土壤温度和水分对克氏针茅草原生态系统碳通量的影响初探

草地和大气间碳通量的观测有助于理解草原生态系统的碳循环及其控制机理.利用涡度相关技术观测了克氏针茅草原生态系统与大气之间的净生态系统碳交换(NEE)、生态系统初级生产力(GEP)、生态系统呼吸(Reco)的变化,探讨了2008年生长季内土壤温度和水分对克氏针茅草原生态系统NEE、GEP和Reco的影响.结果表明,2008年生长季内,克氏针茅草原日尺度上NEE和GEP都出现了3个峰,二者之间有极显著的相关性,尺eco则呈现倒"U"型变化规律.克氏针茅草原土壤温度与NEE、GEP呈二次曲线的关系,而与Reco呈指数关系,土壤水分的增加会提高克氏针茅草原生态系统的固碳能力、初级生产力及呼吸作用.土壤温度和水分是影响克氏针茅草原生态系统碳收支的重要因子.     

温度对克氏针茅草原生态系统生长季碳通量的影响

草地生态系统碳通量的驱动机制研究是碳循环研究的重要方面。利用涡度相关技术观测了克氏针茅草原生态系统的净生态系统碳交换(NEE)、生态系统初级生产力(GEP)、生态系统呼吸(Reco)的变化,探讨了2010年生长季内温度对该系统NEE、GEP和Reco的影响。结果表明,2010年生长季内,克氏针茅草原日尺度上NEE和GEP只出现了1个明显的吸收峰,Reco则呈现倒"U"型变化规律。克氏针茅草原空气温度与NEE、GEP和Reco呈极显著相关关系,气温日较差对该系统碳通量的影响程度较小;土壤温度与NEE、GEP和Reco之间也呈极显著相关关系,土壤温度的增加会同时提高克氏针茅草原生态系统的固碳能力、初级生产力及呼吸作用。空气温度和土壤温度都是影响克氏针茅草原生态系统碳收支的重要驱动因子。     

荒漠-湿地景观下艾比湖地区冬春时段CO_2通量特征研究

【目的】研究干早区内荒漠-湿地生态系统CO_2通量的变化特征,区域CO_2通量的研究提供支持。【方法】利用涡度相关系统对艾比湖地区荒漠-湿地生态系统进行观测,分析冬末-春季(3月21日⁵月20日)CO_2通量的动态变化特征。【结果】这一时期艾比湖地区荒漠-湿地生态系统CO_2通量的变化范围为-1.035月20日)CO_2通量的动态变化特征。【结果】这一时期艾比湖地区荒漠-湿地生态系统CO_2通量的变化范围为-1.03¹.04 mg/(m1.04 mg/(m²·s);冬末、初春表现为碳释放,春季为碳吸收;最大吸收值出现在5月19日的11:30,为-1.03 nag/(-·s),最大释放值出现在5月15日的23:00,为1.04 mg/(m2·s);冬末、初春表现为碳释放,春季为碳吸收;最大吸收值出现在5月19日的11:30,为-1.03 nag/(-·s),最大释放值出现在5月15日的23:00,为1.04 mg/(m²·s);白天碳吸收量随着温度的升高而增加,夜晚在15℃C时CO_2释放量达到最大值。【结论】在整个时间段,初春、春季白天表现为碳吸收,夜晚为碳释放;白天NEE值表现为冬末>初春>春季,夜晚NEE值表现为冬末<初春<春季;冬末除正午左右生态系统表现为碳吸收,其余时间均表现为碳释放;总体表现为碳释放,释放总量为3.68 mg/m2·s);白天碳吸收量随着温度的升高而增加,夜晚在15℃C时CO_2释放量达到最大值。【结论】在整个时间段,初春、春季白天表现为碳吸收,夜晚为碳释放;白天NEE值表现为冬末>初春>春季,夜晚NEE值表现为冬末<初春<春季;冬末除正午左右生态系统表现为碳吸收,其余时间均表现为碳释放;总体表现为碳释放,释放总量为3.68 mg/m²。     

