三江平原大豆田氮循环模拟研究

三江平原是我国面积最大的湿地分布区,经多年开垦现已发展成为我国重要的商品粮基地,由于开垦后下垫面条件发生了很大变化,加之农业生产活动的影响,使本区土壤氮循环发生了根本性的改变。以三江平原地区典型低湿地大豆田为研究对象,采用美国新罕布什尔大学李长生教授所提出的一种生物地球化学模型ＤＮＤＣ来模拟农田生态系统中土壤－植被－大气之间氮素的循环,以及温室气体Ｎ２Ｏ的排放规律。     

大气中CO2浓度增加对我国农业生产的影响

本文分析了大气中ＣＯ２浓度增加的事实，原因及其发展趋势，结果认为，大气中ＣＯ２浓度上升对我国农业的发展产生了一定的不利影响。因此，为控制大气中ＣＯ２的上升，必须采取相应的有效对策。     

三元体系Na_2B_4O_7-NaHCO_3-H_2O和Na_2CO_3-NaBO_2-H_2O等温溶解度研究

作为研究四元体系Ｎａ２Ｂ４Ｏ７－Ｎａ２ＣＯ３－ＮａＨＣＯ３－ＮａＢＯ２－Ｈ２Ｏ的开端，测定了三元体系Ｎａ２Ｂ４Ｏ７－ＮａＨＣＯ３－Ｈ２Ｏ和Ｎａ２ＣＯ３－ＮａＢＯＨ２－Ｈ２Ｏ在０℃、１５℃－４５℃时的溶解度，绘制了相应的组成－性质图。两个三元体系的溶度图在研究温度范围内均属于低共饱型，平衡固相为组分化合物或其水合物。     

南极普里兹湾及邻近海域二氧化碳的分布及其海气通量

本文根据１９９１年１２月至１９９２年１月在普里兹湾及其邻近海域所作的现场观测，采用红外分析法测定了表层水和大气ＣＯ２分压，结果表明，表层水ＰＣＯ２的分布大致呈近岸低、远岸高的特征，其分布变化主要受生物活动控制。利用通量计算模式，估算出ＣＯ２在调查海域的平均海－气通量为－７１．９ｇ／（ｍ２ａ），通量的可能误差主要来自与风速有关的交换系数。     

三元体系MgSO4—CH3CONHCONH2—H2O及Mg（NO3）—CH3CONHCONH2—H2O的研究

本文研究了三元体系ＭｇＳｏ４－ＣＨ３ＣＯＮＨＣＯＮＨ２－Ｈ２Ｏ（Ｉ）和Ｍｇ（ＮＯ３）２－ＣＨ３ＣＯＮＨＣＯＮＨ２－Ｈ２Ｏ（Ⅱ）在３０℃的相平衡，测定了饱和溶液溶解及其折光指数，绘制了相应了溶度力和折光指数一组成关系图。两个体系为简单截饱型。溶度曲线及折光指数曲线均由两支组成，分别与ＭｇＳＯ４．７Ｈ２Ｏ（Ｉ）或Ｍｇ（ＮＯ２）２．６Ｈ２Ｏ和ＣＨ２ＣＯＮＨＣＯＮＨ２相对应。共饱点的组成分别为（Ｉ）中Ｍｇ     

若尔盖高原与三江平原沼泽湿地CH4排放差异的主要环境影响因素

若尔盖高原沼泽湿地和三江平原沼泽湿地分别是我国面积最大的高原和平原淡水沼泽湿地.通过对二者常年积水的沼泽湿地CH4排放进行的同步观测,表明三江平原沼泽湿地CH4排放通量平均值是若尔盖高原的4.7倍.其中,若尔盖高原木里苔草沼泽的CH4排放通量范围是0.51～8.20 mg/(m2·h),平均值为2.87 mg/(m2·h);乌拉苔草沼泽CH4排放通量范围是0.36～10.04 mg/(m2·h),平均值为4.51 mg/(m2·h).三江平原毛果苔草沼泽湿地的CH4排放通量范围是1.32～46.38 mg/(m2·h),平均值为17.29 mg/(m2·h).水分条件和温度条件的不同是导致两地CH4排放产生差异的主要原因.在相同的温度条件下,土壤氧化还原状况对CH4排放有重要的影响.沼泽植物的种类和数量也对沼泽湿地CH4排放具有重要的作用.     

