陆地表层碳循环与温度反馈机制研究

在考虑人类活动及陆地表层碳循环各要素反馈关系的基础上 ,建立了陆地表层碳循环零维模型 ,对陆地表层碳循环与温度反馈机制进行了研究。零维模型研究碳在陆地表层生物、残落物、土壤有机质、大气中的流动 ,把人类活动及海洋对碳循环的影响作为一种外在强迫加以考虑。它较好地反映了 186 0年至 1997年人类活动对碳循环的影响及温度对碳循环的反馈关系 ,它模拟的大气CO2 含量的变化与实际观测值相近 ;模拟的地表年平均温度的变化趋势与实际观测值及同行的研究结果一致     

大气CO2浓度变化与生物群系气候异常之间的关联分析

自工业革命以来全球化石燃料燃烧释放到大气中的CO2持续升高,但大气中CO2的增长速率却并没有相应地增加。造成这种差异的原因,尤其是造成大气CO2浓度年际变化的驱动因素以及其空间位置,目前还存在很大的争议。基于全球气候数据及相关的遥感数据,对1986-1995年大气CO2浓度增长速率（CGR）与生物群系气候异常之间的关联进行了分析。结果表明：常绿阔叶林、C4森林草地、C4草地以及针叶林与林地这4种生物群系是主要的气候异常敏感区域,其碳源,碳汇的年际变化影响着大气CO2浓度的增长速率。虽然这些影响在特征和数量上存在差异,但它们有时也会对大气CO2浓度增长速率表现出共同的作用。如厄尔尼诺年（1987年）大气CO2浓度的增长速率非常大,而造成这种现象的原因是热带生物群系（常绿阔叶林、C4森林草地、C4草地）对于厄尔尼诺年温度变化的响应。     

应用非线性科学方法建立环境与生态综合理论体系的探讨

阐述建立环境与生态的综合理论体系的必要性和迫切性，综述非线性科学方法在地学中的应用现状；展望应用非线性科学方法建立环境与生态的综合理论体系的前景。     

中国亚热带地区造林对土壤碳周转的影响

Afforestation in China’s subtropics plays an important role in sequestering CO2 from the atmosphere and in storage of soil carbon (C). Compared with natural forests,plantation forests have lower soil organic carbon (SOC) content and great potential to store more C. To better evaluate the effects of afforestation on soil C turnover,we investigated SOC and its stable C isotope (δ13C) composition in three planted forests at Qianyanzhou Ecological Experimental Station in southern China. Litter and soil samples were collected and analyzed for total organic C,δ13C and total nitrogen. Similarly to the vertical distribution of SOC in natural forests,SOC concentrations decrease exponentially with depth. The land cover type (grassland) before plantation had a significant influence on the vertical distribution of SOC. The SOC ?13C composition of the upper soil layer of two plantation forests has been mainly affected by the grass biomass 13C composition. Soil profiles with a change in photosynthetic pathway had a more complex 13C isotope composition distribution. During the 20 years after plantation establishment,the soil organic matter sources influenced both the δ13C distribution with depth,and C replacement. The upper soil layer SOC turnover in masson pine (a mean 34% of replacement in the 10 cm after 20 years) was more than twice as fast as that of slash pine (16% of replacement) under subtropical conditions. The results demonstrate that masson pine and slash pine plantations cannot rapidly sequester SOC into long-term storage pools in subtropical China.     

大气系统中的熵

本文以质量和能量守恒定律及局域平衡假设为依据,定义了相变亲合势,导出了大气系统的熵演化方程。     

一个自组织气候模型

本文选择全球平均地表温度#AT#a和全球平均云量#An#a为状态变量。通过对气候系统中物理过程的研究与在气候意义上的合理近似，得到行星反照率α和大气有效发射率ε与状态变量的参数化关系，它们给出了气候系统内部几个重要的反馈过程。利用这些结果，建立起一个云和辐射相互作用的零维的非线性气候模型。在Hopf分支点附近，得到极限环的解析解，它们同数值解吻合得相当好，由解析解得到振幅，周期和位相差与太阳常数和CO2的近似关系，依此可估计它们在气候振荡中的作用，尤其，我们发现CO2的增加除有增温效应外，还能使气候振荡的振幅增加，这个结果意味着CO2的增加可能导致自然灾害周期性地出现或加剧。     

大气CO_2浓度变化与生物群系气候异常之间的关联分析

自工业革命以来全球化石燃料燃烧释放到大气中的CO2持续升高,但大气中CO2的增长速率却并没有相应地增加.造成这种差异的原因,尤其是造成大气CO2浓度年际变化的驱动因素以及其空间位置,目前还存在很大的争议.基于全球气候数据及相关的遥感数据,对1986~1995年大气CO2浓度增长速率(CGR)与生物群系气候异常之间的关联进行了分析.结果表明:常绿阔叶林、C4森林草地、C4草地以及针叶林与林地这4种生物群系是主要的气候异常敏感区域,其碳源/碳汇的年际变化影响着大气CO2浓度的增长速率.虽然这些影响在特征和数量上存在差异,但它们有时也会对大气CO2浓度增长速率表现出共同的作用.如厄尔尼诺年(1987年)大气CO2浓度的增长速率非常大,而造成这种现象的原因是热带生物群系(常绿阔叶林、C4森林草地、C4草地)对于厄尔尼诺年温度变化的响应.     

辐射干燥指数影响下NDVI与气候因子的关系

在全球1_o×1_o 分辨率格点数据的基础上研究了1986～1990年多年平均NOAA/AVHRR的归一化植被指数 (NDVI) 与多年平均降水 (Pcp)、多年平均净辐射量 (NetRn)、多年平均辐射干燥指数 (RDI) 之间的关系,结果表明： (1) NDVI与降水、辐射干燥指数总体上存在对数关系,NDVI与净辐射量总体上存在线性关系。 (2) 在不同的辐射干燥指数下,NDVI与降水、净辐射的相关性存在很大的差异。当辐射干燥指数小于1时,NDVI与降水、净辐射之间存在明显的非线性关系;当它大于1且小于2时,NDVI与降水的非线性关系略好于线性关系;当它大于2且小于10时,它们存在明显的线性关系;而当辐射干燥指数大于10时,它们之间的相关性很小。 (3) 以全球13种植被为基础,分别研究了不同植被类型下的NDVI与降水、辐射干燥指数、净辐射量之间的关系,结果表明不同植被类型下的NDVI与这些气候因子的相关性不同,分层聚类的结果表明,这13种植被类型下的NDVI与降水、净辐射的关系可以分为4种类型。