ENSO年代际变化对全球陆地生态系统碳通量的影响

使用动态植被陆面模式AVIM2,以NCEP (National Centers for Environmental Prediction)再分析气象资料作为大气强迫场,模拟了1953-2004年全球陆地生态系统净初级生产力(NPP)和净生态系统生产力(NEP) 的空间分布及时间变化特征。结果得到,1953-2004年陆地生态系统NPP和NEP全球总量52 a的C平均值分别为65 Pg/a和1.2 Pg/a,NPP呈明显的上升趋势,而NEP的上升趋势不明显。虽然NPP和NEP的年代际增长趋势不同,但是在20世纪70年代中期,NPP和NEP的年代际变化都出现了一个明显的突变,突变点后的增长趋势都没有之前的增长趋势高。这是由于太平洋的年代际振荡(PDO)冷暖位相影响了厄尔尼诺与南方涛动（El Nin~o Southern Oscillation,ENSO)的年代际变化,对NPP和NEP的年代际变化也产生了重要的影响。1976年以前PDO处于冷位相年,增加了ENSO冷位相的强度和频率,使热带地区的气候偏凉爽湿润,从而利于NPP和NEP趋势增长,而1976年以后PDO进入暖位相年,El Nin~o发生频繁,赤道地区多为干热的气候异常,会降低NPP和NEP的增长趋势。     

盐生荒漠生态系统二氧化碳通量的年内、年际变异特征

采用涡度相关法,并结合小气候观测,对荒漠生态系统净二氧化碳通量进行了连续3个生长季的观测（2004—2006年）,并据此分析了荒漠生态系统净二氧化碳通量及其主要成分GPP和Reco的季节和年际间变化特征。结果表明,在生长季尺度上,各个阶段二氧化碳吸收量的大小分别为:生长旺盛期>生长初期>生长末期,这可能与植物叶面积的大小以及光合有效辐射,大气温度等环境要素有关系。在年际尺度上,3个生长季同阶段的二氧化碳吸收量存在明显差异,生长季初期5月,2004年碳吸收最强,2006年次之,2005年最小。对于生长旺盛期,降水量最大的2004年碳吸收能力最强,正午最大值可以达到-0.12 mg·m-2·s-1,2005年次之,最大值达-0.06 mg·m-2·s-1,仅仅是2004年最大值的1/2,2006年最小,正午吸收的最大值为-0.02 mg·m-2·s-1,生长季末期,3个生长季的月均日变化非常相似,其在正午的最大吸收值也没有显著差异,正午最大吸收量为-0.01 mg·m-2·s-1左右,其他时段均在0值附近。即使在降水量相近的两个年份里（2005—2006年）,其NEE的最大值出现时间也不一致,2005年NEE的最大月累计量出现在8月和9月,而2006年则出现在6月和7月,这可能与年内降水量分布格局有关。3个生长季荒漠生态系统均表现为净二氧化碳吸收,其吸收量分别为:-236.18 g·m-2,-63.07 g·m-2和-91.97 g·m-2。年际差异的形成原因是降水差异造成的一年生草本植物数量变化,不利用降水的建群种应该对此没有贡献。     

Conditions for feedbacks between geomorphic and vegetation dynamics on lateral moraine slopes: a biogeomorphic feedback window

Little Ice Age lateral moraines represent one of the most important sediment storages and dynamic areas in glacier forelands. Following glacier retreat, simultaneous paraglacial adjustment and vegetation succession affect the moraine slopes. Geomorphic processes (e.g. debris flows, interrill erosion, gullying, solifluction) disturb and limit vegetation development, while increasing vegetation cover decreases geomorphic activity. Thus, feedbacks between geomorphic and vegetation dynamics strongly control moraine slope development. However, the conditions under which these biogeomorphic feedbacks can occur are insufficiently understood and major knowledge gaps remain. This study determines feedback conditions through the analysis of geomorphic and vegetation data from permanent plots in the Turtmann glacier foreland, Switzerland. Results from multivariate statistical analysis (i) confirm that Dryas octopetala L. is an alpine ecosystem engineer species which influences geomorphic processes on lateral moraines and thereby controls ecosystem structure and function, and (ii) demonstrate that biogeomorphic feedbacks can occur once geomorphic activity sufficiently decreases for D. octopetala to establish and cross a cover threshold. In the subsequent ecosystem engineering process, the dominant geomorphic processes change from flow and slide to bound solifluction. Increasing slope stabilization induces a decline in biogeomorphic feedbacks and the suppression of D. octopetala by shrubs. We conceptualize this relationship between process magnitude, frequency and species resilience and resistance to disturbances in a ‘biogeomorphic feedback window’ concept. Our approach enhances the understanding of feedbacks between geomorphic and alpine vegetation dynamics on lateral moraine slopes and highlights the importance of integrating geomorphic and ecological approaches for biogeomorphic research. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

