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[期刊] 地理科学进展
[作者]
于贵瑞 张雷明 孙晓敏
基于微气象学理论的涡度相关通量观测技术实现了对生态系统尺度的生产力、能量平衡和温室气体交换等功能和过程的直接测定,特别是全球尺度通量塔观测网络的联合观测是实现从生态现象观察和生态要素观测跨越到全球尺度生态系统功能状态变化观测的重大突破。本文回顾了中国陆地生态系统通量观测研究网络(ChinaFLUX)的创建及发展历程,系统介绍了ChinaFLUX的科学目标和设计理念、观测技术体系、观测数据的标准化处理及长期积累;综合评述了ChinaFLUX在陆地生态系统碳—氮—水的收支评估和交换过程的环境响应、碳通量时空格局及其形成机制等方面所取得的主要研究进展。最后,在探讨未来全球尺度通量塔观测网络发展趋势的基础上,提出了ChinaFLUX的主要发展方向、关键科学问题与未来工作重点,为中国通量观测研究事业的进一步发展提供理论参考。
[期刊] 林业科学
[作者]
程瑞梅 王娜 肖文发 沈雅飞 刘泽彬
【目的】探讨陆地生态系统生态化学计量学研究进展,以期推动对陆地生态系统物质循环及能量流动的进一步认识。【方法】利用Web of Science、CNKI等数据库,查阅相关文献,对陆地生态系统生态化学计量学研究进展进行综述。【结果】陆地植被生态化学计量学特征研究表明,C、N、P是生态化学计量学领域研究的主要对象,其中N和P是陆地植被生长2种最重要的限制元素;土壤中的碳氮磷比值是评价土壤质量重要指标,从全球尺度研究发现,土壤中的碳氮磷比值基本为恒值;陆地生态系统养分限制判断研究表明,N∶P比值是植物生长养分限制的敏感性指数,常被用于确定养分限制的阈值,同时N、P含量也可用于确定养分限制类型;气候、地理、土壤等因子是陆地植物生态化学计量学特征的主要影响因素。【结论】在陆地生态系统生态化学计量学研究进展中,C、N、P是学者们关注的重要因子,其比值在研究土壤质量评价、养分限制阈值等方面发挥重要作用。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
朱先进 张函奇 殷红
生态系统呼吸是陆地生态系统向大气释放CO_2的最大分量,与温度升高存在着复杂的相互作用。揭示温度升高对生态系统呼吸的影响有助于阐明陆地生态系统碳循环与气候间的反馈作用。在总结生态系统呼吸定义及观测方法的基础上,重点就温度升高影响陆地生态系统呼吸的研究结果进行综述,从研究对象、增温方式、增温梯度、增温幅度、影响效果及影响机理等方面进行归纳。结果表明,已有研究主要以极地、青藏高原等地的陆地生态系统为研究对象,增温手段以开顶箱(OTCs)式增温为主,并逐渐向开放式红外增温扩展。增温梯度大多设置增温和对照两个梯度
[期刊] 地理科学进展
[作者]
胡中民 于贵瑞 樊江文 温学发
在全球气候变化与生态系统研究领域中,干旱对生态系统水碳过程的影响越来越受到重视。在植物个体水平上,干旱会引起植物叶片气孔导度降低,溶质含量增加,叶片变厚、地下生物量比例增加等以减少水分损失。与此同时,植物叶片的光合速率也因气孔导度的降低而下降。适度的干旱通常会使植物利用效率得到提高。不同植物具有不同的水分利用策略,它们的生理和形态特征对干旱的响应表现出显著的差异性;在群落或生态系统水平上,干旱会影响群落冠层的生理特性以及群落的结构组成,从而引起生态系统的水碳循环过程的改变。主要体现为植被的光合速率、呼吸速率、蒸腾速率降低,而生态系统的水分利用效率在极端干旱条件下也可能降低。受干旱影响,植物群落耐旱植物所占比例增加,群落的物种多样性和生产力也会降低。尽管目前有关干旱对生态系统水碳过程影响在各个层面都已涉及,但这些研究内容多是彼此孤立的,为了深入认识生态系统对干旱的响应机理,还需要结合多种技术手段,综合考虑生态系统水循环、碳循环、氮循环等多过程间的耦合关系,并建立生态系统不同层次间和时间尺度间机理联系的理论体系。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
展小云 于贵瑞 郑泽梅 王秋凤
