滨海湿地盐地碱蓬固碳能力研究——以威海五垒岛湾为例

湿地植物具有较强的固碳功能,在全球碳循环过程中扮演重要角色。在测算盐地碱蓬(Suaeda salsa)生物量、净初级生产力基础上,利用实地测量数据,结合地理信息系统(GIS)技术研究其固碳能力及其空间分布,估算了五垒岛湾滨海盐地碱蓬的总固碳能力、总固碳量。结果表明：五垒岛湾滨海湿地潮间带盐地碱蓬的固碳能力为1 123.95 g/m²,是中国陆地植被平均固碳能力494 g/m²的227.5%,全球植被平均固碳能力405 g/m²的277.5%。潮上带则为460.5 g/m²,年均总固碳量为4 289.9 kg/a。总的来说,五垒岛湾滨海湿地盐地碱蓬固碳能力属于中上水平,但因分布面积不大,总的碳储量较小。     

基于MODIS GPP/NPP数据的三江源地区草地生态系统碳储量及碳汇量时空变化研究

陆地生态系统碳循环研究是全球变化与地球科学研究领域的前沿与热点问题,准确地评估陆地生态系统碳储量和碳汇量是估算未来大气 CO2浓度,预测气候变化及其对陆地生态系统影响的关键。已有相关研究多集中于对区域生态系统碳储量和碳汇量的量的估算,而缺乏针对时间尺度上的变化过程的分析,以及对变化特征空间差异性的分析。本研究基于MODIS NPP数据,结合土地利用数据及土壤有机碳密度分布数据,对三江源地区2000─2010年草地生态系统碳储量时空变化特征进行了分析,同时,基于MODIS GPP数据及China FLUX和America FLUX数据,建立草地生态系统呼吸估算模型,对其碳汇量的时空变化特征进行了分析,以期明确该地区的碳储存能力及其变化过程,为该区域草地生态系统保护和管理提供科学依据。研究结果表明：（1）三江源地区草地生态系统总碳储量为53.38×108 t,平均碳密度为14.94 kg·m-2（以C计）。土壤和植被碳储量分别为53.07×108 t和0.31×108 t,平均碳密度分别为14.85 kg·m-2和86.77 g·m-2。（2）近10多年来,三江源地区草地生态系统多年平均碳汇量为0.4×108 t,单位面积平均碳汇量为86.80 g·m-2·a-1（以C计）,表明该地区草地生态体统是一个碳汇。（3）2000年以来,三江源地区草地生态系统总碳储量及总碳汇量均呈波动增加趋势,碳汇功能有所增强。（4）三江源地区草地生态系统碳储量及碳汇量的空间分布格局及其变化趋势的空间分布均呈现明显的空间差异性。（5）MODIS GPP/NPP数据能够支撑较大尺度草地生态系统碳储量及碳汇量格局与变化趋势分析,较传统方法更为便捷高效。     

长江流域森林植被碳储量分布特征及动态变化

准确评估区域尺度下森林生态系统固碳能力和趋势,对实现森林可持续经营和固碳增汇具有重要意义。基于全国第四次(1989—1993年)、第五次(1994—1998年)、第六次(1999—2003年)和第七次(2004—2008年) 4次全国森林资源清查数据,结合生物量估算模型和植被含碳系数,研究长江流域森林植被碳储量、碳密度分布特征及动态变化。结果表明,1989—2008年长江流域森林植被碳储量由1 345. 30 Tg增加到1 924. 98 Tg,年均增长率为2. 15%,比全国年均增长率高0. 29百分点,表明该流域森林植被碳汇功能不断增强。长江流域森林植被平均碳密度分别为42. 25、40. 34、41. 00和41. 42 Mg·hm-2。从森林龄组来看,长江流域森林植被碳储量主要集中于幼、中龄林和近熟林,这3者对林分碳汇的贡献超过85%,且幼、中龄林和近熟林碳密度远低于成熟林和过熟林,表明流域森林植被碳汇潜力巨大。从森林起源来看,流域内森林植被碳储量主要分布于天然林,占同期森林植被碳储量的78%以上,但人工林碳储能力不断提高,人工林碳储量占同期森林植被碳储量的比例也呈增加趋势,且碳密度明显低于天然林,表明人工林将在该流域森林植被碳汇功能中扮演重要角色。长江中上游是流域内森林植被碳储量主要贡献区,占全流域森林植被碳储量的96%以上。     

