室内模拟水位下退耕还湿地表层土壤温室气体排放研究北大核心CSCD

在中国科学院东北地理与农业生态研究所的科研温室中,进行了实验期为60 d的室内模拟实验,在-5 cm、0 cm和5 cm的模拟水位下,测定和计算出采集自洪河国家级自然保护区的2010年、2014年、2016年弃耕的退耕还湿地和天然小叶章沼泽表层(0~20 cm深度)土壤的CO2、CH4和N2O排放通量。研究结果表明,随着水位的上升,2010年、2014年、2016年弃耕的退耕还湿地和天然小叶章沼泽表层土壤的CO2和N2O排放通量在减小;与-5 cm和5 cm的模拟水位下相比,0 cm水位下表层土壤的CH4排放通量相对最大;随着实验天数的增加,2014年、2016年弃耕的退耕还湿地和天然小叶章沼泽表层土壤CH4排放通量在波动增大;水位越高,其对退耕还湿地表层土壤CO2、N2O总排放量和温室气体的全球增温潜势的抑制作用越明显。     

湿地与温室气体

湿地在以全球变暖为主要特征的全球变化中究竟扮演什么样的角色？目前科学家正在研究,尚未得出一致的结论。但有一点可以肯定的是,湿地与全球变化密切相关。具体表现在：     

气候变暖和人为扰动对大兴安岭北坡多年冻土的影响：以阿木尔地区为例

大兴安岭是我国高纬度多年冻土最发育的地区，现已呈现出较明显的退化趋势。季节融化深度增大，多年冻土地温升高，厚度减薄，融区范围扩大。造成冻土退化的主要原因是气候变暖，以及强烈的人为扰动，包括原始地表严重破坏，地表迳流和排泄条件的改变，以及采暖建筑物的影响等。气候变暖造成大兴安岭冻土的区域性退化，但对局部地方（如林业局、城镇所在地）而言，人为扰动是冻土退化的重要原因。     

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。     

沼泽湿地与多年冻土的共生模式——以中国大兴安岭和小兴安岭为例

以中国大、小兴安岭为例,在前期沼泽湿地与多年冻土共生机制研究基础上,构建了沼泽湿地与多年冻土的共生模式,并发现在不同尺度空间上,共生模式的主导特性并不相同：在大尺度空间上为“结构型共生模式”;在中尺度空间上为“功能型共生模式”;在小（微）尺度空间上为“过程型共生模式”。三者间,后者依次是前者的基础。微观过程型共生模式又分为3类：第一类为厚泥炭沼泽与稳定多年冻土的强共生模式,第二类为中厚泥炭沼泽与亚稳定多年冻土的中强度共生模式,第三类为薄（或无）泥炭沼泽与不稳定多年冻土的弱共生模式。沼泽湿地与多年冻土共生模式的构建,对揭示该共生体的形成演化规律具有理论价值,对冻土保护提供了新思路。     

温室气体排放评价指标及其定量分析

温室气体排放的科学定量评价是建立国际温室气体减排框架、确定各国合理的减排责任、部署国际减排行动的基础。通过系统阐述目前国际上通行的温室气体排放的主要评价指标(国别排放指标、人均排放指标、GDP 排放指标和国际贸易排放指标等), 并通过定量评价剖析这些评价指标的优缺点及其局限性。讨论了发展科学、公平和易于广泛接受的新评价指 标的可能性。基于可持续发展的公平性原则, 提出了“工业化累积人均排放量” 的新指标, 以客观定量评价世界各国工业化以来温室气体历史累积排放量的当代人均量。新指标的结果显示, 英美等老牌工业化国家的工业化累积人均排放量远高于全球平均水平和发展中国家的 水平。还提出并讨论了人均单位GDP 排放量、消费排放量、生存排放量等潜在的评价指标。     

处理CO2／CFC的温室气体

温室气体ＣＯ２和ＣＦＣ已受到全世界的重视。而本文重点论述的是那睦并未受到同等关注的温室气体。文章试图系统地提出一个框架结构，以保证在此框架内的全球，地区和国家级政策的制定。     

大兴安岭多年冻土区泥炭地土壤性质与微生物呼吸活性研究

以大兴安岭北部黑龙江省漠河市图强林业局多年冻土区的一块泥炭地作为采样地,2012年9月3日,采集腐殖质层和0～40 cm深度土层(以10 cm厚度为一层)的样品,分析腐殖质层和土壤样品的基础理化指标、生态化学计量、养分元素和微生物呼吸活性特征.研究结果表明,随着土壤深度的增加,0～40 cm深度土壤的有机碳、全氮和全磷...     

