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相似文献
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1.
温度和水分对科尔沁草甸湿地净生态系统碳交换量的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
基于涡度相关和波文比气象土壤监测系统,研究了2016年科尔沁草甸湿地生态系统生长季5—9月CO2通量的动态变化特征,分析了温度、水分等环境因子与其的响应关系.结果表明:生长季累计净生态系统碳交换量(NEE)为-766.18 g CO2·m-2,总初级生产力(GPP)和生态系统呼吸量(Re)分别为3379.89和2613.71 g CO2·m-2,Re/GPP为77.3%,表现为明显的碳汇.NEE各月平均日变化呈单峰“U”型曲线,其中5—7月和8月中旬表现为吸收CO2,8月后半月和9月表现为释放CO2.日间NEE与光合有效辐射(PAR)呈显著的直角双曲线关系,同时受饱和水汽压差(VPD)、土壤含水量(SWC)和气温(Ta)等环境要素调控.回归关系表明,日间NEE达到最大时,VPD和SWC值分别为1.75 kPa和35.5%,而NEE随Ta增加逐渐增大,当Ta达到最大时,并未对NEE产生抑制作用;夜间NEE随土壤温度(Ts)呈指数趋势上升.在整个生长季,生态系统呼吸的温度敏感性指数(Q10)为2.4,且SWC越高,Q10越小,夜间NEE受Ts和SWC共同调控.  相似文献   

2.
初小静  韩广轩 《生态学杂志》2015,26(10):2978-2990
湿地由于具有较高的初级生产力以及较低的有机质降解速率而成为缓解全球变暖的潜在有效碳汇.虽然近年来中国湿地生态系统CO2交换过程及其影响机制研究取得了一系列进展,但尚缺乏对数据进行系统性整合分析.基于29篇文献的数据,对中国21个典型湿地植被净生态系统CO2交换(NEE)、生态系统呼吸(Reco)、总初级生产力(GPP)、NEE的光响应参数以及Reco的温度响应参数进行整合分析,并探讨了这些指标对温度与降雨的响应.结果表明: 年尺度上,气温和降雨量对NEE(R2=50%,R2=57% )、GPP(R2=60%,R2=50%)和Reco(R2=44%,R2=50%)均有显著影响(P<0.05).生长季尺度上,NEE (R2=50%)、GPP (R2=36%)和Reco(R2=19%)与气温呈显著相关(P<0.05);同时NEE(R2=33%)和GPP(R2=25%)也与降雨量呈显著相关(P<0.05),但Reco与降雨量的相关关系不显著(P>0.05).生长季降雨量与最大光合速率(Amax)之间呈显著相关 (P<0.01),但与表观量子产率(α)、白天生态系统呼吸速率(Reco,day)无显著相关(P>0.05).生长季气温对α、Amax和Reco, day均无显著影响(P>0.05).生态系统基础呼吸速率(Rref)与降雨量无显著相关(P>0.05),但是生态系统呼吸的温度敏感系数(Q10)与降雨量呈显著的线性负相关(P<0.05),同时气温对Q10(R2=0.35)、Rref(R2=0.46)均产生显著影响(P<0.05).  相似文献   