1982—2015年黄河流域植被NDVI时空变化及影响因素分析

在全球变化的背景下,刻画植被动态、定量分析气候和人类活动对植被变化的影响对于改善生态系统结构和功能具有重要意义.基于GIMMS-NDVI3g数据、结合土地利用数据和气象数据,采用趋势分析、残差趋势等方法,多尺度、多时段、多类型研究1982—2015年黄河流域植被动态变化,并定量分析气候变化和人类活动对NDVI变化的贡献...     

中国农田作物植被碳储量研究进展

作物植被碳储量是全球陆地生态系统碳库的重要组成部分。中国农田作物植被碳储量的估算主要采用参数估算法、遥感资料反演法和环境参数模型法。通过对中国近几十年来全国和区域尺度作物植被碳储量的估算研究,获得了一些作物的经济系数、含碳率和作物收获部分水分系数等估算参数值,探讨了遥感反演和环境参数模型方法,并提出加强农田基本建设、改进农业生产技术与管理、调整作物结构和加强作物秸秆利用等固碳措施。目前对中国农田作物植被碳储量的估算仍存在较大的不确定性,获取的估算参数尚不充分,估算方法和模型有待完善,对作物植被碳储量变化的源/汇效应尚未取得统一认识。虽然在农田生态系统中土壤碳储量（密度）普遍大于作物植被碳储量（密度）,但作物植被碳储量仍然是一个数量可观、并有增加潜力和可能的碳库,其大小及秸秆利用情况直接影响着土壤碳库。因此,对农田作物植被碳储量应分时段和区域具体分析,才能认识其源/汇效应。今后应在以下几方面进一步加强作物植被碳储量的研究：进一步完善和改进估算方法;加强作物植被碳储量估算及固碳措施的区域个例研究,探索不同空间尺度作物植被碳储量的尺度转换;开展作物碳储量动态及固碳机理的综合研究。此外,还应就气候变化与作物植被碳储量的相互耦合关系进行探讨。     

京津冀植被净初级生产力时空分布及自然驱动因子分析

研究植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)的时空分布及其影响机制对全球陆地生态系统的变化及碳平衡有着重要的意义.基于MOD17A3HGF数据,综合气候、地形、土壤和植被4个方面的自然因子,利用趋势分析、变异系数及地理探测器等方法,探讨了2000-2019年京津冀NPP时空演变特征及...     

青海省黄土丘陵沟壑区沟蚀影响因子的贡献率

以青海乐都县峰堆乡小流域6条侵蚀沟为研究对象,用钢钎法测定了年侵蚀模数,根据土壤砂粒、粉粒、粘粒和有机质的质量分数求算可蚀性K值,进行年侵蚀模数与植被盖度、坡度、K值之间的多元回归分析,采用标准化处理,来确定相对贡献率,探讨了3个指标对侵蚀沟的影响.结果表明:随着盖度增加侵蚀沟年侵蚀模数明显降低,沟蚀量对植被盖度的敏感度有随盖度升高而降低的趋势,沟蚀量有随坡度和可蚀性K值增加而上升的趋势.植被盖度、坡度和K值变化对峰堆小流域沟蚀量变化的贡献率分别为66.97%、7.12%和25.91%,可见沟蚀量受植被盖度的影响要大于坡度和K值的影响.     

