腾格里沙漠民勤实验点夏季沙丘CO2浓度变化

为查明腾格里沙漠沙丘CO2浓度和昼夜变化规律,利用红外CO2监测仪在2009年夏季对腾格里沙漠两南部的民勤沙丘CO2浓度变化进行了昼夜连续观测,研究了不同类型、不同深度沙丘CO2浓度变化.研究得出:所有实验点CO2浓度在深度上的变化与通常观测的不同,2m和4m处的CO2浓度都比1 m处的大;固定沙丘的昼夜CO2浓度累积值大于半同定沙丘的昼夜CO2浓度累积值,而半固定沙丘的昼夜CO2浓度累积值又大于流动沙丘的昼夜CO2浓度累积值;沙丘白天CO2浓度累积值高于夜间;在极端干旱的腾格里沙漠西南部,不论是固定沙丘、半固定沙丘还是流动沙丘,CO2浓度在一昼夜内也具有清楚的变化规律,即从当日09:00左右到次日09:00点左右均呈现由低到高再到低的变化,但CO2浓度升降相对于大气温度的升降具有一定的滞后性,滞后时间约1～3 h;沙丘CO2浓度和大气温度之间存在显著的正相关关系,温度是决定CO2昼夜浓度变化规律的主要因素.在极端干旱的民勤沙漠区,各类沙丘沙层中的CO2浓度都明显高于空气CO2浓度.     

西安长延堡夏季土壤CO2释放量的变化及影响因素

运用碱液吸收法，对西安长延堡土壤CO2释放量在不同天气状况下进行了多次昼夜观测，查明了土壤CO2释放量的变化规律及其影响因素，揭示出土壤CO2释放量与温度、降水以及植被的密切关系。研究表明：温度升高，土壤CO2释放量增大；由于集中降水导致土壤通气性变差、温度明显降低，使得CO2释放量比晴天有所减少；在不同的植被条件下，土壤CO2释放量存在差异，从裸地到草地再到林地，CO2释放量由小变大。     

西安南郊春季土壤碳释放研究

本文根据NaOH溶液吸收CO2的原理，对西安长延堡春季土壤CO2释放量进行了观测，对土壤CO2释放规律及其影响因素进行了探讨。资料表明，从春季的3月到5月，不同植被下土壤CO2释放量均呈增加的趋势；植被对土壤CO2释放量有一定影响，植被发育好，土壤CO2释放量大；从当日早晨到次日早晨，土壤CO2释放量呈现由低到高再到低的变化规律；土壤CO2释放量变化相对于气温的变化具有滞后性，表明土壤CO2释放量变化是受土壤温度制约的。     

温带干旱地区近地层空气二氧化碳浓度的变化特征

选定我国温带干旱地区的四种植被类型:典型草原(内蒙古)、荒漠草原(宁夏)、榆树林(宁夏)和油松林(宁夏)为观测样地,观测研究了近地层空气CO2浓度的变化特征,结果表明:(1)干旱地区近地层空气CO2年平均浓度为323.49±21.36×10-6,是一种自然状态下的本底数据,其平衡受当地植被覆盖程度和种类控制.(2)近地层空气CO2浓度随植被类型不同存在差异,灌草丛生的榆树林最低297.92±15.56×10-6,裸露的荒漠草原最高331.82±19.17×10-6,植被的种类控制着地表面空气CO2浓度的大小,灌木杂草有利于吸收近地层空气的CO2,裸露的地表不利于CO2浓度的吸收和调节,植被在空气组成平衡过程中,起着"汇"的作用,尽管干旱地区植被稀少.(3)干旱地区近地层空气CO2浓度存在明显的季节变化,11月份浓度最高336.54±27.12×10-6,7月份最低305.05±15.45 × 10-6;呈"S"型曲线变化趋势,这种季节变化十分有利于调节地表空气CO2的浓度.(4)干旱地区近地层空气CO2浓度存在日变化,变化范围261.0×10-6～384.0×10-6,均值为323.5×10-6.一天中,平均CO2浓度最低时间在下午的16:00时,最高时间是在半夜0:00时.变化趋势呈"沟谷"状,两头高,中间低.(5)在人烟稀少的温带干旱地区,植被、土壤和气候相互作用,调节和控制差近地层空气CO2的浓度变化.     