大小兴安岭多年冻土的主导成因及分布模式

大小兴安岭海拔高度由北向南增高对纬度偏低带来的温升具有相对补偿功能,从而使冻土分区界线大大南凸。大兴安岭山地为一个连续的整体,不宜仅将南部视为山地多年冻土,而将中、北部划为高纬多年冻土。多年冻土南界应在黄岗梁山南麓通过。小兴安岭的多年冻土南界应在呼兰河源中山的南麓通过。大兴安岭北端断续多年冻土区应将伊勒呼里山平均海拔1000 m的中山部分包括在内;岛状融区多年冻土区南伸至阿尔山附近终结;小兴安岭南端汤旺河与呼兰河的河源区存在岛状融区多年冻土闭合圈。     

兴安岭多年冻土退化特征

受气候变暖和人为活动的共同影响,过去数十年来兴安岭山区的多年冻土退化显著.冻土退化南部快于北部、城镇快于田野、农田快于林区、采伐过林区快于原始林区.在局部小范围内,冻土退化顺序为先高后低、先山上后谷地(或盆地中心)、先阳坡后阴坡.冻土退化程序从农田(或裸地)→草地→灌丛→林地→沼泽湿地,依次冻土退化由快到慢.纬度和高度地带性控制冻土退化特征,但局地因素亦对其产生重要影响,造成小范围内冻土特征的突变.人为活动已经、正在并将对兴安岭冻土退化和寒区生态环境产生重要影响.     

大兴安岭摩天岭雨养泥炭沼泽多环芳烃分布特征与来源分析

运用气相色谱—质谱(GC-MS)技术对大兴安岭摩天岭(47°22′23″N,120°38′45″E)雨养泥炭沼泽泥炭柱中的多环芳烃(PAHs)污染物进行了分析。结果表明,研究区雨养泥炭沼泽表层PAHs总含量的质量比为1 874.4 ng/g,与国内外雨养泥炭沼泽表层相比,其污染水平相对较高。由于研究区气候冷湿,雨养泥炭沼泽中的有机质腐殖化程度较低,有机碳含量较高,这和其PAHs含量的相关性较小。研究区样品中检测出的PAHs主要以2~3环的多环芳烃为主;由PAHs分子标志物指标分析结果可知,研究区雨养泥炭沼泽PAHs污染物的主要来源是当地森林火灾与大气远距离沉降;沉降的PAHs污染物是原油开采、石油生产和化石燃料燃烧的共同贡献。在距地表15~34 cm处,柱状剖面层的PAHs含量显著增加,这是由于1987年和1998年大兴安岭发生森林火灾树木燃烧所致。     

Characteristics of permafrost degradation in Northeast China and its ecological effects: A review

Latitudinal permafrost in Northern Northeast(NNE)China is located in the southern margin of the Eurasian continent,and is very sensitive to climatic and environmental change.Numerical simulations indicate that air temperature in the permafrost regions of Northeast China has been on the rise since the 1950s,and will keep rising in the 21st century,leading to extensive degradation of permafrost.Permafrost degradation in NNE China has its own characteristics,such as northward shifts in the shape of a"W"for the permafrost southern boundary(SLP),discontinuous permafrost degradation into islandlike frozen soil,and gradually disappearing island permafrost.Permafrost degradation leads to deterioration of the ecological environment in cold regions.As a result,the belt of larch forests dominated by Larix gmelinii has shifted northwards and wetland areas with symbiotic relationships with permafrost have decreased significantly.With rapid retreat and thinning of permafrost and vegetation change,the CO2 and CH4 flux increases with mean air temperature from continuous to sporadic permafrost areas as a result of activity of methanogen enhancement,positively feeding back to climate warming.This paper reviews the features of permafrost degradation,the effects of permafrost degradation on wetland and forest ecosystem structure and function,and greenhouse gas emissions on latitudinal permafrost in NNE China.We also put forward critical questions about the aforementioned effects,including:(1)establish long-term permafrost observation systems to evaluate the distribution of permafrost and SLP change,in order to study the feedback of permafrost to climate change;(2)carry out research about the effects of permafrost degradation on the wetland ecosystem and the response of Xing'an larch to global change,and predict ecosystem dynamics in permafrost degradation based on long-term field observation;(3)focus intensively on the dynamics of greenhouse gas flux in permafrost degradation of Northeast China and the feedback of greenhouse gas emissions to climate change;(4)quantitative studies on the permafrost carbon feedback and vegetation carbon feedback due to permafrost change to climate multi-impact and estimate the balance of C in permafrost regions in the future.     

大兴安岭北部森林生态系统大型土壤动物群落特征

对大兴安岭北部7个代表性森林群落进行了系统调查,总共获取大型土壤动物67类、6729只,隶属于4门7纲18目51科。其中,优势类群1类,常见类群10类,稀有类群56类。寒温带森林土壤动物生物量最大的类群为线蚓和蚯蚓,而温带森林土壤动物生物量最大的类群以蚯蚓为主。不同群落土壤动物的种类组成差异很大,通常群落的生境条件越优越,土壤动物的个体数量、种类越多。不同群落间个体数量、种类及生物量三者总的分布规律不完全一致,表现出生物群落组成特征的复杂性。各群落土壤动物多样性指数排序为:Ⅰ＞Ⅳ＞Ⅶ＞Ⅴ＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅵ。土壤动物的个体数量、种类、生物量及多样性指数具有较明显的季节变化。     