1987-2008年南四湖湿地植被碳储量时空变化特征

利用研究区1987、1997和2008年的LandsatTM／ETM＋卫星遥感数据,结合实地采样调查和收集的资料,计算3个时期山东省南四湖湿地各植被类型的面积和碳储量;同时依照不同覆被类型（植被类型）的平均碳储量将各覆被类型的斑块划分为不同储碳等级,绘制3个时期的南四湖湿地植被碳格局图,分析植被碳储量的时空变化特征、变化产生的原因和变化对湿地的潜在影响。研究结果表明：研究前期（1987年）植被储碳格局存在着明显的植被碳储量以湖南北中心线向两岸增大的带状特征,研究中后期（1997-2008年）带状储碳格局不断破碎化并最终消失。整个研究期高储碳等级的斑块面积不断减小,低储碳等级的斑块面积增加。湿地植被碳储量呈现前期基本稳定后期显著减少的特征,1987、1997和2008年湿地植被碳储量均值分别为1．07、1．08和O．64TgC,1987-1997年湿地植被碳储量平均年增加0．001TgC,变化幅度不大;1997-2008年年减少0．04TgC,下降较明显。其中自然植被碳储量在整个研究期内持续减少,人工植被碳储量呈现先增加后减少的波动变化特征,分析认为这一变化特征产生的主要原因是南四湖地区多因子驱动的土地覆被变化活动。通过区域湿地植被的碳平衡动态分析认为,植被碳储量（碳库）的减少可能会导致整个湿地碳储量的入不敷出,使整个湿地碳汇能力下降甚至可能变为碳源。     

东北北部温带森林和干草地土壤养分分布及影响因素

土壤是陆地生态系统碳储存的重要场所,其养分变化与全球陆地碳循环密切相关。土壤养分是植物生长的重要保证,而土壤各养分之间是紧密联系的。理解土壤养分变化与环境因素的关系有助于更好地了解陆地生态系统碳、氮、磷循环。本研究以东北北部自东向西沿降水量梯度变化纬度带上的温带森林与干草地生态系统为研究对象,利用气象数据和野外土壤实测数据,分析了纬度带上不同植被类型土壤的有机碳、全氮、碳氮比、速效磷的空间分布格局及其与环境因子（年降水量、年均温、土壤pH值）的关系。研究纬度带上降水量自东向西逐渐减少,植被类型从温带森林过渡到干草原,与降水量和植被类型对应,植被生物量也自东向西呈现从高到低的分布梯度。研究结果表明：从整个研究带上来说,降水量与土壤pH值是土壤养分空间分布的决定因素,沿纬度带从东到西,随着降水量逐渐减少,土壤pH值逐渐增加,而土壤有机碳、全氮、碳氮比、速效磷含量逐渐减少。但如果将森林和草地分别讨论则发现,森林和草地生态系统的土壤养分环境控制因素有较大差别。对于草地生态系统而言,降水量和土壤pH值仍然是其土壤养分含量的控制因子,但森林生态系统由于所处区域降水量充足,降水量不再是其土壤养分的控制因子,降水量只与森林土壤碳氮比呈显著正相关。研究还发现森林土壤的速效磷含量与温度呈正相关,与土壤pH值呈负相关,说明温度对东北北部温带森林的土壤养分含量具有一定的控制作用。     

宝钢厂区植被碳储量及其固碳效益评价

以著名钢铁企业上海宝钢为例,基于厂区植被调查、航片数字化解释、优势种生物量测定及模型建立,对宝钢厂区植被碳储量和固碳能力进行估算,并通过碳税法对其固碳效益进行评价,以期为城市工业区绿地群落配置和绿化树种选择、企业绿化建设的费用效益分析提供更为科学的依据。结果表明:宝钢厂区植被总碳储量为3992.99～4736.17 t,固碳效益为13507.33～16185.85万元;平均碳密度为45.82～53.27 t/hm2,固碳能力为5.91～6.87t/(hm2.a),高于上海城市森林平均值,但小于中国森林平均值,一定程度上受平均胸径、郁闭度及群落密度等因素影响。厂区在进行绿化建设时,应考虑选择防污且固碳能力强的植物,构建防污固碳兼有型群落,发挥植被的多元功能。     

