模拟氮沉降对典型阔叶红松林土壤呼吸的影响

阔叶红松(Pinus koraiensis)林是我国东北东部山区的地带性顶极植被,全球氮沉降增加可能影响其碳循环的各个过程。在2010年和2011年的5—10月,对典型阔叶红松林进行了模拟氮沉降实验。实验设置了对照(N₀, 0 kg/(hm²·a))、低氮(N₁, 30 kg/(hm²·a))、中氮(N₂, 60 kg/(hm²·a))和高氮(N₃, 120 kg/(hm²·a))4种模拟氮沉降处理,每隔半个月采用Li-6400-09便携式CO₂/H₂O气体分析仪对土壤呼吸速率进行测定,研究了氮沉降对典型阔叶红松林土壤呼吸的影响。结果表明:① 各处理土壤呼吸速率的季节变化与5 cm深度的土壤温度相似,均呈现出明显的季节变化趋势,最大值出现在6月中旬(3.84～4.55 μmol/(m²·s)),最小值出现在5月初(1.37～1.84 μmol/(m²·s)),土壤温度的变化可解释土壤呼吸速率季节变化的49.9%～69.2%。② 各处理的土壤呼吸速率与土壤温度呈指数相关(R²=0.499～0.692),土壤呼吸速率与土壤温度、湿度及其相互作用的回归模型可以解释各处理土壤呼吸速率52.2%～73.5%的季节变异; ③ N₀、N₁、N₂和N₃样地土壤呼吸温度敏感系数Q₁₀值分别为2.10、1.93、1.97和2.01; ④ 各处理样地土壤呼吸速率的平均值分别为3.09、2.78、3.06和2.90 μmol/(m²·s),与对照样地N₀相比,土壤呼吸速率和凋落物量无明显相关(P> 0.05)。     

基于MODIS产品的生态系统呼吸模型在内蒙古半干旱草原的验证

利用2010—2013年锡林浩特国家气候观象台涡动相关通量观测系统数据以及MODIS产品数据, 验证基于增强型植被指数(EVI)、陆地表面水分指数(LSWI)和地表温度(LST)的生态系统呼吸模型在内蒙古半干旱草原的适应性, 并探讨该遥感生态系统呼吸模型存在的问题。结果表明: 生态系统呼吸模型能较好地模拟夜间生态系统呼吸速率(R_eco)在生长季内和年际间的变化, 模拟值与观测值吻合较好(R²=0.90, RMSE=0.02 mgCO₂/(m²·s)); 夜间R_eco的观测值与EVI_s×W_s (EVI_s和W_s分别是EVI和LSWI对光合作用的影响函数)呈较显著的线性相关(R²=0.63), 与LST 的关系基本上满足L-T方程(R²=0.39); 夜间R_eco在生长季的前、中、后期对EVI_s×W_s和LST的响应不同是造成模型误差的重要原因之一。     

地被物对祁连山青海云杉林土壤呼吸的影响

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,对环境变化响应的敏感性受地被物强烈影响,并显著影响生态系统的碳源/汇功能。应用Li-8100A土壤碳通量自动测量系统,对祁连山青海云杉林下土壤呼吸进行野外测定,研究环境因素和不同地被物(苔藓和凋落物)对土壤呼吸动态变化的影响。将去除苔藓和凋落物的样地与对照组进行对比,并收集0～<20 cm、20～<40 cm、40～60 cm土壤温度和土壤含水量、光合有效辐射、风速风向、相对湿度和大气温度等数据。在日尺度上,土壤温度和空气温度是影响该地区土壤呼吸日变化的主要驱动因子,但与土壤含水量的变化没有显著相关性。在季节尺度上,20～60 cm土壤温湿度的变化是土壤呼吸季节变化的主要影响因素。研究区日均CO₂排放量约为311.66～728.61 mg·m^-2·h^-1,去除苔藓生长季土壤碳排放减少约12%,而去除凋落物土壤碳排放减少约32%。移除苔藓或者凋落物可以显著增加土壤呼吸的温度敏感性(Q₁₀)。研究结果表明青海云杉林下的苔藓和凋落物对土壤呼吸有显著影...     

