黄河三角洲芦苇湿地大气调节价值评价研究

以黄河三角洲芦苇湿地为研究对象,利用野外监测数据对芦苇湿地的大气调节价值进行了定量评价。结果表明:黄河三角洲芦苇湿地年均净固定二氧化碳(CO2)量为1 953.90 kg/hm2,年甲烷(CH4)排放CO2当量为390.78 kg/hm2。从整个生态系统碳平衡来看,黄河三角洲芦苇湿地年吸收CO2量为1 563.12 kg/hm2,表现为较强的碳汇,其大气调节总价值为8.46亿元,其中固碳总价值为1.84亿元,释氧总价值为6.62亿元,分别占大气调节总价值的22%和78%。     

荒漠绿洲过渡带柽柳和泡泡刺光合作用及水分代谢的生态适应性

对分布于荒漠绿洲过渡带的柽柳(Tamarix ramosissima)和泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)光合和水分代谢特性进行了比较研究。结果表明,柽柳和泡泡刺：①净光合速率与环境因子响应具“光合下调”现象,其曲线符合Gauss model。②净光合速率最大值分别为20.2 μmol CO2·m-2·s-1和23.8 μmol CO2·m-2·s-1;光补偿点和饱和点为244.62 μmol·m-2·s-1和1 180.31 μmol·m-2·s-1,73.67 μmol·m-2·s-1和1 467.85 μmol·m-2·s-1。③净光合速率近似双峰型抛物线;光能利用效率单峰曲线;柽柳蒸腾速率和水分利用效率为单峰旗形,泡泡刺波浪型。 ④泡泡刺利用较高的净光合速率、蒸腾、水分利用效率,柽柳通过高光能利用效率来适应荒漠生态环境。因此,光抑制所导致的“光合下调”现象是柽柳和泡泡刺对水分胁迫所产生的保护性机制,反映了荒漠植物在与环境协同进化过程中的生态适应性;较低的水分利用效率是荒漠植物对其环境响应的普遍适应机理。     

CO2浓度升高对三江平原湿地活性有机碳及土壤微生物的影响

利用开顶箱薰气室,设置正常大气CO2浓度(Ambient CO2,350 umol·mol-1)和高CO2浓度(Elevated CO2,700μmol·mol-1)2个水平和不施氮(NN,0 gN·m-2)、常氮(MN,5 gN·m-2)、高氮(HN,15 gN·m-2)3个氮素水平,研究CO2浓度升高和氮肥施用对三江平原草甸小叶章湿地(Calamagrostis angustifolia)土壤活性有机碳及微生物的影响。结果表明,CO2浓度升高条件下,土壤微生物量碳(MBC)和溶解性有机碳(DOC)呈增加趋势,易氧化有机碳(LOC)和水溶性碳水化合物碳(CHC)的变化因生长期和氮素水平而异。CO2浓度升高,小叶章湿地土壤微生物数量在不同的生长时期呈现不同的响应趋势。细菌数量在腊熟期增幅最大,为31.4%;真菌数量在腊熟期增加16.6%,成熟期增加24.3%;放线菌数量没有发生明显变化。相关分析表明,细菌、真菌和放线菌数量都与土壤微生物量碳呈显著相关。湿地土壤中的活性有机碳可以为土壤微生物提供更多的有效能量,从而加快湿地生态系统养分循环过程。     

乌梁素海野生芦苇光合和蒸腾特性研究

芦苇(Phragmitesaustralis)是草型浅水湖泊最常见的湿地植物。本文选取生物量不同的两块样地对成熟期乌梁素海野生芦苇叶片光合和蒸腾速率进行测定。研究表明,(1)生物量较高样地的饱和净光合速率和光量子利用效率分别为27.46μmol·s-1·m-2和0.052,高于生物量较低样地的23.94μmol·s-1·m-2和0.041;(2)光合有效辐射是决定芦苇叶片瞬时光合速率的首要因素,而叶片的蒸腾速率主要取决于大气温度和光合有效辐射;(3)叶片的光合速率和蒸腾速率与气孔导度呈显著正相关关系。并且蒸腾速率和气孔导度的相关性更强;(4)芦苇的光合速率和蒸腾速率都高于附近的草原植物。     

