青藏高原金露梅灌丛草甸净生态系统CO2交换量的季节变异及其环境控制机制

利用涡度相关技术,对2003年和2004年青藏高原金露梅灌丛草甸生态系统CO2通量观测表明,金露梅灌丛草甸生态系统CO2通量日变化、年变化明显,且日变化暖季大于冷季.CO2净交换量在年内的4,9月为两个释放高峰期,以7和8月的吸收量最大.2年的CO2吸收分别为231.4和274.8 gCO2·m-2,平均为253.1 gCO2·m2,在区域起着重要的碳汇功能.CO2日交换量与温度、辐射等气象因素具有显著的负相关关系.受年际间气候差异影响,两年CO2释放和吸收高峰出现及维持时间具有微小的差异.比较发现,各年白天CO2通量受光合辐射的控制作用基本相同,温度条件似乎成为影响CO2通量的重要环境因子.在植物生长季温度过高明显时,会降低碳的吸收能力.其原因可能是由于高温度条件下土壤呼吸增强有关引起的.生物量测定表明,2003和2004年的地上和地下生物年净固碳量分别为544.0和559.4 gC·m-2,与CO2年净交换吸收碳量(分别为63.1和74.9 gC·m-2)基本趋势一致.     

西北地区戈壁局地陆面物理参数的研究

采用2000年8月～2001年9月在敦煌戈壁上观测的陆面过程资料，分析了敦煌地区荒漠戈壁地表反照率与太阳高度角和土壤湿度的关系以及土壤热传导率与土壤湿度的关系，初步给出了具有试验基础的戈壁局地反照率和土壤热传导率的多因子参数化公式. 并通过与观测值的比较发现试验资料拟合的参数化公式能够比较好地反映降水等气候因子引起的动态变化.     

青藏高原金露梅灌丛草甸净生态系统CO_2交换量的季节变异及其环境控制机制

利用涡度相关技术,对2003年和2004年青藏高原金露梅灌丛草甸生态系统CO2通量观测表明,金露梅灌丛草甸生态系统CO2通量日变化、年变化明显,且日变化暖季大于冷季．CO2净交换量在年内的4,9月为两个释放高峰期,以7和8月的吸收量最大．2年的CO2吸收分别为231．4和274．8 gCO2·m-2,平均为253．1 gCO2·m2,在区域起着重要的碳汇功能．CO2日交换量与温度、辐射等气象因素具有显著的负相关关系．受年际间气候差异影响,两年CO2释放和吸收高峰出现及维持时间具有微小的差异．比较发现,各年白天CO2通量受光合辐射的控制作用基本相同,温度条件似乎成为影响CO2通量的重要环境因子．在植物生长季温度过高明显时,会降低碳的吸收能力．其原因可能是由于高温度条件下土壤呼吸增强有关引起的．生物量测定表明。2003和2004年的地上和地下生物年净固碳量分别为544．0和559．4 gC·m-2,与CO2年净交换吸收碳量(分别为63．1和74．9 gC·m-2)基本趋势一致．     