滇中高原云南松幼林和成熟林土壤呼吸及主要影响因子分析

为探明云南磨盘山国家森林公园云南松林幼林与成熟林土壤呼吸特征及其主要调控因子,采用Li-6400-09土壤呼吸室测定土壤呼吸速率的季节动态。结果表明:云南松幼林和成熟林土壤CO₂流动速率呈明显的季节波动,且成熟林土壤呼吸(1.09～3.69 μmol/(m²·s))显著高于幼龄林(0.88～3.08 μmol/(m²·s))。土壤水分是影响土壤呼吸季节动态的重要影响因子,土壤含水量对土壤呼吸速率的影响显著大于土壤温度,不同影响因子中,含水量成熟林土壤呼吸的影响占全部影响的63.3%～76.0%,对幼林的49.3%～79.4%。pH与土壤养分对土壤呼吸也会产生一定影响。2种林分中,土壤呼吸速率与pH、全P均呈显著或极显著正相关,与土壤C/N极显著负相关; 同时,土壤含水量与全N极显著正相关,与C/N显著或极显著负相关; 但土壤含水量与土壤pH、全P仅在成熟林中呈显著或极显著正相关。因此,西南地区严重干旱导致土壤含水量的减少已成为土壤呼吸速率的主要限制因子,土壤水分能够通过影响土壤通透性、土壤有机质以及N、P等养分含量,从而调控云南松成熟林和幼林土壤呼吸的时空动态。     

植物残体输入改变对樟子松人工林土壤呼吸及其温度敏感性的影响

对河北塞罕坝机械林场樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)人工林采取不同的处理方式(对照(CK)、凋落物移除(-L)、凋落物添加(+L)、根系去除(-R)、凋落物和根系同时去除(-R-L)、凋落物添加和根系去除(-R+L)), 基于处理后第一个生长季(2019年5—9月)的测定结果, 研究不同的植物残体输入方式对土壤呼吸及其温度敏感性的影响, 得到以下结果。1) 土壤呼吸速率存在显著的季节动态, 7—8月最高, 9月底最低。CK, -L, +L, -R, -R-L和-R+L处理组的生长季内平均土壤呼吸速率(平均值±标准误差, 下同)分别为2.20±0.17, 1.24±0.09, 2.40±0.07, 2.05±0.11, 1.04±0.07, 2.28±0.17 μmol/(m²·s), -L和-R-L处理分别使土壤呼吸速率降低43.6%和52.7%。2) 不同处理方式下, 生长季内土壤呼吸与土壤温度显著指数相关(p<0.01), 各处理样地土壤呼吸的温度敏感Q₁₀值分别为2.32±0.13, 2.37±0.05, 2.41±0.09, 2.42±0.14, 2.09±0.08, 2.87±0.11。地上凋落物处理对土壤呼吸生长季平均值和Q₁₀都有显著的影响(p<0.05), 而根系处理对其均无显著影响(p>0.05)。3) 与对照组相比, 在根系去除的处理(-R, -R-L和-R+L)中, 土壤湿度显著升高, 可能与根系停止吸收水分有关, 但土壤温度没有显著的变化。在大部分处理(除-R和-R+L外)中, 生长季内土壤呼吸与土壤湿度呈显著的抛物线式关系, 土壤湿度的阈值为15%左右。综合来看, 凋落物去除对樟子松林土壤呼吸和温度敏感性均产生显著的影响, 而根系去除的影响在第一个生长季不显著。     