淮河流域典型农田生态系统碳通量变化特征

为了准确评价农田生态系统在全球碳平衡巾的作用,利用涡度相关技术对安徽省寿县冬小麦/水稻生态系统进行了碳通量的监测,并在数据校正、剔除和插补的基础上,研究生长季农田净生态系统碳交换(NEE)的变化特征.结果显示,2008年寿县农田生态系统CO_2通量的日变化进程为单峰型,冬小麦和水稻最大的CO_2吸收速率分别为2.45和2.48 mg·m~(-2)·s~(-1).从物候期的角度来看,冬小麦在抽穗期碳通量值最小,乳熟期最大;水稻拔节时期碳通量值最小,即固碳能力最强.冬小麦/水稻生态系统不同月份碳通量月均日变化也呈U型曲线,作物生命活动越旺盛,NEE峰值越高,夜间CO_2排放则在8月份达到最高值.2008年冬小麦和水稻月平均最大日CO_2吸收峰分别出现在4月和8月,分别为1.30和1.07 mg·m~(-2)·s~(-1).冬小麦生态系统NEE的日最大累积吸收量出现在4月16日,可达11.76 gC·m~(-2)·d~(-1),水稻生态系统的出现在8月3日,为10.40 sC·m~(-2)·d~(-1).冬小麦从拔节到成熟时间段内的固碳能力为326.87 gC·m~(-2),水稻从返青到成熟时间段内的固碳能力也达到了300.05 gC·m~(-2).     

放牧与围栏内蒙古针茅草原土壤微生物生物量碳、氮变化及微生物群落结构PLFA分析

以内蒙古贝加尔针茅草原、大针茅草原和克氏针茅草原为研究对象,采用氯仿熏蒸法和磷脂脂肪酸(PLFA)分析方法研究了放牧与围栏条件下内蒙古针茅草原土壤微生物生物量和群落结构特征的变化情况.研究表明放牧与围栏草地土壤微生物生物量和群落结构差异显著.氯仿熏蒸法分析结果表明内蒙古针茅草原土壤微生物生物量碳的含量介于166.6～703.5 mg·kg-1之间,微生物生物量氮含量介于30.34～92.15 mg·kg-1之间,其中贝加尔针茅草原土壤微生物生物量碳、氮最高,大针茅草原次之,克氏针茅草原则最低.放牧条件下,贝加尔针茅草原、大针茅草原土壤微生物生物量碳、氮显著低于围栏草地,克氏针茅草原则无显著变化.PLFA分析结果显示,内蒙古针茅草原土壤微生物群落PLFAs种类、含量丰富,共检测出28种PLFA生物标记磷脂脂肪酸,并且以直链饱和脂肪酸和支链饱和脂肪酸为主,相对含量占总量的2/3左右,其中贝加尔针茅草原土壤微生物含量最丰富,其围栏样地土壤的PLFA含量达到27.3 nmol·g-1,大针茅草原和克氏针茅草原依次降低.围栏条件下,各类型草原土壤细菌脂肪酸与总PLFA含量均显著高于放牧草地,真菌脂肪酸含量则因草原类型不同各有差异;放牧导致各类型草原革兰氏阳性细菌PLFAs/革兰氏阴性细菌PLFAs(GPPLFAs/GNPLFAs)比值显著降低,而除了克氏针茅草原,细菌PLFAs/真菌PLFAs比值则显著升高.PLFAs主成分分析表明,放牧和围栏处理对内蒙古针茅草原土壤微生物群落结构产生影响,且围栏处理的影响程度大于放牧处理.经相关分析表明,氯仿熏蒸法和PLFA分析方法之间有很好的一致性,且土壤微生物PLFAs与土壤有机质、全磷、硝态氮显著相关.     

