基于BaPS系统的旱地土壤呼吸作用及其分量确定探讨

应用气压过程分离(BaPS)方法研究了大豆和玉米种植下土壤呼吸速率及其分量的动态变化,并同时用气相色谱仪分析了实验期间BaPS系统内的CO2气体浓度,对2种方法测定的土壤呼吸速率进行了比较.结果表明:(1)BaPS方法与气相色谱测得的土壤呼吸速率具有一致性和可比性;(2)大豆田根区土壤呼吸速率随根系生长有明显的季节变化,速率为(29.8±6.4)mg·kg-1·d-1(以C计),非根区土壤呼吸速率在整个生长季数值较低并且季节变化不明显,为(14.4±5.1)mg·kg-1·d-1(以C计);玉米种植下土壤呼吸有类似的规律,差别在于玉米根系生物量比大豆大,呼吸速率也高,根区呼吸速率为(70.8±38.6)mg·kg-1·d-1(以C计),非根区为(18.1±8.7)mg·kg-1·d-1(以C计);(3)根起源呼吸是土壤呼吸的重要组成部分,根区与非根区土壤呼吸速率的差值可以认为来自于根系活动,研究发现大豆田根起源呼吸占土壤呼吸的50%,玉米田根起源呼吸占到69%;(4)利用根起源呼吸与根系生物量的相关关系,得到大豆根起源呼吸系数为0.048mg·mg-1·d-1,玉米的根起源呼吸系数较小为0.042mg·mg-1·d-1.     

官厅水库周边不同土地利用方式下氮、磷非点源污染模拟研究

利用小型人工降雨模拟器 ,选择官厅水库周边 4种典型土地利用类型 ,通过进行天然大暴雨实验 ,研究了氮、磷随暴雨径流及径流沉积物的迁移过程 ,同时估算了总氮、总磷在不同土地利用方式下的流失速率 .研究结果表明 ,在相同降雨条件下 ,4种土地利用类型的产流量和沉积物产生量大小顺序均为 :不施肥菜地 >葡萄果园 >施肥玉米地 >海棠果园 ,产流量和沉积物流失量成显著正相关 .氮、磷流失速率和流失量随土地利用类型的不同表现出明显差异 ,地表径流水相TN、TP的流失大小顺序为葡萄果园 >施肥玉米地 >海棠果园 >不施肥菜地 ,其中大部分是以悬浮颗粒态形式流失 .单位面积表层 10cm土壤氮、磷流失量分别高达 17.5 3～ 41 14g·m- 2 和 1 99～ 14 2 5g·m- 2 ,其中随径流沉积物相迁移的氮、磷占绝大部分 .地表径流水相氮、磷的流失速率分别在 2 5 9～ 4 47mg·m- 2 ·min- 1 和 0 43～ 0 63mg·m- 2 ·min- 1 之间 ,而径流沉积物相氮、磷流失速率则分别高达 3 86 42～ 13 61 76mg·m- 2 ·min- 1 和 2 10 5 6～ 5 3 0 19mg·m- 2 ·min- 1 .     

三江平原稻田CO2通量及其环境响应特征

基于涡度相关技术,于2004年生长季对三江平原稻田CO2通量进行了观测.结果表明,CO2通量日变化特征明显;月平均的CO2通量日变化幅度很大,6～9月,夜间最大净排放通量分别为0.23,0.23,0.18,0.12mg/(m2·s);白天最大净吸收通量分别为-0.14, -0.68, -0.66, -0.22mg/(m2·s).白天CO2通量的变化与光合有效辐射明显相关,并且逐月变化.利用摩擦速度(U*)的阈值进行筛选,夜间通量与温度之间无明显相关,同期观测的静态箱法结果表明,夜间通量与空气和土壤温度相关,整个生长季,生态系统从大气中吸收的C为5.30t/hm2.     