氮添加对亚热带常绿阔叶林土壤有机碳及土壤呼吸的影响

以福建省武夷山亚热带常绿阔叶米槠林为研究对象, 开展氮添加实验。采用4个氮添加梯度(CK, N50, N100和N150, 分别表示氮添加0, 50, 100和150 kg/(hm²·a))模拟自然氮沉降变化, 探究氮添加对土壤有机碳及土壤呼吸的影响。结果表明, 氮添加对表层土壤(0~20 cm)总有机碳的影响不显著, 对颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)两种不同碳组分含量的影响不同。其中, N100和N150处理分别使土壤POC含量显著上升110.7%和147.9% (p₁ = 0.024, p₂ < 0.001); 土壤MAOC含量则随氮添加量升高呈下降趋势, 但差异不显著。土壤呼吸速率的年际波动呈单峰式, 且在不同观测时间内, 各样地土壤呼吸速率对氮添加的响应不同。通过土壤呼吸速率与土壤温度的拟合方程计算, 得到2018—2020年CK, N50, N100和N150样地土壤呼吸年均碳排放量分别为1205.31, 1191.56, 1287.56和1128.61 g C/m²。其中, N50样地与CK样地无显著差异, N100样地显著上升6.82% (p<0.001), N150显著下降 6.8% (p<0.001), 即N100可以促进土壤呼吸年碳排放, 而N150对土壤呼吸年碳排放有抑制作用。     

环境因子对沙坡头人工植被区碳通量的影响

基于腾格里沙漠东南缘沙坡头人工植被区涡度相关通量观测数据,对人工植被区碳通量及环境因子进行分析.研究表明:碳通量的月均日变化和季节变化趋势明显.该生态系统在生长季(4-10月)各月均为碳汇,6月份碳吸收最多,日吸收量最大值也出现在6月份.由于遭遇严重干旱、持续高温、强辐射和大饱和水汽压差,使叶片的气孔阻力较大,抑制了植物的光合作用,盛夏7月净生态系统CO_2交换量较相邻月份小.采用通径分析方法解析了光量子通量密度、净辐射、饱和水汽压差、空气温度、空气相对湿度、5 cm土壤温度、5 cm土壤含水量和风速等环境因子与碳通量的关联性,结果发现白天碳通量的影响因子以光量子通量密度和饱和水汽压差为主,光量子通量密度是影响净生态系统CO_2交换量的最主要因子,饱和水汽压差次之.光量子通量密度与碳通量呈直角双曲线的关系,净生态系统CO_2交换量随光量子通量密度的增加而减小,但当饱和水汽压差大于1.5 kPa时,这种减小关系的程度有所减弱.不同月份的光响应模型参数光饱和时的最大光合速率、表观初始光能利用率和白天生态系统暗呼吸速率不同,三者的最大值都出现在6月份.夜间生态系统呼吸的主导因子为空气温度,次要因子为5cm土壤含水量.当土壤干旱(土壤含水量小于3.5%)时空气温度超过21.25℃后会降低夜间生态系统呼吸速率.     

西双版纳热带森林碳循环中土壤呼吸对次生演替的响应

【目的】探明热带森林次生演替过程中土壤呼吸速率的季节变化及其主要调控因素,分析土壤微生物生物量碳及理化性质对土壤呼吸速率时间动态的影响,为精确评估热带森林恢复对土壤碳库变化的影响提供参考。【方法】采用LI-6400-09便携式土壤呼吸测定仪对西双版纳热带森林演替前期的白背桐(Mallotus paniculatus)群落与演替后期的高檐蒲桃(Syzygium oblatum)群落土壤呼吸速率进行连续定位观测,结合相关分析和主成分分析,探讨热带森林演替过程中土壤微生物生物量碳、容重、pH及碳氮库各组分含量变化对土壤呼吸速率的影响。【结果】研究区白背桐与高檐蒲桃群落土壤呼吸具有明显的单峰型季节变化特征,最大值出现在湿季(6月),其中高檐蒲桃群落土壤呼吸速率[3.80~6.19 μmol/(m²·s)]显著高于白背桐群落[2.40~4.35 μmol/(m²·s)],但恢复前期土壤呼吸变幅(1.81倍)显著高于恢复后期(1.63倍);土壤呼吸速率随土壤温度和水分季节变化呈非线性显著或极显著增加的趋势(P<0.01或P<0.05),其中,高檐蒲桃群落温度、水分对土壤呼吸的解释率分别为49.00%~65.30%、2.96%~53.00%,显著高于白背桐群落的6.40%~49.10%、2.48%~43.70%;两群落土壤呼吸速率均与碳库(总碳、土壤微生物生物量碳)及氮库(硝态氮、全氮、铵态氮)含量显著或极显著正相关(P<0.01或0.05),并与pH呈极显著负相关 (P<0.01);土壤易氧化碳、硝态氮、含水量对土壤呼吸变化的贡献最大,而土壤温度、土壤微生物生物量碳、全氮、铵态氮及水解氮的影响次之。【结论】西双版纳热带森林次生演替显著促进了土壤呼吸,土壤呼吸时间动态主要受土壤微气候(如含水量)及土壤碳库(如易氧化碳)、氮库(如硝态氮)组分含量所调控。     

