黑龙江省百年自然植被氧气生产量比较研究

随着对气候变化研究的深入,大气中氧气含量变化也应引起关注。以黑龙江省1900和2009年自然植被分布为基础,运用C-FIX模型及ArcGIS空间分析,依据碳氧平衡方法,比较1900年和2009年黑龙江省区域氧气生产量。结果表明:①黑龙江省百年来自然植被生产的氧气量呈减少趋势,减少37.8%。②百年来黑龙江省自然植被氧气生产量空间分布西南部及三江平原西部降低明显。③百年来黑龙江省各行政区及县域氧气生产量均为减少趋势,平均减少50%。减少最多的是哈尔滨市,以西部及西南部最显著。④人类活动导致自然植被面积减少是导致氧气生产量减少的主要因素。     

科尔沁沙地玉米(Zea mays)田垄上和垄间土壤呼吸比较

采用动态密闭气室法测定分析了科尔沁沙地典型玉米(Zea mays)农田垄上和垄间土壤呼吸速率的差异及自养和异养呼吸特征,并估算了生态系统碳平衡。结果表明:(1)垄上和垄间土壤呼吸速率存在极显著差异(p0.001),且存在线性关系(p0.05);季节水平上垄上土壤呼吸可解释垄间土壤呼吸98.4%的变异。(2)季节水平上土壤总呼吸(RS)、异养呼吸(RH)和自养呼吸(RA)的温度敏感性指数Q10大小顺序为:RA(4.35)RS(3.10)RH(2.08)。(3)RS和RH之间存在显著差异,RA与RS和RH之间不存在显著差异;RA占RS比例的季节变化范围为28.1%~71.1%,生长季RH和RA占RS的比例均值分别为44.4%和55.6%。(4)科尔沁沙地典型农田生态系统在生长季为碳汇,可净固存大气CO2-C的量为659.1g·m-2。     

滨海人工林土壤呼吸各组分对台风强降雨的响应

根据预测,随着全球变暖,极端降水将更加频繁和剧烈,可能对土壤呼吸及其组分产生重大影响。然而目前对极端降雨如何影响土壤呼吸各组分的认识仍是缺乏的。因此选取亚热带滨海湿地松和尾巨桉人工林土壤为研究对象,于2015年8月在设置去除根系和对照处理一年后,应用Li-8100土壤CO_2通量测定系统,对2次台风强降雨前后的土壤呼吸速率和环境因子进行原位监测,分析2次台风前后土壤呼吸各组分对强降雨的响应规律。结果表明:(1)2次台风强降雨显著改善了土壤的水分状况,促进了土壤呼吸各组分。2种人工林土壤总呼吸、异养呼吸均呈现出快速上升、后逐渐下降的趋势,而土壤自养呼吸的上升不明显。土壤总呼吸与异养呼吸的峰值与土壤湿度的峰值同步,而自养呼吸峰值要滞后1天。(2)第一次降雨,湿地松和尾巨桉土壤异养呼吸对总呼吸的贡献率分别是自养呼吸的5.15和6.28倍。相比于土壤自养呼吸(R_a),异养呼吸增加的幅度更大且响应更快。(3)第一次降雨湿地松土壤总呼吸、异养呼吸及尾巨桉土壤异养呼吸与土壤湿度的二次曲线关系存在拐点,而第二次降雨促进了2种人工林土壤异养呼吸、总呼吸速率。2次台风强降雨湿地松和尾巨桉人工林的土壤自养呼吸均和土壤湿度无显著相关性(P0.05)。综上,研究结果强调了极端降水对土壤呼吸及其组分的显著影响,应该将其纳入模型中,以提高对碳-气候反馈的预测。     

