广东省自然物候对气候变暖的响应

利用广东省气象观测网14个观测站点1982年以来自然物候观测资料和气温资料,对广东省近30年木本植物木棉、苦楝和动物蚱蝉物候在气候变暖过程中的变化进行分析。结果表明：近30年广东省木本植物、动物春季物候期明显提前,植物、动物春季物候期的提前与推迟对温度的上升与下降的响应是非线性的。木本植物春季物候期、动物春季物候期分别与2—3月平均温度、3—4月平均温度有明显的负相关。动物春季物候期与物候期间〉10℃有效积温也有明显的负相关。预估到2020年我省木本植物春季物候期、动物春季物候期将分别提前2.9、2.2 d。     

基于PSR的生态安全演变对气候变暖的响应

近50多年来南宁市气候变化总趋势在逐渐变暖,80年代中期开始变暖明显,增幅加大.对气候变暖明显的近20 a,根据压力-状态-响应概念模型,构建了一个城市生态安全评价指标体系和综合评价模型,对南宁市生态安全的现状和发展趋势做出了评价.分析结果表明,虽然南宁市的总体生态安全状况得到一定程度的改善,但是随着气候变暖引起的旱涝灾害日趋分布不均,资源环境压力不断恶化,而人文响应指标趋于稳定平缓的阶段,如果不引起足够的重视,这势必给城市的社会经济发展及生态环境改善带来不利影响.     

三江平原湿地岛状林CH4和N2O排放通量的特征

利用静态箱-气相色谱法对三江平原湿地岛状林生长季N2O、CH4的排放通量进行了为期4个月的原位测定,分析了三江平原湿地岛状林CH4、N2O排放通量的季节特征,并初步探讨了CH4、N2O排放通量与温度和土壤水分的关系.湿地岛状林CH4、N2O通量均呈现出明显的正负交替的变化特征, 通量范围分别为-560.45～706.35 μg/(m2·h)和-28.87～43.59 μg/(m2·h), 季节均值分别为41.88 μg/(m2·h)和11.56 μg/(m2·h).结果表明, 湿地三江平原湿地岛状林土壤是CH4和N2O的汇.相关分析表明,CH4和N2O的排放与箱内温度具有弱相关性.土壤水分是影响湿地岛状林土壤CH4吸收、排放关系的重要因素, 而土壤的干湿交替能促进岛状林土壤N2O的排放.     

海拔梯度模拟气候变暖对高山森林土壤微生物生物量碳氮磷的影响

土壤微生物生物量在陆地生态系统碳氮磷循环中起着重要作用,是森林生态系统物质循环和能量流动的重要组成部分.以青藏高原东缘的川西高山森林土壤为研究对象,将暗针叶林土壤(3 900 m)沿海拔上移到高山林线(4 000 m),模拟气候变暖对土壤有机层和矿质土壤层微生物生物量的影响.结果表明,海拔上升导致土壤温度升高,但增温并未对雪被期高山森林土壤微生物生物量及其比值产生显著影响.方差分析表明,土壤层次对微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量磷(MBP)影响都极显著(P0.01),对MBC/MBN、MBN/MBP影响显著(P0.05),雪被不同时期对MBN、MBP、MBC/MBN、MBC/MBP、MBN/MBP影响极显著(P0.01);相关分析表明,MBC、MBN、MBP与土壤温度和土壤湿度呈现显著正相关(P0.05);MBN、MBP与冻融次数之间呈现极显著正相关(P0.01);MBC/MBN、MBN/MBP、MBC/MBP与温度和雪被厚度呈现极显著正相关(P0.01).从长远来看,未来气候变暖对高山森林生态系统碳氮磷平衡的影响将取决于土壤微生物生物量和群落结构对这些环境因子的响应和反馈.     