水盐梯度下湿地柽柳(Tamarix ramosissima)光合响应特征和水分利用效率

光合响应特征与水分利用效率研究对深入理解柽柳(Tamarix ramosissima)对水盐胁迫的适应性机制十分必要,可为荒漠绿洲湿地盐渍化的改善和治理提供科学指导。以荒漠绿洲湿地柽柳为研究对象,利用Li-6400光合仪测定水盐梯度下柽柳的光合参数及其对光强的响应,探讨水盐梯度对荒漠绿洲湿地植物光合作用和水分利用效率的影响机制。结果表明:荒漠绿洲湿地柽柳的净光合速率(P_n)呈不对称双峰型日变化趋势,河岸灌木、盐沼和绿洲草地湿地的次峰较主峰分别下降19%、8.5%和11.2%;蒸腾速率(T_r)表现为单峰型。在同一水盐环境下,柽柳的Pn和水分利用效率(WUE)随光合有效辐射(PAR)的增强先快速升高后渐趋平缓。Tr对PAR的增强表现均不敏感。盐沼湿地柽柳的最大净光合速率、光饱和点与表观量子效率均最大,光补偿点最小。柽柳光饱和点512.67~1 790μmol·m~(-2)·s~(-1),光补偿点16.28~19.23μmol·m~(-2)·s~(-1)。适度的水盐含量会促进光合作用,水盐含量过高或过低均会抑制光合速率。盐分含量越低,荒漠绿洲湿地柽柳适应光强的范围越广。适度的水分含量下降可促进水分利用效率的提高。     

辽宁双台河口芦苇湿地固碳价值评价研究

基于野外监测数据和碳税法对辽宁双台河口芦苇湿地的固碳价值进行了定量评价。结果表明:辽宁双台河口芦苇湿地总面积为30 815 hm~2,大约占到了自然保护区总面积的20%,其年均净固定二氧化碳(CO_2)量为13 320 kg/hm~2,年甲烷(CH_4)排放的CO_2当量为3 330.3kg/hm~2。将芦苇湿地固定CO_2的正效应减去CH_4排放的负效应,得到辽宁双台河口芦苇湿地的年固碳量为9 989.7 kg CO_2/hm~2,具有较强的碳汇,其总固碳价值为2.37亿元,其中净吸收CO_2的价值为3.16亿元(正效应价值),净排放CH_4的价值为0.79亿元(负效应价值)。     

天山云杉林地生态系统CO2源/汇关系研究

通过实地观测和模型模拟的方法,研究了云杉林地的CO2源汇的日变化和年变化,结果表明(1)云杉光合速率在白天呈现明显的双峰曲线,即存在明显的光合"午休"现象.光合速率最高出现在10时和15时,分别达到了13.96和13.24 μmo1·m-2·s-1,白天光合速率的最低点出现在20时,为2.52 μmol·m-2·s-1.晚间植物呼吸的平均速率为2.65μmol·m-2·s-1.(2)云杉林地土壤呼吸速率在白天明显要高于夜间,最高土壤呼吸速率出现在19时,达到了CO21.42g·m-2·h-1.土壤呼吸速率最低值出现在22时,CO2为0.48 g·m-2·h-1.夜间土壤呼吸速率相对较为稳定,维持在CO20.6～0.8 g·m-2·h-1之间,平均值为CO20.70 g·m-2·h-1.(3)夜间云杉生态系统总的来说是碳源,白天随着气温、光强等环境因素的变化,碳源/碳汇关系有着一定的不确定性.总体来看云杉林地生态系统24小时净释放CO24.22 g·m-2·d-1,因此8月份,云杉林地生态系统应该是一个碳源;通过模型预测的结果表明云杉林地生态是一个极弱的碳源,年释放量为CO28.20t/hm2.     