高频观测的土壤异养呼吸昼夜变化

正森林土壤是陆地生态系统土壤中最大的碳库,约占全球土壤碳库的3/4,在全球C循环中起至关重要作用[1]。土壤异养呼吸(Heterotrophic respiration,Rh)是森林生态系统土壤碳库损失的主要途径。土壤异养呼吸是指土壤在微生物参与下的矿化过程,主要包括根际微生物呼吸、矿质土壤呼吸(无根土壤)和枯枝落叶层呼吸,由于土壤动物呼吸量不大,因此森林生态系统的异养呼吸主要表现为矿质土壤呼吸[2-4]。土壤异养呼吸具有高度的空间变异性,在全球范围内,异养呼吸所占总呼吸的比例为7%~83%,其中在热带和温带(30%~83%)森林生态系统中所占比例高于寒带地区(7%~     

紫色土旱坡地土壤异养呼吸速率及其温度敏感性

为探讨紫色土旱坡地土壤异养呼吸速率特征,采用静态暗箱-气相色谱法于2010年12月至2011年10月观测了土壤异养呼吸日变化、季节性变化及土壤温度和湿度.结果表明:土壤异养呼吸速率日变化特征呈单峰型曲线,其最大值和最小值分别出现在16:00和08:00;土壤异养呼吸速率季节变化明显,冬季低,夏季高,最大值为654.2 mg CO2/(m2 h),最低值为38.1 mg CO2/(m2 h),平均值为325.2 mg CO2/(m2h),小麦季土壤异养呼吸CO2排放总量为307.9 g C/m2,玉米季为384.8 g C/m2,全年为692.7 g C/m2,玉米季土壤异养呼吸CO2排放总量显著高于小麦季(P＜0.05);小麦季土壤异养呼吸敏感性参数Q10值高于玉米季,说明小麦季土壤异养呼吸速率对温度变化较玉米季敏感.地表温度和土壤5 cm温度的Q10值分别为3.16和3.22,土壤5 cm温度对土壤异养呼吸速率的影响较地表温度敏感;当土壤湿度(WFPS)高于60％时,土壤湿度和土壤异养呼吸速率为显著的负相关(R=-0.550,P=0.02),60％以下二者无显著关系,该研究可为调控紫色土旱坡地有机碳气态支出过程提供参考.     

陆地植被净初级生产力研究进展

 植被的净初级生产力(NPP)反映了植物每年通过光合作用所固定的碳总量，目前NPP研究是全球变化研究的重要内容之一。本文综述了近年来国内外在全球和区域陆地植被NPP的研究现状，对遥感(RS)和地理信息系统(GIS)在NPP研究中的应用作了分析，并对国内外NPP研究的不足和发展趋势作了讨论。     

土壤异养呼吸温度敏感性(Q_(10))的影响因子

首先对国内外土壤异养呼吸Q10的研究成果进行了全面的综合述评.影响土壤异养呼吸Q10的因子主要包括环境因子(主要是温度和湿度)、呼吸底物和土壤生物等.较多的研究表明土壤异养呼吸的Q10在低温时较高,高温时较低,但Q10也可随温度升高而增加,或随温度变化而保持稳定;通常土壤异养呼吸的Q10与土壤水分成正相关,但极端水分条件下(干旱胁迫或渍水)Q10较低;有限的研究表明呼吸底物和土壤生物对土壤异养呼吸Q10的影响还具有很大的不确定性;调控土壤异养呼吸Q10的机理目前还不清楚.然后从温度、水分、呼吸底物、土壤微生物对土壤异养呼吸Q10的影响等方面对影响土壤异养呼吸温度敏感性的原因进行了深入的探讨,并提出未来应重点开展的研究:⑴加强不同尺度土壤异养呼吸Q10的影响因子及调控机理研究;⑵扩大土壤异养呼吸Q10的野外研究;⑶扩大热带、亚热带土壤异养呼吸Q10的研究;⑷深入探讨呼吸底物有效性和土壤生物对土壤异养呼吸Q10的影响;⑸加强其他因子对土壤异养呼吸Q10影响的研究.     