Disturbance,geomorphic processes and recovery of wildfire slopes in North Tyrol

Wildfires in the sub‐alpine belt of the Austrian Limestone Alps sometimes cause severe vegetation and soil destruction with increased danger of secondary natural hazards such as avalanches and debris flows. Some of the affected areas remain degraded to rocky slopes even decades after the fire, raising the question as to whether the ecosystems will ever be able to recover. The mean fire interval, the duration of recovery and the role of geomorphic processes for vegetation regeneration are so far unknown. These questions were tackled in a broad research approach including investigation of historical archives to determine the frequency of historical wildfires, mapping vegetation regeneration on 20 slopes of different post‐fire ages, and soil erosion measurements on two slopes. To date, > 450 historical wildfires have been located in the study area. The mean fire interval per square kilometre is c. 750 years, but can be as low as 200–500 years on south‐facing slopes. Vegetation regeneration takes an extremely long time under unfavourable conditions; the typical window of disturbance is between 50 and 500 years, which is far longer than in any other wildfire study known to us. Soil erosion constantly increases in the years after the fires and the elevated intensity can be maintained for decades. A two‐part vegetation regeneration model is proposed depending upon the degree of soil loss. In the case of moderate soil erosion, spreading grassland communities can slow down shrub re‐colonization. In contrast, after severe soil destruction the slopes may remain degraded for a century or longer, before rather rapid regeneration occurs. The reasons are not fully understood but are probably governed by geomorphic process intensity. The interdependence of vegetation regeneration and geomorphic processes is a paradigm of ecology–geomorphology interaction, and is a unique example of a very long‐lasting disturbance response caused by wildfire in a non‐resilient ecosystem. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

铁山港海草生态区各种形态N的含量变化及其相互关系

根据2008年1月—2008年11月在铁山港海草生态区进行4个季节月综合调查所获取的数据资料,首次对水体中5种形态氮的含量变化特征及其相互关系进行研究。结果表明:不同形态N的含量变化具有海草生态区特点,TN含量明显偏高,DIN含量却显著偏低,依次排列为:TN>DN>DON>PN>DIN;其中TN、PN和DIN均以春夏季明显高于秋冬季出现,ON则呈夏秋季高、冬春季低特征,只有DON表现为夏季高、秋冬季次之、春季最低。相关分析显示:各种形态N之间以TN与PN、DN与DON之间的关系最为密切,多达非常显著(P≤0.01)的正相关水平,但在季节上却以秋季最为突出,所有形态N之间均以非常显著的正相关出现,具有很好的同源性。整个海区不同形态N/P比均较高,年平均值均在24.64～50.68之间,P相对于N呈匮乏状态,与N的补充源较丰富有关,海草枯落物在其中起重大贡献作用。     

天然橡胶产业生态系统管理(英文)

天然橡胶产业生态系统管理是实现天然橡胶产业可持续发展的生态途径。本文在系统分析天然橡胶产业生态系统结构和功能的基础上,以海南为例,提出了天然橡胶产业生态系统管理的基本模式,其中重点探讨了天然橡胶产业生态系统管理的基本原则、管理步骤及管理途径,旨在为天然橡胶产业生态系统健康和可持续发展提供理论依据和实践指导。     