放牧与围栏内蒙古针茅草原土壤微生物量碳、氮变化及微生物群落结构ＰＬＦＡ分析

以内蒙古贝加尔针茅草原、大针茅草原和克氏针茅草原为研究对象,采用磷脂脂肪酸（PLFA）分析方法研究了放牧与围栏条件下内蒙古针茅草原土壤微生物生物量和群落结构特征的变化情况。研究表明放牧与围栏草地土壤微生物量和群落结构差异显著。氯仿熏蒸法分析结果表明内蒙古针茅草原土壤微生物生物量碳的含量介于166.6~703.5 mg·kg-1之间,微生物生物量氮含量介于30.34~92.15 mg·kg-1之间,其中贝加尔针茅草原土壤微生物量碳、氮最高,大针茅草原次之,克氏针茅草原则最低。放牧条件下,贝加尔针茅草原、大针茅草原土壤微生物量碳、氮显著低于围栏草地,克氏针茅草原则无显著变化。PLFA分析结果显示,内蒙古针茅草原土壤微生物群落PLFAs种类、含量丰富,共检测出28种PLFA生物标记磷脂脂肪酸,并且以直链饱和脂肪酸和支链饱和脂肪酸为主,相对含量占总量的2/3左右,其中贝加尔针茅草原土壤微生物含量最丰富,其围栏样地土壤的PLFA含量达到27.3 nmol·g-1,大针茅草原和克氏针茅草原依次降低。围栏条件下,各类型草原土壤细菌脂肪酸与总PLFA含量均显著高于放牧草地,真菌脂肪酸含量则因草原类型不同各有差异;放牧导致各类型草原革兰氏阳性细菌PLFAs/革兰氏     

基于涡度相关的黑河玉米生态系统生长季碳通量和固碳能力变化特征研究

利用黑河计划数据管理中心提供的黑河大满灌区农田生态系统4套涡度相关仪和配套的气象观测站点的数据,在对通量和气象数据预处理前提下,得到完整可靠的CO2通量和配套的气象观测数据,计算4个站点的CO2通量(Fc)、净生态系统交换量(NEE)、总初级生产力(GPP),分析它们的动态变化特征。结果表明,在研究区内,整个生长季Fc介于-2.78~0.60 mg/(m2·s),最小Fc出现在7月中下旬;整个生长期月平均Fc表现为"U"型曲线,在13:00达到峰值[-1.91 mg/(m2·s)]。夜间生态系统的碳通量与地表温度呈显著的指数关系,土壤温度是其主要影响因素;NEE最大碳吸收量出现在7月中旬,达到16.04 g/(m2·d),极个别与临近值变化趋势不同的数值,是由高温季节的强降雨天气导致;最终得到的生长季GPP在7月中旬日积累量达到最高[17.74 g/(m2·d)]。4个站点生长期的GPP总累积量分别是914.68 g/m2、937.03 g/m2、984.18 g/m2、1 002.20 g/m2。     

北亚热带次生栎林生态系统非生长季 CO2通量特征1）

森林与大气之间CO2通量的观测有助于理解森林生态系统的碳循环及其控制机理,研究非生长季森林与大气间的CO2通量特征,对准确地估算森林生态系统CO2平衡具有重要的意义。以北亚热带次生栎林生态系统为研究对象,采用开路式涡度相关技术,于2011年12月1日至2012年2月29日对其CO2通量特征和环境因子进行连续观测。结果表明：非生长季该生态系统CO2通量具有较明显的日际变化特征,在白天表现为碳吸收, CO2通量在12：30—13：30达到吸收峰值,夜间表现为碳释放,昼夜通量变动范围为-0．37～0．23 mg? m-2?s-1;日平均气温维持在-3．36～11．67℃时,光合有效辐射与该生态系统CO2通量呈直线相关;5 cm处土壤温度与夜间CO2通量呈指数相关,但与土壤含水率之间相关性并不明显。     

