京津冀固碳释氧生态服务供-受关系分析

固碳释氧是自然生态系统重要生态服务能力之一,对全球气候变化和人类社会发展都具有重要意义。以京津冀为研究区,利用净初级生产力(NPP)和京津冀碳排放、氧消耗数据,基于ArcGIS平台、供-受生态域理论与方法,研究像元尺度固碳释氧净生态服务能力,并对固碳释氧的生态服务供受关系进行研究。结果表明:(1)京津冀固碳释氧净生态服务能力呈现西北高东南低的趋势。净生态服务能力最强的区域主要分布在承德、张家口东部、北京西北部、秦皇岛北部和保定西北部地区。净生态服务能力负值区主要分布于研究区大部分地级市及其以上行政区的经济发展核心区和人口聚集区。(2)按固碳释氧服务价值量来衡量,净生态服务正值区面积占全区面积的64.32%,负值区面积占35.68%;但正值区单位面积供给能力不足,负值区单位面积需求量大。研究区整体上固碳释氧生态服务不能满足自身需求,京津冀单位面积固碳释氧净生态服务价值量为-0.93元·m~(-2)·a~(-1)。(3)研究区共有64个生态供体县域、33个平衡县域和82个受体县域,固碳释氧净生态服务价值量最高的是承德市丰宁满族自治县,价值量为1.01元·m~(-2)·a~(-1);最低的是天津市和平区,价值量为-339.46元·m~(-2)·a~(-1)。     

基于遥感和FORCCHN的中国森林生态系统NPP及生态服务功能评估

气候变化背景下定量评估中国森林生态系统净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)及生态服务功能,对于更好地理解全球变化背景下中国森林生态系统碳循环的演变规律以及正确评价森林在中国生态环境建设中的作用具有重要意义。以中国森林生态系统为研究对象,应用遥感数据和基于个体的中国森林生态系统碳收支模型FORCCHN,模拟了1981—2017年中国森林生态系统净初级生产力NPP,并对其固碳释氧生态服务功能进行了评估。结果表明,(1)1981—2017年期间,中国森林生态系统单位面积NPP量和NPP总量年际变化呈现较为明显的增长趋势。其中,NPP总量在2.02~2.53 Pg·a~(-1)之间波动,平均为2.36 Pg·a~(-1),最大值出现在2004年,最小值出现在2010年。(2)NPP年代际增长十分明显,其中,21世纪00年代和21世纪10年代之间的增加幅度最大。(3)NPP空间分布的基本特点是南高北低,且近36年各地森林生态系统单位面积NPP增加量差异显著,其中,西南林区单位面积NPP量增幅最为明显,最大增幅超过666.7 g·m~(-2)·a~(-1);东南林区单位面积NPP量增幅也很明显,最大增幅超过444.4 g·m~(-2)·a~(-1)。(4)近36年来,中国森林生态系统固碳价值和释放氧气价值均呈波动增加趋势,固碳释氧总价值140 883.3×10~9 yuan,且释放氧气价值为固碳价值的2.82倍。     

8种灌木滞尘能力及叶表面结构研究

为研究不同植物的滞尘规律,以青岛市城阳区道路绿地中的8种灌木(大叶黄杨、火棘、红叶石楠、金叶女贞、连翘、珍珠梅、红瑞木、小蜡)为研究对象,测定各植物的滞尘量,探究植物叶表面结构与其最大滞尘量的相互关系.结果表明,8种灌木中常绿灌木的滞尘量普遍比落叶灌木高,大叶黄杨、火棘在春季雨后30 d的平均单位叶面积滞尘量较高,可达到1.4 g·m-2,连翘的滞尘量较低,仅为0.9 g·m~(-2);各灌木达到单位叶面积内最大滞尘量的时间在21 d到27 d不等,平均在第24天左右,单位叶面积最大滞尘量最高的火棘(2.02 g·m~(-2))达到最低的连翘滞尘量(1.07 g·m~(-2))的近2倍;8种灌木各季节的平均滞尘量总体上表现为秋季春季夏季.叶表面结构观测表明,叶表面平整但蜡质层较厚、气孔密集且开口较大的植物滞尘能力较高,同时得到8种灌木最大滞尘量与叶表面结构的拟合曲线,结果表明,滞尘量与气孔大小呈正相关关系,与沟槽比例呈负相关关系,与叶毛数量、气孔密度关系不显著.     