崇明岛环岛芦苇地上部分固碳能力估算

2011年3~10月,基于实地样方采样和实验室测定,调查崇明岛环岛芦苇(Phragmites australis)带中芦苇的生物量和初级生产力,研究芦苇地上部分的固碳能力及其影响因子。结果表明,崇明岛芦苇地上部分年固碳能力为0.28~1.02 kg/(m2·a),平均年固碳能力为(0.67±0.19)kg/(m2·a),其低于长江口湿地保护区(崇明岛东滩、杭州湾)芦苇的年固碳能力,但高于黄河三角洲保护区湿地芦苇的年固碳能力;芦苇生长的主要影响因子为气象灾害和人为干扰,收割区域的芦苇群落生物量(p=0.021)和茎秆密度(p=4.6×10-6)显著高于未收割区域;芦苇分布主要受土壤盐度限制;芦苇表现型与人为干扰和土壤盐度密切相关;芦苇生长的中后期是受环境因子影响的关键时期。     

新疆巴音布鲁克天鹅湖湿地有机碳储量初步估算

2013年8月,以位于新疆维吾尔自治区天山中部的巴音布鲁克天鹅湖湿地为研究区,通过野外调查和采样,对巴音布鲁克天鹅湖湿地植物、土壤和水体有机碳含量进行了研究,估算了该湿地的有机碳密度和储量。结果表明,天鹅湖湿地土壤有机碳密度为5.10 kg/m2,植物地上部分的有机碳密度为0.13 kg/m2,植物地下部分的有机碳密度为2.55 kg/m2,水体有机碳质量浓度为12.78 mg/L;天鹅湖湿地总有机碳储量约为51.675×108kg,其中,植物地上部分的总有机碳储量为1.123×108kg,占总有机碳储量的2.17%;土壤总有机碳储量为33.599×108kg,占65.02%;植物地下部分的总有机碳储量为16.945×108kg,占32.79%;水体总有机碳储量约为0.008×108kg,占0.02%。     

干旱区艾比湖湿地土壤呼吸的空间异质性

利用LI-8100土壤呼吸测定系统连续一年测定艾比湖湿地3个典型生态系统土壤呼吸,定量研究其与0~50 cm土壤有机碳的关系,在此基础上估算艾比湖湿地97个点的土壤呼吸速率,进一步采用传统和地统计学的方法对土壤呼吸及环境因子的空间异质性进行分析。结果表明:土壤呼吸速率在0.342~10.848μmol·m-2·s-1之间,平均值为1.109μmol·m-2·s-1,变异系数为167.37%,属强变异;高斯模型能较好地反映土壤呼吸和0~50 cm土壤有机碳的空间结构特征;土壤呼吸、土壤有机碳和土壤含水量的C0/(C0+C)均在0%~0.1%之间,反映了土壤呼吸、土壤有机碳和土壤含水量在此研究尺度上具有强烈的空间异质性,且结构性因子影响其空间变异。用Kriging插值法绘制的土壤呼吸空间分布图表明土壤呼吸在空间分布上存在着高度的空间自相关性,在研究区大尺度长时间范围内,土壤有机碳是影响土壤呼吸空间分布的主要因子。总体上,艾比湖湿地自然保护区土壤呼吸呈现东南、西北方向高,中部低的特点,且具有明显的斑块和连续分布的特点。     

中国第26次南极考察南大洋碳通量评估

南大洋是大气CO2的重要汇区,而近几十年来这个汇出现了明显变化并成为了研究的热点。利用中国第26次南极考察期间雪龙船绕南极航行所获得的现场碳及相关参数观测数据,分析推导出海水pCO2及其主控因子(叶绿素和水温)之间的经验关系,并结合相关卫星遥感数据建立遥感外推算法,计算南大洋50°S以南海区碳通量分布,评估该海区对大气CO2的吸收能力。计算结果表明,2009年11月从90°E到90°W(顺时针方向),50°—75°S海域为CO2输送大气的弱源,平均输入大气通量为9.482 mol·m-2·month-1,碳释放量为0.001 779 5×1015gC;2009年12月从90°W—90°E(顺时针方向),50°—75°S海域为吸收大气CO2的弱汇,平均碳通量为-12.451 mol·m-2·month-1,碳吸收量为0.026 656×1015gC。将经验关系推导至该月份的50°—75°S整个南大洋的计算中发现,2009年11月南大洋为大气CO2的源,碳释放量为0.002 789 6×1015gC;在2009年12月南大洋为大气CO2的汇,碳吸收量是-0.003 503 5×1015gC。相比之前我们所观测的结果,南大洋的碳汇吸收能力呈现明显下降。     