陆地生态系统土壤有机碳分解温度敏感性研究进展

在全球变化背景下,土壤有机碳的分解及其温度敏感性在陆地生态系统碳循环中的重要性备受关注。温度敏感性指数(Q₁₀)微小的变化都可能导致未来土壤碳库大小评估的巨大偏差,充分了解土壤有机碳分解温度敏感性的调控机理对预测未来土壤碳变化具有重要意义。笔者对国内外已有研究进行分析,比较培养温度模式、底物质量、物理化学保护和微生物属性对土壤有机碳分解温度敏感性的影响。结果发现:(1)与传统的恒温模式相比,变温培养模式更好地克服了土壤微生物对恒定培养温度的适应性以及不同培养温度下底物消耗不均的缺点,能够更加准确地估算Q₁₀。(2)较多的研究发现难分解有机碳的Q₁₀大于易分解有机碳的Q₁₀,但也有研究发现难分解有机碳的Q₁₀并不比易分解有机碳的Q₁₀高,这主要是由于土壤有机碳库的异质性造成的。(3)团聚体和矿物吸附保护通过改变底物有效性或者反应位点的底物浓度来影响土壤有机碳分解的温度敏感性。(4)微生物的生理特性、群落组成和结构也会对温度敏感性造成影响,温度变化会造成土壤微生物群落组成及其相关生理特征的变化,进一步引起相关功能基因丰度的改变,从而改变有机碳分解的温度敏感性。土壤有机碳分解及其温度敏感性是全球气候变化对碳循环影响研究中很重要的一部分,对它的精确估算有利于完善全球气候变化模型,对准确预测未来全球气候变化具有重要意义。     

有机物添加对山西太岳山油松林土壤呼吸及碳组分的影响

【目的】 探讨添加不同类型有机物对油松林土壤有机碳组分及土壤呼吸的影响,为预测山西太岳山油松林生态系统中土壤的碳收支平衡提供参考。【方法】 采用随机区组设计,以山西太岳山油松林地表的平均自然凋落物量为标准,向油松林地0~20 cm土壤中分别添加生物炭(BC)、玉米秸秆(JG)、辽东栎叶(LD)和油松叶(YS)等4种类型有机物,使用LI-8100 CO₂通量全自动测量系统对有机物添加条件下的土壤呼吸速率进行连续测定,并对各处理的土壤有机碳(SOC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化碳(ROC)、可溶性有机碳(DOC)含量进行监测,结合土壤呼吸与土壤有机碳及其组分之间的关系,探讨添加有机物对山西太岳山油松林土壤呼吸及碳组分的影响。【结果】 ①向土壤中添加BC显著降低了土壤呼吸速率,添加JG后土壤呼吸速率较CK显著提高了11.67%。,其余处理与CK差异不显著。在2014年7—11月和2015年5—10月,不同添加物处理间土壤呼吸速率从大至小表现为JG>LD >YS>CK。②有机物添加下土壤SOC含量随时间的增加有上升的趋势,在2014年8月,添加JG后显著提高了土壤SOC、MBC、ROC、DOC含量,添加BC显著提高了土壤MBC含量,添加LD和YS显著提高了土壤SOC和MBC含量。在2014年10月,添加JG显著提高了土壤SOC、MBC、ROC、DOC含量,添加LD显著提高了土壤MBC和ROC含量,添加YS显著提高了土壤SOC、MBC含量。在2015年3月,添加JG显著提高了土壤SOC、MBC和ROC含量,添加LD显著提高了土壤ROC含量。2015年5月,添加JG显著增加了土壤MBC含量。③与对照相比,添加BC后土温10 ℃时的土壤呼吸速率(R₁₀)显著降低了18.01%,添加YS后R₁₀显著增加了30.88%,添加其他有机物对温度敏感性系数(Q₁₀)和R₁₀没有显著影响。④土壤呼吸速率与土壤温度、SOC、MBC、ROC和DOC含量显著正相关。【结论】 添加有机物显著影响土壤碳动态和土壤温湿度,这些都会对土壤CO₂排放产生显著影响,添加JG对土壤有机碳及其碳组分的提高效果最显著,但土壤呼吸速率最高,不利于碳的储存;添加LD可增加土壤活性有机碳含量,短期内可明显改善土壤有机碳库质量;添加BC可在短期内提高土壤微生物生物量碳含量,并显著降低土壤呼吸速率,减少土壤CO₂排放的效果最好。     

