草原土壤的碳氮含量及其与温室气体通量的相关性

通过采样分析研究内蒙古锡林流域温带草原土壤有机碳及全N的含量特征,探讨它们的含量与温室气体CO2、N2O、CH4通量的相关性。结果表明：沿470－150mm年降水梯度线，土壤表层（0－20cm）有机碳含量从2．38％递减到1．23％，全N含量从0．218％递减到0．136％，而且放牧和开垦都有使有机碳及全N含量降低的趋势；CO2通量与有机碳含量、全N含量、C／N及N2O通量显著相关，N2O通量与有机碳含量、C／N及CO2通量显著相关，且CO2和N2O的通量都有沿降水梯度递减的趋势；CH4通量与有机碳含量、全N含量、C／N、CO2通量及N2O通量都没有显著相关性。     

伊犁山地不同海拔土壤有机碳的分布

以乌孙山北坡、科古琴山南坡为例,分析伊犁山地南北坡土壤有机碳的分布特征和影响因素。结果表明:①0-50 cm范围内,高寒草甸、草甸草原土壤有机碳含量较高,荒漠草原土壤有机碳含量最低。土壤有机碳含量均随土壤深度的增加而降低,高寒草甸随土壤深度的增加土壤有机碳下降幅度最大;②伊犁山地土壤腐殖化程度高,氮矿化能力强。大部分海拔的土壤碳氮比随土壤深度的增加而减少。河谷南坡碳氮比降低速率要大于河谷北坡。③土壤有机碳与全氮、全磷以及土壤含水率表现出良好的正相关性;与pH值表现出较好的负相关性,特别是20-50 cm处。植被类型分布和人类活动影响对土壤有机碳垂直变化影响显著。     

大气CO2浓度升高对土壤中不同粒级碳的影响

不同粒级土壤中的碳有着不同的周转规律，在高CO2浓度条件下，它们含量的变化将在一定程度上反映土壤碳是累积还是减少，对明确土壤碳的变化趋势有重要意义．采用田间培养试验初步模拟研究在高CO2浓度条件下土壤不同粒级碳的分布．结果表明，加入秸秆培养1年，由于CO2浓度升高的原因导致在低氮（LN）、常规氮（NN）和高氮（HN）水平下土壤中碳分别增加0．01、1．10、1．22g／kg，表现为粒级〈53μm土壤颗粒中碳分别增加1．53、2．19、2．70g／kg．粒级〈53μmm土壤颗粒碳量的增加，主要是由于其重量分配百分数显著增加36．2％，碳浓度增加5．4％；粒级〉250μm和250～53μm土壤颗粒部分虽然其碳浓度分别增加20．8％和17．3％（P〈0．05），怛由于重量分配百分数分别显著降低22．8％和36．1％，结果碳量降低．试验表明高CO2浓度导致不同粒级土壤的分配及碳浓度的变化；高氮施肥水平下有增加土壤碳量特别是小粒级土壤碳量的趋势．     

气候变化对我国东北国际河流的影响研究

利用流域月径流模型分析气候变化对东北国际河流的定量影响。对黑龙江流域边境地区典型子流域呼玛河和绥芬河流域进行月径流模拟计算。应用建立的径流模型丹析了气候变化情景下天然径流的可能响应。计算结果表明,在5种大气环流模式给出的二氧化碳浓度倍增条件(2030年)的气候变化情景下,由于气温、降水的变化,多年平均径流将增加或减少,幅度在-3.72％至 5.81％之间。     

高寒草甸土壤有机碳储量及其垂直分布特征

青藏高原是全球变化的敏感区。高寒草甸草原是青藏高原上最主要的放牧利用草地资源之一。选择青藏高原东北隅海北站内具有代表性的高寒草甸土壤进行高分辨率采样,测定土壤根系和有机碳含量。研究得出,青藏高原高寒草甸土壤贮存有巨大的根系生物量 (23544.60 kg ha^-1~27947 kg ha^-1) 和土壤有机碳 (21.52 GtC);自然土壤表层 (0~10 cm) 储存了整个剖面土壤有机碳总量的30%左右。比较发现,高寒草甸土壤的有机碳平均贮存量 (23.17×10⁴ kgCha^-1) (0~60 cm) 较相应深度的热带森林土壤、灌丛土壤和草地土壤的有机碳贮存量高约1~5倍多。在全球碳预算研究中,青藏高原高寒草甸土壤有机碳库不可忽视。随着全球变暖,表层土壤有机碳分解释放的CO₂将增加。为了减少高寒草甸生态系统的碳排放,应加强高寒草甸土壤地表覆被的保护,合理种植深根系植物。这对减缓全球大气CO₂浓度升高的速率以及可持续开发高寒草甸的生态服务功能都具有重要意义。     