稻田CO2通量对光强和温度变化的响应特征

采用涡度相关法对我国亚热带稻田生态系统CO2通量进行了连续监测,并对CO2通量随光强和温度变化的响应特征进行了分析.结果表明,白天稻田生态系统CO2通量对光强的响应过程可以用直角双曲线方程进行描述.随光强的增加,CO2通量(绝对值)呈增加趋势,当光强大于1 000μmol/(m2·s)时,CO2通量变化比较稳定.早、晚稻间以及不同生育期水稻的光量子利用效率和最大光合速率存在一定的差异.晚稻的光量子利用效率(0.046 5～0.099 9 μmol/μmol)高于早稻(0.0176～0.0541μmol/μmol),并以水稻生长旺盛期的光量子利用效率和最大光合速率最高.夜间稻田生态系统呼吸速率随土壤温度的升高呈指数增加,5 cm土层温度可以作为反映稻田呼吸速率变化的温度指标.早稻生长季生态系统呼吸对温度的变化明显较晚稻生长季更为敏感.     

内蒙古温带草原羊草叶片功能特性与光合特征对外源氮输入的响应

以内蒙古锡林河流域羊草草原典型植被羊草(Leymus chinensis)为研究对象,探讨了4个不同氮素输入水平(0、5、10和20g·m-·2a-1)下羊草叶片功能特性与光合特征的响应,并分析了外源氮输入背景下草地生态系统固碳潜势的变化.结果表明:中等水平施氮(10g·m-·2a-1)显著增加了羊草叶面积、叶绿素相对含量、叶氮浓度与净光合速率,但与中氮相比,高氮(20g·m-·2a-1)输入下却有所下降;施氮不仅对叶片净光合速率有一定程度的促进作用,而且延长了光合作用高峰期的持续时间;随着氮素添加梯度的增加,羊草叶片蒸腾速率降低,瞬时水分利用效率增高,气孔导度增大,胞间CO2浓度逐渐减小.从光合固碳的角度来看,适量的外源氮素输入有利于草地生态系统固定更多的CO2.     

鹅掌柴对室内空气的净化作用研究

为探讨鹅掌柴对室内空气的净化作用,对鹅掌柴在不同CO2浓度下的光响应曲线进行测定与分析.结果表明:(1)在光合有效辐射为0～1 200 μmol·m-2·s-1范围内,当CO2浓度为1 200 μmol·mol-1时,鹅掌柴的Pn值最大,CO2浓度800 μmol·mol-1时,Pn值最低, 在光强1 200～2 000 μmol·m-2·s-1范围内,CO2浓度为1 200 μmol·mol-1时,鹅掌柴的Pn值最大,在CO2浓度400 μmol·mol-1时,Pn值最低;(2)当光强为0～1 200 μmol·m-2·s-1,CO2浓度为400 μmol·mol-1时,鹅掌柴的Tr最大,在CO2浓度为800 μmol·mol-1时,Tr值最小值,当光强为1 200～2 000 μmol·m-2·s-1时,鹅掌柴的Tr在CO2浓度1 200 μmol·mol-1时达到最大值,在CO2浓度400 μmol·mol-1时达到最小值.鹅掌柴的Gs和Ci出现与此类似的趋势.这表明在不同光合有效辐射范围内,鹅掌柴的净光合速率和蒸腾速率相对环境CO2的改变会有不同的适应能力.     