植被类型、湿度和氮素供给对外源碳刺激森林土壤异养呼吸和微生物碳量的影响

采用室内土柱培养的方法,研究了温带成熟阔叶红松混交林和次生白桦林土壤在不同的湿度(55%和80%WFPS,土壤充水孔隙率)和不同的氮素供应(NH4Cl和KNO3,4.5 g N m-2)条件下外源碳添加(葡萄糖,6.4 g C m-2)对森林土壤异养呼吸和微生物碳的激发效应.结果表明:培养期间次生白桦林土壤对照处理CO2累积排放量(5.44~5.82 g CO2-C m-2)显著高于阔叶红松混交林对照处理(2.86~3.36 g CO2-C m-2).随着湿度的增加,次生白桦林土壤对照处理CO2累积排放量显著降低,而阔叶红松混交林土壤对照处理却显著增加(P0.05).单施NH4Cl或KNO3处理培养期内两种林分土壤CO2累积排放量降低9.2%~21.6%(P0.05),低湿度次生白桦林土壤降低最大.单施葡萄糖显著提高两种林分土壤异养呼吸、微生物碳量和微生物代谢熵.培养期间施加葡萄糖所增加的土壤CO2累积排放量(8.7~11.7 g C m-2)和土壤微生物量(7.4~23.9 g C m-2)显著大于施加的葡萄糖含碳量(6.4 g C m-2),这可能是由土壤固有有机碳分解释放引起的.培养期间由葡萄糖引起的土壤CO2排放速率和最大排放速率不仅受到湿度及其与林分交互影响(P0.001),还受到铵态氮与林分交互影响(P0.001)和林分、湿度和铵态氮三者交互影响(P0.05).施加铵态氮显著抑制了次生白桦林土壤由葡萄糖引起的微生物碳,而施加硝态氮却无显著效应.施加两种形态的氮均显著促进高湿度阔叶红松混交林土壤由葡萄糖引起的微生物碳(P0.05).经过量化由葡萄糖引起的土壤活性碳库、微生物碳及CO2排放量,发现葡萄糖对温带森林土壤异养呼吸和微生物碳的刺激效应与植被类型、湿度、外源氮供给及其形态显著相关.     

2000—2006年怀来CO_2变化特征分析

介绍了怀来CO2测点的地质条件和基本动态特征,重点分析了2000年以来测值最高值逐年升高的变化特征.逐一排除了测试管、地温、降雨等因素引起变化的可能性,与40 km外延庆松山CO2监测点类似的变化特征对比也说明这种变化不是人为因素所致.分析显示CO2测值逐年升高的特征与测点周围300 km范围内最高震级逐渐增大的特征相吻合,可能反映了京西北地区能量的逐渐积累,应力状态的不断增强的过程.     

干旱荒漠区不同土地利用/覆盖类型土壤呼吸速率的季节变化

结合生长季对准噶尔盆地新垦绿洲外围人工防护林(杨树林)和天然荒漠(柽柳+芦苇群落、梭梭群落)土壤呼吸速率及主要环境因子的测定,分析了不同土地利用/覆盖类型间土壤呼吸速率的差异性和土壤呼吸对温度、土壤含水量变化的响应.结果表明土壤CO2释放速率随温度逐渐升高,杨树林、柽柳+芦苇群落和梭梭群落的最高值分别出现在1800,1200和1400,最低值皆出现在早晨800.5～10月,土壤呼吸速率呈现增加而又降低的趋势,主要与近地面气温的变化一致,在6～7月达到最大值,8月下降.生长季,平均土壤CO2释放速率、季节变化幅度按大小顺序排序为杨树林＞柽柳+芦苇群落＞梭梭群落,不同土地利用/覆盖类型间土壤呼吸速率的差异均很显著.杨树林土壤呼吸速率与近地表气温、土壤10 cm温度间存在显著的指数函数关系(P＜0.01),柽柳+芦苇群落和梭梭群落与近地面气温、地表温度间的线性相关显著(P＜0.01).基于近地面气温,计算得出Q10值分别为1.48,1.59,1.63.3种土地利用/覆盖类型的土壤呼吸速率(综合)与0～5,5～15和0～15 cm的土壤含水量呈极显著和显著的正相关关系(P＜0.01).0～5 cm土壤含水量与土壤呼吸速率间呈显著的二项式函数关系(P＜0.01).     