鄱阳湖湿地灰化苔草固碳能力及固碳量研究

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。利用实地测量数据,结合遥感(RS)与地理信息系统(GIS)技术研究鄱阳湖湿地洲滩优势植物——灰化苔草(Carex cinerascens)的固碳功能及其空间分异,以期为正确认识鄱阳湖湿地植物在区域生态系统碳循环中的作用,制定合理有效的湿地生态管理与保护对策提供科学依据。结果表明:在灰化苔草年内两个生长季,春草的平均固碳能力(579.46±294.19)g?m~(-2)略低于秋草(629.65±155.85)g?m~(-2),不同高程带的固碳能力均以13.5~14.5 m高程带最大,而12.5 m以下高程带最小,且各高程带间(除秋草的12.5~13.5 m与14.5 m高程带间)固碳能力均达到了极显著差异(P0.001);灰化苔草春草和秋草的固碳量基本相当,分别为44.05×10~4 t和44.10×10~4 t;但由于受不同生长季各高程带分布面积和生物量变动的影响,灰化苔草春草生长季内最大固碳量出现在13.5~14.5 m高程带(19.84×10~4 t),最小固碳量出现在12.5 m高程带(4.41×10~4 t),而秋草生长季内最大固碳量则出现12.5~13.5 m高程带(17.29×10~4 t),最小固碳量出现在14.5 m高程带(4.51×10~4 t);从全年来看,灰化苔草年固碳量为88.15×10~4 t,年均固碳能力可达到1 103~1 180 g?m~(-2),远高于其生长季内的碳释放能力,是鄱阳湖湿地的一个重要碳汇。     

冰雪灾害后的杉木人工林冠层结构与林下光照及土壤生化特性的关系

2008年1—2月,雨雪冰冻天气袭击广东粤北地区,造成大面积的杉木(Cunninghamia lanceolata)林被破坏。探讨粤北地区冰雪灾害后杉木人工林冠层结构与林下光照及土壤生化特性的关系,对杉木林的恢复具有重要的实际意义。采用实地调查、半球面影像技术和稀释平板法等方法,研究恢复期间杉木林内不同林隙的冠层结构与林下光照、林下土壤微生物多样性和酶活性的关系,旨在为杉木林的恢复提供科学依据。结果表明,随着林隙面积的增大,林冠开度从10.93%增加到18.36%,叶面积指数从2.70减少到1.88,直射光从3.21mol·m~(-2)·d~(-1)增加到9.29mol·m~(-2)·d~(-1),散射光从3.02mol·m~(-2)·d~(-1)增加到5.41mol·m~(-2)·d~(-1),总光照从6.23mol·m~(-2)·d~(-1)增加到14.70mol·m~(-2)·d~(-1)。林冠开度与所在林隙范围、直射光、散射光和总光照均呈极显著正相关(P0.01),与叶面积指数存在显著负相关(P0.05)。叶面积指数与直射光、散射光和总光照均呈显著负相关(P0.05)。各样方的细菌、真菌和放线菌数量分别为0.67~8.07×106、2.83~16.33×105和6.07~48.33×105CFU·g~(-1),脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性分别为.34~1.88mg·kg~(-1)、196.20~418.03mg·kg~(-1)和1.00~2.00 mg·L~(-1)。林冠开度与磷酸酶及过氧化氢酶活性之间呈显著二项式关系。综上可见,冠层结构与林下光照及土壤酶活性的关系密切,一定范围内,较大的林冠开度的有利于受灾杉木人工林林下光照条件的改善和土壤酶活性的提高,但当林冠开度超过一定范围时,土壤酶活性下降。因此,冠层结构在一定程度上能决定林内光分布和反映土壤环境质量,进而影响林木整体的光合性能和林木恢复的速度。     