不同类型凋落物对土壤有机碳矿化的影响

通过实验室凋落物培养试验,对南京紫金山地区4种典型植被凋落物的分解差异进行了比较研究.结果表明,含凋落物土壤有机碳矿化包含快速分解和缓慢分解2个过程,前者日均分解量大持续时间短,后者与之相反.4种含凋落物土壤在培养初期矿化速率迅速达到最大,大小依次为狗牙根凋落物土壤(CK+BMD) (23.88±0.62) mg·d^-1、马尾松凋落物土壤(CK+PML)(17.93±0.99) mg·d^-1、麻栎凋落物土壤(CK+QAC) (15.39±0.16) mg·d-1和青冈栎凋落物土壤(CK+CGO)(7.26±0.34) mg·d^-1,相互间差异均达到显著水平(p<0.05),此顺序与凋落物初始化学元素组成关系不明显.培养3个月,含凋落物土壤有机碳累积矿化量分别为：(CK+BMD)(338.21±6.99) mg、 (CK+QAC)(323.48±13.68) mg、 (CK+PML)(278.34±13.91) mg和(CK+CGO) (245.21±4.58) mg.从凋落物自身分解率分析,4种凋落物在培养期间共释放了198.17～297.18 mg的CO₂-C,占到加入凋落物中有机碳总量的20.29%～31.70%.对有机碳矿化速率和累积矿化量变化趋势分析后发现,乘幂曲线模型能很好地描述其变化,且相关性较好.     

青藏高原高寒灌丛暖季CO2地-气交换特征

 利用涡度相关技术对青藏高原高寒灌丛CO₂通量进行连续观测,并以2003年7、8月份为例,对高寒灌丛暖季CO₂通量变化模式及其主要气候影响因子进行了分析.结果表明,7、8月青藏高原高寒灌丛日平均净生态系统CO₂交换(NEE)分别为-7.17,-7.26g/(m²·d);最高日NEE分别为-11.00,-12.09g/(m²·d).暖季高寒灌丛生态系统NEE日变化波动极为明显,8:00～19:00为CO₂净吸收阶段,峰值一般出现在12:00左右,最大值为-1.72g/(m²·h)(7月份)、-1.63g/(m²·h)(8月份).19:00～次日8:00为CO₂净释放,最大值为0.69g/(m₂·h)(7月份)、0.86g/(m²·h)(8月份).在主要气候因子中,光合有效辐射(PAR)与NEE变化呈显著正相关,但PAR达到1000μmol/(m²·s)以后,随着PAR进一步升高,NEE有下降趋势.就温度而言,白昼(7:00～20:00)NEE变化与温度无显著关联,而夜间(21:00～次日6:00)温度与NEE变化呈显著正相关.     

亚热带稻田生态系统CO2通量的季节变化特征

为估算和评价稻田生态系统碳源/汇强度及其对大气CO2浓度变化的贡献,研究了稻田生态系统与大气间CO2交换通量的季节变化特征及其影响因素.采用涡度相关技术对我国亚热带稻田生态系统CO2交换通量进行了连续监测,在数据剔除、校正和差补的基础上,对瞬时CO2通量值进行计算求得日CO2通量值和年CO2通量值,并对CO2通量季节变化及其与主要气象因子的关系进行了探讨.结果表明,稻田生态系统光合吸收CO2通量(GPP)、呼吸排放CO2通量(Reco)和净吸收CO2通量(NEE)的季节变化均呈6～9月较高,1～5月和10～12月较低的对称分布.其中5～9月水稻生长时期的NEE总量占年总量的80%以上,对年NEE总量起决定性作用.光合有效辐射(PAR)和日平均气温(Ta)是GPP与NEE季节变化的最主要影响因子,二者与GPP和NEE分别存在显著的二元线性关系.年净吸收CO2总量为2475.6g/(m2·a),这表明我国亚热带稻田生态系统是大气CO2的汇.     