土壤CO_2浓度昼夜变化及其对土壤CO_2排放量的影响

对石林地区两个研究点土下20、40和60cm土壤CO2浓度和土壤CO2排放量的昼夜变化进行的研究表明二者之间具有一定的正相关关系,因此土壤CO2排放量除受环境因子影响之外,还受土壤CO2浓度所控制。土壤CO2浓度和土壤CO2排放量之间的相关关系可以用来解释土壤有机碳含量及温度对土壤CO2排放量的影响,即土壤有机碳含量高和温度升高是通过影响土壤空气中CO2的形成速率,导致土壤CO2浓度升高,从而促进土壤CO2的排放。     

侵蚀红壤植被恢复后土壤呼吸日动态及日呼吸速率测定方法比较

采用密闭室红外气体分析仪法（IRGA法）观测了中亚热带红壤侵蚀裸地植被恢复后不同季节土壤呼吸速率的日动态变化，并比较了IRGA法与碱吸收法（AA法）测定的土壤呼吸速率．结果表明：侵蚀裸地植被恢复后土壤呼吸速率日动态呈单峰曲线，与土壤温度的昼夜变化基本一致，最高值一般出现在午后13：00～17：00，最低值出现在凌晨3：00～7：00；植被恢复显著提高了土壤日呼吸速率，但明显降低了土壤呼吸速率日变化幅度；马尾松林对土壤呼吸速率日变化幅度降低程度高于板栗园和百喜草地，且对夏季的降低程度影响最大．而IRGA法和AA法测定的土壤呼吸速率具有显著的幂函数关系，AA法测定的土壤呼吸速率为IRGA法的27．5％～218％，平均为76．2％．当土壤呼吸速率较低时，AA法比IRGA法高估了土壤呼吸速率；反之，AA法则低估了土壤呼吸速率．     

干旱沙区典型人工植被群落下土壤剖面CO_2浓度变化特征及其驱动因子

对人工固沙植被区柠条(Caragana korshinskii)群落和油蒿(Caragana korshinskii)群落下不同深度的土壤气体采样,主要研究和讨论了不同类型人工植被区下土壤CO2浓度的变化特征及土壤温度和土壤水分对其的影响。结果表明:柠条和油蒿群落0~80cm处的土壤空气CO2浓度随着土壤深度的增加而增加,并且在0~40cm,油蒿群落下的土壤CO2浓度值大于柠条,而在40cm以下则相反。其平均值分别为1 229.3μmol·mol-1和1 242.7μmol·mol-1,大于同一深度流沙下土壤CO2浓度值978.9μmol·mol-1。土壤水分与二者的土壤CO2浓度变化趋势在年际尺度上具有一致性,浅层40cm内油蒿群落下的土壤CO2浓度和土壤水分含量的相关性明显大于柠条和流沙。而在40cm以下,则表现为柠条油蒿流沙。土壤温度对土壤CO2浓度的影响程度一般为流沙油蒿柠条,特别是流沙,在表层达到了极显著的水平,之后随着土壤深度的增加而降低。而土壤温度对油蒿和柠条样地土壤CO2浓度的影响较为复杂,呈现出先增加后减小的趋势。在年际尺度上,土壤水分含量是不同植被群落下土壤剖面CO2浓度的关键限制因子,而在日尺度上,土壤温度则为主要限制因子。据粗略估计,在0~80cm内,柠条和油蒿根系呼吸所占的比例约为30.7%和33.3%。     