气候变暖与干旱复合胁迫对小麦幼苗亚细胞铜、锰动态积累和分布的影响

全球变暖引发的增温、干旱等多重逆境胁迫已威胁到全球粮食安全及人类健康.以小麦（Triticum aestivum）幼苗为研究对象,通过人工气候室模拟实验,探讨增温与干旱复合逆境胁迫下Cu、Mn元素在小麦幼苗亚细胞水平的动态积累及分布影响,旨在探索多重逆境胁迫下,作物在亚细胞层面的矿质养分响应动态及机理.结果显示,随胁迫水平增加,小麦幼苗根、叶部Cu富集均显著下降,根部Mn富集下降,叶部则增加.根、叶部Cu富集系数最低分别下降至对照的0.50和0.31倍;根部Mn富集系数最低下降至对照的0.70倍,叶部Mn最高增加至对照的1.40倍.根、叶部各亚细胞组分Cu含量随胁迫程度增加而降低,根部各亚细胞组分Mn含量均降低,叶部则增加.根、叶部各亚细胞组分Cu分布比例呈波动变化,Mn分布比例相对稳定.随胁迫加剧,Cu的迁移表现为“低促高抑”,Mn则呈增加趋势.综上,气候变暖与干旱复合胁迫可在不同层面对小麦幼苗中Cu、Mn元素的动态累积和分布产生不对等影响,最终可能威胁粮食营养供给平衡;结果可为农业系统科学应对气候变化提供理论参考.（图4表1参39）     

太行山南麓栓皮栎径向生长的海拔差异及其气候响应变化

研究气温突变前后栓皮栎(Quercus variabilis Blume)径向生长海拔差异及其气候响应的变化,可为不同海拔栓皮栎林的养护管理提供参考数据.基于太行山南麓海拔1 507 m和909 m的栓皮栎样地年轮宽度数据,结合树轮序列的差值年表(RES)与气候因子分析两个海拔栓皮栎径向生长在气温突变前后对气候响应的差异,并利用胸高断面积年增长量(BAI)分析两海拔栓皮栎生长速度的差异.结果显示,高海拔栓皮栎的BAI年增长速度[0.63 cm²/(10 a)]高于低海拔[(0.23 cm²/(10 a)],且在温度上升作用下二者差值逐渐增大.在具有明显快速升温变化(1992年)之前,高海拔栓皮栎生长主要与当年2、7月温度显著正相关,低海拔栓皮栎生长则主要与夏季(6-8月)降水呈正相关.快速升温变化之后,高海拔栓皮栎生长与当年7月平均与最低温度由正相关转变为负相关;低海拔栓皮栎生长与当年3月最高温度和7月最低温度由正相关转变为负相关.本研究表明温度升高使两海拔栓皮栎径向生长-气候因子关系发生了改变,温度对树木生长的限制作用增强,升温促使研究区内...     

三江平原小叶章湿地土壤硫的组成与垂直分布

以三江平原小叶章湿地为对象,对比研究了典型草甸小叶章湿地和沼泽化草甸小叶章湿地土壤硫的组成与垂直分布特征.结果表明,在2种小叶章湿地类型中,土壤总硫含量分别为303.39～520.83和303.74～1 219.81 mg·kg-1,平均值为391.62和513.03 mg·kg-1,均低于世界平均土壤硫含量(700 mg·kg-1).硫主要富集在土壤表层,且主要以有机硫形式存在,有机硫占总硫比例约为90%,而在有机硫中,则以碳键硫所占比例最大,占总硫比例分别为45.34%和37.24%.沼泽化草甸小叶章湿地土壤各形态硫含量及其变异性均高于典型草甸小叶章湿地.在2种湿地土壤中各形态硫都具有明显的垂直分布特征和变异性.土壤有机质含量是影响硫含量的重要因素,同时也受到土壤各粒级含量的影响,并且土壤各形态硫含量之间存在一定的相关关系.     

三江平原小叶章湿草甸CH4地-气交换特征

用密闭不透明箱-气相色谱法对三江平原小叶章湿草甸进行了为期2 a的现场观测研究.结果表明三江平原季节性积水的小叶章湿草甸全年CH4排放呈明显的双峰型变化.在非冰冻期(5月至10月)CH4排放通量为0.297～18.914 mg·m-2·h-1, 排放峰值出现在6月和8月、9月;冰冻期(11月至次年4月)CH4排放通量为0.048～2.921 mg·m-2·h-1, 排放低值出现在冬季的12月至次年3月之间,以及发生季节性干旱的7月.冰雪覆盖下的小叶章湿地依然有CH4排放,冰冻期CH4排放量约占全年排放总量的4.94%.在季节性积水或过湿的环境中,小叶章湿草甸CH4排放通量的季节变化主要由温度和土壤水分条件共同控制,其日变化特征表现为白天排放通量大,夜间则小.     