大兴安岭火烧迹地土壤动物生态地理分析

不同恢复年份森林火烧迹地的土壤动物群落特征明显不同。火烧过后的前1³年,大型土壤动物的种类和数量很少,特别是常见类群中的线蚓所占的比例很小,但运动能力较强的蜈蚣、蜘蛛等所占比例较高。火烧3⁵年后,土壤中线蚓数量才逐渐增多并趋于稳定。中小型土壤动物中的原尾虫只出现在16年迹地和对比样地中,表明原尾虫确是稳定生境的指示动物。火烧过后,土壤环境中最先侵入的是运动能力较强的大型土壤动物,之后中小型土壤动物才逐渐得到恢复。火烧后6⁷年是中小型土壤动物发展的盛期,随后土壤动物种类和数量开始减少并趋于稳定。火烧的强度对土壤动物群落的恢复有一定的影响,轻度火烧影响地区的土壤动物恢复较快,经过6⁷年,土壤动物种类和数量能超过未受火烧影响的地区;而中、重度火烧地区,土壤动物恢复到正常水平则需要超过16年的更长的时间。     

小兴安岭森林落叶分解与土壤动物的作用

在小兴安岭地区对 12种落叶分解过程和土壤动物作用进行了研究。采用不同网孔分解样袋 ,排出不同类别土壤动物作用的方法。结果表明 ,落叶分解消耗率 :大孔 >小孔 >对照 ,即大型、中小型土壤动物和微生物的共同作用 >中小型土壤动物和微生物的共同作用 >只微生物的作用。三年平均分解消耗率分别是 2 8.9% (大孔 )、 2 8.2 % (小孔 )和 2 6.2 % (对照 ) ,到第三年末 ,三种样袋 12种落叶平均分解程度分别达到 86.7% (大孔 )、 84 .6% (小孔 )和 78.7% (对照 )。分解初期土壤动物的作用逐渐增大 ,到第二年 10月土壤动物的作用达到了最大值 ,随后土壤动物的作用逐渐降低 ,大型土壤动物的作用小于中小型土壤动物的作用。落叶种类不同 ,分解时间不同 ,土壤动物作用也不同。     

小兴安岭森林生态系统中小型土壤动物生态地理分布特征

对小兴安岭森林生态系统10个生境中小型土壤动物的数量和类群组成、多样性、生态地理分布及群落排序进行研究.从水平分布看,中小型土壤动物个体数最多的是人工云冷杉林,类群数最多的是赤杨林,个体数和类群数最少的均为林间草甸.中小型土壤动物在土壤中的垂直分布具有明显的表聚性,但各生境的变化情况略有不同.10个生境多样性指数和丰富度指数在人工林和相应的天然林内的变化趋势相反.而均匀度指数和优势度指数差异不大.排序结果显示云冷杉红松林、云冷杉林、赤杨林和林间草甸与其它生境差异较大.     

Vegetation impact on the thermal regimes of the active layer and near-surface permafrost in the Greater Hinggan Mountains, Northeastern China

The ground temperature and active layer are greatly influenced by vegetation in the Greater Hinggan Mountains in Northeastern China.However,vegetation,as a complex system,is difficult to separate the influence of its different components on the ground thermal regime.In this paper,four vegetation types,including a Larix dahurica-Ledum palustre var.dilatatum-Bryum forest（P1）,a L.dahurica-Betula fruticosa forest（P2）,a L.dahurica-Carex tato forest（P3） in the China Forest Ecological Research Network Station in Genhe,and a Carex tato swamp（P4） at the permafrost observation site in Yitulihe,have been selected to study and compare their seasonal and annual influence on the ground thermal regime.Results show that the vegetation insulates the ground resulting in a relatively high ground temperature variability in the Carex tato swamp where there are no tree stands and shrubs when compared with three forested vegetation types present in the area.Vegetation thickness,structure,and coverage are the most important factors that determine the insulating properties of the vegetation.In particular,the growth of ground cover,its water-holding capacity and ability to intercept snow exert a significant effect on the degree of insulation of the soil under the same vegetation.     

南京幕燕山地森林植被恢复重建研究

在大量野外工作的基础上,借助AutoCAD技术,运用植被生态学、恢复生态学的原理与方法,对幕燕山地森林植被的恢复与重建进行了研究。建立了幕燕山地植被分类系统,包括3个植被型组、5个植被型、5个植被亚型、8个群系组、12个群系,绘制了幕燕山地1∶5000植被群系图,计算了幕燕山地各群系的面积。分析了南京地区山地森林植被10个主要群系(青冈+栓皮栎林,枫香林,白栎林,栓皮栎林,麻栎林,黄连木+黄檀林,朴树+构树林,刺槐林,马尾松林,黑松林)间的演替关系,构建了南京地区森林植被次生演替模式。根据上述研究结果,提出了幕燕山地森林植被恢复重建的关键措施,预测了上述措施实施后幕燕山地植被类型构成的变化,并绘制了幕燕山地森林植被恢复重建规划图(1∶5000)。