长白山阔叶红松林碳收支特征

植被-大气间CO2交换研究对准确评价陆地生态系统碳收支有重要意义．该研究采用开路式涡动相关系统对长白山阔叶红松林的C O2交换特征进行了整年连续监测．结果表明,该森林生态系统的碳交换季节变化明显,2003年森林净生态系统碳交换量(NEE)变化范围在-6.37～2.13 g/(m2·d)之间,5—9月均表现为碳汇,其余月份为碳源,其中净碳吸收量与释放量最大的月份分别为6和10月;全年森林净吸收的碳量为-191.3 g/m2,整体表现为一定强度的碳汇．影响NEE的环境因子主要是光合有效辐射(PAR)和土壤温度等,白天NEE对PAR 的响应符合直角双曲线方程,夜间的NEE与5 cm深土壤温度有较好的指数关系．生态系统呼吸释放对温度响应的敏感性(Ｑ10)为3.17．      

祁连山区青海云杉林碳汇特征及调控因子

祁连山区是我国西部重要的生态安全屏障和固碳场所。为准确评估祁连山区青海云杉林生态系统生长季碳汇特征，利用涡度相关技术并结合增强回归树模型与结构方程模型，研究生长季其碳通量变化特征及其环境影响机制。结果表明，青海云杉林生长季净生态系统碳交换(net ecosystem carbon exchange,NEE)日变化呈“V”型，CO₂通量变化范围在-0.71～0.08 mg CO₂·m^-2·s^-1，季节尺度NEE变化范围在-20.93～11.75 g C·m^-2，月均碳吸收量(188.27±17.85) g·m^-2，生长季累积碳吸收941.34 g·m^-2。增强回归树模型揭示植被指数对净生态系统碳交换量相对贡献率最高，为50.3%，其次是净辐射，为15.9%。结构方程模型表明，植被指数与相对湿度对净生态系统碳交换量的直接作用系数分别为0.61与-0.17。多元逐步回归模型表明植被指数与相对湿度对NEE具有显著影响(R²     

不同土地利用方式下的生物量季节动态研究

[目的]研究不同土地利用方式下的生物量季节动态。[方法]于2008年生长季（5～10月）期间,分别测量了针茅群落、羊草群落和农田3个不同地表覆盖状况下的植物地上生物量和地下生物量。[结果]地上生物量均在8月达到最高值,羊草、针茅和农田的地上生物量分别为287.91、117.05、193.59 g/m2;3个样地植物根系总生物量在7月最高,针茅、羊草和农田样地分别为1 683.9、1 601.9、513.9 g/m2;植物上层根系0～15 cm/植物下层根系15～30 cm的生物量比率最大的是羊草,针茅次之,农田最小。[结论]为生态脆弱地区的生态环境保护提供了理论依据。     

不同土地利用方式下的生物量季节动态研究(摘要)(英文)

[目的]研究不同土地利用方式下的生物量季节动态。[方法]于2008年生长季(5～10月)期间,分别测量了针茅群落、羊草群落和农田3个不同地表覆盖状况下的植物地上生物量和地下生物量。[结果]地上生物量均在8月份达到最高值,羊草、针茅和农田的地上生物量分别为287.91、117.05、193.59g/m2;3个样地植物根系总生物量在7月份最高,针茅、羊草和农田样地分别为1683.9、1601.9、513.9g/m2;植物上层根系0～15cm/植物下层根系15～30cm的生物量比率最大的是羊草,针茅次之,农田最小。[结论]该研究为生态脆弱地区的生态环境保护提供了理论依据。     

克氏针茅繁殖的生态生物学特性

本文对克氏针茅（StipakryloviiKoshev．）繁殖的生态生物学特性的研究结果表明，在整个生育期内，分蘖的产生有两个峰期（拔节期和果后营养期）．分蘖枝的产生与不定根的形成在幼苗阶段有一定的相关性。当幼苗2月龄时，这是不定根接管种子根大部分作用的关键时期。群落中种子繁殖能力弱的主要原因是土壤紧实，种子入土困难，自然萌发能力低；不定根生长受阻，实生苗成活率低。     

Response of CO2 Emissions to the change of Major Environmental Factors in a Temperate Grassland Ecosystem