三江源地区草地生态系统服务价值评估

三江源地区的草地生态系统对于维持区域生态平衡和保障社会经济可持续发展具有重要意义。本文基于千年生态系统评估(Millennium Ecosystem Assessment, MA)的生态系统服务分类体系, 采用多种方法对三江源草地生态系统的9 项服务价值逐项进行了评估, 得出2000 年三江源草地生态系统服务价值为562.60 亿元, 其中价值最高的两种服务类型依次为气候调节和食物生产, 分别达259.09 亿元和111.68 亿元, 贡献率分别为46.05%、19.85%。按照草地类型划分, 高寒草甸和高寒草原服务价值分别为490.95 亿元、64.68 亿元, 占总服务价值的87.42%和11.52%。虽然沼泽单位面积服务价值最高, 为4230.77 元/hm², 但在草地生态系统面积中所占比例较低, 总价值相对很低。本文关于三江源草地生态系统的评估结果可以为制定区域生态保护和生态补偿政策提供科学支撑。     

九寨沟自然保护区旅游生态系统能值分析

自然保护区旅游可持续发展评价是旅游地理学研究的重要领域。运用能值理论和方法,构建了自然保护区旅游生态系统能值分析模型以及可持续发展分析的能值指标体系。以九寨沟自然保护区为案例地,对九寨沟自然-经济（旅游）-社会的复合系统的能流、物流、货币流进行定量的能值测度。研究表明：① 2010 年九寨沟自然保护区能值的总使用量为4.19×10²⁰ sej,其中可更新能值投入为7.35×10¹⁹ sej,社区居民生活投入为3.47×10¹⁸ sej,旅游投入为3.43×10²⁰ sej,旅游投入占到能值总使用量的81.86%;② 2010 年九寨沟自然保护区旅游产出能值为4.08×10²⁰ sej,生态系统产出为6.26×10²⁰ sej,废弃物产出为2.06×10¹⁹ sej;③ 九寨沟自然保护区的人均能值量、旅游产出率、生态系统产出率均较高,同时环境负载率、废弃物产出率也偏高,九寨沟自然保护区旅游生态系统的可持续发展能力处于中等水平。     

甘肃祁连山国家级自然保护区森林生态系统服务价值评估

森林生态系统服务价值评估对于人们全面认识森林生态系统服务功能及制定森林资源保护法规政策具有重要意义。依据《森林生态系统服务功能评估规范》（LY/T 1721-2008）、祁连山区森林生态系统定位观测数据、2008年森林资源调查数据及社会公共数据,对甘肃祁连山国家级自然保护区森林生态系统服务价值进行了评估。甘肃祁连山国家级自然保护区森林生态系统年服务价值总计为654.44亿元。按服务功能类型的价值比例从高到低排序为:保育土壤（46.59%）>生物多样性保护（25.53%）>涵养水源（14.03%）>固碳释氧（12.69%）>森林防护（0.50%）>积累营养物质（0.41%）>净化大气环境（0.24%）>森林游憩（0.01%）。按森林类型的价值比例从高到低排序为:灌木林地（63.7%）>有林地（34.1%）>疏林地（2.18%）。单位面积林地年均产生的生态系统服务价值为7.47万元·hm-2,其中,最大为有林地,其次是灌木林地,第三是疏林地。本文还对比分析了本次评估与以前较为全面的7次评估之间的差别及原因。     

耕作方式对紫色水稻土活性有机碳的影响

以位于西南大学试验农场的紫色土长期免耕试验田为研究对象,探讨不同耕作方式-冬水田平作(DP)、水旱轮作(SH)、垄作免耕(LM)、厢作免耕(XM)和垄作翻耕(LF)对紫色水稻土总有机碳、活性有机碳及稳态碳的影响。结果表明,在0~60 cm的土壤深度内,不同耕作方式下总有机碳的平均含量为LM(22.74 g/kg)>DP(14.57 g/kg)>XM(13.73 g/kg)>LF(13.10 g/kg)>SH(11.92 g/kg);活性有机碳的平均含量为DP(3.67 g/kg)>LF(3.49 g/kg)>LM(3.28 g/kg)>XM(3.17 g/kg)>SH(2.69 g/kg);稳态碳占土壤总有机碳的百分比为LM (85%)>SH (78%)>XM (77%)>LF (75%)>DP (74%)。长期垄作免耕具有明显的碳截存效应和良好的固碳能力。