3.
开垦对黄河三角洲湿地净生态系统CO2交换的影响   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
近年来, 由于对湿地的不合理利用, 自然湿地被大面积地垦殖为农田, 导致湿地生态系统碳循环的模式发生改变, 从而影响了湿地生态系统碳汇功能。该研究通过涡度相关法, 对山东省东营市黄河三角洲芦苇(Phragmites australis)湿地和开垦多年的棉花(Gossypium spp.)农田的净生态系统CO2交换(NEE)进行了对比观测, 以探讨该地区典型生态系统NEE的变化规律及其影响因子, 揭示开垦对芦苇湿地NEE和碳汇功能的影响。结果表明: 在生长季, 湿地和农田生态系统NEE的日平均值各月均呈明显的“U”型变化曲线, 非生长季NEE的变幅很小。生长季湿地生态系统日最大净吸收值和释放值分别为16.04 g CO2·m-2·d-1(8月17日)和14.95 g CO2·m-2·d-1(8月9日); 农田生态系统日最大净吸收值和释放值分别为18.99 g CO2·m-2·d-1 (8月22日)和12.23 g CO2·m-2·d-1 (7月29日)。生长季白天两个生态系统NEE与光合有效辐射(PAR)之间呈直角双曲线关系; 非生长季NEE主要受土壤温度(Ts)的影响; 生态系统生长季夜间NEETs和土壤含水量(SWC)的共同影响; 湿地和农田的生态系统呼吸熵(Q10)分别为2.30和3.78。2011年生长季, 黄河三角洲湿地和农田生态系统均表现为CO2的汇, 总净固碳量分别为780.95和647.35 g CO2·m-2, 开垦降低了湿地的碳吸收能力; 而在2011年非生长季, 黄河三角洲湿地和农田生态系统均表现为CO2的源, CO2总释放量分别为181.90和111.55 g CO2·m-2。全年湿地和农田生态系统总净固碳量分别为599.05和535.80 g CO2·m-2。  相似文献   

4.
通过涡度相关和微气象观测技术,对黄河三角洲滨海湿地净生态系统CO2交换(NEE)以及环境、生物因子进行了观测,探究湿地NEE变化规律及环境和生物因子对NEE的影响. 结果表明: 在日尺度上,生长季NEE呈明显“U”型曲线,非生长季变幅较小;在季节尺度上,NEE生长季波动较大,表现为碳汇,非生长季波动较小,表现为碳源;在年尺度上,滨海湿地生态系统表现为碳汇,总净固碳量为-247 g C·m-2. 白天NEE主要受控于光合有效辐射(PAR),且生态系统表观量子产量(α)与白天生态系统呼吸(Reco,d)均于8月达到最大值,最大光合速率(Amax)于7月达到最大值;夜间NEE随气温(Ta)呈指数增加趋势,生态系统的温度敏感系数(Q10)为2.5,且土壤含水量(SWC)越高,Q10值越大.非生长季NEE只与净辐射(Rn)呈显著的线性负相关,与其他环境因子无显著相关关系.生长季NEE与RnTa、土壤10 cm温度(Ts 10)等环境因子以及叶面积指数(LAI)呈显著的线性负相关,但与地上生物量(AGB)无显著相关关系.多元回归分析表明,Rn和LAI对生长季NEE的协同影响达到52%.  相似文献   

5.
展鹏飞  仝川 《应用生态学报》2023,(11):2958-2968
湿地生态系统是吸收全球大气二氧化碳(CO2)的汇,同时土壤厌氧环境造成其是大气甲烷(CH4)的源。尽管有证据表明,湿地生态系统CH4排放部分抵消其对大气CO2的净吸收,但目前未见全球尺度湿地CH4排放对其净生态系统CO2交换(NEE)抵消效应的研究。本研究分析了全球内陆湿地(泥炭湿地和非泥炭湿地)以及滨海湿地(海草床、盐沼和红树林)中同时测定湿地NEE和CH4排放通量的数据。结果表明:各类型湿地生态系统均为大气CO2的汇,NEE值排序为红树林(-2011.0 g CO2·m-2·a-1)<盐沼(-1636.6 g CO2·m-2·a-1)<非泥炭地(-870.8 g CO2·m-2·a-1)<泥炭地(...  相似文献   