西藏高原草原化嵩草草甸生态系统CO_2净交换及其影响因子

了解生态系统CO2净交换(NEE)的季节变化规律和主要生物因子及环境因子对这些过程的影响将有助于生态系统碳循环过程机理的理解以及大尺度过程的模拟．本研究利用涡度相关技术对位于西藏高原腹地的、世界海拔最高的草地碳通量观测站的NEE及生物和环境因子进行近3年观测,阐明NEE及其组分的动态变化特征和影响因子．草原化嵩草草甸生态系统碳吸收的最大值出现在8月,最大碳排放出现在11月,在生长季初的6月,受降水和植物返青快慢的影响,会出现生态系统碳吸收或排放的年际差异,7～9月表现为碳吸收,其余月份均为碳排放．在生长季,白天的NEE主要受光合有效辐射变化的控制,同时又与叶面积指数交互作用,共同调节光合速率和光合效率的强度．生态系统呼吸主要受温度的控制,同时也受到土壤含水量的显著影响,呼吸商(Q10)与温度呈负相关,而与土壤含水量呈正相关关系．生长季昼夜温差大并不利于生态系统的碳获取．10℃时标准呼吸速率(R10)与土壤水分、温度、叶面积指数和地上生物量呈正相关关系．降水格局影响了土壤水分动态,土壤含水量会显著影响生态系统呼吸的季节变化．生长季初和末期的脉冲性降水会导致生态系统呼吸的迅速上升,从而导致生态系统碳的流失．西藏高原草原化嵩草草甸生长季短,温度低,致使生态系统的叶面积指数偏低,生态系统碳吸收较少,降水格局引起的土壤湿度动态和脉冲性降水将对生态系统呼吸产生了重要影响,从而会影响到生态系统的碳收支水平．     

西藏高原草原化嵩草草甸生态系统CO2净交换及其影响因子

了解生态系统CO2净交换(NEE)的季节变化规律和主要生物因子及环境因子对这些过程的影响将有助于生态系统碳循环过程机理的理解以及大尺度过程的模拟.本研究利用涡度相关技术对位于西藏高原腹地的、世界海拔最高的草地碳通量观测站的NEE及生物和环境因子进行近3年观测,阐明NEE及其组分的动态变化特征和影响因子.草原化嵩草草甸生态系统碳吸收的最大值出现在8月,最大碳排放出现在11月,在生长季初的6月,受降水和植物返青快慢的影响,会出现生态系统碳吸收或排放的年际差异,7～9月表现为碳吸收,其余月份均为碳排放.在生长季,白天的NEE主要受光合有效辐射变化的控制,同时又与叶面积指数交互作用,共同调节光合速率和光合效率的强度.生态系统呼吸主要受温度的控制,同时也受到土壤含水量的显著影响,呼吸商(Q10)与温度呈负相关,而与土壤含水量呈正相关关系.生长季昼夜温差大并不利于生态系统的碳获取.10℃时标准呼吸速率(R10)与土壤水分、温度、叶面积指数和地上生物量呈正相关关系.降水格局影响了土壤水分动态,土壤含水量会显著影响生态系统呼吸的季节变化.生长季初和末期的脉冲性降水会导致生态系统呼吸的迅速上升,从而导致生态系统碳的流失.西藏高原草原化嵩草草甸生长季短,温度低,致使生态系统的叶面积指数偏低,生态系统碳吸收较少,降水格局引起的土壤湿度动态和脉冲性降水将对生态系统呼吸产生了重要影响,从而会影响到生态系统的碳收支水平.     