Prolonged suppression of ecosystem carbon dioxide uptake after an anomalously warm year

Terrestrial ecosystems control carbon dioxide fluxes to and from the atmosphere through photosynthesis and respiration, a balance between net primary productivity and heterotrophic respiration, that determines whether an ecosystem is sequestering carbon or releasing it to the atmosphere. Global and site-specific data sets have demonstrated that climate and climate variability influence biogeochemical processes that determine net ecosystem carbon dioxide exchange (NEE) at multiple timescales. Experimental data necessary to quantify impacts of a single climate variable, such as temperature anomalies, on NEE and carbon sequestration of ecosystems at interannual timescales have been lacking. This derives from an inability of field studies to avoid the confounding effects of natural intra-annual and interannual variability in temperature and precipitation. Here we present results from a four-year study using replicate 12,000-kg intact tallgrass prairie monoliths located in four 184-m(3) enclosed lysimeters. We exposed 6 of 12 monoliths to an anomalously warm year in the second year of the study and continuously quantified rates of ecosystem processes, including NEE. We find that warming decreases NEE in both the extreme year and the following year by inducing drought that suppresses net primary productivity in the extreme year and by stimulating heterotrophic respiration of soil biota in the subsequent year. Our data indicate that two years are required for NEE in the previously warmed experimental ecosystems to recover to levels measured in the control ecosystems. This time lag caused net ecosystem carbon sequestration in previously warmed ecosystems to be decreased threefold over the study period, compared with control ecosystems. Our findings suggest that more frequent anomalously warm years, a possible consequence of increasing anthropogenic carbon dioxide levels, may lead to a sustained decrease in carbon dioxide uptake by terrestrial ecosystems.     

降水量变化对内蒙古温带典型草原生态系统碳交换的影响

在全球变化的背景下,内蒙古草原生态系统的降水量可能增加或者减少.迄今,降水量的改变对该区域草地生态系统碳交换的影响我们还知之甚少.为此,本研究通过完全控水防雨棚,开展了降水梯度实验,探究该生态系统碳交换(ecosystem carbon exchange)随降水量变化的响应轨迹.结果表明:随着生长季降水量从100mm增加到500mm,净生态系统碳交换(net ecosystem exchange,NEE)、生态系统呼吸(ecosystem respiration,ER)和生态系统总生产力(gross ecosystem productivity,GEP)均显著提高,这些过程均表现为明显的非线性响应.NEE、ER和GEP的饱和点对应的降水量分别为350mm,200mm和275mm.从响应率的变化斜率看,降水量减少(275mm的处理)的效应显著强于降水量增加(275mm的处理)的效应.变异来源分析说明,随着降水量的改变,群落生物量是草原生态系统碳交换的首要影响因素,可以解释NEE、ER和GEP变异的30.89%、41.90%和40.60%,而土壤含水量和土壤温度只能解释NEE、ER和GEP变异的11.51%、7.78%和9.28%.上述结果为我们理解和预测未来降水变化对内蒙古温带典型草原生态系统碳交换的影响提供了依据.     