6.
利用2014—2015年中国科学院封丘农业生态实验站涡度相关系统观测的冬小麦农田生态系统CO2通量数据,结合试验地常规气象观测系统的气象数据,分析冬小麦4个生育期(分蘖期、越冬期、拔节期和灌浆期)内CO2通量的日变化,研究净生态系统碳交换(NEE)的季节变化及其与气象要素的关系.结果表明: 冬小麦整个生育期内NEE为-360.15 g C·m-2,总初级生产力总量为1920.01 g C·m-2,冬小麦农田生态系统具有较强的固碳能力.冬小麦农田生态系统CO2通量具有明显的日变化和季节变化特征,分蘖期表现为碳源,越冬期、拔节期和灌浆期表现为碳汇.表观初始光能利用率平均值为0.03 mg CO2·μmol-1,光饱和时的生态系统生产量平均值为1.53 mg CO2·m-2·s-1,月平均生态系统呼吸为193.92 g C·m-2·month-1.冬小麦农田生态系统4个生育期NEE与光合有效辐射的相关关系均达到极显著水平.分蘖期、拔节期和灌浆期NEE与饱和水汽压差的相关关系极显著,越冬期达显著水平.冬小麦分蘖期、越冬期和灌浆期NEE日总量与土壤温度呈正相关,拔节期呈负相关关系.  相似文献   

7.
森林生态系统在陆地碳循环过程中发挥着重要作用,关于温带落叶阔叶林生态系统碳平衡过程影响机制的讨论尚未统一。本研究于2019年对北京松山典型落叶阔叶林生态系统的净碳交换量(NEE)及空气温度(Ta)、土壤温度(Ts)、光合有效辐射(PAR)、饱和水气压差(VPD)、土壤含水量(SWC)、降雨量(P)等环境因子进行原位连续监测,分析松山落叶阔叶林生态系统净碳交换特征及其对环境因子的响应。结果表明: 在日尺度上,NEE生长季(5—10月)各月平均日变化均呈“U”字形变化,日间为碳汇,夜间为碳源。其他月份NEE均为正值,变化平缓,表现为碳源。在季节尺度上,NEE呈单峰曲线变化规律,全年NEE为-111 g C·m-2·a-1,生态系统呼吸总量(Re)为555 g C·m-2·a-1,总生态系统生产力(GEP)为666 g C·m-2·a-1。碳吸收与释放量分别在6月与11月达到最大值。PAR是影响日间净碳交换量(NEEd)的主导因子,二者关系符合Michaelis-Menten模型,VPD是间接影响NEEd的主导因子,最适宜日间净碳交换的VPD范围为1~1.5 kPa。土壤温度是影响夜间净碳交换量(NEEn)的主导因子,SWC是NEEn的限制因子,SWC过高或过低均会对NEEn产生抑制,最适值为0.28 m3·m-3。  相似文献   

8.
孙成  江洪  周国模  杨爽  陈云飞 《生态学杂志》2013,24(10):2717-2724
2010年12月至2011年11月,利用涡度相关技术研究了我国亚热带(浙江)毛竹林生态系统的CO2通量,分析了毛竹林净生态系统交换量(NEE)、生态系统呼吸量(RE)和生态系统总交换量(GEE)的变化.结果表明: 研究期间,毛竹林各月的NEE均为负值,7月最大,为-99.33 g C·m-2,11月最小,仅-23.49 g C·m-2,其变化曲线呈双峰型.各月CO2通量平均日变化差异明显,9月最大,为-0.60 g CO2·m-2·s-1,1月最小,为-0.30 g CO2·m-2·s-1,且在NEE正负转换的时间点上呈明显的季节变化特征;全年RE呈单峰型变化,夏季最高、冬季最低,夜间RE与土壤温度呈极显著正相关.全年NEE、RE和GEE分别为-668.40、932.55和-1600.95 g C·m-2·a-1,NEE占GEE的41.8%.与其他生态系统相比,毛竹林的固碳能力极强.  相似文献   