土壤呼吸是陆地生态系统通过根系呼吸和微生物呼吸向大气中释放CO2的过程。研究土壤呼吸的时空格局,将有助于构建区域尺度土壤呼吸定量评价模型,也可提高预测未来气候变化情境下的典型生态系统、区域以及全球尺度碳平衡状况的能力。本文整合了中国区域土壤呼吸的主要研究成果,分析了温度敏感性(Q10)和土壤呼吸(Rs)的统计特征和区域差异,定量评价了中国区域Rs的时空格局及其在中国和全球碳平衡中的作用。通过以上分析本文得出以下主要结论:①不同生态系统类型的土壤呼吸的Q10表现为森林>农田>草地,气候越寒冷,土壤呼吸Q10越大,并且中国区域的Q10值相对于其他国家偏低;②Rs具有明显的季节变异,不同生态系统类型的Rs表现为森林>农田>草地,并且,中国区域Rs低于全球Rs;③月尺度上Rs随着经纬度发生明显的季节变异,随着经度的增加,Rs的季节变幅也逐渐增加;④1995-2004年中国区域Rs的年总量的平均值为3.84 PgC,占全球土壤CO2排放的比例4.78%。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
任书杰 曹明奎 陶波 李克让
陆地生态系统碳循环和氮循环密切相关,碳贮量与碳通量在很大程度上受氮循环的影响和限制。由于氮循环的复杂性,在以往的大多数碳循环研究中,更多考虑水分、温度和大气CO2浓度等因子的影响,考虑碳氮相互作用的研究较少。氮素可限制植物光合、有机质分解、同化产物的分配以及生态系统对大气CO2浓度升高的响应。根据目前有关碳氮模型的发展状况可将碳氮耦合循环模型分为三大类:一是静态模型,它的土壤养分水平或者叶氮含量不变,是常数,这类模型适合于在站点或氮素浓度变化不大的区域应用;二是土壤氮限制模型,能够保持稳定的生态系统氮收支,在NPP(Net Primary Productivity,净初级生产力)的模拟中考虑土壤氮有效性的动态变化的影响,使模拟结果更为合理;三是叶氮限制模型,在NPP的模拟中考虑叶片氮浓度的动态变化的影响。这三类模型虽然都考虑了氮对碳循环的限制作用,但在氮碳循环机理方面尚有不少欠缺,所以在研究中可能会带来很大的不确定性。在以后的研究中,应通过加强碳氮相互作用的实验研究,增进对碳氮过程的深入了解,进而建立综合动态的碳氮耦合模型,以减少目前碳循环研究中的不确定性。
[期刊] 资源科学
[作者]
陈斌 王绍强 刘荣高 宋婷
本研究利用基于光能利用率理论的区域尺度遥感参数模型(C-Fix模型)估算了2003年中国陆地生态系统NPP,并对其空间格局进行了分析。模型输入数据包括叶面积指数数据(LAI)、中国地面气象站的逐日气温数据、逐日降水数据和太阳总辐射数据、数字高程模型(DEM)等,模型输出数据的空间分辨率均为1km2,时间步长为1天。模拟结果表明:2003年中国陆地总NPP和平均NPP分别为4.37 Pg C和640.32 g C/(m2.年),NPP的主要分布趋势是:从东南沿海向西北逐渐减小;其中海南岛南部、云南西南部和南部、青藏高原东南部的热带雨林和季雨林地区年NPP最大,在1 800g~2 500g C/(...
关键词：
净初级生产力 C-Fix模型 遥感 中国
[期刊] 地域研究与开发
[作者]
朱连奇 许立民
在对前人研究成果分析总结的基础上,介绍了大气温室气体含量增加、气候变暖、海平面上升等全球变化的事实,认为全球变化很大程度上取决于自然的变异,但人为活动也是不可忽视的主要原因。从水热平衡失调、气候异常、海平面上升、快速荒漠化和生物多样性减少等方面探讨了全球变化对农业生态系统中粮食种植、畜牧业生产、农业自然灾害的影响,森林生态系统、水生态系统和生物多样性的变化,以及全球变化对陆地生态系统影响的地域差异,不同生态系统对于全球变化响应的变化。最后探讨了今后研究面临的形势和任务。
关键词：
全球变化 陆地生态系统 生物多样性
[期刊] 生态经济
[作者]
侯宁 何继新 朱学群
陆地生态系统碳循环因其复杂性和不确定性,在全球碳循环过程中占有重要地位。陆地生态系统碳循环研究关系到全球气候变化及人类可能的应对措施,是全球碳循环研究的核心。本文回顾了陆地生态系统碳循环的研究动态,对陆地生态系统碳循环机理和研究方法做了概述,对未来的研究重点和热点进行了展望。我们认为复杂科学在陆地生态系统碳循环研究中的应用具有很广的前景。陆地生态系统是一个复杂适应性系统,内部作用是生态系统复杂化,有序化及自组织的主要推动力。运用复杂科学的原理和方法,探讨生态系统复杂性的机理及发展规律,为认识生态与进化问题提供了一条新的途径。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
遇蕾 任国玉