不同林龄阶段的松栎混交人工林碳储量研究

以不同林龄的马尾松-麻栎(Pinus massoniana-Quercus acutissima)人工林为研究对象,为尽可能减少样木法测定生物量对森林资源的破坏,采取估算和实验测定相结合的方法,探讨了不同生长发育阶段生态系统碳储量的时空变化规律。结果表明:人工混交林生态系统碳储量随着林龄的增加而增加,且主要分布在乔木层和土壤层。随着林龄的增大,乔木层碳储量增加,马尾松碳储量占乔木层的比重呈先增加后降低趋势,20年生所占比重最大,可达61.53%,而麻栎则相反,35年生麻栎碳储量高达80.30 t·hm~(-2),占比重的55.33%,二者生长呈现互补趋势;灌木层和枯落物层碳储量随着林龄的增大呈现"n"型,20年生达到最高值,分别为13.00和1.87 t·hm~(-2);8年生林龄的草本层碳储量最大,为0.15 t·hm~(-2),随着林龄的增加而减小;土壤有机碳储量随着林龄的增大而增加,同一林龄土壤机碳碳储量在垂直分布上表现为随着土壤深度的增加,碳储量减少,有机碳碳储量主要集中在0~20 cm的土层。植被层碳储量的空间分布序列是:乔木层灌木层枯落物层草本层,混交林生态系统碳储量分布情况为8~20年生林碳储量分布一致:土壤乔木灌木枯落物草本,25~35年生分布一致:乔木土壤灌木枯落物草本。该研究认为马尾松-麻栎人工林生态系统碳储量随林龄增加的变化规律明显,碳汇潜力巨大,为该区人工碳汇林业的经营提供了依据。     

南亚热带中幼龄针阔混交林碳储量及其分配格局

以南亚热带中幼龄针阔混交林为研究对象,通过典型样地调查法,对森林生态系统各个层次进行取样调查,采用12个样地实测数据和已有生物量模型相结合的方法计算乔木层生物量,灌木层、草本层和凋落物层采用全部收获法测得其生物量,对土壤层的调查采用剖面法加土钻法,代表性样品碳含量的测定采用重铬酸钾-水合加热法。在此基础上,分析了中幼龄针阔混交林碳储量及其分配格局。结果表明,主要造林树种树根、树杆、树枝和树叶碳含量均值分别为45.07%、46.73%、46.30%和47.72%。植物碳含量表现为乔木〉灌木〉草本。乔木碳储量占植被总碳储量比例介于63.38%-94.08%之间,灌木碳储量所占比例介于3.55%-12.67%之间,而草本碳储量仅介于为1.28%-23.95%之间,不同林龄段乔木和灌木碳储量均值随林龄的增加呈上升趋势,而草本碳储量呈下降趋势。土壤碳储量介于106.73-136.61 t·hm^-2之间,土壤碳储量随林龄的增加呈现出先降低后升高的趋势。针阔混交林总碳储量介于134.79-162.60 t·hm^-2之间,分配格局表现为土壤层〉植被层〉凋落物层。土壤层碳储量所占总碳储量比例范围为78.34%-94.45%,植被层所占比例介于4.84%-20.16%之间,凋落物层仅介于0.71%-1.50%之间,中幼龄针阔混交林碳储量主要以土壤固碳为主。研究结果为树种选择、人工林生态系统固碳潜力以及人工碳汇林的经营管理等研究提供科学参考。     

不同恢复模式对塔里木河下游物种多样性及恢复速率的影响

植被恢复是退化生态系统恢复与重建的前提。为明晰恢复模式对物种多样性及恢复速率的影响,以塔里木河下游自然恢复(NR)、沟灌模式(FUI)、漫灌模式(FLI)3种不同恢复模式下的试验区为研究对象,运用典型样地法,对比分析了3种模式群落结构与物种多样性的特征,探讨了不同恢复模式对植被恢复效果的影响。结果表明,(1)恢复后,3种模式物种的增加主要为草本物种的增加。自然恢复下,乔灌木物种数虽未增加,但胡杨(Populus euphratica)和柽柳(Tamarix ramosissima)依然居优势地位,沟灌和漫灌模式下群落盖度分别由3%和53%增加至15%和79%,密度分别由0.09plant·m~(-2)和0.89 plant·m~(-2)增加至0.63 plant·m~(-2)和43.64 plant·m~(-2),均增加显著。(2)自然恢复后物种的丰富度、Margalef、Simpson、Shannon-Weiner指数增加不显著,而沟灌和漫灌模式下增加显著。恢复后,沟灌和漫灌模式下的丰富度、Shannon-Weiner、Simpson、Jsw和Jsi指数均显著高于自然恢复。(3)恢复后,乔木的各指数在3种模式之间无显著差异,灌木的丰富度指数在沟灌和漫灌模式下显著高于自然恢复的,草本的丰富度、Shannon-Weiner和Jsw指数在漫灌模式下都显著高于沟灌模式和自然恢复的。(4)不同模式下物种恢复速率表现为漫灌模式沟灌模式自然恢复,不同生活型植物的恢复速率表现为草本灌木乔木。自然恢复模式对维持建群种在群落中的地位起到了一定促进作用,但沟灌和漫灌模式对物种多样性的恢复更加有利。     