土壤异养呼吸温度敏感性(Q10)的影响因子

首先对国内外土壤异养呼吸Q10的研究成果进行了全面的综合述评.影响土壤异养呼吸Q10的因子主要包括环境因子(主要是温度和湿度)、呼吸底物和土壤生物等.较多的研究表明土壤异养呼吸的Q10在低温时较高,高温时较低,但Q10也可随温度升高而增加,或随温度变化而保持稳定;通常土壤异养呼吸的Q10与土壤水分成正相关,但极端水分条件下(干旱胁迫或渍水)Q10较低;有限的研究表明呼吸底物和土壤生物对土壤异养呼吸Q10的影响还具有很大的不确定性;调控土壤异养呼吸Q10的机理目前还不清楚.然后从温度、水分、呼吸底物、土壤微生物对土壤异养呼吸Q10的影响等方面对影响土壤异养呼吸温度敏感性的原因进行了深入的探讨,并提出未来应重点开展的研究:(1)加强不同尺度土壤异养呼吸Q10的影响因子及调控机理研究;(2)扩大土壤异养呼吸Q10的野外研究;(3)扩大热带、亚热带土壤异养呼吸Q10的研究;(4)深入探讨呼吸底物有效性和土壤生物对土壤异养呼吸Q10的影响;(5)加强其他因子对土壤异养呼吸Q10影响的研究.     

CARAIB陆地碳循环模型研究进展及其应用

陆地生态系统碳循环是全球变化研究中的重要组成部分,多种模型已用于陆地生态系统碳循环的模拟。文中着重论述了陆地生物圈碳循环模型CARAIB的原理、方法及其应用和最新进展。CARAIB模型主要是基于叶面光合作用子模型、冠层子模型和木质呼吸作用3个子模型的耦合,应用大气环流模式气候数据模拟出生态系统碳存储量和生物群区分布。介绍了欧洲利用植物数字化地理配准数据库重新划分植物群组(BAGs)的方法,比较BAGs与传统的植物功能型(PFTs)划分在方法上的差异,根据植物群组应用CARAIB模型进行生物群区分布模拟,并提出利用CARAIB模型模拟我国陆地碳循环和生物群区分布的可行性,为研究中国植被对气候变化的响应模型和预测提供区域尺度的新方法。     

土地利用变化研究中的GIS空间分析方法及其应用

土地利用变化研究尤其是空间变化研究 ,离不开 GIS的空间分析方法。该方法的数据基础主要是矢量格式的土地利用图件和遥感解译制图成果 ;模型基础包括 GIS的时空数据模型、属性数据模型和提取土地利用变化特征的原理模型 ;而数据处理过程则涉及GIS系统的数据转换功能、编辑功能、空间分析功能、数据库操作功能、空间统计分析功能以及图形显示功能等。本文结合北京市土地利用变化的实例分析 ,从上述三方面详细阐述了 GIS的空间分析方法及其在土地利用变化研究中的应用。     

应用~(15)N稀释技术定量华北平原大气氮沉降的输入总量(英文)

本文采用定量氮沉降总量的ITNI(Integrated Total Nitrogen Input)系统,利用~(15)N稀释原理和生物监测技术,定量研究了华北平原大气氮沉降的农田输入总量及其在推荐施肥中的作用。结果表明,以玉米和小麦为指示植物,监测到在玉米-小麦轮作体系中整个华北平原大气氮沉降的输入总量高达80-90 kgN ha~(-1)yr~(-1),对玉米和小麦植物有效性的沉降氮总量约为50 kgN ha~(-1)yr~(-1)。以黑麦草为指示植物,监测到华北平原大气氮沉降的输入总量约为100 kgN ha~(-1)yr~(-1),对其植物有效性的沉降氮约为76 kgN ha~(-1)yr~(-1),占总沉降氮的77%。由于华北平原小麦季扬尘较多,因此干沉降可能是该时期大气氮沉降输入总量的主要贡献。     