库布齐沙漠油蒿灌丛土壤呼吸速率时空变异特征研究

利用Li-840红外气体分析仪和Li-6400-09土壤呼吸气室组装而成的动态密闭土壤呼吸测定系统,于2006年生长季对内蒙古库布齐沙漠油蒿(Artemisia ordosica)生态系统2种不同类型土壤的土壤呼吸速率进行了野外测定,分析了日动态、季节动态及其对环境因子的响应,并阐述了油蒿灌丛空间异质性的特征.结果表明,油蒿灌丛的土壤呼吸速率日动态呈单峰曲线,在12:00左右有最大值.在适宜的水分和温度条件下,生长季里土壤呼吸速率在7～8月份出现最大值.土壤呼吸速率的季节动态与土壤含水量有显著的相关关系,表明水分是限制生长季干旱区灌丛土壤呼吸的最重要因子,分别可以解释油蒿冠幅下土壤和裸地的土壤呼吸速率2006年主要生长季节(5～9月)变化的75%和77%.油蒿灌丛土壤呼吸速率在空间尺度上存在着显著的异质性.油蒿冠幅覆盖下的土壤呼吸速率季节平均值为(155.58±15.20) mg·(m²·h)^-1,要显著地大于灌丛间裸地的数值(110.50±6.77) mg·(m²·h)^-1.2种不同类型土壤的土壤呼吸速率是由于根生物量的差异引起的,根生物量可以解释2006年生长季库布齐油蒿灌丛土壤呼吸速率空间异质性的43%.结果表明,在植被覆盖度异质性较大的灌丛生态系统中,要准确定量生态系统碳的释放时,必须充分考虑小尺度上土壤呼吸的空间异质性.     

Ecodynamic models accounting for the changes in lake ecosystem

ＥｃｏｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｓａｃｏｕｎｔｉｎｇｆｏｒｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｉｎｌａｋｅｅｃｏｓｙｓｔｅｍＺｈａｎｇＹｏｎｇｚｅ，ＨｕａｎｇＣｈｕａｎｙｏｕ，ＷａｎｇＸｕａｎＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＨｙｄｒａｕｌｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｉｃｈｕ...     

稻田生态系统O3干沉积特性及其对气孔吸收的贡献

选择江苏省南京市南京信息工程大学永丰农业气象试验站水稻种植区站点,实时观测气象因子、O₃浓度、干沉积通量、沉积速率.基于课题组在本地修正过的水稻气孔导度模型量化O₃干沉积通量在气孔与非气孔通道的分配特征.结果表明：整个水稻观测期间,O₃干沉积速率与通量在夜间变化平缓,白天变化剧烈,均值分别为0.34cm/s与-0.0049μmol/（m²·s）,峰值则分别出现在08：30与12：30.此外,水稻生长季期间平均日累积O₃总通量、气孔通量与非气孔通量分别为0.40,0.14,0.26mmol/（m²·d）,其累积值分别为27.8,9.8,18.0mmol/m².平均O₃气孔通量和非气孔通量所占总O₃通量的比例分别为34.0%和66.0%,其中白天的比例分别为49.0%与51.0%.     

Four ecosystem principles for an industrial ecosystem

The industrial system operates through different principles of system development than the ecosystem. Industrial ecology can be a fruitful metaphor for facilitating the development of industrial systems toward the principles of system development of ecosystems. In this paper the industrial ecosystem analogy includes the four ecosystem principles of roundput, diversity, locality and gradual change.     

生态系统服务价值评估

<正>从承认生态系统服务的存在,到认识到生态系统服务不是免费的,这是人类认识的进步。著名生态环境学专家Robert Costanza博士认为从大自然获取的产品是基于获取成本而进入市场交易的,如看似无限且坚不可摧的森林、草原、河流和海洋等自然产品的价值都应该计入成本之中。由他带领的来自不同学科领域的13位研究人员团队试图评估17种生态系统服务的价值,并于1997年5月将研究结果发表在《自然》杂志上。Robert Costanza研究团队的基本论点是生态系统服务是可以     

The ecosystem and autonomy: A reconsideration of the ecosystem concept (I)

A critical review of the development of the ecosystem concept is presented in this paper. An attempt to define the concept is discussed in details with reference to autonomy.     

