内蒙古温带半干旱羊草草原N2O通量及其影响因素

利用静态箱 -气相色谱法于 2 0 0 1～ 2 0 0 3年对内蒙古锡林河流域羊草草原进行了连续 2年的野外定位试验 ,获得羊草草原原状群落与土壤N2 O年排放通量分别在 3 91～ 4 71μgm- 2h- 1以及 5 5 0～ 10 0 3μgm- 2 h- 1范围内变动 ,证明内蒙古温带半干旱羊草草原生态系统是大气中N2 O的源 ;系统分析了羊草草原N2 O通量的季节变化、源汇特征以及关键的环境因子对草地N2 O通量的影响等 ,建立了N2 O通量与环境因子间的回归方程 ;并利用两年连续完整的观测数据对羊草草原N2 O年排放量进行了估算     

铵态氮沉降对内蒙古呼伦贝尔草地CO_2通量的影响（英文）

大气氮沉降可能会影响陆地生态系统的碳通量。本文主要目的是探讨在氮素缺乏的草地生态系统中,氮素添加是否会增加CO2通量。本研究于2008和2009生长季进行,采用静态箱-气相色谱法研究CO2通量对氮沉降增加的响应。结果表明,2年的氮素添加并没有显著影响土壤NH4+含量,NO3-含量只是在2009年生长季后期有所增加。高氮处理增加了CO2通量,而低氮处理在2008年抑制了CO2通量,2009年后期增加了CO2通量。而且氮素添加显著增加了地上生物量和根系的生物量。CO2通量与土壤水分、土壤温度的关系并没有因为氮素的添加而改变,但是氮素添加增加了CO2通量对土壤水分和土壤温度的敏感性。这些结果表明,在未来大气氮沉降增加的背景下,呼伦贝尔草甸草原CO2通量有可能会增加。     

土壤N2O排放研究进展

N2O不仅是一种重要的温室气体，而且还可以破坏臭氧层。随着人类活动的增加，其在大气中的浓度不断上升，对环境的影响也更加严重，因此，N2O的排放日益成为环境研究的热点问题。土壤是N2O的重要排放源。本文综合分析了土壤N2O排放研究的进展情况，主要包括：土壤N2O产生及排放的机理；影响N2O排放的主要因素；土壤N2O排放的时空特征以及全球N2O排放的模型估计；最后提出了今后的研究方向。     

统计数据总量约束下全局优化阈值的冬小麦分布制图

大范围、长时间和高精度农作物空间分布基础农业科学数据的准确获取对资源、环境、生态、气候变化和国家粮食安全等问题研究具有重要现实意义和科学意义。本文针对传统阈值法农作物识别过程中阈值设置存在灵巧性差和自动化程度低等弱点,以中国粮食主产区黄淮海平原内河北省衡水市景县为典型实验区,首次将全局优化算法应用于阈值模型中阈值优化选取,开展了利用全局优化算法改进基于阈值检测的农作物分布制图方法创新研究。以冬小麦为研究对象,国产高分一号(GF-1)为主要遥感数据源,在作物面积统计数据为总量控制参考标准和全局参数优化的复合型混合演化算法SCE-UA (Shuffled Complex Evolution-University of Arizona)支持下,提出利用时序NDVI数据开展阈值模型阈值参数自动优化的冬小麦空间分布制图方法。最终,获得实验区冬小麦阈值模型最优参数,并利用优化后的阈值参数对冬小麦空间分布进行提取。通过地面验证表明,利用本研究所提方法获取的冬小麦识别结果分类精度均达到较高水平。其中冬小麦识别结果总量精度达到了99.99%,证明本研究所提阈值模型参数优化方法冬小麦提取分类结果总量控制效果良好;同时,与传统的阈值法、最大似然和支持向量机等分类方法相比,本研究所提阈值模型参数优化法区域冬小麦作物分类总体精度和Kappa系数分别都有所提高,其中,总体精度分别提高4.55%、2.43%和0.15%,Kappa系数分别提高0.12、0.06和0.01,这体现出SCE-UA全局优化算法对提高阈值模型冬小麦空间分布识别精度具有一定优势。以上研究结果证明了利用本研究所提基于作物面积统计数据总量控制以及SCE-UA全局优化算法支持下阈值模型参数优化作物分布制图方法的有效性和可行性,可获得高精度冬小麦作物空间分布制图结果,这对提高中国冬小麦空间分布制图精度和自动化水平具有一定意义,也可为农作物面积农业统计数据降尺度恢复重建和大范围区域作物空间分布制图研究提供一定技术参考。     