青藏高原高寒草甸不同海拔梯度上增温和优势植物物种去除对生态系统碳通量的影响

在青藏高原高寒草甸的两个海拔梯度(3200 m 和 4000 m)上开展实验, 研究增温和优势植物物种去除对净生态系统CO₂交换量(NEE)、生态系统呼吸(ER)和生态系统总初级生产力(GEP)的影响。结果表明: 在2017年生长季, 两个海拔的GEP均高于ER, 表明这两个生态系统在生长季均表现为碳汇。低海拔(3200 m)的增温对生态系统C通量没有显著的作用, 原因可能是增温引起的水分限制。在较湿润的高海拔(4000 m)地区, 增温显著提高了生态系统C通量, 平均而言, 增温引起的GEP增加量(2.30 mg CO₂/(m²·s))高于ER (0.62 mg CO₂/(m²·s)), 导致NEE增加。两个海拔优势植物物种的去除对生态系统C通量均没有显著的作用, 原因可能是剩余物种的补偿作用, 因为去除处理对两个海拔的地上生物量(AGB)和地下生物量(BGB)的影响都不显著。增温和优势物种去除对两个海拔生态系统C通量没有显著的交互作用。研究结果揭示土壤湿度在调节高寒草甸生态系统C通量对气候变暖响应方面的重要性, 单一优势植物物种的去除可能不会对物种丰富的生态系统C通量产生较大的影响。     

Experimental study on soil respiration of temperate grassland in China

Understanding of CO2 source and sink characteristics of terrestrial ecosystem is one of the most critical prob-lems at present, but till now, most studies concerning the natural terrestrial ecosystem carbon cycle are concentrated on the forest ecosystem. Not enough attention is paid to the natural grassland, especially to the temperate natural grassland, whose area is almost equal to that of tropical forest in the world. Little is known about the role of the grassland, which takes about 25% of…     

温度与土壤含水量对阔叶红松林土壤呼吸影响

采用静态封闭箱式技术对长白山阔叶红松林土壤CO2的排放通量进行一年的观测，通过多元回归分析了土壤CO2排放速率与8环境因子间的关系。结果表明：土壤CO2排放通量与土壤5cm温度和0．20cm平均土壤含水量（体积比）呈显著止相关。上壤呼吸与温度和含水量分别表现出幂函数和指数关系。土壤温度和含水量显著影响土壤呼吸的变化。当土壤含水量（体积百分比）大于25％时，土壤呼吸Q10值从1．14（含水量〈25％）降低到1．09（含水量〉25％）。在土壤含水量固定不变时，土壤温度能反映土壤呼吸的86％的变化。当土壤温度固定不变时，土壤含水量能反映土壤呼吸的32％的变化。建立土壤呼吸温度幂函数和含水量指数关系的非线性双因子模型。温度和水分双因于土壤呼吸模型能反映森林土壤呼吸的91％的时空变化。土壤呼吸温度和水分双因子模型估算的年土壤CO2排放通量比土壤呼吸口Q10幂函数模型估算值高11％。     

哀牢山中山湿性常绿阔叶林与人工茶园土壤呼吸的季节变化

利用Li-840 CO2气体分析仪,测定并分析了哀牢山中山湿性阔叶林和具有30 a历史的茶园的土壤呼吸季节变化特征。结果发现:在干季,土壤呼吸速率表现为茶园显著大于阔叶林,而在湿季,茶园略小于阔叶林,从全年结果看茶园略大于阔叶林;茶园的土壤温度和土壤含水量均显著大于阔叶林;通过土壤温度和土壤水分的双因子模型,得到土壤温度和土壤水分对茶园和阔叶林的土壤呼吸变化解释率分别为49.6%和70.7%;土壤呼吸的温度敏感性表现为茶园小于阔叶林;茶园土壤有机质碳、氮量显著小于阔叶林,而在土壤质量密度、pH、磷和钾含量方面,则茶园显著大于阔叶林。     

Static opaque chamber-based technique for determination of net exchange of CO<Subscript>2</Subscript> between terrestrial ecosystem and atmosphere

