华北平原冬小麦生态系统齐穗期水碳通量日变化的非对称响应

陆地生态系统CO2和水热通量变化特征及其环境控制机制是理解生态系统水碳耦合循环过程和模型开发的基础。农田生态系统水碳通量特征的研究对把握作物生产力水平和水分利用效率的高低具有重要意义。本研究基于涡度相关技术对华北平原冬小麦农田生态系统齐穗期水碳通量的日变化特征进行了分析。结果表明:以C3作物冬小麦构成的农田生态系统晴天CO2通量、水汽通量和冠层导度均存在明显的"午休"现象,"午休"的原因是晴天强光造成的"光抑制";CO2通量对光合有效辐射呈米氏响应,其表观量子效率为0.002997 mg/μmol,潜在最大碳通量为3.3494 mg/(m2.s);水汽通量和冠层导度与光合有效辐射之间均存在极显著线性关系,但在相同光合有效辐射下,下午的冠层导度明显小于上午,其原因在于同化产物的反馈抑制;下午的水汽通量明显大于上午,则主要受控于温度和VPD的变化。由于下午的水汽通量大于上午,而CO2通量在上午和下午无明显差异,使得农田生态系统上午的水分利用效率明显高于下午

长白山森林生态系统CO_2和水热通量的模拟研究

以基于过程的BEPS模型为基础,根据长白山温带阔叶红松林生态系统的生态过程机制,建立了能够描述半小时尺度生态系统通量日变化的模拟模型BEPS.应用该模型对2003年长白山温带阔叶红松林生长季内的CO2和水热通量的模拟结果表明:模型模拟的净生态系统生产力(NEP),潜热通量(LE),显热通量(Hs)与涡度相关系统的实测数据相关性较好,R2值分别达到0.68,0.75,0.71.模拟的长白山温带阔叶红松林生态系统的年累积NEP为300.5gC·m?2,与实测值也非常接近,说明应用该模型可以较好地模拟长白山温带阔叶红松林生态系统的CO2,水和热量交换过程.根据模型对不同气候变化情景下的NEP和蒸散(ET)的分析得出:长白山温带阔叶红松林生态系统的NEP对气候变化比较敏感,在气候变暖条件下该生态系统的碳汇功能可能会减弱.此外,作为基于过程的模型,BEPS对最大羧化速率(Vcmax)和最大气孔导度(gmax)等植物生理生态特征参数的变化反应也比较敏感

短期氮添加对东灵山三种森林土壤呼吸的影响

为了分析氮沉降对我国温带地区森林土壤碳循环的影响,以北京东灵山的阔叶林(辽东栎林)和针叶林(华北落叶松林和油松林)为研究对象,通过模拟氮沉降的方式(10g N·m-2·a-1,大约5倍于大气氮沉降速率),探讨了不同温带森林土壤呼吸对氮沉降的短期响应。结果表明:短期氮添加降低了阔叶林土壤呼吸速率,而提高了针叶林土壤呼吸速率,但其短期效应未达到显著性水平。不同森林类型间,土壤呼吸速率(P华北落叶松林,土壤温度是引起不同森林类型间土壤呼吸差异的主要因素。温度-水分双因素模型可以较好地模拟野外条件下3种森林类型土壤呼吸与温度和水分间的关系,解释率约为47%~87%。此外,氮添加可以改变土壤呼吸对温度和水分变化的响应:氮添加后在较高温度且较低水分情况下,土壤呼吸速率明显上升,此时土壤呼吸对温度变化更加敏感。实验结果揭示了氮沉降对我国温带地区不同森林类型土壤呼吸的影响,但其复杂的影响机制仍有待进一步研究

开路与闭路涡度相关系统通量观测比较研究

开路(OPEC)与闭路(CPEC)两种观测系统是涡度相关技术观测通量的主要技术手段,用这两种观测系统进行通量观测时,由于系统本身的差异有可能导致观测结果的不同,因此在通量观测中对两种观测系统的观测进行比较分析是非常必要的.ChinaFLUX通量观测网络在长白山(CBS)和千烟洲(QYZ)两个试验站同时安装了OPEC和CPEC两种通量观测系统.本文计算了CPEC红外气体分析仪的CO2和水汽观测相对于OPEC观测结果的延迟时间;比较分析了OPEC和CPEC实时观测数据的功率谱和协谱;以OPEC观测系统的观测结果为标准评价了CPEC观测系统的通量结果.结果表明:QYZ和CBS两个试验站CPEC红外气体分析仪观测的CO2和H2O两种气体的延迟时间分别在7.0~8.0s、8.0~9.0s之间;OPEC和CPEC两种观测系统观测项目的功率谱与?2/3斜线一致,而协谱则符合?4/3定律.QYZ试验站的CPEC观测系统的CO2通量为OPEC的84%,而两种观测系统的潜热通量基本一致,CBS的CPEC系统的CO2通量、潜热通量分别为开路系统的80%、86%;CPEC观测系统抽气管道的衰减作用对碳通量的影响大于对水汽通量的影响,QYZ试验站的OPEC与CPEC两套系统的通量差异小于CBS;两种观测系统的CO2通量日变化趋势非常一致