中国土地沙漠化对大气CO2含量的影响

本文根据我国不同地区沙漠化类型的面积，土壤有机碳的含量及沙漠化的正逆转速率。计算了我国沙漠化土地中有机碳的变动。结果表明，我国沙漠土地０－５０ｃｍ，土层中有机碳的总贮量为７５３．１４３Ｍｔ，近４０年来因土地沙漠化而释放到大气听ＣＯ２总量达１７３．２８６Ｍｔ，而逆转过程中固定的ＣＯ２量为５９．１２４Ｍｔ碳，所以，近４０年来我国沙漠化土地净释放到大气中的ＣＯ２为１２４．４７５Ｍｔ，占全球温带和寒带土地     

大兴安岭和三江平原地区灰脉薹草沼泽土壤种子库特征及其与环境因子的关系

分别在大兴安岭地区和三江平原地区的灰脉薹草(Carex appendiculata)沼泽中各布设了18个采样点,采集土壤样品;通过温室萌发实验,研究两个地区灰脉薹草沼泽土壤种子库特征及其与环境因子的关系。研究结果表明,大兴安岭地区和三江平原地区灰脉薹草沼泽土壤萌发的植物物种组成具有显著差异,大兴安岭地区灰脉薹草沼泽土壤萌发的物种数量和植株数量显著小于三江平原地区;大兴安岭和三江平原地区灰脉薹草沼泽土壤萌发的各物种的植株数量与年降水量、年平均气温、土壤有机质含量和土壤氮、磷含量关系密切,环境变量可以解释两个地区植物物种组成差异的19.6%,其中,大兴安岭地区土壤萌发的植物物种组成主要受气候因素的影响,而三江平原地区土壤萌发的植物物种组成受气候因素和人类活动的共同影响;大兴安岭地区和三江地区灰脉薹草沼泽土壤萌发的物种数量和所有物种的植株数量与纬度显著负相关,与经度、年平均气温、年降水量显著正相关。     

三元体系RECl3（RE=Dy,Yb）—HOAc—H2O（30℃）的研究

测定了三元体系ＲＥＣｌ３（ＲＥ＝Ｄｙ，Ｙｂ）－ＨＯＡｃ－Ｈ２Ｏ（３０℃）的平衡态的溶度数据并绘制了相应的溶度图。在两个体系中分别得到了ＤｙＣｌ３．６Ｈ２Ｏ和ＹｂＣｌ３．６Ｈ２Ｏ两种固相。依据ＨＯＡｃ和ＤｙＣｌ３．６Ｈ２Ｏ和ＹｂＣｌ３．６Ｈ２Ｏ有盐析作用这一结论得到了一种制备ＤｙＣｌ３．６Ｈ２Ｏ和ＹｂＣｌ３．６Ｈ２Ｏ的ＨＣｌ－ＨＯＡｃ法。同时， 在分析测定酸的重百分浓度时，利用“差减法”得到了Ｈ的准     

全球气候变化对自然土壤碳,氮循环的影响

大气中的温室气体浓度在不断升高,近年来增加速度加快,预计２０３０年ＣＯ２浓度将加倍,这将引起全球气候变化,即地球表面温度升高,全球平均降水增加,但变化幅度区域差异显著。气候变化对土壤系统产生重要影响,土壤碳库和碳流将发生显著变化;土壤释放ＣＯ２和ＣＨ４的量明显增加,有机质分解加快;土壤Ｎ流失加快;土壤生物多样性会受影响。     

盐土和碱土土壤无机CO2通量的分离

干旱区盐碱土无机CO₂通量是一个崭新、独特的科学现象,打破了土壤CO₂通量完全来自于有机源的假设;然而,盐碱土无机CO₂通量在土壤CO₂通量和全球碳循环中的重要性还缺乏分离和量化的依据,因而存在很大的不确定性。通过采用高压灭菌的方法,将盐土和碱土的土壤无机CO₂通量从土壤CO₂通量中分离。结果表明：高压灭菌方法并不改变土壤的理化性质,并通过土壤有机CO₂通量与温度的关系验证了分离方法的有效性,从而为盐碱土无机CO₂通量的分离、量化和评估提供了一个可靠有效的方法。盐碱土的土壤无机CO₂通量是土壤CO₂通量的重要组分,土壤无机CO₂通量的分离对精确解析干旱区盐碱土生态系统的碳循环是必要的;对盐碱土土壤无机CO₂通量的研究,将促进对干旱区盐碱土土壤CO₂通量和全球碳循环的理解。     

青藏高原高寒草甸生态系统CO2通量研究进展

高寒草甸是广布于青藏高原的主要植被类型,它是青藏高原大气与地面之间生物地球化学循环的重要构成部分,在区域碳平衡中起着极为重要的作用。基于对青藏高原主要高寒草甸生态系统类型CO2通量研究方面的综述,系统分析了高寒草甸生态系统CO2通量日、季、年等不同时间尺度的变化特征以及温度、光合有效辐射、降水等主要环境因子对高寒草甸生态系统CO2通量的影响;同时,结合其他地区草地生态系统,就青藏高原三种典型高寒草甸生态系统类型源汇效应和Q10值进行了比较;最后,结合青藏高原高寒草甸生态系统CO2通量研究的现实与需要,提出了当前存在一些不确定性和有待深入研究的问题。     