从生物群落到生态系统综合保护：国家公园生态系统完整性保护的理论演变

自然保护事业已经进入人与自然和谐的综合保护阶段,突破传统生物群落保护的要素式思维,从生态特征、生态系统健康和自组织能力等视角系统实施生态系统完整性保护,已基本成为共识。中国经历了长期部门化割裂管理,在国家公园体制建设过程中开始由分散走向统一,要求将山水林田湖草作为生命共同体进行生态系统完整性保护。基于集合种群等空间生态学理论,提出国家公园生态系统完整性不仅意味着内部自然空间的完整,更需着眼国家生态安全的大局和自然保护地体系的战略布局。国家公园只有成为生态地理区的节点并辐射周边区域,有效平衡行政区域之间以及人与自然之间的关系,才能真正实现完整生态系统的长效保护。目前,国内既有研究在指导全域布局和平衡人地关系方面仍考虑不足,试点过程中还存在管理型技术方法欠缺、空间边界受限于行政边界、未能从全局着眼构建以国家公园为核心的生态系统完整性网络、未充分考虑差异化的人地关系等问题。未来需要着眼大局,有效平衡国家公园及其周边区域的关系、不同行政区域之间的关系、国家公园人与自然的关系,从而实现生态系统完整性的长效保护。     

小尺度潮间带生态系统遥感综合评估方法构建

基于遥感技术,将生态系统格局、质量及服务功能等3方面集成起来,考虑尺度、受益者需求后,构建了小尺度潮间带生态系统遥感综合评估方法,解决了生态系统评估尺度转换及生态系统系统性评估弱的问题.基于构建的评估方法,以辽宁省双台子河口潮间带生态系统为研究区,定量评估了其在1990~2016年间的生态系统状况及变化趋势,结果表明研究区生态系统综合评估状况以差等级和中等级为主,有13.1%的像元呈显著减弱趋势,6.9%的像元呈显著增加趋势.综合评估结果能够定量反映研究区各地物类型的生态系统时空差异,符合受益者感受,并与前人研究成果一致,表明构建的生态系统综合评估方法具有可行性与应用潜力.     

基于复杂网络的海洋生态系统压力影响量化方法及应用

海洋生态系统压力、状态与生态系统服务因素的识别及影响关系分析是实施基于生态系统海洋管理的前提和基础。基于对压力-状态-生态系统服务三者网络化影响关系的认识,本文引入DEMATEL（decision making trial and evaluation laboratory technique）方法并与DPSER（driver-pressure-state-ecosystem service-response）概念模型结合,进行海洋生态系统压力对状态与生态系统服务影响问题的量化研究。首先对研究范围确定、概念模型选择、分析要素确定及DEMATEL量化方法进行了简要介绍,并对实施基于生态系统海洋管理过程中的压力管理和状态监测等问题进行了探讨。尔后,利用美国南佛罗里达州MARES研究计划提供的相关数据进行了模型的实证分析,结果显示本文方法能够更加系统和全面地反映三者之间的影响关系,多种类型的计算指标可以为基于生态系统海洋管理的有效实施提供有效支撑。     

全球化的生态圈

治理禽鸟之疫,全球在行动 德国汉诺威大学植物地理学学院的Gian-RetoWalthe教授,在研究全球变暖引发的生态变化模式时指出：蝴蝶、鸟类可以轻易地飞越国界,迁徙到新的栖息地,它们是全球变暖和生态环境改变的最敏感的指示物种之一（《New Scientist》,2003.3）.他的研究成果,可以让我们用来检验近几年频发的禽鸟疫情背后,承托的禽鸟生态圈的变化.     

Carbon accumulation through ecosystem recovery

A market has emerged for carbon sequestered through reforestation. The opportunity to restore ecosystems through this market rather than establish plantations is demonstrated by an Australian case study. In the state of Queensland there are vast areas that have been cleared relatively recently and could be restored to ecosystems with high resilience and important biodiversity values with appropriate management. In order to foster opportunities for carbon accumulation through ecosystem recovery spatially explicit information on sequestration rates, management recommendations, and clear definitions of ancillary biodiversity benefits need to be defined.