大气干旱对黑河中游灌区玉米叶片气体交换特征的影响

在大气干旱与不干旱条件下,以甘肃张掖玉米自335号品种为研究对象,对玉米苗期叶片的光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率对大气干旱与不干旱条件下光强的响应及光合特性指标间相关性进行研究。结果表明:在低光照强度(<1200μmol.m-2.s-1)下,光合速率均随光强的增大而增大,在高光强强度(>1200μmol.m-2.s-1)下,这种增长趋势逐渐减弱。蒸腾速率随光照强度的增大而增加,当光强超过1200μmol.m-2.s-1时不干旱的蒸腾速率趋于稳定(10.79 mmol.m-2.s-1),而干旱处理蒸腾速率继续增加,且两者间差异显著。大气干旱条件下的气孔导度低于不干旱条件,且随着光强的增大,两者的差异逐渐减小。水分利用效率均随光强的增大而增大,增大到一定程度后稳定在某一定值左右,大气干旱条件下的水分利用效率低于不干旱条件。光合速率与蒸腾速率以及气孔导度因气体交换的同步性具有良好的耦合性,但大气干旱对蒸腾速率的影响相对于对光合速率的影响更强烈

中国亚热带和温带典型森林生态系统呼吸的季节模式及环境响应特征

作为中国陆地生态系统通量观测网络(ChinaFLUX)的组成部分,利用涡度相关技术对千烟洲亚热带人工针叶林和长白山温带阔叶红松混交林生态系统CO2通量进行了长期观测.利用以温度和水分为驱动变量的连乘形式以及Q10形式的生态系统呼吸模型,分析了2003年中国亚热带和温带森林生态系统呼吸的季节变化及其环境响应特征.研究结果表明:(i)温度是控制生态系统呼吸特征的主导因素,温度和水分的协同作用共同控制着生态系统呼吸,利用这两个变量基本上可以描述生态系统呼吸的季节变异特征;对受到干旱胁迫的生态系统而言,水分条件也中国科学院知识创新工程重大项目(编号:KZCX1-SW-01-01A);国家重点基础研究发展规划项目(编号:2002CB412501

生态系统关键参量监测设备研制与生态物联网示范

本文主要介绍国家重点研发计划2016年首批立项的重点专项"生态系统关键参量监测设备研制与生态物联网示范"(2016YFC500100)的项目立项背景、主要研究内容及总体目标。本项目紧密围绕国家生态监测需求,与国际上生态监测科学技术前沿并跑,研发生态系统关键参量监测设备和生态物联网关键技术,开展示范和产业化推广,推动我国生态监测技术的自主创新,服务我国脆弱生态修复与保护需求,增强我国生态监测的立体化、自动化、智能化水平,满足国家实时生态监测的需求

千烟洲中亚热带人工林生态系统CO_2通量的季节变异特征

作为中国陆地生态系统通量网络(ChinaFLUX)的组成部分,利用涡度相关技术对千烟洲中亚热带人工林生态系统CO2通量进行了长期观测．本研究集中探讨了千烟洲人工林2003年和2004年净生态系统CO2交换量(NEE)、生态系统呼吸(Re)和总生态系统CO2交换量(GEE)的季节变异特征及其源汇状况与强度．研究结果表明:(i)NEE,Re和GEE具有明显的季节变化趋势且密切相关,冬季和干旱期量级较低而夏季量级较高．(ii)光照、温度和水分条件是控制千烟洲人工林生态系统NEE,Re和GEE季节动态的主导因素．国家重点基础研究发展规划项目(编号:G2002CB412501);中国科学院知识创新工程重大项目(编号:KZCX1-SW-01-01A2、KZ-CX-SW-01-01B-02);中国科学院地理科学与资源研究所知识创新工程主干科学计划项目(编号:CX10G-E01-03-05)共同资

天山托木尔大峡谷野生观赏植物资源及其评价/Evaluation of Wild Ornamental Plant Resources in Tomur Grand Canyon of Tianshan Mountain[J]

托木尔大峡谷位于新疆天山南坡中段的温宿县境内，具有丰富的野生观赏植物资源，开发利用潜力大。采用层次分析法，对当地131种野生植物的12个评价指标体系进行分析。评价结果表明：景观功能评价高的植物Ⅰ级（＞3．2），共有14科16属18种；Ⅱ级（3．2～2．74），共有23科53属60种；Ⅲ级（2．74～2．23），共有14科29属41种；Ⅳ级（2．23～1．74），共有5科12属13种