荒漠人工植被区典型生物土壤结皮的固碳模型研究

生物土壤结皮（BSC）是荒漠生态系统组成和地表景观的重要特征,在荒漠系统碳的源-汇功能中发挥着重要的作用。本文以沙坡头人工植被区两种典型的BSC（苔藓结皮和藻类结皮）为研究对象,通过对土壤水分的连续测定,确定BSC光合和呼吸作用的有效湿润时间及其与土壤水分、温度和太阳辐射的关系,建立了土壤水分驱动下的固碳模型。以2012年5月19—25日为例,计算了苔藓结皮和藻类结皮在试验期间的日固碳量,并估算了两类结皮的年际固碳量。结果表明:苔藓结皮和藻类结皮由于自身水文物理性质的差别显著影响到其下层土壤水分和温度的变化;降雨是BSC固碳活性的重要来源,并且苔藓结皮更容易受到非降雨水（如雾水、凝结水等）的影响而使其固碳潜力大于藻类结皮。初步估算苔藓结皮和藻类结皮的年固碳量分别可以达到33.33 g·m-2·a-1和14.01 g·m-2·a-1,其中由非降雨水所引起的固碳量达到了6.58 g·m-2·a-1和2.65 g·m-2·a-1,分别占到了全年固碳量的19.7%和18.9%。充分肯定了BSC在荒漠人工植被区碳汇的功能。     

闽江河口盐沼湿地沉积物有机碳含量及储量特征

以闽江河口最大的鳝鱼滩湿地为研究区,选择远、近潮沟2个不同潮水水淹区域设置样线,对研究区3种建群植物芦苇（Phragmites australis）、短叶茳芏（又称咸草）（Cyperus malacceusis）和蔗草（Scirpus triqueter）下18个沉积物剖面分层取样,研究闽江河口湿地远、近潮沟区不同植物下沉积物有机碳含量和储量的垂直分布特征。结果表明,芦苇下沉积物有机碳含量及储量最大,咸草下沉积物次之,蔗草下沉积物最小;芦苇、咸草和蔗草下0～60cm沉积物中有机碳储量平均为10045．7t／km^2、9706．9t／km^2和5303．9t／km^2;湿地沉积物有机碳含量及储量与植物种类及生物量密切相关;近潮沟区蔗草下沉积物有机碳含量和储量大于远潮沟区,而远、近潮沟区芦苇和咸草下沉积物有机碳含量波动变化,且差异不明显,其近潮沟区有机碳储量小于远潮沟区。3种植物下沉积物有机碳含量与容重呈显著指数负相关关系（n=36,r=-0．8041,p〈0．001）,其与盐度、pH不相关。     

基于生态系统固碳的陕北大气CO_2治理成本核算

基于2000-2012年的遥感数据和气象台站实测数据,利用光能利用模型对陕北地区植被净第一性生产力进行了测评,从而计算得到植被固碳价值量,进而估算出陕北各个县区CO2治理成本,并采用Theil-Sen趋势分析其变化特征。结果表明:(1)2000-2012年陕北大气中超出350×10-6的CO2、生态固碳与需要治理的CO2的多年月均值分别为12.58、0.76和11.81 t·hm-2,月变化率分别为0.066 0、0.002 7和0.063 2 t·hm-2·mon-1。(2)在CO2治理单位面积的平均成本核算中,森林、灌丛与草丛属于生态型植被,产生一定的经济效益,其他植被类型均属消耗型,其中投资成本由大到小依次为荒漠植被草原栽培植被草甸。(3)空间上,由于不同地表覆盖固碳的差异性,陕北单位面积CO2治理平均成本由南向北逐渐增大。陕北南部属于生态型,各县区产生一定的经济效益,陕北中北部地区属消耗型,分县区单位面积CO2治理平均成本居高不下。(4)2000、2006和2012年陕北CO2治理合计成本分别为3.40×108、9.42×108与18.16×108元·a-1。CO2治理合计成本变化率由东向西、由东南向西北逐渐递增,陕北南部县区CO2治理合计成本变化相对较慢,而陕北中北部的CO2治理成本在极显著升高。     