准确估算陆地生态系统碳储量并认识其空间分布和时间演变规律是碳循环研究的关键问题。本文回顾了全球与中国陆地生态系统在碳储量估算研究方面的若干进展,包括基于各种方法和资料的主要估算结果及其尚存在的不确定性。重点评述了末次盛冰期和中全新世两个时期陆地生态系统碳储量的变化及其影响因素,对8.2kaB.P.以来全球大气CO2浓度呈现升高的现象及其可能原因进行了讨论。全新世中晚期全球大气CO2浓度逐渐升高与旧大陆地区陆地生态系统碳储量减少的事实是一致的,新石器时期特别是农业文明开始以后人类活动对陆地植被的持续干预可能是造成陆地生态系统碳储量减少的原因之一。
[期刊] 林业经济
[作者]
单永娟 张颖
根据我国最新的森林资源、草原、湿地、荒漠和农田清查或统计数据及相关研究文献，对２００３年、２００８年、２０１３年森林等生态系统的碳汇进行核算。研究表明，随着环境经济政策出台数量的增加，各系统的碳汇均呈增加趋势，各系统所占比重分别从２００３年的６７．２５％、７．５８％、２２．７２％、１．２０％、１．２５％变化为２０１３年的６３．７０％、６．８２％、２７．４４％、０．９７％、１．０７％，比重的变化则是人们生态保护意识的增强和实施一系列环境保护措施的成果。从环境经济政策的角度来分析各生态系统碳汇变动，对环境经济政策评价有一定的意义，也对我国碳汇市场的发展有一定促进作用。
关键词：
生态系统 碳汇核算 环境经济政策
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
唐兰萍 柯新利 左成超 余强毅 吴绍华 李飞
为揭示耕地系统时空演变对陆地生态系统碳收支的影响，本研究将耕地资源和耕地利用统一纳入耕地系统，采用InVEST模型、温室气体排放系数核算方法评估1980—2018年市级尺度下中国（统计数据未包含港、澳、台地区。下同）耕地系统时空演变对碳储量、碳排放的影响。研究表明：1）耕地系统时空演变导致碳储量减少3×108 t，碳排放增加1×108 t，因此导致碳收支共损失4×108 t;2）林地、湿地被开垦为耕地是碳储量减少的主要原因，而化肥、农机等农业生产资料投入的大幅增加是碳排放增加的主要原因；3）耕地系统时空演变对碳收支影响的空间差异明显，东南沿海、西北地区的城市碳收支出现提升，而东北地区的城市碳收支损失严重。因此，应重视从“人类-自然”耦合系统视角剖析耕地系统变化的碳效应；未来既要对耕地侵占林地、湿地等生态用地进行科学合理的管控以减少碳储量损失，还需要提高化肥、农药等农业生产资料的利用效率，促进耕地由传统集约利用模式向可持续集约利用模式的转型。
关键词：
耕地系统 碳收支 时空演变 影响评估
[期刊] 地理科学进展
[作者]
傅伯杰 牛栋 于贵瑞
地球系统科学是以地球系统为研究对象,重点研究各圈层、各要素以及自然和人为现象之间相互作用关系的科学,是在科学技术自身发展和社会需求共同推动下发展起来的新兴学科。地球系统科学概念的提出是为了解决全球性的资源和环境问题的需要,是地球科学向综合集成方向转变的重要阶段。目前在地球系统科学思想的指导下,在全球规模上已经组织了一系列重要国际联合研究计划,企图组织全球的科学家协作推动地球科学的发展。地球系统科学发展离不开对地球系统要素和圈层的物理、化学和生物过程的综合观测工作的支持。自20世纪80年代以来,一些国家、国际组织和国际合作项目都纷纷建立了国家、区域甚至全球尺度的观测、监测和信息共享网络。国际长期生态研究网络(ILTER)自20世纪80年代开始建设,其目的是对生态过程进行长期的监测,研究各种生态因子的相互作用及生态过程,从而揭示出生态系统和环境的长期变化,为生态系统评价及管理提供科学依据。中国生态系统研究网络(CERN)始建于1988年,在中国生态系统动态观测、科学研究和试验示范方面发挥了重要作用,2005年在CERN的基础上,由国家科技部组织开始建立中国国家生态系统观测研究网络(CNEN),目前已经遴选出了53个台站,开始对农田、森林、草地(含荒漠)和水体(湖泊和海湾)的动态进行观测研究,该网络必将成为全球地球观测系统(GEOSS)的重要组成部分,在我国地球系统科学发展的历程中发挥重要作用。本文主要从发展地球系统科学角度,讨论生态系统观测研究网络在地球系统科学中的作用。
[期刊] 资源科学
[作者]
赵士洞 罗天祥
本文对国内外生物生产力区域尺度研究的理论、方法以及取得的成就和存在的问题进行全面而系统地评述。生产力机理模型是当前生产力生态学研究中的热点，而区域尺度转换是全球变化模型研究的关键问题。大量研究表明，植被叶面积指数是进行空间尺度拓展的连接点，而且叶面积指数的地带性分布规律是进一步拓展生态系统定位站研究结果的重要理论依据之一。
关键词：
区域尺度转换,生物生产力,机理模型
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