LPJ模型对1981～1998年中国区域潜在植被分布和碳通量的模拟

利用一个基于过程的动态植被模型LPJ DGVM（Lund Potsdam Jena Dynamic Global Vegetation Model）,模拟了中国区域潜在植被分布,考察了1981～1998年中国区域净初级生产〖JP〗力（NPP）、异养呼吸（Rh）和净生态系统生产力（NEP）的年际变化。模拟结果表明,在LPJ模型提供的植被功能类型（PFT）划分的条件下,中国区域除了分布裸土外,主要分布了6种潜在植被功能类型,即热带常绿阔叶林带、温带常绿阔叶林带、温带夏绿阔叶林带、北方常绿针叶林带、北方夏绿针叶林带和温带草本植物。在所考察的时间段内,中国区域总NPP从2.91 Gt · a-1（C）（1982年）变化到3.37 Gt · a-1（C）（1990年）,平均每年增加0.025 Gt（C）,其平均增长率为096%。中国区域总Rh从2.59 Gt · a-1（C）（1986年）变化到3.19 Gt · a-1（C）（1998年）,具有105% 的平均年增长率,即平均每年增加0.025 Gt（C）,并且中国区域温带草本植物相比其他植被功能类型,其NPP和Rh线性增加的趋势最为显著。研究结果还表明,LPJ模型在引入火灾机制后,中国区域总NEP的变化范围更加合理,即每年总NEP在-0.06 Gt · a-1（C）（1998年）和0.34 Gt · a-1（C）（1992年）之间变化,其平均值为0.12 Gt · a-1（C）。该结果表明,在所考察的时间段内,中国区域的陆地生态系统是碳汇。上述结果与其他研究结果基本一致,因而此模型模拟中国区域潜在植被分布和碳循环是有效的。       

Variations in atmospheric CO2 at the Meteorological Research Institute, Tsukuba, Japan

Since April 1986, measurements of the CO₂ concentration in the surface air have been conducted at the Meteorological Research Institure (MRI, 36°04 N, 140°07 E, 25 m above sea level) in Tsukuba, located 50 km northeast of Tokyo, Japan. The CO₂ data measured over times between 11:00 Japan Standard Time (JST) and 16:00 JST (C _N ) were considered to be representative of the air (within a few ppmv) in the planetary boundary layer. To evaluate the representative CO₂ level on a spatial scale larger than that of the C _N record, the CO₂ data with hour-to-hour variation less than 1 ppmv were selected (C _P ). Comparison of these data with those of Ryori (39°02 N, 141°50 E), a continental station operated by the Japan Meteorological Agency, indicates that the C _P record provides a representative CO₂ level in the air on spatial scales of at least a few hundred kilometers.The C _N record allows an investigation of the internanual changes in photosynthesis/respiration against changes in climatological parameters. Within a small temperature anomaly (ca.±1 °C) respiration is sensitive to the temperature change, while photosynthesis is less sensitive. When the temperature anomaly is large, however, photosynthesis and respiration tend to be competitive.     

青藏高原冻土土壤呼吸温度敏感性和不同活性有机碳组分研究

对采自青藏高原的4个高海拔冻土样品在5、15、25和35℃4个温度下进行了为期90d的实验室培养。结果发现,随着温度升高,土壤呼吸强度和有机碳累积分解量呈现出不断增大的趋势;在时间变化上,培养初期土壤呼吸强度达到最高值随后不断下降,15d左右以后达到稳定。同样的温度下,土壤呼吸强度呈现如下顺序：沱沱河（草甸沼泽土）〉乌...     

中国陆地生态系统近 2 0年碳空间动态的初步研究(英文)

陆地生态系统的净生产力 (NEP)是生态系统净初级生产力 (NPP)和异氧呼吸 (Rh)之差。在全球尺度上 ,反映NPP和Rh之差的NEP直接揭示陆地生态系统与大气系统之间的二氧化碳交换 ,即碳平衡 ,因此 ,意义重大。文章简短回顾了关于中国陆地生态系统碳平衡的研究状况。由于植物根部呼吸很难从土壤表面总二氧化碳 (CO2 )通量中分开 ,因此直接从野外测量土壤异氧呼吸几乎是不可能的。虽然由于像诸如火灾、森林砍伐、土地利用变化及气候和大气变化等干扰因素 ,全球陆地生态系统很大程度上处于非平衡态 ,利用生态系统在平衡态时NPP等于Rh这一事实 ,我们估算了全球和中国森林生态系统的土壤异氧呼吸。利用遥感和地面的NPP观测数据 ,我们也估算了中国森林生态系统逐月的净生产力 (1982— 1998)。NPP的估算主要采用NOAA卫星AVHRR 8km的NDVI数据 ,结合地面气候数据完成。土壤呼吸是通过地面观测数据与温度和降水的关系得到的。在此基础上我们得到了中国陆地生态系统在过去近 2 0年中碳的动态变化 ,并给出了初步结果。     

土地利用变化对中国土壤碳储量变化的间接影响

中国土壤有机碳储量及其在全球变暖背景下的变化趋势是影响全球碳循环的一个重要因素。土地利用变化对土壤有机碳储量既有直接影响,也有间接影响。一方面,土地利用变化直接改变了生态系统的类型,从而改变了生态系统的净初级生产力（NPP）及相应的土壤有机碳的输入。另一方面,土地利用变化潜在地改变了土壤的理化属性,从而改变了土壤呼吸对温度变化的敏感性系数（常用Q10表示）。在全球变暖背景下,Q10值的改变显著影响着土壤有机碳释放的强度。利用生态系统碳循环过程模型（CASA模型）反演了不同土地利用类型下的Q10值,并评价了土地利用类型的改变对土壤有机碳储量变化的间接影响。研究结果表明,林地与草地转换成耕地后将增大土壤呼吸的Q10值,此外,人类通过灌溉、氮肥的施用也能增大土壤呼吸的Q10值,从而使得全球变暖背景下土壤呼吸的碳通量有所增强。     