粤北阔叶人工林和次生林植物多样性与土壤理化性质相关性研究

为提升人工林林分质量,发挥人工林生态效益,以亚热带优良乡土树种壳斗科红锥(Castanopsis hystrix)、乐昌含笑(Michelia chapensis)、深山含笑(Michelia maudiae)人工林和天然次生林为研究对象,分析不同林分林下物种数量、物种多样性指数(Shannon-Wiener指数,Simpson优势度指数,Pielou均匀度指数,Margalef丰富度指数)和土壤理化性质等指标及其差异,明确土壤中制约人工林林下植被多样性的理化性质指标。结果表明,(1)灌木层中,红锥与含笑人工林林下植被Shannon-Wiener指数(1.61±0.51,1.23±0.30)低于天然次生林(1.95±0.40),且二者林下物种成分与天然次生林有显著差异,人工林植物优势种以(Maesa japonica)、石楠藤(Piper puberulum)为主,天然林优势种以广东润楠(Machilus kwangtungensis)、黧蒴锥(Castanopsis fissa)等乔木幼苗为主。草本层红锥与含笑人工林的Shannon-Wiener指数(2.55±0.50,2.53±0.31)高于天然次生林(2.34±0.38)。(2)0-20 cm土层内,有机质、全氮、全磷含量均表现为红锥人工林[(34.74±13.29)g·kg~(-1),(1.56±0.49)g·kg~(-1),(0.43±0.13)g·kg~(-1)]含笑人工林[(28.20±9.97)g·kg~(-1),(1.27±0.34)g·kg~(-1),(0.30±0.10)g·kg~(-1)]天然次生林[(22.78±8.52)g·kg~(-1),(1.07±0.33)g·kg~(-1),(0.25±0.04)g·kg~(-1)];20-40 cm土层内,人工林与天然林土壤有机质、全氮、全磷仍表现为红锥人工林[(24.22±7.51)g·kg~(-1),(1.23±0.32)g·kg~(-1),(0.42±0.11)g·kg~(-1)]含笑人工林[(21.80±8.34)g·kg~(-1),(1.04±0.28)g·kg~(-1),(0.29±0.11)g·kg~(-1)]天然次生林[(16.15±6.42)g·kg~(-1),(0.83±0.23)g·kg~(-1),(0.24±0.04)g·kg~(-1)]。除硝态氮外,其余土壤理化性质均因林分类型不同而呈现显著差异(P0.05)。(3)有机质、氮、磷三者是影响林下植被多样性的关键因子。土壤有机质含量与林下植被多样性的相关性最强(P0.05),氮、磷含量与草本层的相关性显著(P0.05),草本层与灌木层相比,更易受到土壤理化性质的影响。     