9.
潮汐作用作为盐沼湿地独特的水文特征能在短时间内强烈影响盐沼湿地的碳平衡.利用涡度相关和微气象监测技术,对黄河三角洲盐沼湿地净生态系统CO2交换(NEE)和环境因子进行监测,并同步监测潮汐变化,探究潮汐过程及潮汐作用下干湿交替对NEE的影响.结果表明: 潮汐过程促进了白天生态系统CO2的吸收但未对夜晚CO2的释放产生显著影响,潮汐淹水成为影响白天NEE的主要因子.干旱阶段和湿润阶段NEE的日平均动态均呈“U”型曲线,但干旱阶段NEE的变幅较小.干湿交替增强了白天生态系统CO2的吸收,干旱阶段最大光合速率(Amax)、表观量子产量(α)和生态系统呼吸(Reco)的均值均高于湿润阶段.此外,干湿交替减少了盐沼湿地夜晚NEE释放的同时增强了其温度敏感性.  相似文献   

10.
2009年9月至2010年4月非淹水期,在鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区,选择以灰化苔草为建群种的洲滩湿地,设置土壤-植物系统(TC)、剪除植物地上部分(TJ)2个试验处理(分别代表生态系统和土壤呼吸),利用密闭箱-气相色谱法测定了非淹水期鄱阳湖苔草湿地CO2释放通量.结果表明:苔草湿地生态系统呼吸与土壤呼吸均具有明显的季节变化模式,释放速率变化范围分别为89.57~1243.99和75.30~960.94mg CO2·m-2·h-1,土壤呼吸占生态系统呼吸的比例为64%(39%~84%);土壤温度是苔草湿地CO2通量的主要控制因子,可以解释呼吸速率80%以上的变异;生态系统呼吸与土壤呼吸的温度敏感性指数(Q10)分别为3.31和2.75,且冬季的Q10值明显高于春秋季节;土壤水分与CO2释放速率之间未达到显著相关;非淹水期,鄱阳湖苔草湿地是大气CO2的汇,其强度为1717.72 g C·m-2.  相似文献   

11.
2011年11月-2012年10月,采用涡度相关法对北京市八达岭林场4年生针阔混交人工林的碳交换特征进行了连续观测.结果表明: 观测期间,该森林生态系统在7、8月为碳汇,其余月份均为碳源,净碳释放量与吸收量分别在4月和7月达到最大.生态系统净生产力为(-256±21) g C·m-2·a-1,其中生态系统呼吸为(950±36) g C·m-2·a-1,总初级生产力为(694±17) g C·m-2·a-1.生态系统呼吸与10 cm深度土壤温度呈较好的指数关系,其温度敏感性系数(Q10)为2.2.在5-9月,白天生态系统净碳交换对光合有效辐射的响应符合直角双曲线方程,表观量子效率呈明显的季节变化(0.0219~0.0506 μmol CO2·μmol-1),生态系统最大光合速率和白天平均生态系统呼吸强度与光合有效辐射和温度的季节变化趋势相似.此外,7、8月饱和水汽压差与土壤含水量对白天生态系统净碳交换有显著的影响.
  相似文献   

12.
 草甸草原是青藏高原的重要植被类型, 与其他植被类型相比, 其碳交换过程和驱动机理的研究仍较薄弱。利用青海湖东北岸草甸草原的涡度相关系统观测的连续数据(2010年7月1日–2011年6月30日), 分析了草甸草原CO2通量特征及其驱动因子。结果表明: 草甸草原净生态系统CO2交换量(NEE)在植物生长季的5–9月, 其日变化主要受控于光合光量子通量密度(PPFD); 而非生长季(10月21日–4月19日)和生长季初(4月下旬)、末期(10月中上旬) NEE的日变化主要受气温(Ta)的影响。CO2
日最大吸收值和释放值分别出现在7月1日(11.37 g CO2·m–2·d–1)和10月21日(4.04 g CO2·m–2·d–1)。逐日NEE主要受控于Ta, 两者关系可用指数线性(explinear)方程表示(R2 = 0.54, p < 0.01)。叶面积指数(LAI)和增强型植被指数(EVI)对逐日NEE的影响表现为渐近饱和型, LAI和Ta交互作用明显(p < 0.05), EVI的主效应强烈(p < 0.001)。生态系统的呼吸熵(Q10)为2.42, 总呼吸(Reco)约占总初级生产力(GPP)的74%。生长季适度的昼夜温差(<14.8 ℃)有利于系统的碳蓄积。研究时段该草甸草原作为碳汇从大气吸收271.31 g CO2· m–2。  相似文献   