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．     

侵蚀红壤植被恢复后土壤呼吸日动态及日呼吸速率测定方法比较

采用密闭室红外气体分析仪法(IRGA法)观测了中亚热带红壤侵蚀裸地植被恢复后不同季节土壤呼吸速率的日动态变化,并比较了IRGA法与碱吸收法(AA法)测定的土壤呼吸速率.结果表明:侵蚀裸地植被恢复后土壤呼吸速率日动态呈单峰曲线,与土壤温度的昼夜变化基本一致,最高值一般出现在午后13:00～17:00,最低值出现在凌晨3:00～7:00;植被恢复显著提高了土壤日呼吸速率,但明显降低了土壤呼吸速率日变化幅度;马尾松林对土壤呼吸速率日变化幅度降低程度高于板栗园和百喜草地,且对夏季的降低程度影响最大.而IRGA法和AA法测定的土壤呼吸速率具有显著的幂函数关系,AA法测定的土壤呼吸速率为IRGA法的27.5%～218%,平均为76.2%.当土壤呼吸速率较低时,AA法比IRGA法高估了土壤呼吸速率;反之,AA法则低估了土壤呼吸速率.     

亚热带4种行道树树干表面CO_2释放速率昼夜动态

采用LI-8100土壤碳通量自动测量系统,与自制的树干呼吸观测气室相连,原位观测亚热带春、秋2个季节4种行道树树干呼吸速率及相关环境因子的昼夜动态.结果表明:在秋季土壤水分较低水平下(VWC平均为11.6%),羊蹄甲、香樟树干呼吸速率昼夜动态呈单峰曲线,和温度变化呈极显著指数函数关系,峰值分别出现在17:00和13:00;芒果和高山榕树干呼吸速率昼夜动态单峰不明显,白天与树干温度变化呈极显著指数函数关系,但芒果白天与夜间的树干呼吸速率差异不显著,而高山榕树干呼吸速率夜间显著高于白天,二者出现"白昼抑制"现象.在春季土壤水分较高水平下(VWC平均为22.1%),羊蹄甲、芒果和高山榕树干呼吸速率昼夜动态呈单峰型曲线,峰值分别出现在11:00、15:00和14:00;而香樟树干呼吸速率单峰不明显,4种树种的树干呼吸速率昼夜动态均与温度变化呈极显著指数函数关系.2个季节中,树干温度与树干呼吸的指数函数关系最好,秋季羊蹄甲、芒果和香樟树干呼吸速率对树干昼夜温度变化的Q10值分别为2.04、2.37和2.18,春季羊蹄甲、芒果、香樟和高山榕树干呼吸速率对树干昼夜温度变化的Q10值分别为2.27、2.58、1.90和1.8...     

重庆金佛山岩溶区表层岩溶生态系统CO2浓度分析

以重庆金佛山林地、裸地表层岩溶生态系统CO2浓度的实际观测资料为基础,探索表层岩溶系统CO2浓度变化规律.结果显示,这种变化与土壤温度有密切关系,林地与裸地各个层次土壤的CO2浓度与土温呈一致性变化,这构成了表层岩溶生态系统对外界条件的灵敏响应.研究进一步揭示了林地植被平抑这种动态效应,而裸地则响应于温度变化.     

二氧化碳研究中的若干问题

二氧化碳及其它痕迹气体具有一定的增温低层大气的“温室效应”。在地质年代中,二氧化碳在大气中的含量就有较明显的变化,近期二氧化碳浓度的升高可能与人类大量使用化石燃料和破坏植被有关。这对不全面的预测气候和环境变化已产生广泛的社会影响,而二氧化碳对植物生产量的有机化学效应却未受到应有的重视。在“天—地—生”系统和“海—气—冰雪”系统中,二氧化碳只是影响气候变化的一个很弱的因子。近百年来的二氧化碳浓度变化,更多地取决于自然的变化而非人类活动;海洋是一个巨大的碳储存库,海—气交换影响着二氧化碳浓度的变化。     