物种和低剂量氮添加对呼伦贝尔草甸草原三种主要优势种凋落物分解的影响

人类活动导致的大气氮沉降也许已经改变了凋落物分解速率和物种组成,从而影响生态系统氮循环和碳储量。本文在呼伦贝尔草甸草原,采用凋落物袋的方法,结合低剂量氮添加处理实验（对照：无氮添加;低氮处理：1gNm^-2y^-1;高氮处理：2gNm^-2Y^-1）,研究了在28个月的分解实验期间,氮沉降对三种优势种地上部凋落物分解剩余重量变化的影响。结果表明：在我们的研究中,无论高氮还是低氮添加均对单物种凋落物分解没有影响,但是低氮添加轻微地抑制了混合凋落物分解。凋落物分解明显地受到物种类型的影响。我们的结果说明,初始凋落物质量可能是凋落物分解的主要决定因素,自然生态系统中低剂量的氮沉降并不会影响单物种凋落物的分解。     

内蒙古羊草草原不同物候期CH4通量日变化特征与日通量比较

利用静态暗箱法对内蒙古半干旱羊草草原不同物候期原状群落与土壤CH4 通量的日变化进行了野外定位试验研究 ,结果表明 :羊草草原土壤为大气CH4 的吸收汇 ,不同观测日CH4 通量的日变化特征存在较大差异 ;气温及表层地温与CH4 吸收通量除果后营养期呈显著或极显著正相关外 ,其余观测日两者的相关性不明显 ;原状群落与土壤CH4 吸收通量间除2 0 0 2年果后营养期以及 2 0 0 3年开花期两者差异分别达到 0 10与 0 0 5的显著性水平外 ,两者在其余观测日差异均不显著 ;不同物候期间CH4 日平均通量除原状群落开花期与结实后期间 ,开花期与 2 0 0 1年果后营养期以及结实后期与 2 0 0 2年果后营养期间差异显著外 ,其它不同物候期之间CH4 吸收通量没有显著差异     

内蒙古锡林河流域主要针茅属草地土壤呼吸变化及其主导因子

草地生态系统是中国最大的陆地生态系统, 准确测定其土壤呼吸强度对于正确评价我国陆地生态系统碳排放对大气CO₂的定量贡献具有重要意义. 利用静态暗箱法对内蒙古锡林河流域三类主要针茅属草地土壤呼吸强度进行了连续3年的野外测定, 比较分析了不同草地土壤呼吸速率的季节变化规律, 计算了CO₂年排放总量及其年内与年际变异系数, 并分别建立了土壤呼吸与温度、土壤水分因子的数值关系模式. 结果表明: 草地覆被类型的变化并没有改变土壤呼吸的季节变化规律. 各草地土壤呼吸速率均表现为较大的年内与年际变异, 尤其是在生长季, 土壤呼吸速率波动明显. 生长季土壤呼吸变异系数约为54.0%~93.0%, 年内变异系数均在115.0%以上, 年际变异表现为大针茅草原>贝加尔针茅草原>克氏针茅草原. 贝加尔针茅草原、大针茅草原、克氏针茅草原土壤年呼吸总量分别约为223.62~299.24, 150.62~226.99以及111.31~131.55 gC·m^-2·a^-1, 呈现出递减的趋势. 从全年的尺度来看, 拟合最佳的温度因子变化分别能够解释三类草原土壤呼吸变化的63.5%, 73.0%与73.2%, 对应的Q₁₀值分别为2.16, 2.98与2.40, 且各土壤温度指标Q10值三种草地均表现为10 cm地温>5 cm地温>地表温度. 从生长季尺度来看, 土壤呼吸与表层土壤含水量相关性最强, 三类草原0~10 cm土壤含水量的变化分别能够解释土壤呼吸变异的95.2%, 97.4%以及93.2%.