青藏高原东缘冬季PM2.5中碳组分特征和来源解析

于2017年冬季12月13—21日在青藏高原东缘理塘地区分昼夜采集PM_2.5样品,并用DRI2001A热光碳分析仪测定了有机碳(OC)和元素碳(EC)的质量浓度,研究青藏高原PM_2.5中碳组分的化学特征及主要来源,以期为理塘地区制定污染排放政策提供参考。结果表明,2017年冬季青藏高原东缘理塘地区PM_2.5平均质量浓度为44.34μg·m^?3,OC和EC的质量浓度为12.72μg·m^?3和3.85μg·m^?3,分别占PM_2.5质量浓度的29.61%和8.96%。通过经验公式,计算得到总碳气溶胶(TCA)质量浓度为24.20μg·m^?3,占PM_2.5的54.84%,说明碳质气溶胶对青藏高原东缘理塘地区PM_2.5有着十分重要的贡献。OC和EC在白天和夜间都有较高的相关性(相关系数分别为0.74和0.91),表明OC和EC的来源基本一致,受燃烧源影响较大。其中白天的相关系数低于夜间,说明青藏高原东缘理塘地区白天碳组分来源相对复杂。昼夜浓度对比显示,青藏高原东缘理塘地区PM_2.5白天和夜间的质量浓度分别为53.88μg·m^?3和33.44μg·m^?3,OC和EC浓度白天高于夜间,表明白天人为排放相对较高。冬季观测期间,PM_2.5中二次有机碳(SOC)昼夜浓度分别为1.11μg·m^?3和3.03μg·m^?3,分别占OC质量浓度的7.09%、26.59%,表明青藏高原东缘理塘城区白天碳组分主要为一次源。利用PMF 5.0软件对理塘城区碳组分进行进一步的解析,结果显示燃煤和生物质燃烧的混合源对总碳(TC)的贡献高达47.84%,占比最高;其次是汽车尾气和柴油车尾气源,贡献率分别为28.62%和23.54%。     

广东省NDVI时空变化特征及其对气候因子的响应

广东省植被类型丰富、气候条件复杂,开展气候因子对植被的影响研究,对于全省保护生态环境、应对气候变化具有重要意义.利用MODIS NDVI数据和地面气象观测数据,基于变化趋势分析、空间自相关分析、相关性分析等方法,研究广东省NDVI时空分布特征及其对气温、降水、日照时数等气候因子的响应.结果表明,2000—2018年广东...     

2019年秋季三亚市一次典型臭氧污染个例气象成因解析

三亚市位于海南岛最南端,旅游资源丰富,生态环境良好,是海南建设国际旅游岛和国家生态文明试验区的重要城市之一。2019年秋季三亚市出现的一次臭氧(Ozone,O₃)污染过程,为科学认识三亚市此次O₃污染特征及气象学成因,也为进一步开展O₃污染预警预报和科学治理提供技术支撑,利用2019年11月1—6日三亚市生态环境局对外发布的大气污染物数据,以及地面常规观测数据,结合ECMWF发布的第5代资料(the fifth generation ECMWF reanalysis data,ERA5),采用相关分析和后向轨迹模型对其进行分析。结果表明,11月4日和5日O₃-8 h(臭氧最大8 h滑动平均)分别为162μg·m^-3和180μg·m^-3,超标百分比为101.25%和112.50%。5日O₃-1 h(臭氧最大1 h平均)达到了203μg·m^-3,超标百分比为101.50%。14:00—19:00是O₃     

雅砻江流域生长季植被时空变化特征及对气象因子的响应分析

在全球气候变化背景下,开展植被变化对气象因子的响应研究对流域生态环境保护和水土资源合理利用具有重要的现实意义.以雅砻江流域为研究区,基于1982—2015年GIMMS NDVI数据,首先采用多种数理统计方法揭示生长季NDVI的时空变化特征,基于滞后相关系数法分析NDVI对气象因子的时滞效应,在此基础上建立各像元NDVI...     

海南岛甘什岭低地次生雨林土壤有机碳及影响因素

热带雨林是世界上最复杂的森林生态系统,在全球碳循环中发挥着重要作用.热带低地次生雨林是受人类干扰较为严重的雨林类型,而关于其土壤有机碳库的研究甚少.以海南岛甘什岭热带低地次生雨林为研究对象,通过野外调查采样与室内分析相结合等方法,研究了经人为采伐干扰后自然更新恢复形成的3种林分类型(Ⅰ为较大采伐强度下恢复的灌丛与低矮乔...     