三江平原农田源头排水沟渠截留排水中氮素动态

通过小尺度野外原位试验,研究排水沟渠水体、底泥和植物中氮含量的变化规律.结果表明,随水体停留时间增加,沟渠对水体氮素的净化能力增强,认为停留8d左右较适宜.沟渠对NH4-N的截留率大于TN和NO3--N.渠水停留11d时,4条试验沟渠[氮浓度高、磷浓度低(NHPL),氮浓度高、磷浓度高(NHPH),氮浓度低、磷浓度低(NLPL),氮浓度低、磷浓度高(NLPH)]对NH4+-N的截留率均达100％,对NO3--N的截留率分别为84.63％、84.35％、75.67％和76.14％,对TN的截留率分别为88.02％、89.89％、90.88％和88.53％.试验结束时沟渠表层(0～15 cm)底泥氮含量降低,植物氮累积量远大于进水TN总量,说明植物生长同时吸收了水体、土壤和底泥中的氮,建议在秋季适时收割植物,以避免植物分解导致二次污染.     

近50年来三江平原北部土地利用/土地覆被变化及生态效应分析

土地利用/覆被变化在全球变化中占有重要地位,对于综合模拟和评价环境问题非常重要。区域案例研究方法是土地利用/土地覆被的研究核心,以中尺度的三江平原北部作为研究区域,重建并分析了自1954年以来该地区4个时段的土地利用/土地覆被格局及其时空演化过程,在此基础上重点分析了20世纪50年代以来耕地的开发过程。结果表明1954年到2000年期间,以湿地、草地和林地转换成耕地为该区域土地利用/土地覆被变化的主要形式,耕地面积由占总面积的5.29%上升到51.81%,同时湿地占总面积的52.49%下降到15.71%,并指出人类的农垦活动是湿地减少和生态环境恶化的根本原因。     

排水对三江平原沼泽湿地土壤中化学元素的影响

以三江平原沼泽湿地生态试验站为研究基地 ,选择典型采样点 ,对排水沟土壤、沼泽土壤、沼泽化草甸土壤 (共有 6个采样点 ,2 8个样品 )进行测试 ,分析土样中主要离子 (HCO3- 、Cl- 、NO3- 、SO4 2 - 、Ca2 +、Mg2 +、K+、Na+)含量、重金属 (铁、锰、锌、铜 )含量、营养元素含量、有机质含量以及土壤pH值 ,研究沼泽排水对沼泽土壤中的化学元素含量的影响。研究结果表明 ,排水使沼泽土壤丧失大量的化学元素     

三江平原泥炭沼泽土剖面P、K养分分布特征及影响因素分析

在三江平原湿地植物生长季节 ,选择具有代表性的毛果苔草 -狭叶甜茅 (Carexlasiocarpa Glyceriaspiculosa)湿地发育的泥炭沼泽土为研究对象 ,逐月分层采集土样 ,测定P、K含量 ,同时进行相关环境因子的测量。借助SPSS软件和灰色关联分析技术 ,探讨泥炭沼泽土P、K养分含量特征及影响因子的影响程度。结果表明 :泥炭沼泽土P、K含量在剖面垂直方向具有明显的分层现象 ,P、K含量与土层的二次相关性均较好 ,相关系数除潜育层外均在 0 .94以上。泥炭沼泽土各土层速效P和速效K含量在植物生长季节内均呈明显的动态变化 ,一元三次非线性回归模拟均得到理想的模拟效果。同一环境因子对同一土层全P、全K、速效P或速效K的影响程度各异 ;同一环境因子对不同土层P、K的影响系数也不同 ;因此 ,不同环境因子对同一土层某一对象的影响系数更不相同。     

三江平原小叶章湿地系统硫的输入及输出动态

以三江平原小叶章(Calamagrostis angutifolia)湿地系统为研究对象,应用野外原位观测法研究了小叶章湿地系统硫的大气沉降输入及其输出规律.结果表明大气湿沉降中硫的月均含量变化明显,其原因主要与人类活动、降水强度及频次有关;硫沉降量具有明显的月变化特征,经估算三江平原小叶章湿地硫的年沉降总量(以S计)为113 mg·m-2·a·-1.小叶章湿地H2S、COS的排放通量均具有明显的季节和日变化规律.H2S和COS的平均释放通量(以S计)分别为O.34 μg·m-2·h-1和-0.29μg·m-2·h-1;小叶章湿地系统在生长季向大气排放H2S的量(以S计)为1.42 mg·m-2,从大气吸收COS的量(以S计)为1.83 mg·m-2.小叶章湿地系统硫的输入量远高于硫输出量,其差值为113.41 mg.m-2·a-1,这表明硫在小叶章湿地系统中处于累积状态,湿地存在潜在的酸化趋势.     