13.
城市绿地是城市碳循环的重要组成部分,利用长期定位观测资料估算珠三角典型城市绿地的CO2通量,可以为应对气候变化、评价区域碳源汇提供参考。应用2009、2010年,东莞市植物园内的涡度相关法CO2通量定位观测资料,分析了净生态系统交换量(NEE)的年变化及其与气象要素的关系,结果表明:(1)年平均NEE总量为-104.2 gC.m-.2a-1,表明城市绿地生态系统具有固碳能力。(2)NEE随光温条件变化呈现明显的季节动态,12至3月表现为碳源,其他月份表现为碳汇。(3)根据白天NEE与光合有效辐射(PAR)逐月拟合Michaelis-Menten方程,得到年平均表观初始光能利用率(α)为(0.00134±0.00035)mgCO.2μmol-1光子,年平均光饱和生态系统生产力(Pmax)为(1.006±0.283)mgCO.2m-.2s-1。(4)利用夜间呼吸(Reco)与5 cm土壤温度(Ts)拟合指数方程,得到年平均Reco总量为1378.1 gC.m-.2a-1。(5)NEE与PAR、气温(Ta)和饱和水压差(VPD)的相关性分析显示,NEE与PAR偏相关系数的绝对值大于Ta和VPD,表明PAR对NEE的影响最大。  相似文献   

14.
城市绿地的净生态系统CO2交换量(NEE)受多种环境因素控制,定量分析NEE的环境响应机制对评估绿地生态系统固碳效益、优化城市绿地布局有重要意义。本文应用2009、2010年位于东莞市植物园内的涡度相关CO2通量定位观测资料,分析了光合有效辐射(PAR)、土壤温度(Ts)、饱和水汽压差(VPD)、降水及周边不同下垫面类型对NEE的影响。结果表明:NEE绝对值随PAR的升高而增加,PAR超过光饱和点(约为1500μmol photons·m-2·s-1)后,NEE绝对值呈回落趋势;生态系统呼吸(Reco)随Ts升高而增加,在温度较低时,Reco对Ts的敏感性较强(10℃时,Lloyd-Taylor方程的Q10=1.8),随着温度升高,敏感性下降(30℃时,Q10=1.43);VPD通过影响植物气孔导度对CO2交换产生作用,相同温度下,随着VPD升高,气孔导度增大,呼吸释放与光合固定的CO2量均增加;降水能增加土壤湿度进而使Reco增大,25℃时,降水后的Reco比降水前增加15.8%;测站东北和西南方的绿地范围较大,当东北和西南部是主要贡献区时,NEE绝对值较大,表明增加城市绿地能有效提高城市固碳效益。  相似文献   

15.
应用BIOME-BGC模型和树木年轮数据模拟1952-2008年华北地区典型油松林生态系统净初级生产力(NPP)动态,探究了树木径向生长和NPP对区域气候变暖的响应以及未来气候情景下油松林生态系统NPP动态变化.结果表明:1952-2008年,研究区油松林生态系统NPP波动于244.12~645.31 g C·m-2·a-1,平均值为418.6 g C·m-2·a-1.5-6月的平均温度和上年8月至当年7月的降水是限制该地区油松径向生长和油松林生态系统NPP的主要因子.研究期间,随着区域暖干化趋势的加强,树木径向生长和生态系统NPP均呈下降趋势.未来气候情景下,NPP对温度和降水的单独和复合变化的响应为正向.CO2浓度升高有利于油松林生态系统NPP的增加,CO2的施肥效应使NPP增加16.1%.在生态系统和区域水平,树木年轮是一种理想的指示生态系统动态变化的代用资料,可以检验和校正包括BIOME-BGC模型在内的各种生态系统过程模型.  相似文献   