汉石桥湿地芦苇生长季末地上部分各器官中碳、氮和磷的生态化学计量特征及对其的固持能力

2017年11月15～17日,在北京汉石桥湿地自然保护区核心区蔡家河流入的主进水口区、核心区中央区和蔡家河流出的出水口区的芦苇(Phragmites australis)群落中,布设了9个样方,采集芦苇样品,测定芦苇叶片、叶鞘、穗和茎的生物量和全碳、全氮、全磷含量,研究芦苇生长季末地上部分各器官中碳、氮、磷的生态化学计量特征及对其的固持能力。研究结果表明,在芦苇地上部分的各器官中,芦苇茎中的全碳质量比相对最高,为(452.00±1.77) mg/g,穗、叶鞘和叶片中的全碳含量依次减小;芦苇穗中的全氮和全磷质量比都相对最高,分别为(22.06±1.24) mg/g和(7.24±0.38) mg/g,叶片、叶鞘和茎中的全氮和全磷含量依次减小;芦苇茎的碳氮比和碳磷比高于其它器官,叶片的氮磷比高于其它器官;芦苇茎的固碳和固磷能力分别为2 705.58 g/(m~2·a)和19.11 g/(m~2·a),高于其它器官;穗的固氮能力为19.54 g/(m~2·a),高于其它器官;蔡家河流入的主进水口区芦苇地上部分各器官对碳、氮、磷元素的固持能力高于其它区域;芦苇地上部分各器官总固碳、总固氮和总固磷能力分别为3 939.57g/(m~2·a)、56.42 g/(m~2·a)和33.10 g/(m~2·a)。     

模拟气候变化和CO2增加对高寒草原土壤有机碳的影响

本研究的1／1标是利用CENTURY模型分析气候变化、大气CO2浓度倍增、气候变化与大气CO2浓度倍增共同作用对藏北高原高寒草原土壤有机碳的影响。结果表明：未来50年不同气候变化情景下土壤表层（0-20cm）有机碳呈降低趋势,变化率为49．77％-52．36％。P1T0情景（降水增加．温度不变）、POT1情景（降水不变,温度增加）和P1T1情景（降水增加,温度增加）下的模拟结果相近。其中P1T1情景下高寒草原土壤有机碳损失的最多（模拟结束时的土壤有机碳为844．40gCm^-2）,POT1情景下土壤有机碳损失49．77％。相对CO2不变情景而言,CO2倍增情景下土壤有机碳增加12．87％。CO2增加对土壤有机碳的影响大于气候变化单独作用对土壤有机碳的影响。气候变化与大气CO2浓度倍增共同作用导致土壤有机碳降低。未来50年P1T1＋2×CO2情景下土壤有机碳降低52．39％,POT1＋2×CO2情景下土壤有机碳降低49．81％,P1T0＋2×CO2情景下土壤有机碳降低52．317）％。因此,高寒草原土壤有机碳含量随降水、温度和大气CO2浓度的变化而变化。     