挠力河流域农垦开发中居民地景观生态特征的变化

运用G IS、景观格局分析与聚落分析方法定量分析了挠力河流域在快速农垦开发中居民地分布格局的时空变化,探讨了景观格局形成的机制。景观指数分析表明近50 a来居民地面积和数目激增,居民地斑块面积、聚集度增大,表明人类对挠力河流域景观扰动持续增强。在所有背景地类中,居民地与耕地的邻接比例最高。伴随居民地和耕地迅速扩张,两者邻接比例呈上升趋势,两者相互影响越来越大。不同时期居民地扩张强度高值区分布有所不同,主要分布在早期的耕地新增区,1954—2000年挠力河流域居民地扩张高值区最终主要分布于该流域的西部与中部。虽然居民地数目和面积均激增,各居民地之间的距离亦呈缩短趋势,但居民地最近邻点指数表明,近50 a来挠力河流域居民地分布类型一直为随机分布,农垦经济仍占主导地位,人为规划比城镇发达地区薄弱。     

Long-run changes in radiative forcing and surface temperature: The effect of human activity over the last five centuries

We test two hypotheses that are derived from the anthropogenic theory of climate change. The first postulates that a growing population and increasing economic activity increase anthropogenic emissions of radiatively active gases relative to natural sources and sinks, and this alters global biogeochemical cycles in a way that increases the persistence of radiative forcing and temperature. The second postulates that the increase in the persistence of radiative forcing transmits a stochastic trend to the time series for temperature. Results indicate that the persistence of radiative forcing and temperature changes from I(0) to I(1) during the last 500 years and that the I(1) fingerprint in radiative forcing can be detected in a statistically measureable fashion in surface temperature. As such, our results are consistent with the physical mechanisms that underlie the theory of anthropogenic climate change.     

不同施肥模式对华北平原小麦-玉米轮作体系产量及土壤硝态氮的影响

为了探索培育高产粮田的施肥模式,实现氮肥资源的高效利用与环境效益,以华北平原的小麦（Triticum aestivum）-玉米（Zea mays L.）轮作体系作为研究对象,通过2007─2011年4个轮作季,探讨不同的施肥模式对作物产量和土壤硝态氮的影响。试验以处理A（当地传统管理）作为对照,从测土确定施肥量、按作物生长发育明确施肥时期、合理分配各时期的养分配比及增施有机肥等方面改变传统施肥模式,设置3种高产施肥培育模式,分别为处理B（现有高产田推荐管理）、处理C（高肥料投入管理）和处理D（水肥高效管理）,进行田间小区试验。4个轮作季的总产量以处理D为最高,达75430 kg·hm-2,其次是处理C为75166 kg·hm-2,当地传统的产量最低。冬小麦季的吸氮量为处理C和D显著高于A处理,分别高出444.78 kg·hm-2和310.20 kg·hm-2,但与处理B无显著差异;处理D在夏玉米季的吸氮量为776.75 kg·hm-2,显著高于处理A。处理B的氮肥偏生产力值最高为38.21,处理D为36.71,处理A和C均为28.33。各处理经过4个轮作季后,土壤硝态氮均在120-160 cm出现累积峰,A、B、C和D的硝态氮峰值分别为58.65、28.98、105.89、45.29 mg·kg-1。在0-100cm土层,处理B的硝态氮累积量达到144.22 kg·hm-2,显著高于处理A、C、D;所有处理在100-200 cm土层均出现较高的硝态氮累积,处理C高达1021.19 kg·hm-2;0-400 cm的土壤硝态氮累积量分别为724.27、711-92、1324.30、730.70 kg·hm-2。处理A、B、C、D在耕层土壤氮素的表观损失分别为1298.95、653.18、1236.39和718.43 kg·hm-2,处理B、D显著低于处理A、C,D和B间差异不显著。因此,处理D是培育高产的理想施肥模式,合理的施肥量、科学的施肥时期以及有机无机的合理配比是达到高产、提高肥效和环境友好的关键。