京津风沙源区植被的时空变化及其对气候因子的响应

利用2000—2008年的MODIS-NDVI遥感数据和34个站的气象数据,分析了京津风沙源区植被变化的空间分布范围及其与气候因子的关系。即利用坡度分析定量地估算了京津风沙源区植被覆盖的时空变化;分别计算降雨、温度及相对湿度与植被变化的相关系数,并进行显著性检验。结果表明:2000—2008年京津风沙源区植被覆盖整体呈上升趋势,其中上升区域占74%,显著上升区域占9.83%;气候整体上变化规律不强,降雨和气温都存在一定的增加趋势,但各年波动性较大;气候因子中降雨与生长季NDVI最大值相关性最强,两者整体变化趋势一致,80.11%的区域为正相关,3.17%的区域为显著正相关;降雨和NDVI相关的显著性不强及不完全同步性,可能是源于工程和非工程等人为因素的干扰。     

青海高原东部河湟谷地生态风险评价——以海东市为例

以位于青海高原东部河湟谷地的海东市为研究区,在土地利用变化分析的基础上构建生态指数,利用移动窗口法获得区域空间连续的生态风险指数,再结合GIS空间分析获得与土地利用空间尺度相一致的生态风险评价结果。结果表明：1999-2009年,青海高原东部农业区土地利用变化明显,有林地、灌木林地、建设用地面积迅速增加,耕地、水浇地、草地面积持续大幅减少,土地利用变化区域占总面积的42.04%;生态高风险区面积增加显著,增长率达27.11%,主要位于未利用地和建设用地区域;生态中风险地区面积减少,主要位于旱地、水浇地、草地分布区域;生态微、低风险区域主要位于林地、灌木林地区域。     

福建省区域尺度太阳总辐射模拟估算研究

比较了3种以常规地面气象资料为基础估算太阳总辐射的气候学估算模型(晴天辐射模型、天文辐射模型和MTCLIM气候模型),并以2004年福建省仅有的福州站和建瓯站太阳总辐射实测值进行验证.研究结果表明:以晴天总辐射为基值计算太阳总辐射估算模型的精度最高,运用该模型在ARCGIS支持下对福建省太阳总辐射进行空间插值,拟合了福建省区域尺度太阳总辐射月总量和年总量的空间分布,为省区域尺度生态系统碳循环模型,水文模型及植被净第一性生产力的估算研究提供了重要的空间表达参数.     

福建省区域尺度太阳总辐射模拟估算研究

比较了3种以常规地面气象资料为基础估算太阳总辐射的气候学估算模型(晴天辐射模型、天文辐射模型和MTCLIM气候模型),并以2004年福建省仅有的福州站和建瓯站太阳总辐射实测值进行验证.研究结果表明:以晴天总辐射为基值计算太阳总辐射估算模型的精度最高,运用该模型在ARCGIS支持下对福建省太阳总辐射进行空间插值,拟合了福建省区域尺度太阳总辐射月总量和年总量的空间分布,为省区域尺度生态系统碳循环模型,水文模型及植被净第一性生产力的估算研究提供了重要的空间表达参数.     

石家庄城市化进程中的耕地变化

利用2000年遥感影像进行土地利用分类,并与1995年土地利用矢量图进行GIS空间叠置分析,结合数理统计分析,判定石家庄市1995~2000年耕地变动的方向与类型,揭示了该区耕地变化的数量特征和空间变化特征,全面分析了影响耕地变动的经济、人口、政策等主要因素,并重点研讨了城市化进程与耕地变动的关系,阐明了石家庄市在目前城镇发展的初级阶段用地的基本特征与存在问题。石家庄市土地利用变化值得注意的两个特殊点是：石家庄市耕地占用的主要原因是建设用地占地 (占耕地减少总量的52.3%,其次是农业内部调整占38%) ,与全国农业内部调整为耕地减少的首要原因 (占耕地减少总量的60%左右,建设占地30%左右) 不同;在石家庄市非农建设占地中,独立工矿用地占了较大部分 (40%)。     