Using dark enclosed chamber technique,CO2 fluxes from meadow,Leymus chinensis grassland and Stipa grandis grassland and major environmental factors were measured in Xilin River Basin of Inner Mongolia under abnormally dry circumstances during June to September 2001,when rainfall was less than 1/6 of that in normal years.Results showed the diurnal variation of CO2 flux was significantly positively correlated with the earth's surface temperature and air temperature.As to the response of the fluxes of CO2 to annual precipitation,the average CO2 emission decreased from 268.7,211.6 to 181.4 mgm-2 h-1 in meadow,Leymus chinensis grassland and Stipa grandis grassland,respectively,with a decrease in annual precipitation.Therefore precipitation was an important environmental factor influencing CO2 flux from grassland.We also found close positively correlation between CO2 emissions and soil water content,organic content and total nitrogen content in different soil layers.However,there was little correlation between the monthly fluctuation of CO2 emissions with air temperature,topsoil temperature and soil temperatures at 5 and 10 cm soil depth.     

温带草原生态系统CO2排放对环境因子变化的响应

 2001年6～9月，在内蒙古地区气候异常干旱的条件下（降水量不到历史正常年份的1/6），利用静态暗箱法分别对锡林河流域草甸草原、羊草草原、大针茅草原等典型温带草原生态系统的CO2排放状况及主要环境因子进行了实地观测，分析它们之间的相关性。结果表明，在草原群落活跃生长期内，CO2排放通量的月变化对气温和地温的响应都不明显；但CO2日变化与气温和地表温度呈显著正相关，与5、10 cm处的地温相关不显著；从 CO2排放的平均值来看，草甸、羊草、大针茅草原样地随降水梯度变化（年降水量递减），CO2的排放通量依次分别由268.7、211.6、181.4 mg·m-2·h-1递减，说明大气降水是影响CO2排放通量变化的重要环境因子。此外，CO2排放通量还与土壤水分、土壤有机质、土壤全氮含量呈正相关关系。     

围封对希拉穆仁草原植被和土壤种子库的影响

围栏封育有利于受损草地生态系统的恢复。通过在希拉穆仁草原进行5年的围封试验,对样地的植被和土壤种子库进行连续监测的方法,研究围封对退化草地的地上植被与土壤种子库的综合修复效果。结果表明:①围封样地植被产量、盖度和高度等生产性能明显高于重牧样地。种类数和Shannon-Wiener生物多样性指数则围封样地低于重牧样地。围封样地中克氏针茅和羊草等优质牧草占优势,重牧样地中冷蒿、银灰旋花和猪毛菜等劣质牧草占优势。②降水量是影响年际间土壤种子库状况的主要因素。围封可促进草地土壤中各种植物种子的积累。围封样地土壤种子库中克氏针茅占多数,重牧样地劣质牧草种子占多数。围封可提高草地生产性能和土壤种子库的积累,但长此以往不利于草地生物多样性,因此应适当中轻度放牧以提高草地的生物多样性。     

三江源兴海地区西北针茅产量影响因子的主成分分析

利用主成分分析法和多元逐步回归法分析影响三江源兴海地区西北针茅（Stipa sareptana Beckervat．krylovii）牧草产量的因子。结果表明,影响西北针茅牧草产量的主成分因子以水分因子为主,温度和光照因子其次;以各因子为自变量,西北针茅牧草产量为因变量,进行多元逐步回归分析,建立产量回归方程,方程的相关系数达0．9873,各因子影响牧草产量的大小为4月降水量＞4～8月降水量＞7月降水量＞8月日照时数＞6月日照时数。     

土地利用方式对草地温室气体通量影响的研究进展

草地是我国陆地最大的生态系统,其CO2、CH4和N2O等温室气体通量在全球气候变化过程中起着重要作用。天然草地、恢复草地、放牧地、农垦地的转化及管理措施的不同,影响草地生态系统温室气体的排放。研究表明,开垦会使CO2通量增加;施肥使N2O排放通量增加;夏季休牧可以降低温室气体排放。对于放牧、耕作对温室气体通量的影响尚未得出一致的结论。研究结果的不一致,可能与各地自然条件、管理措施和研究方法的不同有关。今后,应在这些方面进行规范,使得结果具有科学性和可比性,最终为草地生态系统温室减排提供依据。     

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。