科尔沁沙地土壤呼吸空间分布及其变化特征研究

利用LI-6400便携式光合作用测量系统和LI-6400-09土壤呼吸室,对不同地形和不同植被条件下土壤呼吸速率及其影响因子进行测定。结果表明：科尔沁沙地土壤呼吸速率日变化均表现出上午逐渐增大,下午逐渐减小、凌晨最小的趋势。沙地土壤呼吸变化具有明显的空间异质性,土壤呼吸由大到小变化依次为：背风坡（1.95±0.21 μmolCO2·m-2·s-1）>坡顶（1.05±0.14 μmolCO2·m-2·s-1）>迎风坡（0.74±0.08 μmolCO2·m-2·s-1）>丘间低地（0.62±0.09 μmolCO2·m-2·s-1）。沙地土壤呼吸与植物生长条件具有密切关系,狗尾草（0.86±0.11 μmolCO2·m-2·s-1）>小叶锦鸡儿（0.69±0.06 μmolCO2·m-2·s-1）。土壤呼吸日变化速率与空气温度呈正相关,与空气相对湿度呈负相关关系,并且与土壤温度呈指数相关。沙丘内部不同地形、植被的[WTBX]Q10[WTBZ]差异不大。     

低覆盖度治沙理论的核心水文原理概述

土壤水分的渗漏过程是陆地生态水文的3个最核心过程之一,降水向土壤深层渗漏或者补给地下水,关系到干旱沙区水平衡维持和植被稳定持续发育.多年的治沙实践和研究结果表明:(1)天然分布稳定的沙生植被,覆盖度一般低于30％,降水均能够渗漏到土壤深层或者补给地下水;(2)人工营造的固沙林,当林分的覆盖度大于40％后,林下土壤含水率...     

A meta-analysis of the impacts of forest logging on soil CO_2 efflux

Soil CO_2 efflux, the second largest flux in a forest carbon budget, plays an important role in global carbon cycling. Forest logging is expected to have large effects on soil CO_2 efflux and carbon sequestration in forest ecosystems. However, a comprehensive understanding of soil CO_2 efflux dynamics in response to forest logging remains elusive due to large variability in results obtained across individual studies. Here, we used a meta-analysis approach to synthesize the results of 77 individual field studies to determine the impacts of forest logging on soil CO_2 efflux. Our results reveal that forest logging significantly stimulated soil CO_2 efflux of the growing season by 5.02%. However, averaged across all studies, nonsignificant effect was detected following forest logging. The large variation among forest logging impacts was best explained by forest type, logging type, and time since logging. Soil CO_2 efflux in coniferous forests exhibited a significant increase(4.38%) due to forest logging, while mixed and hardwood forests showed no significant change. Logging type also had a significant effect on soil CO_2 efflux, with thinning increasing soil CO_2 efflux by 12.05%, while clear-cutting decreasing soil CO_2 efflux by 8.63%. The time since logging also had variable effects, with higher soil CO_2 efflux for 2 years after logging, and lower for 3-6 years after logging; when exceeded 6 years, soil CO_2 efflux increased. As significantly negative impacts of forest logging were detected on fine root biomass, the general positive effects on soil CO_2 efflux can be explained by the accelerated decomposition of organic matter as a result of elevated soil temperature and organic substrate quality. Our results demonstrate that forest logging had potentially negative effects on carbon sequestration in forest ecosystems.     