高寒草甸不同演替阶段优势种叶片光合性状研究

围封年限不同导致形成以不同优势种植物建立的群落样带。按照植被的演替序列(围封1、3、5、15、30 a),在甘南高寒草甸选择不同演替阶段的优势植物:刺儿菜(Cirsium setosum)、披碱草(Elymus nutans)、紫花苜蓿(Medicago sativa)、沙蒿(Artemisia desertorum)和金露梅(Potentilla fruticosa),对其叶片光合性状进行了测定,探究植物叶片光合性状与环境因子之间的关系,旨在确定演替过程中控制植物光合性状变化的主要环境因子,为进一步促进高寒草甸草地恢复年限的设定及草地资源的可持续利用提供科学依据。结果表明,随着植被演替的进行,群落形成了以草本→半灌木→灌木为主的演替序列。表层(0～20 cm)土壤含水量(SWC)随演替进行呈增大趋势,变化范围为0.323～0.390 g·g~(-1);土壤温度(t_s)和光照强度(I_l)在前期最大(23.974℃;90.382 lx),后期最小(20.310℃;65.220 lx)。各演替阶段优势种光合特征值在时间尺度上除相对叶绿素外均存在明显差异,草本群落优势种(刺儿菜、披碱草、紫花苜蓿)净光合速率(Pn)高于灌丛群落优势种(金露梅),瞬时水分利用效率(WUEi)与Pn变化规律相似。蒸腾速率(T_r)与稳定碳同位素(δ13C)呈缓慢降低趋势,分别降低2.128 mmol·m~(-2)·s~(-1)、4.359‰。各演替群落优势种叶片气孔导度(Gs)随演替的进行逐步升高,最大值为0.155mol·m~(-2)·s~(-1);叶片含水量呈先升高后降低趋势,演替15年最大(5.207g·g~(-1));而相对叶绿素(SPAD)呈先降低后稳定趋势。在植被演替进程中,LWC、G_s与SWC呈正相关,δ~(13)C、T_r、P_n、WUE_i、SPAD与SWC呈负相关,t_s、I_l与SPAD、T_r、P_n、WUE_i、δ~(13)C呈正相关,与LWC、G_s呈负相关。环境因子对植物叶光合性状的影响大小为I_lSWCt_s,这表明光照度是该区演替发生及影响光合性状的主要因子。综合分析表明,群落演替是物种扩散和环境综合作用的过程,该围封地由物质获得能力强的群落向物质保持能力强的群落过渡,围封5～15 a群落环境最优。     

南亚热带中幼龄针阔混交林生态化学计量特征

为了解南亚热带中幼龄针阔混交林植物、凋落物和土壤生态化学计量特征,本研究以10-11 a、7-9 a和3-5 a林龄人工针阔混交林为研究对象,通过对植物叶片（乔木、灌木和草本）、凋落物及土壤的碳（C）、氮（N）和磷（P）含量及计量比分析,探讨了中幼龄针阔混交林生态化学计量特征、相互关系及其N、P养分限制。结果表明,1）针阔混交林乔木、灌木和草本叶片碳含量均值分别为502.88、472.18和438.31 mg·g-1,其叶片碳含量表现为乔木〉灌木〉草本;叶片全氮含量均值分别为15.87、19.61和15.72 mg·g-1,叶片全磷含量均值为1-09、1.24和0.91 mg·g-1,其叶片氮和磷含量均表现为灌木〉乔木〉草本;凋落物碳、氮和磷含量均值分别为497-07、11-36和0.45 mg·g-1,凋落物氮和磷含量均低于植物。2）针阔混交林乔木叶片C/N、C/P和N/P均值分别为34.43、517-06和15.63,灌木和草本叶片C/N、C/P和N/P均值分别为26.60和28.55、438.77和507.59、16.52和17.95,而凋落物C/N、C/P和N/P为46.50、1193.26和26.17;不同林龄杉木叶片N/P均低于14,表明杉木生长受N限制;10-11 a林龄阔叶树生长受N的限制,7-9 a和3-5 a林龄阔叶树生长受P的限制,灌木和草本生长基本受P限制。3）植物叶片全氮和全磷含量呈极显著正相关（P〈0.01）,C/N与C/P呈极显著正相关（P〈0.01）,而全磷含量与C/N、C/P、N/P呈极显著和显著负相关（P〈0.01,P〈0-05）;土壤有机碳含量与土壤全氮含量、C/P、N/P呈极显著和显著正相关（P〈0.01,P〈0-05）。本研究为中幼龄人工林抚育及可持续经营提供科学参考。     

