楚科奇海表层沉积物的生源组分及其对碳埋藏的指示意义

工业革命以来大气中CO₂浓度由280 ppm剧增至375 ppm,是导致全球气候变暖的主要原因[1]。海洋作为大气CO₂的“汇”之一,每年可吸收人类释放CO₂气体总量的30%,对全球碳循环的收支平衡有重要作用[2]。两极地区是CO₂的主要汇区,也是全球变化的重要反馈窗口。因此,了解碳在北冰洋的生物地球化学循环过程是十分必要的[3-4]。海洋中的生源沉积物主要来自于海洋上层浮游生物碎屑的沉降,主要由蛋白石(以生物硅代替,BSi)、碳酸钙(CaCO₃)和有机质(通常用有机碳替代,TOC)组成[5]。     

全球冻融地区土壤是重要的N20释放源的综合分析

Ｎ２Ｏ是重要的温室气体之一，它是微生物硝化作用和脱氮化作用过程的产物。有多种释放源，其中土壤圈是重要的释放源之一。在影响Ｎ２Ｏ释放通量的诸多因素中温度是关键因素之一。本文根据土壤冻融加强有机质矿化作用，以及对微生物群体产生非生物应力的性质，结合冻融地区土壤和冻土带湿地所具有的特征，进行综合分析，论述冻融地区土壤是重要的Ｎ２Ｏ释放源。     

空间分辨率对总初级生产力模拟结果差异的影响

利用模型分析气候变化对陆地生态系统功能的影响,是当前全球变化生态学的研究热点,然而模型模拟不确定性来源之一就是空间异质性的问题。空间异质性是尺度的函数,基于气象和遥感数据驱动的生态系统过程模型（BEPS模型）,分别模拟2003-2005年中国生态系统通量观测与研究网络（ChinaFLUX）长白山站、千烟洲站、海北站及当雄站在1 km和8 km空间分辨率下的总初级生产力（GPP）的时间动态变化,并结合土地覆盖类型及叶面积指数(LAI)的差异,探讨两种空间分辨率输入数据对GPP模拟结果的影响。结果表明：① 差异性主要是由于8 km范围内混合像元导致LAI的不同,4个站点月均差异值分别为0.85、1.60、0.13及0.04;② 两种空间分辨率均能较好地反映各站点GPP的季节动态变化,与GPP观测值的相关性R²为0.79~0.97 (1 km)、0.69~0.97(8 km),月均差异值为11.46~29.65 gC/m²/month (1 km)、11.87~24.81 gC/m²/month (8 km);③ 4个通量站点在两种空间分辨率下的GPP月均差异值分别为14.43,12.05,4.79,3.22 gC/m²/month,不同空间分辨率的模拟结果在森林站的差异大于草地站,且生长季的差异大于非生长季。因此,模型在模拟大尺度、长时间序列GPP时,为了提高模型模拟效率,适度降低空间分辨率是可行的,但应尽量减小低空间分辨率对于森林生态系统以及生长季GPP模拟上的误差。     

西伯利亚北极河流有机碳输出特征及影响要素

河流有机碳输出是北极碳循环的重要组分,对气候变化十分敏感。本文利用ArcticGRO的径流及有机碳数据,通过数理统计分析等方法,对2004—2017年间俄罗斯西伯利亚地区的鄂毕河、叶尼塞河和勒拿河有机碳输出进行研究。结果显示：西伯利亚3大河流的年均有机碳输出总量约23 Tg,其中溶解有机碳（DOC）输出约18.55 Tg,占北极地区50%以上,接近颗粒有机碳（POC）输出的4倍。2009—2017年间的年均DOC输出量较1999—2008年存在较大差异,鄂毕河增加18%,叶尼塞河下降13%,而勒拿河增加了近70%。春、夏两季有机碳输出总量占全年85%以上,春季为有机碳输出高峰期,而在鄂毕河流域春、夏季贡献率相当。各流域河流有机碳输出特征不同且具有季节性变化,主要受径流、冻土及人类活动等的影响。其中,DOC输出总量在年际与季节性变化特征上均与径流变化呈显著正相关,随径流增加DOC浓度也相应增大;而多年冻土也因类型及分布差异对河流DOC与POC具有不同程度的影响。研究气候变化下的北极河流有机碳输出特征及影响要素,有助于深入理解北极河流有机碳输出对气候及环境变化的综合响应,为揭示气候变化下的北极碳循环过程奠定基础。     

河水中悬浮颗粒物对重金属的吸附行为

本研究以瓯江河水为对象,研究河水中悬浮颗粒物对重金属（Cu、Zn、Cd、Pb）离子的吸附行为．分别进行了Cu、Zn、Cd、Pb在悬浮颗粒物的吸附速率,解吸速率以及溶解性有机质（DOM）对吸附解吸行为的影响实验．结果表明：河水中悬浮颗粒物对Cu、Zn、Cd、Ph的吸附和解吸速率较快,吸附平衡时间为8h,解吸平衡时间为4h．在本实验条件下,悬浮颗粒物对Cu、Zn、Cd、Pb的最大吸附量分别为1．821mg·g^-1、3．363mg·g^-1、0．2828mg·g^-1、2．828mg·g^-1．外加DOM可以抑制悬浮颗粒物对金属离子的吸附,但对已经吸附在悬浮颗粒物上的金属离子,外加DOM却不能显著促进金属离子的解吸．     