南大洋二氧化碳源汇分布及其海-气通量研究

在 1 999年 1 2月 - 2 0 0 0年 2月“雪龙”号科学考察船往返于中山站和长城站期间 ,进行了大气及海表层 CO2 分压的连续测量。研究结果表明 ,在 80°W- 0°- 80°E之间 ,南大洋基本上是大气 CO2 的汇 ,尤其在 45°W- 3 0°W及 1 0°W- 1 0°E之间 ,是 CO2 的强汇区 ,往返的两次观测结果十分相似。观测发现 ,南大洋 1月份吸收大气 CO2 的能力近两倍于 1 2月份 ,这是由于该海域1月的生产力比 1 2月份高 ,因而反映了初级生产对大气 CO2 吸收的显著影响。利用最新的 K值计算方法表明 ,1月份二氧化碳的入海通量为 3 .98mol/(m2 · a) ,1 2月份的为2 .1 3 mol/(m2 · a) ,综合两个月的值平均 ,南大洋夏季 CO2 的平均通量为 3 .0 6 mol/(m2 · a) ,是南半球夏季一个重要的汇区     

天山南坡科其喀尔冰川作用区CO2通量观测研究

冰川融水径流的发育和形成过程中,存在大量水化学侵蚀,尤其是K/Na长石及碳酸盐的水解作用,可能消耗水体中H⁺,促使大气CO₂溶于水形成重碳酸盐,影响区域碳循环。2015年7月21日-2017年7月18日选取相对平坦开阔的西天山科其喀尔冰川表碛物覆盖区,利用涡度相关法进行CO₂通量监测。结果表明：大气CO₂通量介于-17.99~3.59 g·m^-2·d^-1之间,平均值为-2.58 g·m^-2·d^-1,说明研究区是一个显著的碳汇。净冰川区系统CO₂交换量主要受大气CO₂通量支配,但日内变化显著,白天因冰雪消融导致大气CO₂沉降于融水中促进区域水化学侵蚀,而夜间因太阳辐射减少,冰雪消融减弱甚至停止,抑制了区域CO₂沉降,甚至再生冰的形成引起溶解于液态水中的CO₂释放。净冰川区系统CO₂交换量与气温呈显著的负相关关系,即气温升高,大气CO₂沉降量增加;当降水量小于8.8 mm时,交换量随降水量变化不显著,而降水量大于8.8 mm时,CO₂沉降量随降水量增加而减少。净冰川区系统CO₂交换量随日径流量的变率遵循：积雪消融期 > 积雪积累期 > 冰川消融前期 > 冰川消融后期 > 冰川消融峰期,意味着积雪消融存在时,系统CO₂交换量随日径流量变率较大,可能是因积雪本身的阻尼作用或积雪期水文通道不发育,积雪融水较冰川冰融水汇集相对较慢,为可溶性物质化学反应提供充分时间,增强了CO₂沉降。     

土壤非生物CO2通量对土壤温度的响应

干旱、半干旱区土壤CO₂通量是土壤-大气碳循环的关键过程。尽管近期研究发现,该过程中存在非生物CO₂通量部分,但对该通量及其对土壤温度的响应仍不清楚。为此,本研究于2012年5月至2013年4月,在毛乌素沙地西南缘长期定位观测灭活土壤的CO₂通量及土壤温度与降雨量。结果显示:土壤非生物CO₂通量在2012年5-10月及2013年3-4月基本表现为白天正值,而夜晚负值;其余月份中,其日尺度上变化不大。在观测期内,非生物CO₂通量与土壤温度变化率呈直线关系,但决定系数不高。另外,无降雨或小降雨发生时,日尺度上土壤非生物CO₂通量与土壤温度存在明显的时间滞后效应,而该效应会被较大的降雨严重干扰。研究结果表明,土壤非生物CO₂通量对土壤温度的响应会较易被其他因子(如降雨)干扰,通过土壤温度单因子对它预测,结果可能不够准确。     

塔克拉玛干沙漠腹地春、夏季CO_2通量特征

利用世界上唯一深入流动沙漠腹地200 km以上的塔克拉玛干沙漠塔中站所采集的2011年4月、7月的气象资料,分析了塔克拉玛干沙漠腹地春、夏季CO2通量的变化特征及影响因素。结果表明:塔克拉玛干沙漠腹地CO2通量表现为白昼地表吸收CO2,夜间地表排放CO2,且地表吸收强度明显大于地表排放;塔克拉玛干沙漠腹地春、夏季CO2平均净吸收速率分别为0.93μmol·m2·s-1和0.82μmol·m2·s-1;CO2通量受大气稳定性影响较大,稳定大气条件利于沙漠地表CO2的释放,不稳定大气条件有利于沙漠地表CO2的吸收;此外,地表温度、土壤湿度、风速均与CO2通量呈不同程度的负相关关系。     