滇中不同植被类型土壤甲烷氧化及其碳同位素分馏特征

土壤甲烷氧化是大气温室气体的重要调节,受到多种因素的影响。其中,植被可以通过多种途径影响土壤性质,进而影响土壤甲烷氧化能力。陆地生态系统正是由不同植被复合而成,因此,研究不同植被类型土壤CH_4氧化能力及碳同位素分馏特征,对理解土壤甲烷氧化机理、准确核算碳排放具有重要意义。以滇中高原6种典型植被类型(原始林、针叶林,针阔混交林、常绿阔叶林、草地及稻田)土壤为对象,基于好氧培养试验研究了CH_4氧化速率(Ψ_(ox))及碳同位素分馏特征,分析了Ψ_(ox)以及碳同位素分馏系数α_(ox)与土壤性质之间的关系。结果表明,不同土壤Ψ_(ox)差异明显,平均Ψ_(ox)表现为稻田(10.75)针叶林(4.39μg·g~(-1)·d~(-1))原始林(3.83μg·g~(-1)·d~(-1))阔叶林(3.21μg·g~(-1)·d~(-1))混交林(1.78μg·g~(-1)·d~(-1))草地(0.95μg·g~(-1)·d~(-1))。同时,平均Ψ_(ox)与NO_3~--N(硝态氮,r=0.93,P=0.006)、DOC(可溶性有机碳,r=0.96,P=0.002)、TN(全氮,r=0.74,P=0.093)、TC(全碳,r=0.46,P=0.356)、NH_4~+-N(铵态氮,r=0.47,P=0.344)呈正相关,而与pH(r=-0.51,P=0.298)呈负相关,说明有机质和氮素对土壤甲烷氧化有促进作用,而pH则有抑制作用。同时,稻田、原始林、针叶林、混交林、阔叶林和草地土壤平均碳同位素分馏系数α_(ox)分别为1.022、1.017、1.013、1.012、1.015和1.012。与很多研究不同的是,α_(ox)与Ψ_(ox)呈高度正相关(r=0.92,P=0.010),这可能与不同土壤中甲烷氧化菌的亲和力和活力有关。而在Ψ_(ox)的影响下,α_(ox)与土壤性质的相关性基本与Ψ_(ox)相似。     

韶关市小坑林场山杜英幼林植被层生物量和碳储量的分配格局

森林碳储量是森林生态系统碳库的重要组成成分,在全球碳循环中发挥着重要的作用。以韶关小坑林场山杜英(Elaeocarpus sylvestris)林为研究对象,研究其植被层和凋落物层的生物量、碳储量分配格局,为山杜英人工林的固碳能力和碳汇功能研究提供参考。在林地内建立3个20 m×20 m的样地,采用径阶标准木法,选取10株标准木,按照枝、叶、干和根分别进行取样。每个样地分别设置5个灌木样方(2 m×2 m)、草本样方(1 m×1 m)和凋落物样方(1 m×1 m)样方,收获样方内全部的灌木和草本及凋落物,并各取300 g样品,带回实验室分析。结果表明,山杜英林生物量为34.89 t·hm~(-2),平均碳质量分数为463.79 g·kg~(-1),碳储量为16.65 t·hm~(-2);山杜英林垂直结构的各组分中,乔木层的生物量(26.76 t·hm~(-2))和碳储量(12.85 t·hm~(-2))最大,占比分别为76.70%和77.18%;乔木层各组分中,树干的生物量(13.60 t·hm~(-2))和碳储量(6.62t·hm~(-2))最大,占比分别为50.82%和51.52%。山杜英林树干碳储量是乔木层碳储量的主体,因此应充分利用其生长特性,最大限度地增加树干碳储量,从而增加林分植被层碳储量。该林分具有较大的碳汇潜力,可通过提高林分密度以提高林分的碳储量。     