不同植被类型覆盖下土壤CO2浓度对洞穴景观的影响

土壤中的CO2 通过影响土壤水对碳酸盐岩的溶蚀能力控制洞穴滴水中的Ca2 +初始含量 ,同时它进入洞穴水体后溶解度的变化也会影响洞穴景观的形成。研究表明 ,不同植被类型对土壤CO2 浓度会产生不同影响。本文通过模拟分析认为 ,在一定范围内 ,地表生态系统的改善有利于土壤中CO2 的增加和洞穴中碳酸钙沉积景观的发育 ,但是若超过一定的阈值 ,即土壤中的CO2 浓度过高 ,使喀斯特水中的CO2 不能在洞穴顶部碳酸盐岩体渗流过程中完全被消耗时 ,洞穴滴水的酸性会对碳酸钙产生溶蚀作用 ,易形成洞穴溶蚀景观。     

散射辐射对西藏高原高寒草甸净生态系统CO2交换的影响

2003~2006年在当雄草原站用涡度相关法对西藏高原广泛分布的高寒草甸生态系统的碳通量和常规气象数据进行了连续观测。基于这些数据,根据净生态系统CO₂交换量(NEE)对晴朗指数(k)和土壤温度的响应特征,分析了净生态系统CO₂交换量与散射辐射之间的关系。依据地面接受的散射辐射量把天气划分为云隙天、晴天和多云天。结果表明,散射辐射不能提高西藏高原高寒草甸生态系统的碳吸收水平。该生态系统的碳收支过程主要受光合有效辐射控制,碳排放过程主要受土壤温度控制;且NEE随k的变化趋势受散射辐射的影响较小,生态系统碳收支更多地受太阳辐射对土壤强烈加温的影响。三种散射辐射天气条件下,NEE随k的变化趋势基本一致,先增加后减小;NEE达最大值时的土壤温度皆为15℃左右,k值皆为0.7~0.8。     

固沙植被区典型生物土壤结皮类型下土壤CO2浓度变化特征及其驱动因子研究

对固沙植被区典型分布的藻类结皮、藓类结皮和流沙下不同深度的土壤气体采样,主要研究和讨论了不同类型生物土壤结皮下土壤CO2浓度的变化特征,及土壤温度和土壤水分对它的影响。结果表明,藻类结皮和藓类结皮在0~40 cm处的土壤空气CO2浓度平均值基本保持在600~1 100 μmol·mol-1之间,大于同一深度流沙下土壤CO2浓度值,但三者之间的差异并不显著。土壤温度与土壤CO2浓度呈正相关关系,且在表层相关性最强,具体表现为流沙>藓类结皮>藻类结皮。土壤水分对土壤CO2浓度的影响在表层0~5 cm为流沙>藻类结皮>藓类结皮,但在下层10~40 cm处为藻类结皮>藓类结皮>流沙。     

中国比辐射率空间分布特征分析

使用2003-2013年MOD/MYD11C3地表比辐射率光谱数据、MOD/MYD13C2植被指数光谱数据,合成全国各月地表比辐射率、NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)。基于DEM数据分析比辐射率与NDVI随海拔、坡向的变化规律。结果表明:(1)比辐射率低值段(0.960~0.970)主要分布在我国西北荒漠地区,面积比例全年变化不显著,代表了干燥裸土下低比辐射率的特征;中值段(0.970~0.975)分布于我国大部分植被覆盖地区,面积比例夏高冬低,代表植被覆盖下混合像元的中比辐射率特征;高值段(0.975~0.980)位于我国部分高海拔和高纬度地区,面积比例冬高夏低,代表冰雪与植被混合像元的高比辐射率特征。(2)比辐射率与NDVI随坡向变化呈明显的"双峰双谷"分布。东南坡、西坡为峰值,最大值位于东南坡;南坡、北坡为谷值,最小值位于北坡。两者变化一致性很高。受不同坡向太阳方位角下的地形敏感性与植被覆盖综合影响,比辐射率表现出随坡向的峰谷变化规律。(3)随海拔升高,比辐射率呈垂直地带性变化。存在3个下降区:250 m~1250 m、2500 m~3000 m和4750 m~6000 m;3个上升区:1250 m~2500 m、3000 m~4750 m和6000 m~6500 m。这与NDVI随海拔变化特征类似,反映垂直下垫面植被变化对比辐射率空间分布的影响。