评价我国鄱阳湖流域森林生态系统碳动态对植树造林与未来气候变化的响应

20世纪80年代我国鄱阳湖流域实施造林再造林工程,该区域森林面积大幅增加。大规模植物造林可能极大地影响该区域森林碳库与碳收支的变化。因此,气候变化背景下鄱阳湖流域碳平衡对中国碳循环有重要的作用。但是我们对于该地区长时间尺度的碳平衡,特别是在未来气候变化和CO2浓度上升的条件下森林生态系统碳源／汇趋势的了解不多。本研究利用过程模型InTEC模型结合区域气候模式（RIEMS2．0）模拟的未来气候资料估算了鄱阳湖流域1981—2050年碳收支情况。1981—2000年,年NPP的快速增加主要归因于大规模的植树造林;森林土壤有机碳（0-30cm）在植树造林初期每年降低1％。同时该地区森林在过去20年期间从碳源转化为碳汇。2040—2050年森林总碳库相比较2001—2010年增加0．78PgC。基于气候变化和CO2浓度增加（A1B）背景下,鄱阳湖流域NEP趋向于稳定（20—30Tgcy^-1）,除了少数年份因为干旱引发了大的碳汇损失。模拟结果同样表明水分是控制该地区NEP年际变化的主要因子而NPP的年际波动主要受到温度的影响。     

甘肃河西山地土壤有机碳储量及分布特征

山地土壤具有强异质性和较高的碳密度,研究山地土壤有机碳的储量、空间分布特征和影响因素,对理解未来气候变化情景下该区土壤碳-大气反馈具有重要意义。河西山地地形复杂,水热梯度明显,是研究土壤有机碳空间格局的理想区域。利用河西山地126个土壤剖面数据,分析了0~100 cm土壤有机碳的储量、空间分布特征及其与环境因素的关系。结果表明:河西山地0~100 cm土壤有机碳密度均值15.04±7.24 kg·m^-2,区域土壤有机碳储量1.37±0.66 Pg,其中50%储存在高寒草甸和亚高山灌丛草甸。研究区土壤有机碳密度从高到低依次为亚高山灌丛草甸(41.15±18.47 kg·m^-2)、山地草甸草原(40.26±9.59 kg·m^-2)、山地森林(34.57±14.52 kg·m^-2)、高寒草甸(29.19±14.58 kg·m^-2)、山地草原(19.28±11.33 kg·m^-2)、荒漠草原(9.83±4.14 kg·m^-2)、高寒草原(8.59±2.47 kg·m^-2)、高寒荒漠(5.89±3.18 kg·m^-2)、草原化荒漠(5.16±3.06 kg·m^-2)、温带荒漠(5.00±3.35 kg·m^-2)。土壤有机碳的空间分布与地形和气候因子显著相关。土壤有机碳密度随着海拔的升高呈现出先增加后减少的趋势,阴坡土壤有机碳密度显著高于阳坡和半阴坡。土壤有机碳密度随年平均降水量增多而增多,随年平均温度的升高呈现出先增加后减少的趋势。     

退耕还林对黄土高原地区土壤有机碳影响预测

土壤碳是全球碳循环中的重要组成部分，土地利用方式的改变对土壤碳的源和汇具有很大的影响。黄土高原地区进行的大规模退耕还林必然会通过影响土壤有机碳含量对区域碳循环产生重要影响。通过野外调查采样分析，结合使用全国土壤普查及黄土高原地区其它土地资源数据资料，研究计算了黄土高原地区的土壤有机碳量，并对实施退耕还林后土壤碳储量变化进行了预测。黄土高原地区土壤有机碳含量较低，平均土壤有机碳密度为2．49kg／m^2，仅为全国平均土壤有机碳密度的23．65％，土壤有机碳总储量为1068Tg，只占全国总有机碳量的1.16％。实施退耕还林后，土壤有机碳储量将明显增加。分步优化实施退耕30年后，黄土高原土壤有机碳储量可增至1266．8Tg，有机碳储量总体可增长19．21％。土壤有机碳储量的增加，对区域气候变化及土壤和水环境都将产生影响.     