短花针茅荒漠草原生态系统净碳交换对载畜率的响应

草地生态系统作为中国最大的陆地生态系统,其碳循环的动态变化在全球碳收支平衡中扮演着重要角色。为探讨短花针茅(Stipa breviflora)荒漠草原净CO_2交换的日变化和季节变化特征,阐明放牧及土壤温度和湿度的季节性变化对生态系统净CO_2交换的影响,采用便携式光合仪LI-6400(LI-COR,USA)和密闭式箱法于2013—2014年生长季(5—10月)测定了对照(CK)、轻牧(LG)、中牧(MG)和重度放牧(HG)4个处理的生态系统净碳交换。结果表明:短花针茅荒漠草原净CO_2交换具有明显的日变化规律。净碳交换的日动态主要受气温影响,昼间净碳吸收随温度升高而降低,甚至出现碳释放;夜间随气温降低,生态系统呼吸减弱。整个生长季,短花针茅荒漠草原表现为碳汇,在植物生长季的高峰期,净碳吸收达到峰值(-2.96mol·m~(-2)·s~(-1))。年际间生态系统净碳交换差异显著(P0.000 1),净碳交换主要受降水调控。净碳吸收与土壤温度在两年间均呈显著的二次多项式关系(P0.01),而与土壤湿度的关系则是2013年为显著的线性关系(P0.000 1),2014年为显著的二次多项式关系(P0.01)。土壤温度对生态系统净CO_2交换变化的解释能力为0.31~0.36,而土壤湿度对生态系统净CO_2交换变化的解释能力为0.26~0.51。HG区净碳吸收速率(-0.66mol·m~(-2)·s~(-1))显著低于CK区(-1.65mol·m~(-2)·s~(-1))。放牧减弱了荒漠草原的固碳潜力。     

湘北红壤坡地生态恢复过程中的植被演变

采用森林资源清查调查相关植被指标(Simpson指数,物种均匀度指数和多样性指数)的方法,对湘北红壤坡地恢复区和退化区近20年来生态恢复过程中植被演变,生物生产力及碳平衡的变化情况进行了初步调查分析。结果表明,(1)恢复区植被在20年间经历了缓慢恢复、快速恢复和物种逐渐减少3个阶段,物种由32种增加至73种;退化区物种经历了先减少、后增加、再急剧减少3个阶段,物种由43种减少至27种。(2)恢复区草本的Simpson指数持续减少,灌木草本无明显规律,草本和灌木的物种均匀度呈降低态势,乔木多样性指数变化规律不明显;退化区草本各项多样性指标无明显变化趋势,灌木各项多样性指数均在稳步提高。(3)恢复区生物量和碳量稳步提高,2003─2012年间植被含碳量增加到原来的1.48倍;退化区生物量和含碳量总体下降,2003─2013年间植被含碳量从387 g·m-2降低到356.9 g·m-2。     

广西红树林净生态系统碳交换变化特征及影响因子研究

为了研究广西红树林CO_2通量变化特征及其调控机制,利用2019年北海红树林生态观测试验站涡度相关系统观测的红树林碳通量和气象观测数据,分析红树林净生态系统碳交换变化特征及其与气象因子的响应关系。结果表明,广西红树林净生态系统碳交换的平均日变化曲线呈"U"型分布;在月尺度上,碳汇峰值出现在2月,最小值出现在6月;在季尺度上,不同季节碳汇峰值呈秋季春季冬季夏季的趋势;净生态系统碳交换月累积最大值为11月(-45.23 g·m~(-2)·月~(-1)),最小值为7月(-16.95 g·m~(-2)·月~(-1));广西红树林净生态系统碳交换、总呼吸和总初级生产力年累积量分别为-386.68、862.49和-1 249.18 g·m~(-2)·a~(-1),3者均低于福建和广东红树林;光合有效辐射是对净生态系统碳交换产生直接影响的主导因子,饱和水气压差是对净生态系统碳交换产生间接影响的主导因子,降水量是净生态系统碳交换的限制因子。     

祁连山北坡自然恢复杨桦林地植物功能型组成及其影响因素

依据生活型(乔木、藤本、灌木、半灌木、多年生禾草、多年生杂类草和一二年生草本)和水分生态型(旱生、旱中生、中生和湿生)将祁连山北坡次生杨桦林28个调查样地中的81个物种划分为18种植物功能型(Plant functiontypes,PFTs),并通过典范对应分析(CCA)方法研究植物功能型与环境因子间的关系.结果表明:自然恢复杨桦林地植物功能型主要集中在中生多年生杂类草(PFTs16)、湿生多年生杂类草(PFTs23)、旱中生多年生杂类草(PFTs9)和中生灌木(PFTs18)4个植物功能型上;乔、灌、草三层冠层特征和中生植物的大量出现,反映了群落植物生活型趋于复杂化和结构化,生态型逐渐向中生化方向演替的特点;土壤容重、有机碳和全氮含量主要影响植物的生活型分异特征,土壤含水量和林冠郁闭度是植物的水分生态型分异的主要环境因子,而坡位、坡度控制着群落植物总体分布格局的形成.图1表3参31     