Terrestrial carbon cycling is one of the hotspots in global change issues. In this paper, we presented the rationale for determination of net exchange of CO₂ between terrestrial and the atmosphere (NEE) and the methods for measuring several relevant components. Three key processes for determination of NEE were addressed, including the separation of shoot autotrophic respiration from total CO₂ emissions of the ecosystem, the partition of root respiration from soil CO₂ efflux, and the quantification of rhizodeposition C from NPP. With an understanding of the processes involved in the CO₂ exchange between terrestrial and the atmosphere, we estimated NEE of rice ecosystem in Nanjing based on field measurements of CO₂ emissions and several relevant biotic components as well as abiotic factors. The field measurements of CO₂ emissions were made over the rice-growing seasons in 2001 and 2002 with the static opaque chamber method. Calculations indicated that the seasonal pattern of NEE is comparable for two seasons. Either net carbon emission or fractional carbon fixation occurred during 3 weeks after rice transplanting and thereafter net carbon fixation appeared with an increasing trend as rice growing. Higher net carbon fixation occurred in the rice developmental period from elongating to heading. A decline trend in the fixation was documented after rice heading. The mean daily NEE was -6.06 gC·m⁻² in 2001 season and -7.95 gC·m⁻² in 2002 season, respectively. These values were comparable to the results obtained by Campbell et al. who made field measurements with the Bowen ratio-energy balance technique in irrigated rice, Texas USA. Moreover, the mean daily NEE in this study was also comparable to the values obtained from a Japanese rice paddy with the eddy covariance method under the similar water regime, either drainage course or waterlogged. It is concluded that NEE determined by the static opaque chamber method is comparable and in agreement with those measured by Bowen ratioenergy balance and eddy covariance methods.     

基于光能利用率集成模型的GPP估算不确定性研究

为探究全球及区域尺度总初级生产力(GPP)及其模型模拟的不确定性来源,基于广泛使用的光能利用率模型的算法结构,搭建多算法集成模型,结合气象再分析数据和卫星遥感数据,模拟全球及区域尺度总初级生产力,并使用方差分析方法对模拟结果的不确定性来源进行量化研究.结果表明:1)集成模型与基于通量观测升尺度(FLUXCOM)的GPP...     

Species-diversified plant cover enhances orchard ecosystem resistance to climatic stress and soil erosion in subtropical hillside

Naturally occurring plants in agroecosystem evidently play an important role in ecosystem stability. Field studies on the ecological effects of native plants conserved in orchard and their resistance to adverse climatic stress, and soil erosion were conducted from 1998 to 2001 in a newly developed Changshan-huyou (Citrus changshan-huyou Y.B. Chang) orchard. The experimental area covered 150 ha in typical red soil hilly region in southeastern China. The experimental design was a randomized complete block with six combinations of twelve plant species with four replications. All species used were native in the orchard. Plots were 15 x 8 m2 and separated by 2 m buffer strips. Precipitation, soil erosion in rainstorm days and aboveground biomass of plant community when rainstorm days ended, soil temperature and moisture under various plant covers during seasonal megathermal drought period, antiscourability of soil with different root density under various simulated rainfalls were measured. Plant cover significantly decreased the daily highest and mean soil temperature and its daily variation in hot-drought season, but there was no significant difference of the alleviation among various plant covers. Plant covers significantly increased the soil moisture in seasonal megathermal drought period. Better moisture maintenance and soil erosion reduction was found when the plant species numbers in cover plant communities increased from one to eight. Higher root density in plant communities with higher species richness increased significantly the antiscourability of the soil. It was suggested that conserving plant communities with diversified native species could produce the best positive ecological effects on citrus orchard ecosystem stability.     

气候变化对中国北方季风区生态系统总初级生产量的影响评价

利用中国北方季风区121个地表气象观测站2000-2013年逐日气温和降水资料及MODIS遥感8天平均总初级生产量数据(MOD17A2), 分别建立了14年内8天累积平均、最低、最高气温和降雨量与累积总初级生产量的线性气候相关模型。基于模型所得区间的阈值和参数, 计算区域模式RSM本底时期10年(1996-2005年)及未来 10年(2041-2050年)两种排放情景RCP4.5和RCP8.5下, 森林、草地和农田生态系统总初级生产量累积开始日期、累积时期、累积结束日期及累积速率变化, 分析平均、最高、最低气温和降水量变化对总初级生产量累积的影响, 并综合评价气候变化对生态系统总初级生产量累积的影响。结果表明: 平均气温和最低气温对总初级生产量的模拟精度高于最高气温和降雨量; 总初级生产量累积开始和结束日期对4 类气候因子的变化均较敏感, 而累积时期和累积速率仅对平均气温和最高气温的变化较敏感; 未来气候变化将延长累积时期, 增加累积速率, 并提高总初级生产量。