不同类型生态系统水热碳通量的监测与研究

亚太地区环境革新战略项目(APEIS) 在中国5种主要生态系统类型区(草地: 海北、耕地: 禹城、稻田: 桃源、林地: 千烟洲、荒漠: 阜康) 建立了一个以连续观测能量、水分和碳素通量为中心,包括气象、水文、土壤、植被等各项生态要素的监测网络系统,被称之为APEIS-FLUX系统。作者首先对APEIS-FLUX系统的观测数据进行了初步分析,表明该系统稳定可靠,它可以实时地提供高质量、高精度、长期而连续的通量及生态要素的观测数据。对数据的比较清楚地反映出了不同生态系统类型区的水热碳通量的差异性。其次,利用APEIS-FLUX数据对美国航空航天局(NASA) 的MODIS数据产品进行比较验证后发现,除部分产品如地表面温度(MOD11) 等与观测数据较吻合以外,大部分数据产品如土地覆盖(MOD12),叶面积指数(MOD15) 和光合速率与净第一性生产力(MOD17) 等都与观测数据相差深远,有必要对其处理程序和模式进行修正。为此,我们利用APEIS-FLUX的数据作为MOD15和MOD17的生成模型(BIOME-BGC) 的输入数据,并对该模型的有关参数进行了修订。结果表明,该模式在通过修正后,可以很好地模拟植被的生长过程及其相应的水热碳循环过程。     

利用卫星遥感技术估算区域性海-气CO_2通量研究综述

海-气CO2通量的估算是碳循环研究的重要内容。随着卫星遥感技术的发展和外推算法的不断改进,基于海表层水CO2分压的调控影响因子,在不同的海域发展了不同参数的海表p CO2遥感外推算法,获得了区域性多时空尺度长时间序列的海域碳"源-汇"时空变化特征。本文针对单参数算法、双参数算法和多参数算法的发展过程和存在问题,综述了主要海区海-气CO2通量遥感外推算法的研究现状,并评述了在南大洋和北极海域利用遥感算法进行海-气CO2通量研究的应用。     

Fluxes of CO<Subscript>2</Subscript>, CH<Subscript>4</Subscript> and N<Subscript>2</Subscript>O from alpine grassland in the Tibetan Plateau

Using static chamber technique,fluxes of CO2,CH4 and N2O were measured in the alpine grassland area from July 2000 to July 2001,determinations of mean fluxes showed that CO2 and N2O were generally released from the soil,while the alpine grassland accounted for a weak CH4 sink.Fluxes of CO2,CH4 and N2O ranged widely.The highest CO2 emission occurred in August,whereas almost 90?of the whole year emission occurred in the growing season.But the variations of CH4 and N2O fluxes did not show any clear patterns over the one-year-experiment.During a daily variation,the maximum CO2 emission occurred at 16:00,and then decreased to the minimum emission in the early morning.Daily pattern analyses indicated that the variation in CO2 fluxes was positively related to air temperatures(R^2=0.73)and soil temperatures at a depth of 5 cm(R^2=0.86),whereas daily variations in CH4 and N2O fluxes were poorly explained by soil temperatures and climatic variables.CO2 emissions in this area were much lower than other grasslands in plain areas.     

青藏高原高寒草原生态系统CO2,CH4和N2O排放通量研究

Using static chamber technique, fluxes of CO2, CHh and N2O were measured in the alpinegrassland area from July 2000 to July 2001, determinations of mean fluxes showed that CO2 and N2Owere generally released from the soil, while the alpine grassland accounted for a weak CH4 sink.Fluxes of CO2, CH4 and N2O ranged widely. The highest CO2 emission occurred in August, whereasalmost 90% of the whole year emission occurred in the growing season. But the variations of CH4and N2O fluxes did not show any clear patterns over the one-year-experiment. During a dailyvariation, the maximum CO2 emission occurred at 16:00, and then decreased to the minimumemission in the early morning. Daily pattern analyses indicated that the variation in CO2 fluxes waspositively related to air temperatures (R2=0.73) and soil temperatures at a depth of 5 cm (R2=4).86),whereas daily variations in CH4 and N2O fluxes were poorly explained by soil temperatures andclimatic variables. CO2 emissions in this area were much lower than other grasslands in plain areas.