中亚热带2种天然林表层土壤N_2O排放速率

运用静态箱-气相色谱法对中亚热带地区米槠天然林和阿丁枫天然林土壤N2O排放速率进行了1年(2012年1月—2013年1月)原位观测,分析了土壤温度及含水量对土壤N2O排放速率的影响,并探讨土壤无机N含量变化与土壤N2O排放速率的关系。结果表明,观测期间,2种天然林均表现为大气N2O排放源,米槠天然林和阿丁枫天然林平均土壤N2O排放速率分别为7.29μg·m-2·h-1、7.41μg·m-2·h-1;米槠天然林和阿丁枫天然林土壤N2O排放速率季节变化明显,最高排放速率均出现在夏季6月,分别为16.51μg·m-2·h-1、18.86μg·m-2·h-1;2个林分N2O排放速率最低值分别出现在2012年1月和2012年9月,分别为3.04μg·m-2·h-1和2.17μg·m-2·h-1。2种天然林土壤N2O排放速率均与土壤温度无显著相关性,与土壤含水量显著正相关(P0.05);2种天然林土壤N2O排放速率与NH4+含量均无显著相关性,米槠天然林和阿丁枫天然土壤N2O排放速率与NO3-含量分别呈显著负相关和显著正相关(P0.05)。研究结果表明,土壤含水量及NO3-含量的变化对中亚热带天然林土壤N2O排放速率有着重要的影响。     

闽江河口湿地芦苇和互花米草生物量季节动态研究

通过对闽江河口湿地芦苇(Phragmites australis)和互花米草(Spartina alterniflora)群落特征和生物量的调查,结果表明:2种植物株高和密度呈显著负相关.芦苇地上部各构件生物量最大值出现在夏季,其值为1 524.8±78.85 g·m-2;互花米草最大值出现在秋季,其值为3 037.2±248.78 g·m-2.互花米草地上生物量显著大于芦苇(P＜0.05),但立枯量无显著差异(P＞0.05).2种植物地下生物量均为0～15 cm＞15～30 cm＞30～60 cm;芦苇夏季各层生物量极显著大于其他季节(P＜0.05),互花米草地下各层生物量在冬季达到最大,生长季节逐渐下降,夏季最小.芦苇和互花米草总生物量积累动态呈典型的单峰值曲线,总生物量互花米草高于芦苇,但二者差异不显著.随着入侵时间推移,互花米草总生物量还要持续增长.     

湿地生态系统CO_2源/汇研究综述

湿地生态系统独特的生态特性使其在温室气体的固定和释放中发挥了重要作用,湿地生态系统CO2源/汇成为全球气候变化研究中的热点问题。该文系统总结了近年来湿地生态系统CO2源/汇特征,探讨了自然环境因子以及人类活动对湿地CO2源/汇功能的影响。研究表明,目前绝大多数湿地生态系统是大气CO2的汇,湿地CO2源/汇特征表现出明显的时空变异性。气温是气象因素中影响湿地净生态系统CO2通量(NEE)变化的一个重要甚至首要因子;土壤状况因子包括温度、pH值等均对NEE有明显影响,但影响程度不同;湿地水文对CO2源/汇的影响主要表现在干、湿季以及水位变化对NEE的影响上;植被类型及干扰程度不同,湿地CO2源/汇功能具有很大差异;人类活动尤其是将湿地开垦为农田,会使湿地变成大气CO2的源,而生态修复则使湿地作为大气CO2汇的能力得到恢复。     

2013年北京市PM_(2.5)的时空分布

对2013年北京市35个自动空气质量监测子站的PM2.5数据进行分析,探讨PM2.5的时间分布特征、空间分布特征以及与前体物和大气氧化性的相关性关系。结果表明,PM2.5浓度由高到低的季节依次是冬季、春季、秋季和夏季,平均浓度分别为122.8μg·m-3、85.1μg·m-3、84.9μg·m-3和79.1μg·m-3;各类监测站中浓度由高到低的依次是交通站、城区站、郊区站和区域站,平均浓度分别为102.2μg·m-3、91.8μg·m-3、89.1μg·m-3和88.7μg·m-3。PM2.5月均浓度呈波浪型分布,在1月份、3月份、6月份和10月份各出现一个峰值。全年来看,交通站PM2.5的日变化规律呈单峰型分布,其他站点呈双峰型分布。分地区来看,年均PM2.5浓度由高到低的依次是东南部、西南部、城六区、东北部和西北部。PM2.5浓度与NO2、SO2和OX浓度均为显著正相关,表明前体物和大气氧化性对PM2.5浓度有显著影响。