林生态系统碳通量是判定森林是CO₂源/汇的标准, 其准确估算对碳循环研究具有重要的意义。针对森林生态系统碳通量的遥感研究处于起步阶段, 还有很多问题值得我们去探索。文中较系统地总结了有关碳通量的3种主要研究方法——样地清查法、通量观测法和模型模拟法; 重点分析了碳通量遥感估算中存在的问题, 主要有模型的全遥感化、尺度扩展和模型的不确定性等, 并对如何解决这些问题提出了粗浅的看法, 展望了一个全遥感化的森林生态系统碳通量模型, 希望对相关研究的开展有一些促进作用。     

森林生态系统碳蓄积量与年净碳汇估算研究

文章简述了森林生态系统碳蓄积量几种研究方法,并通过分析森林生态系统年固碳量与年释放碳量,估算了森林生态系统年净碳汇量;同时指出我国森林生态系统碳蓄积和碳循环研究存在的不足之处和发展前景,为实现林业低碳提供理论依据。       

森林植被碳储量研究综述

指出了森林生态系统作为整个碳循环系统的重要组成部分,贮存了陆地生态系统中大部分的有机碳,同时作为全球生物圈的重要组成部分,森林生态系统的碳储量研究就越来越重要。分析了中国森林植被情况,国内外森林植被碳储量研究进展以及森林植被固碳功能,同时提出了未来碳储量研究趋势。     

森林生态系统碳循环研究的模型方法

森林生态系统碳循环是陆地碳循环研究中的重要内容,碳循环模型已成为研究森林碳循环的必要方法.其中气候变化、大气CO2 浓度上升及CH4的生成导致森林生态系统在结构、功能、组成和分布等方面的变化及其反馈关系对森林生态系统碳循环的影响是模型模拟的关键问题.碳循环模型可用经验模型、机理模型和混合模型的建模方法.目前森林生态系统碳循环模型的发展趋势为:综合生物地理模型和生物地球化学模型的特点建立区域动态碳循环模型;从单一碳循环模拟向碳、氮、磷等多种元素循环相耦合的模拟;碳循环模型与遥感、GIS 技术结合,模拟大尺度的碳循环过程;CH4生成及对森林碳循环的影响方面的研究.     

森林生态系统碳储量估测方法及其研究进展

森林生态系统作为陆地生态系统最大的碳库, 其碳交换对全球碳平衡有着重要影响, 研究其碳储量具有重要的科研和社会意义。文中阐述了森林生态系统碳储量研究进展及估测方法, 并展望了未来森林生态系统碳研究的主要方面。     

森林生态系统碳储量及碳通量遥感监测研究进展

在全球CO₂浓度持续增加导致气候变暖的背景下,森林生态系统碳储量及碳通量遥感大尺度监测成为关注热点。文中深入分析了当前国内外卫星遥感观测技术对森林碳循环评估的2种途径:1）基于遥感手段估算森林生物量并推算森林碳储量,通过碳储量变化确定森林生态系统的CO₂通量。归纳各类森林生物量遥感估算方法的原理及优缺点,系统评述各类方法在大区域森林碳储量估算中存在的不确定性。2）基于CO₂温室气体观测卫星遥感数据,定量监测森林生态系统与大气CO₂通量,基于交换的CO₂通量推算森林碳储量变化。归纳遥感手段观测森林生态系统与大气CO₂通量的主要数据、方法及优缺点,系统评述各类数据及方法在森林CO₂通量时空变化特征监测、森林碳储量估算等方面取得的进展,重点分析专用CO₂浓度监测卫星数据,尤其是我国自主碳卫星数据在CO₂柱浓度反演算法研究以及不同数据源之间的对比、验证和同化研究等方面取得的进展,总结专用温室气体遥感观测数据在森林碳储量及碳通量监测方面的优势。提出利用遥感手段进行森林生态系统碳循环定量监测的研究展望。