冻结强度和冻结时间对高寒区温带森林土壤微生物量、可浸提的碳和氮含量及N_2O和CO_2排放量的影响

冻结能够增加土壤二氧化碳和氧化亚氮排放以及活性碳和氮的释放.然而,目前很少报道土壤冻结处理后两种温室气体排放变化的差异以及与土壤属性的关联性.论文研究了土壤冻结强度和冻结时间对中国东北成熟阔叶红松混交林和临近的次生白桦林土壤二氧化碳(CO2)和氧化亚氮(N2O)、氮素净矿化量、微生物量和可浸提的碳和氮含量的影响.两种林地土壤具有不同的微生物量和容重.取上述两种温带林地0~5和5~10 cm原状土柱,分别进行?8,?18和?80℃冻结处理10和145 d,然后各自在10℃下融化培养21 d.未进行冻结前处理的原状土柱样品,10℃培养21 d为对照.融化后土壤N2O和CO2排放量随林分类型、土壤深度和冷冻处理而发生变化,该差异归因于冻结后所致的土壤充水孔隙度(WFPS)和物质有效性变化.土壤湿度大约为80%WFPS时,融化期森林土壤N2O排放量最大,而森林土壤CO2排放量却随土壤湿度增加而显著地增加.冻结处理后,土壤溶解性有机碳含量和CO2排放量均随冻结时间延长而增加,这与土壤微生物碳含量降低相一致;冻结温度显著影响森林土壤氮素净矿化量和净氨化量以及氧化亚氮排放量.土壤N2O排放量与土壤p H和容重呈显著的负相关关系,却与土壤K2SO4浸提的硝态氮含量和氮素净氨化量呈显著的正相关关系.土壤CO2排放量与土壤氮素净矿化量和净氨化量呈显著的正相关关系.因此,基于较宽范围的冻结温度和冻结时间的观测结果,融化后土壤N2O和CO2排放量主要依赖于冻结处理后氮素净矿化量、释放的物质有效性以及有关通气性的土壤属性变化.     

青海省3.2m地温场与年降水量、地震趋势的关系

通过对1980—1995年青海省3．2m地温距平场与年降水量距平％场、年地震释放总能量的相关分析，指出：若某地区地温异常偏高且干旱少雨，则未来该区可能发生地震。因3．2m地温变化缓慢，该结论具有一定的预报意义。     

A Monte Carlo study of rainfall forecasting with a stochastic model

A procedure for short-term rainfall forecasting in real-time is developed and a study of the role of sampling on forecast ability is conducted. Ground level rainfall fields are forecasted using a stochastic space-time rainfall model in state-space form. Updating of the rainfall field in real-time is accomplished using a distributed parameter Kalman filter to optimally combine measurement information and forecast model estimates. The influence of sampling density on forecast accuracy is evaluated using a series of a simulated rainfall events generated with the same stochastic rainfall model. Sampling was conducted at five different network spatial densities. The results quantify the influence of sampling network density on real-time rainfall field forecasting. Statistical analyses of the rainfall field residuals illustrate improvement in one hour lead time forecasts at higher measurement densities.     

Information for authors

正SCIENCE CHINA Earth Sciences,an academic journal cosponsored by the Chinese Academy of Sciences and the National Natural Science Foundation of China,and published by Science China Press and Springer,is committed to publishing high-quality,original results in both basic and applied research.     

INTERNATIONAL RESEARCH AND TRAINING CENTER ON EROSION AND SEDIMENTATION(IRTCES)

正Director:Shangfu Kuang,China Vice-directors:Chunhong Hu,China Duihu Ning,China Guangquan Liu,China The International Research and Training Center on Erosion and Sedimentation(IRTCES)was jointly set up by the Government of China and UNESCO on July 21,1984.It aims at the promotion of international exchange of knowledge and cooperation in the studies of erosion and     

Calendar of events

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Dynamic process-response model of river channel development

Feedback mechanisms, which operate upstream through drawdown and backwater effects and downstream through sediment discharge are responsible for channel evolution. By combining these mechanisms with channel processes it euables a dynamic process-response model to be developed to simulate the initial evolution of straight gravel-bed channels. When erosion commences on a land surface, sediment entrained in the headwater reach by hydraulic action is selectively transported, deposited and reworked. This produces a damped oscillation between degradation and aggradation as the channel and valley respond to spatial and temporal variations in sediment calibre and hydraulic conditions. The initial cut and fill phases are responsible for valley incision and floodplain development while secondary and subsequent activity can produce river terraces. Eventually sediment entrainment in the headwaters declines as slopes are reduced. Subsequent channel evolution is relatively insignificant because it is dependent on local weathering activity producing material that can be transported on declining slopes. Therefore landforms produced during the initial phase of development, when local weathering was non-limiting, dominate the landscape.