东北黑土区保护性耕作的发展现状与成效研究

东北黑土区承担着国家粮食安全“稳压器”的重要责任。然而,由于长期超负荷开发利用导致黑土日益退化,黑土资源的永续利用受到严重制约。理论与实践证明,保护性耕作是保护黑土地、推动黑土耕地质量和耕作效益绿色增长的发展模式。综述了保护性耕作的基本内涵及其在东北黑土区的发展现状与技术概况,从保护性耕作在土壤保持、保墒效益、结构改善、固碳培肥和土壤生物多样性增加、节本增效等方面系统评估了东北黑土区实施保护性耕作后的生态与经济效益,提出黑土区实施保护性耕作存在的问题与未来发展方向,以促进黑土地保护与利用协调发展、推动保护性耕作高质量跨越式发展。     

Spatial patterns and environmental factors influencing leaf carbon content in the forests and shrublands of China

Leaf carbon content (LCC) is widely used as an important parameter in estimating ecosystem carbon (C) storage, as well as for investigating the adaptation strategies of vegetation to their environment at a large scale. In this study, we used a dataset collected from forests (5119 plots) and shrublands (2564 plots) in China, 2011–2015. The plots were sampled following a consistent protocol, and we used the data to explore the spatial patterns of LCC at three scales: plot scale, eco-region scale (n = 24), and eco-region scale (n = 8). The average LCC of forests and shrublands combined was 45.3%, with the LCC of forests (45.5%) being slightly higher than that of shrublands (44.9%). Forest LCC ranged from 40.2% to 51.2% throughout the 24 eco-regions, while that of shrublands ranged from 35% to 50.1%. Forest LCC decreased with increasing latitude and longitude, whereas shrubland LCC decreased with increasing latitude, but increased with increasing longitude. The LCC increased, to some extent, with increasing temperature and precipitation. These results demonstrate the spatial patterns of LCC in the forests and shrublands at different scales based on field-measured data, providing a reference (or standard) for estimating carbon storage in vegetation at a regional scale.     

阜康典型荒漠C3植物稳定碳同位素值的环境分析

通过对阜康典型荒漠C3植物稳定碳同位素值的分析。叶片炭同位素值在-23‰和-29‰之间变化,其中主要在-27‰附近波动。这与前人报道的世界上其他地区荒漠植物碳同位素值的变化非常一致。降水可以改变叶片碳同位素值的大小,降水越多,叶片碳同位素值越负,它们的变化幅度有物种的依赖性。叶片碳同位素值也受植物生长形式或期望寿命的影响,木本植物或寿命长的植物叶片碳同位素值要高。分析表明,利用该区土壤或陆相沉积中有机质碳同位素值可以判断气候的干湿变化：土壤或陆相沉积中有机质碳同位素值越高,气候则越干燥。     

Soil organic carbon storage and soil CO<Subscript>2</Subscript> flux in the alpine meadow ecosystem

High-resolution sampling, measurements of organic carbon contents and ¹⁴C signatures of selected four soil profiles in the Haibei Station situated on the northeast Tibetan Plateau, and application of ¹⁴C tracing technology were conducted in an attempt to investigate the turnover times of soil organic carbon and the soil-CO₂ flux in the alpine meadow ecosystem. The results show that the organic carbon stored in the soils varies from 22.12×10⁴ kg C hm⁻² to 30.75×10⁴ kg C hm⁻² in the alpine meadow ecosystems, with an average of 26.86×10⁴ kg C hm⁻². Turnover times of organic carbon pools increase with depth from 45 a to 73 a in the surface soil horizon to hundreds of years or millennia or even longer at the deep soil horizons in the alpine meadow ecosystems. The soil-CO₂ flux ranges from 103.24 g C m⁻² a⁻¹ to 254.93 gC m⁻² a⁻¹, with an average of 191.23 g C m⁻² a⁻¹. The CO₂ efflux produced from microbial decomposition of organic matter varies from 73.3 g C m⁻² a⁻¹ to 181 g C m⁻² a⁻¹. More than 30% of total soil organic carbon resides in the active carbon pool and 72.8%281.23% of total CO₂ emitted from organic matter decomposition results from the topsoil horizon (from 0 cm to 10 cm) for the Kobresia meadow. Responding to global warming, the storage, volume of flow and fate of the soil organic carbon in the alpine meadow ecosystem of the Tibetan Plateau will be changed, which needs further research. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 40231015, 40471120 and 40473002) and the Guangdong Provincial Natural Science Foundation of China (Grant No. 06300102)     

鄂尔多斯盆地中部气田奥陶系风化壳气藏天然气来源及混源比计算

对鄂尔多斯盆地中部气田天然气碳同位素资料按不同地区、不同层位进行了分析,认为奥陶系风化壳气藏甲烷碳同位素值与石炭-二叠系气藏的接近,在平面上变化趋势相似,而与风化壳之下奥陶系自生自储的油型气相差较大。奥陶系风化壳气藏的来源是以石炭-二叠系煤成气为主,定量计算表明,在中部气田的大部分地区,石炭-二叠系来源气的比例大于70％。