从陆地和海洋生态系统角度辨析大气CO2浓度与全球变暖关系

根据古气候记录的温度与大气CO2浓度变化的关系,结合近百年尺度陆地和海洋生态系统碳库对全球变暖的响应模式,探讨大气CO2浓度升高与全球变暖的关系.结果发现,不论是古气候记录的大气CO2浓度升高的时间滞后于升温的时间,还是古气候与近百年来大气CO2浓度升高幅度相近条件下,两者升温幅度存在约10倍差异的事实,均不支持"大气CO2浓度升高驱动了全球变暖"的观点.近百年尺度陆地和海洋生态系统碳汇功能随升温降低从而增大了大气CO2来源,这有可能是"温度升高促进了大气CO2浓度增加"的原因.陆地生态系统碳汇功能降低的驱动机制可能是由于升温降低了陆地生态系统的净初级生产力,增大了异氧呼吸和有机碳分解速率所致;而海洋CO2吸收能力的降低则可能与升温导致CO2溶解度、海水盐度降低以及海洋温盐环流削弱或破坏等有关.     

鹤山几种不同土地利用方式的土壤碳储量研究

对鹤山几种不同土地利用方式下的土壤碳的研究 ,结果表明不同土地利用方式土壤碳储量存在差异。各种土地利用方式下 ,无论林地果园还是草地土壤有机碳含量均随土壤深度增加而减少。在同一深度不同土地利用下有机碳含量比较一般为 :林地 >果园 >草地。全氮的变化趋势也与有机碳一样 ,随土壤深度增加而递减 ,C N比为 10左右 ,其变化的幅度不明显。土壤有机碳储量的计算有如下结果 :林地为 12 5 .82t·hm- 2 ;果园为 74 .6 6t·hm- 2 ;草地为88.5 3t·hm- 2 。据此认为 ,植树造林及森林保护是缓解大气CO2 浓度上升的有效措施。     

从增长率角度讨论现代温度与CO_2的关系

CO2温室效应导致全球变暖的观点尚有辩驳的余地.目前CO2是否为气候变化的驱动力还在争论之中.根据牛顿第二定律,讨论驱动力的变化应该从加速度也就是增长率的角度来深入.从增长率的角度来研究,可以发现CO2增长率（12月减1月）与温度增长率（年均温度之差）的波动节奏一致,但是温度的增长率没有明显的长期趋势,而CO2增长率长期持续升高,表明两者驱动力有些关联又有些区别.计算表明CO2在长期的地质历史时期以及短尺度的现代变化中都落后于温度的变化,它不是温度变化的驱动力而是产物.CO2的增长率的表现可以理解为自然和人为2种作用力的合力作用的结果,前者保证了它与温度的年际节奏一致,后者提供了长期趋势的变化.线性回归的结果表明,人类活动排放的CO2对大气的CO2的贡献率为48.4%.     

SOME FEATURES OF CARBON CYCLES IN KARST SYSTEM AND THE IMPLICATION FOR EPIKARSTIFICATION —An Example of Yaji Karst Experimental Site in Guilin,China

Ｉ.ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＫａｒｓｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｈａｄｂｅｅｎｒｅｃｅｎｔｌｙｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓｏｎｅｏｆｔｈｅｅａｒｔｈｓｕｒｆａｃｅｐｒｏｃｅｓｓｅｓｃｏｎｓｕｍｉｎｇａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＣＯ2[10,19,20].Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ,ｔｈｅｃａｒｂｏｎｉｎｔｈｅｓｐｒｉｎｇｂｉｃａｒｂｏｎａｔｅｉｎｖｏｌｖｅｄ50ｐｅｒｃｅｎｔｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｒｏｍａｉｒＣＯ2ｃｏｍｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｏｔｈｅｒｈａｌｆｆｒｏｍｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎａｔｅｒｏｃｋ.…     

大气CO_2变化与气候

在地质历史时期,地球的气候不断在变化,全球大气CO2浓度也在变化,二者之间是否存在一种响应—反馈作用,目前存在争议较大.本研究从地质时间尺度、千年以来和现代气候变化3个角度进行介绍,认为全球气候变化是多重时间尺度变化规律的叠加,从长时间尺度来看,全球平均温度和大气CO2水平均表现出整体降低的趋势.地质历史时期存在多次大气CO2浓度升高的时期,有时甚至可达现在大气CO2水平的十几倍.气候变化与大气CO2的关系非常复杂,高CO2时期并不全部对应于高温时期.千年以来的气候变化在全球各大洲均有温暖时期的出现,并且很多地方的重建结果表明中世纪暖期的全球平均温度要比现代的全球平均温度还高.但这一区间的温度变化和大气CO2水平在1850年之前没有明显的相关性.近百年的气候观测资料表明全球平均温度上升了0.74℃,但对于这种上升的理解目前还存在较大争议.是否确实是由于人类活动（主要是工业革命以来）导致了全球CO2水平增高,进而导致全球变暖,需要更多的证据来验证.     

气候变化对甘肃定西、安徽合肥小麦生产影响研究

由于大气中温室气体的不断增加, 全球气候发生了巨大变化。据最新气候模式模拟研究表 明未来全球气候将发生更为剧烈的变化, 这必将对很多部门产生显著的影响特别是对气候变化 十分敏感的农业。尤其对于中国这样的人口大国, 农业作为社会最基本也是最重要生产部门之 一, 气候变化将对中国的农业生产带来巨大的影响。小麦是中国的第二大作物, 其中冬小麦占全 国小麦总产量近90%, 因此评价气候变化对中国小麦生产影响是十分必要的。为了分析在未来气 候变化情景下中国小麦生产可能遇到的风险, 以15 年ECMWF 再分析实验数据(1979~1993)作为 边界条件驱动PRECIS 区域气候模式模拟产生作物模型所需要的气候资料并输入CERES-Wheat 模型, 验证CERES-Wheat 模型与区域气候模式PRECIS 结合的模拟能力。在以上验证工作的基 础上, 将区域气候模式PRECIS 的模拟结果与作物模型CERES-Wheat 相连接, 同时考虑到CO2 对小麦的直接施肥作用, 模拟了两个小麦站点(定西和合肥)在IPCC SRES A2 和B2 情景下雨养 和灌溉小麦的变化趋势。得到如下结论: 无论是在A2 情景还是B2 情景, 定西和合肥的小麦产量 都会有所增加, 但增加的幅度相差很大。A2 情景的增产效应一般要大于B2 情景的增产效应, 灌 溉小麦比雨养小麦更加受益于气候变化, 冬小麦(合肥) 产量的增长幅度要大于春小麦(定西) 增 长幅度。CO2 对小麦生长的肥效作用十分明显, 产量增幅很大。以上结果说明未来气候变化可能 会对我国的小麦生产带来益处, 但由于未来气候情景模拟的不确定性以及CO2 肥效作用通常是 在作物过程中的水肥条件完全满足的情况下才充分体现, 这都给研究结果带来了不确定性, 但本 项研究为评价未来气候变化对中国小麦生产影响提供了一种全面的评价方法。     

Effects of afforestation on soil carbon turnover in China’s subtropical region

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 δ13C 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.     

Detecting the storage and change on topsoil organic carbon in grasslands of Inner Mongolia from 1980s to 2010s

Soil carbon sequestration and potential has been a focal issue in global carbon research. Under the background of global change, the estimation of the size as well as its change of soil organic carbon（SOC） storage is of great importance. Based on soil data from the second national soil survey and field survey during 2011–2012, by using the regression method between sampling soil data and remote sensing data, this paper aimed to investigate spatial distribution and changes of topsoil（0–20 cm） organic carbon storage in grasslands of Inner Mongolia between the 1980 s and 2010 s. The results showed that：（1） the SOC storage in grasslands of Inner Mongolia between the 1980 s and 2010 s was estimated to be 2.05 and 2.17 Pg C, with an average density of 3.48 and 3.69 kg C·m–2, respectively. The SOC storage was mainly distributed in the typical steppe and meadow steppe, which accounted for over 98% of the total SOC storage. The spatial distribution showed a decreased trend from the meadow steppe, typical steppe to the desert steppe, corresponding to the temperature and precipitation gradient.（2） SOC changes during 1982–2012 were estimated to be 0.12 Pg C, at 7.00 g C·m–2·yr–1, which didn＇t show a significant change, indicating that SOC storage in grasslands of Inner Mongolia remained relatively stable over this period. However, topsoil organic carbon showed different trends of carbon source/sink during the past three decades. Meadow steppe and typical steppe had sequestered 0.15 and 0.03 Pg C, respectively, served as a carbon sink; while desert steppe lost 0.06 Pg C, served as a carbon source. It appears that SOC storage in grassland ecosystem may respond differently to climate change, related to vegetation type, regional climate type and grazing intensity. These results might give advice to decision makers on adopting suitable countermeasures for sustainable grassland utilization and protection.     