基于GIS的广州城市商业空间分析模型研究

随着计算机和互联网的普及,GIS也得到了发展.据估算,超过80%的商业经济数据具有空间特性或者与空间位置有关,合理有效地开发和利用这些空间教据,不仅可以优化资源配置,降低商业运行成本,同时还可用于规划、监测、改善区域商业和经济环境.通过GIS空间分析方法,借助于城市空间数据,实现了基于GIS模型的城市商业空间Buffer分析、最佳路径分析、资源配置分析,同时分析了城市商业空间影响的主要驱动力机制及形成因素.     

GIS高等教育空间结构演变及研究取向分析

综合地图学与地理信息系统(GIS)普通高等院校高考招生信息及研究生招生简章,对GIS硕士及博士点方向的学科取向特征及GIS高等教育的省际空间结构演化进行研究。结果表明,国内GIS研究布局侧重空间数据分析与建模、GIS设计与应用两大模块;GIS数据采集、管理、地理信息服务有所涉及;在GIS研究前端如GIS空间认知、地理信息本体,及GIS拓展延伸的软科学问题上投入力量不足。综合硕士点、博士点及GIS专业本科招生高校信息,以省域为基本统计单元,基于重力模型分析其空间结构特征。结果显示,2005~2008年,GIS高层次教育发展迅速,国家尺度上形成北京市、江苏省两大中心;区域尺度上2005年与2008年差异明显,广东、云南步湖北、四川、甘肃及吉林之后成为新的区域性GIS教育中心,全国六大区域GIS教育中心初步形成。     

黄河三角洲滨海地区植物生长季大气氮沉降动态

利用SCJ-302型降水降尘自动采样器在植物生长季对黄河三角洲滨海湿地的大气氮沉降进行监测,对沉降物中水溶性离子、干、湿沉降氮输入量、铵态氮和硝态氮在总沉降量中的贡献率及月变化动态等分析表明：黄河三角洲植物生长季,大气干、湿沉降中SO₄^2-和NO₃^-占阴离子总量的92%以上,和Na⁺和Ca²⁺占阳离子总量的80%以上,总N沉降量约为2 264.24 mg/m²,且69%集中在降雨量较丰沛的6-8月。其中干沉降氮贡献率约为32.02%,主要集中在春季。N的湿沉降量与降雨量呈显著正线性相关（R²=0.82）,在降雨量丰沛的8月,达到最大值675.64 mg/m²。该地区大气干沉降的氮素形态以硝态氮为主,约占氮素输入量的57.21%,湿沉降中以铵态氮为主,约占氮素输入量的56.51%。植物生长季中,大气沉降中的硝态氮与铵态氮含量对表层10 cm土壤的月平均贡献率分别为约31.38%和20.50%,可见大气氮沉降是黄河三角洲滨海区域土壤主要氮素来源之一。     

基于土地利用的哈尔滨市2004～2012年碳排放强度变化分析

采用2004~2012年哈尔滨市土地利用和能源消耗数据,分析了2004~2012年哈尔滨市主要土地利用方式的碳排放。结果显示:1哈尔滨市2004年碳排放量为361.451万t,2012年碳排放量增长至1 875.658万t。2建设用地为主要碳源区,其碳排放占每年碳排放总量的96.98%;林地是主要碳汇区,约占碳汇量的99.90%,其总吸收量约为每年1 523.02万t碳;3哈尔滨市碳排放强度由2004年的0.681 t/hm2上升至2012年的3.534 t/hm2,平均每年增长22.854%;4建设用地碳排放强度2008年以前呈快速增长,2008年以后为缓慢的波动增长;5预测2020年建设用地的碳排放量为3 558.264万t;碳排放总量为2 055.839万t,比2012年上涨180.181万t,年平均增长率为1.15%,增长速度较慢。