16.
张昌胜  刘国彬  薛萐  冀智清  张超 《生态学杂志》2012,23(11):3009-3015
采用盆栽控制试验,研究了黄土丘陵区乡土种白羊草在不同水分水平(80%FC和40%FC)和CO2浓度(375和750 μmol·m-2·s-1) 处理下的光合生理变化特征.结果表明: 干旱胁迫使白羊草的最大净光合速率(Pnmax)、表观量子效率(AQE)、气孔导度(gs)、蒸腾速率(Tr)、最大光化学效率(Fv/Fm)、潜在光化学效率(Fv/Fo)和光合色素含量降低,丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量升高.水分充足条件下,与正常大气CO2浓度相比,大气CO2浓度倍增下白羊草的Pn max、MDA和Pro含量无显著差异.干旱胁迫下,CO2浓度升高提高了白羊草的最大荧光(Fm)、Fv/Fm、Fv/Fo、叶绿素含量和AQE, Pnmax比正常CO2浓度下高23.3%,差异达到显著水平,而MDA和Pro含量均显著降低.CO2浓度升高对干旱胁迫引起的白羊草光合能力下降有一定的补偿作用,减轻了干旱胁迫对白羊草的伤害.  相似文献   

17.
2011年6月-2012年6月,在浙江省临安市典型板栗林样地布置施肥试验,研究板栗林土壤CO2通量与环境因子的关系.试验设置不施肥(对照)、施无机肥、有机肥及有机无机混合肥(1/2无机肥 + 1/2有机肥)4个处理.利用静态箱法测定土壤CO2排放速率,以及土壤温度、含水量和水溶性有机碳(WSOC)含量.结果表明: 板栗林中土壤CO2排放呈现显著的季节性变化特征,最小值均出现在2月,最大值均出现在7、8月.施用无机肥、有机肥和有机无机混合肥的土壤年累积CO2通量比对照分别增加29.5%、47.0% 和50.7%.施用无机肥的土壤WSOC含量(105.1 mg·kg-1)显著高于对照(76.6 mg·kg-1),但明显低于有机肥(133.0 mg·kg-1)和混合肥处理(121.17 mg·kg-1).无机肥、有机肥和混合肥处理的土壤呼吸Q10值(1.75、1.49和1.57)均高于对照(1.47).土壤CO2排放速率与土壤5 cm温度、WSOC含量之间呈极显著正相关,但与土壤含水量没有明显的相关性.施肥导致土壤WSOC含量增加可能是板栗林地土壤CO2排放速率增加的原因之一.  相似文献   

18.
Understanding how net ecosystem exchange (NEE) changes with temperature is central to the debate on climate change‐carbon cycle feedbacks, but still remains unclear. Here, we used eddy covariance measurements of NEE from 20 FLUXNET sites (203 site‐years of data) in mid‐ and high‐latitude forests to investigate the temperature response of NEE. Years were divided into two half thermal years (increasing temperature in spring and decreasing temperature in autumn) using the maximum daily mean temperature. We observed a parabolic‐like pattern of NEE in response to temperature change in both the spring and autumn half thermal years. However, at similar temperatures, NEE was considerably depressed during the decreasing temperature season as compared with the increasing temperature season, inducing a counter‐clockwise hysteresis pattern in the NEE–temperature relation at most sites. The magnitude of this hysteresis was attributable mostly (68%) to gross primary production (GPP) differences but little (8%) to ecosystem respiration (ER) differences between the two half thermal years. The main environmental factors contributing to the hysteresis responses of NEE and GPP were daily accumulated radiation. Soil water content (SWC) also contributed to the hysteresis response of GPP but only at some sites. Shorter day length, lower light intensity, lower SWC and reduced photosynthetic capacity may all have contributed to the depressed GPP and net carbon uptake during the decreasing temperature seasons. The resultant hysteresis loop is an important indicator of the existence of limiting factors. As such, the role of radiation, LAI and SWC should be considered when modeling the dynamics of carbon cycling in response to temperature change.  相似文献   

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