南京北郊大气臭氧浓度变化特征

以南京北郊大气中O3质量浓度观测资料为基础,分析了O3变化特征和气象要素对其影响程度。结果表明：大气O3日均质量浓度平均为65.8μg·m-3。O3质量浓度最大值出现在午后15时左右,O3质量浓度日最大值在春季最大,而冬季最小。白天工作日O3质量浓度要高于周末,而夜间两者差异不大。气温,日照时数和降水量是影响南京大气O3质量浓度的重要因素。全年中5月份高日照时数和较低的降水量导致南京出现O3高值。在偏南气流作用下,O3质量浓度偏高。由气象要素得到的O3日均质量浓度和O3日最高质量浓度回归方程相关系数分别为0.61和0.71。     

基于MODIS时序数据北回归线(云南段)地区植被物候时空变化及其对气候响应分析

植被物候作为自然界规律性、周期性事件,对开展全球气候变化、植被长势观测等研究具有重要价值。以北回归线(云南段)穿过的县域为研究区,基于长时间序列MODIS EVI(Enhanced Vegetation Index,EVI)、土地利用类型和气候因子数据,采用S-G滤波、动态阈值、相关分析等方法分析19 a(2001—2019年)间植被物候的时空分布特征及其对水热因子的响应。结果表明,(1)海拔和地势起伏在物候地域分异中作用显著,植被物候存在明显的垂直地带性分布特征。山地与河谷、坝子、低海拔区的物候值差异较大,山地地区的植被生长季开始期(Start of Season,SOS)在192—240 d,生长季结束期(End of Season,EOS)在次年144—192 d,生长季长度(Length of Season,LOS)为272—304 d;河谷、坝子、东部低海拔地区的植被SOS在80—112 d,EOS在337至次年17 d,LOS在224—256 d。(2)19 a间植被物候年际变化总体特征为SOS显著提前(R²=0.51,P=0.001<0.05),平均提前1.14 d·(10 a)^?1;EOS推迟(R²=0.01,P=0.756>0.05),平均推迟0.07 d·(10 a)^?1;LOS显著延长(R²=0.47,P=0.001<0.05),平均延长1.07 d·(10 a)^?1。(3)不同植被类型的物候期及其变化趋势不同,研究区森林植被生长期最长,草地次之,耕地最短;19 a间SOS、EOS、LOS变化最大的分别是常绿阔叶林(?1.68 d·(10 a)^?1)、耕地(1.25 d·(10 a)^?1)、木本热带稀树草原(1.28 d·(10 a)^?1)。(4)水热组合对植被生长影响显著,河谷、坝子、东部低海拔地区的植被SOS、EOS分别主要受2月降水(负相关)和4月气温(正相关)、9月降水和气温(正相关)影响,山地地区植被SOS、EOS分别主要受6月降水(正相关)和5月气温(正相关)、5月降水(正相关)和4月气温(正相关)影响。     

龙凤山大气气溶胶散射特性观测分析

利用2018年龙凤山区域大气本底站(简称龙凤山站)气溶胶散射系数、PM10质量浓度及常规气象观测资料,研究了东北本底地区气溶胶散射系数的变化特征.结果表明,2018年龙凤山站3个波长下气溶胶散射系数的均值为(194.1±202.4)Mm-1(450nm)、(133.4±139.2)Mm-1(550 nm)、(81.8±...     

梵净山不同森林植被生物量、净生产量、碳储量及空间分布特征

为做好梵净山国家级自然保护区森林植被保护,摸清自然保护区森林植被资源家底,采用2016年第四次森林资源规划设计调查数据及变更至2019年的森林资源数据,计算和分析保护区内森林植被生物量、净生产量、碳储量.梵净山8种森林类型的总生物量为443.72×104 t,总碳储量为219.80×104 t,总生长量为29.75×1...     

北京西山国家森林公园中空气负离子浓度与气象因子的相关性研究

空气负离子(Negative air ions,NAI)是城市空气质量的重要指标之一,揭示城市森林释放NAI的影响机制,有助于充分利用NAI的净化作用及保健作用,并判断空气质量.利用北京西山国家森林公园2017年9月—2018年8月的NAI和气象数据,深入探究不同季节条件下和典型天气下影响空气负离子浓度(NAIC)的气...