Seasonal drought effects on carbon sequestration of a mid-subtropical planted forest of southeastern China

Continuous measurement of carbon dioxide exchange using the eddy covariance (EC) technique is made at the Qianyanzhou mid-subtropical planted forest as part of the ChinaFLUX network. Qianyanzhou planted forest is affected by typical subtropical continental monsoon climate. It has plentiful water and heat resource but is in inconsistency of its seasonal distribution in the mid-subtropical region, thus seasonal drought frequently occurs in this planted forest. In this study, seasonal drought effect on ecosystem carbon sequestration was analyzed based on net ecosystem productivity (NEP), ecosystem respiration (RE) and gross ecosystem productivity (GEP) at the month scale in 2003 and 2004. In this drought-stressed planted forest, ecosystem carbon sequestration showed a clear seasonality, with low rates during seasonal drought and in winter. The declining degree of ecosystem carbon sequestration under the seasonal drought condition was determined by the accumulation of soil moisture deficits and a co-occurrence of high temperatures. Different drought effects are expected for RE and GEP. The net effect of ecosystem carbon balance depends on how these two quantities are affected relatively to each other. Summer drought and heat wave are two aspects of weather that likely play an important part in the annual NEP of forest in this region.     

土壤呼吸作用和全球碳循环

土壤呼吸作用是全球碳循环中一个主要的流通途径 ,导致土壤碳以CO2 形式流向大气圈。全球土壤中碳贮存量的增加有助于缓和人为CO2 的进一步释放 ,而土壤CO2 的流失则显著地加剧大气CO2 的升高和增强温室效应。文章简单评述了土壤呼吸作用、大气CO2 升高、全球温度升高三者之间的关系 ,并提出 :改进的管理实践能减少农业土壤中CO2 净流失 ,增加有机碳贮存。减缓土壤呼吸作用的一项简单措施是减少土壤耕作。土壤扰动最小的耕作实践称为免耕作。实践证明 ,当实施免耕作时 ,土壤有机质的流失明显降低。     

贵阳喀斯特地区植被类型与季节变化对土壤微生物生物量和微生物呼吸的影响

土壤微生物特性是土壤修复的指示因子,近年来西南喀斯特地区退化土壤的相关研究较多,但不同植被类型的土壤微生物特性的变化研究相对较少。对贵阳郊区耕作土壤、灌丛、女贞人工纯林和马尾松人工纯林表层土壤（0～10cm）微生物生物量碳（SMBC）、微生物呼吸（MR）和微生物代谢熵（qCO2）的研究结果表明,土壤SMBC和MR均表现为次生林高于耕作土壤,灌丛最高;与qCO2相反,马尾松林土壤微生物活动显著弱于其他样地,不同植被类型土壤微生物活动均表现为在秋季相对较强。与植被类型的显著影响相比,季节变化、植被与季节的交互作用对SM—BC和MR的影响不明显。SMBC与土壤温度不相关,与土壤含水量呈极显著相关而土壤含水量季节变化不明显。MR与土壤温度和含水量均无显著相关性可能是季节变化对两者影响不明显的主要原因,但需要大量区域样本进一步证实。认为演替初期的灌丛比人工阔叶或针叶纯林更有利于土壤微生物群落的生长,土壤有机质积累较快,植被自然恢复是喀斯特退化土壤恢复初期更适合的徐径．     

西双版纳三种树木树干呼吸日变化特征

采用气室-红外气体分析法(IRGA)原位监测西双版纳热带季节雨林优势树种番龙眼(Pom etia tom entosa)和玉蕊(Barringtonia macrostachya)(雨季),以及人工种植的经济树种三叶橡胶(Hevea brasiliensis)(干季、雨季)树干呼吸的日变化,同时监测了林内空气和1 cm深树干温度。结果表明,三者树干呼吸雨季呈双峰模式,三者首个呼吸高峰都在15:00前后,番龙眼和玉蕊第二个呼吸高峰在凌晨1:00前后,三叶橡胶在凌晨5:00前后。干季三叶橡胶树干呼吸为单峰模式,呼吸高峰在19:00前后,午后出现明显的呼吸下降现象。番龙眼和玉蕊雨季树干呼吸速率在1.814~3.167μmol/(m2.s)之间,三叶橡胶在8.824~10.364μmol/(m2.s)之间,显著高于同时期的番龙眼和玉蕊,三叶橡胶干季在3.424~4.110μmol/(m2.s)之间,显著比雨季小。三者Q10在1.60~2.58之间,三种树的平均Q10为1.77。     

干旱区荒漠灌木林地土壤呼吸及其影响因素分析

沿三工河流域山前丘陵、冲-洪积平原绿洲及北部荒漠的过渡区测定了灌(丛)木林地土壤呼吸及土壤理化性质,对干旱区灌(丛)木林地土壤呼吸与土壤因子及环境因子之间的相关性作了初步分析并得出二者沿流域的变化规律:(1)大气CO2浓度呈降低趋势,但不明显,土壤呼吸与大气相对湿度的变化趋势一致,沿流域降低,二者相关系数为0.97。在干旱区水分对土壤呼吸具有一定的影响;(2)相关性分析表明土壤碳酸钙与土壤呼吸间存在显著相关性,相关系数为0.93。有关干旱区土壤碳酸钙对土壤呼吸的作用机理有待于进一步深入研究。本文分析结果有助于人们更好的了解有关干旱区灌(丛)木林地的土壤呼吸,作为干旱区灌(丛)木林地土壤碳素研究的参考依据。