1980s-2010s内蒙古草地表层土壤有机碳储量及其变化

以我国内蒙古草原为研究区域,结合1982-1988年第二次土壤普查资料以及2011-2012年实地考察数据,构建了基于遥感数据和土壤数据的区域表层土壤有机碳储量估算方法,对研究区1980s和2010s表层土壤有机碳储量、空间分布特征及其变化进行研究,结果表明：(1) 1980s、2010s内蒙古草地表层土壤 (0~20 cm) 有机碳储量分别为2.05 Pg C、2.17 Pg C,土壤有机碳密度约为3.48 kg C·m^-2、3.69 kg C·m^-2,其空间分布上呈现从草甸草原、典型草原、荒漠草原逐渐降低的特征;(2) 1982-2012年间,内蒙古草地表层土壤有机碳储量略有增加,但增加幅度较小,其中草甸草原和典型草原表层土壤有机碳储量增加,荒漠草原则表现为减少。研究结果将为研究区因地制宜地采取固碳措施,实现草地可持续管理提供科学参考。     

城市化过程中下垫面改变对大气环境的影响

城市化发展,特别是下垫面特征的改变,对大气环境的外强迫是当前大气环境领域研究的热点问题。下垫面特征变化导致不同尺度气象场发生变化,而气象条件又决定着大气污染物的迁移转化。为了深入探讨这个问题,文章首先从3个方面总结了相关研究：1）城市气候的基本特征及其形成的内在机制;2）不同尺度下的城市污染气象学特征;3）定量描述城市下垫面地-气作用模式的相关进展。之后进一步综述了利用数值模式方法模拟城市化过程中下垫面变迁对大气环境（包括气象条件及空气质量）影响方面的研究进展。最后利用中尺度大气模式WRF/Chem和过程分析方法研究了中国东部地区城市下垫面扩张对臭氧（O3）和一氧化碳（CO）空间分布的影响。模拟结果显示：在人为源排放不变的情况下,城市下垫面扩张使得近地面和1~3 km高处的O3,以及距地面1~2 km高处的CO体积分数增大;但近地CO体积分数下降。     

肯尼亚东Mau森林保护区土壤有机碳和全氮储量建模与制图（英文）

Detailed knowledge about the estimates and spatial patterns of soil organic carbon(SOC) and total nitrogen(TN) stocks is fundamental for sustainable land management and climate change mitigation.This study aimed at:(1) mapping the spatial patterns,and(2) quantifying SOC and TN stocks to 30 cm depth in the Eastern Mau Forest Reserve using field,remote sensing,geographical information systems(GIS),and statistical modelling approaches.This is a critical ecosystem offering essential services,but its sustainability is threatened by deforestation and degradation.Results revealed that elevation,silt content,TN concentration,and Landsat 8 Operational Land Imager band 11 explained 72% of the variability in SOC stocks,while the same factors(except silt content) explained 71% of the variability in TN stocks.The results further showed that soil properties,particularly TN and SOC concentrations,were more important than that other environmental factors in controlling the observed patterns of SOC and TN stocks,respectively.Forests stored the highest amounts of SOC and TN(3.78 Tg C and 0.38 Tg N) followed by croplands(2.46 Tg C and 0.25 Tg N) and grasslands(0.57 Tg C and 0.06 Tg N).Overall,the Eastern Mau Forest Reserve stored approximately 6.81 Tg C and 0.69 Tg N.The highest estimates of SOC and TN stocks(hotspots) occurred on the western and northwestern parts where forests dominated,while the lowest estimates(coldspots) occurred on the eastern side where croplands had been established.Therefore,the hotspots need policies that promote conservation,while the coldspots need those that support accumulation of SOC and TN stocks.