协同处置废物水泥窑汞等非常规污染物分析与排放

近年来我国城市固体废物产生量逐年增加,水泥窑协同处置废物技术发展迅速.本研究选择1台规模为3200 t·d~(-1)的协同处置固废水泥窑,对烟气中汞等非常规污染物排放浓度进行现场测试,研究汞等非常规污染物分析与排放.研究表明,协同处置废物水泥窑窑尾烟气出口Hg~0占比79%,Hg~(2+)占比21%左右,烟气中Tl+Cd+Pb+As和Be+Cr+Sn+Sb+Cu+Co+Mn+Ni+V平均浓度为32.12μg·m~(-3)和10.54μg·m~(-3)均低于我国协同处置固体废物水泥窑窑尾允许排放限值1.0 mg·m~(-3)和0.5 mg·m~(-3),窑尾烟气中HF平均0.21 mg·m~(-3),HCl平均4.49 mg·m~(-3),PM_(2.5)窑尾和窑头袋式除尘后出口烟气浓度,窑尾排放浓度较窑头高.     

北京地区植物源挥发性有机物(BVOCs)排放清单

利用现场连续监测的方法获取或采用专业气象部门资料以及林业资源二类清查数据的植被资料,运用Gl OBEIS模型,对北京地区2011年度植物源挥发性有机物(BVOCs)排放总量进行了估算,同时,也对所研究树种异戊二烯、单萜烯排放量进行了估算.结果表明,BVOCs的排放量分布情况与北京地区植被的分布情况有一定的相关性,并且VOCs的排放情况具有明显的季节依赖性.研究树种类型分为常绿乔木、落叶乔木、灌木、草本花卉,BVOCs排放量最大的依次为油松、苹果树、大叶黄杨和竹.其中,异戊二烯排放量最高为法桐,排放年通量可达313.92μg·(g·h)~(-1);单萜烯排放量最高为苹果树,排放年通量可达726.68μg·(g·h)~(-1).估算过程中的误差主要来自于植物标准排放因子的获取、叶生物量的计算,气象参数的变化也会给排放清单带来较大的不确定性.     

青藏高原东缘高寒灌丛根系分泌物碳氮输入对增温的响应

根系分泌物是植物根系向土壤输入有机碳和养分的重要途径之一,深刻影响着根际土壤碳和养分循环过程。环境温度变化可通过改变植物初级生产力和根系性状等直接或间接地影响根系分泌过程,但其具体机制仍缺乏必要关注。为了揭示气候变暖对高寒灌丛根系碳、氮分泌过程的影响,以青藏高原东缘典型的高寒灌丛类型-窄叶鲜卑花(Sibiraea angustata)灌丛为研究对象,设置OTC(Open top chamber)增温试验,采用根系分泌物原位连续动态收集技术,分析了窄叶鲜卑花根系分泌物碳、氮输入速率与通量对土壤增温(+1.3℃)的响应。结果表明:窄叶鲜卑花灌丛根系分泌物碳、氮输入速率具有明显的季节差异,生长季中期根系分泌物碳、氮输入速率显著高于生长季初期和末期。整个生长季,对照处理根系分泌物碳、氮输入速率分别为0.55-0.74mg·g~(–1)·d~(–1)和0.05-0.08mg·g~(–1)·d~(–1),增温分别使根系分泌物碳、氮输入速率显著增加了14.0%-69.1%和15.3%-70.2%。对照组根系分泌物碳、氮输入通量分别为26.94 g·m~(–2)和3.03 g·m~(–2),增温分别使根系分泌物碳、氮输入通量显著增加了57.2%和46.9%。进一步分析表明,增温使根系分泌物碳、氮输入通量的增加主要归因于根系分泌物碳、氮输入速率和细根生物量显著提高。这些结果表明,气候变暖将促进青藏高原东缘高寒灌丛根系碳、氮分泌过程,提高根系分泌物碳、氮输入通量,进而加速该区域根际土壤碳和养分循环过程。