地震灾害对四川省区域生态系统危害及损失评价

地震是自然灾害中最为严重的一种,其带来的生态破坏灾难巨大,区域生态系统损害估算是目前研究中的难点问题之一。对我国西部地震的生态损失特点进行了研究,系统总结国内外地震灾害的生态系统损失评估成果,提出了西部地震生态损失评估模型：Eq=Ep＋ERC＋ERL,利用指数分析法和机会成本法等构建了地震研究的基本计算模型和理论,提出用地震生态损失量和地震生态损失灾害度相结合的办法来研究具体区域生态系统的地震灾害损失。利用模型计算,四川省在本次地震中森林碳汇储备能力每年损失78．1万t,损失价值2．5×10^8元,森林释放氧气能力降低67．38万t,损失价值2．7×10^8元。直接生态系统损失（％）647．58×10^8元,生态系统恢复费用（ERC）1158．31×10^8元,全省森林生态系统生态服务价值损失达1055．88×10^8元,综合生态损失在3527．31×10^8元,灾度0．38,属于明显灾害破坏。灾害损失和灾害度的快速评估对于指导灾后生态系统重建工作和生态系统工程的防灾都具有重要的积极作用。     

模拟酸雨对油菜(Brassica napus L.)生长、产量及品质的影响

以油菜为供试材料,通过田间试验方法研究了酸雨对农作物生长、产量及品质的胁迫效应.研究结果表明,模拟酸雨胁迫对油菜的生长发育有较大的影响,具体表现为株高、叶面积生长受抑,叶单面鲜重明显降低,且在pH3.1时开始出现外观上的可见伤害;产量的分析结果表明,pH4.1可作为酸雨对油菜产量的影响阈限;品质特征指标分析结果表明,酸雨胁迫会导致油菜粗脂肪含量降低,使可溶性糖含量减少,而且随着酸度增强,粗脂肪与可溶性糖降低幅度越大;酸雨胁迫对可溶性蛋白质的影响阈限在pH5.1与pH4.1之间,对游离氨基酸总量的影响阈限在pH4.1与pH3.1之间,而对还原性糖、总酸度的影响阈限则在pH3.1与pHl.5之间,但以上各指标的确切阈值及酸雨对其影响的具体机理还有待进一步研究.     

富营养水体中总氮与总磷比对苦草生长的影响

在室外受控实验条件下,研究了富营养水体中不同氮磷比(TN/TP)(12.5∶1、25∶1、50∶1)对苦草(Vallisneria spiralis)生长的影响.结果表明:当TN/TP为25∶1时,苦草的生长状态最好,苦草生物量的增长率最大,分别高于TN/TP为12.5∶1和50∶1时的54%和31%;当TN/TP为25∶1时,附着生物尤其是附着藻类的生长状态最差,对苦草生长的不利影响最小;可见,富营养水体中适宜于苦草生长的TN/TP为25∶1;TN/TP为25∶1这一比例的应用具有相对性,当水体营养浓度低于限制水平时,该比例适用,如果水体中营养盐浓度超过限制水平时,该比例则不适用.     

淹水和干旱生境下铅对芦苇生长、生物量分配和光合作用的影响

芦苇(Phragmites australis)作为典型的根茎型多年生湿地植物, 具有广泛的环境耐受性。该研究采用盆栽实验, 采取裂区实验设计, 水分处理为主区, 包括淹水和干旱两个水平, 铅(Pb)为副区, 包括0、500、1500、3β000、4β500 mg·kg^-1 5个水平, 共10个处理, 每个处理12个重复, 研究淹水和干旱条件下Pb污染对芦苇生长、生物量分配及光合作用的影响, 以期明确不同生境下芦苇适应或忍耐重金属污染而采取的策略, 为芦苇应用于湿地恢复和污染修复提供理论依据。结果表明, 在淹水处理中, Pb显著抑制地下芽形成和根茎生长, 但对子株数没有影响; 与母株相比子株具有高的日生长速率、光合速率和生物量(母株的3-7倍)。在干旱环境中, Pb显著抑制根、地下芽和根茎生长, 母株和子株生物量积累及光合作用, 且这些指标均小于淹水处理的。无论在淹水还是干旱环境中, 芦苇体内绝大部分Pb积累在根中, 根茎和子株中Pb含量较少, 被转运至母株中的Pb大约是子株的3倍。淹水条件下子株体内Pb含量小于干旱处理的。结果表明, 干旱和Pb的协同作用显著抑制芦苇生长、生物量积累和光合作用, 可能导致子株生产力和种群密度减小甚至种群衰退。但淹水芦苇能够采取相应的Pb分配策略减缓Pb污染对芦苇生长、生理和繁殖的负面影响, 有利于芦苇种群的繁衍和稳定。     

菹草种群内外水质日变化

对菹草(Potamogeton crispus)种群内外水体进行了昼夜连续监测,分析菹草种群内外水质的日变化趋势.结果显示,种群内DO自日出后增加,日落后持续下降,且与水温变化一致,于19:30左右出现1次明显低谷,后略有恢复,后一直降至日出前后;开阔水域DO变化与水温呈现一定相关性,但变化幅度较小;交界处DO含量兼有种群内与开阔水域的变化特点.种群内水体pH值自日出前后升高,日落时达最高值,后开始下降,直至次日出前后;交界处与种群变化趋势一致;开阔水域pH总体变化幅度较小,白天高于夜间,总体DO含量及pH分布:种群区＞交界处＞开阔水域.种群及交界处TN含量均在日出前后达最高,日出后递减,开阔水域夜间含量较高,日出前后达最高;各点NH+4-N变化规律不显著;种群内水体TP含量夜间较高,日出前后达最高值,日出后递减,日落后递增;开阔水域TP含量夜间较高,白天略低;交界处正午前后达最低值,傍晚达最高值,TN、TP总体分布:种群＜交界处＜开阔水域.菹草种群存在对水体DO、pH等环境因子均产生重要影响,继而影响水体内源性氮磷的迁移,其中对pH影响较小,其变化未能影响水体氮磷迁移,而DO昼夜变化较大,对水体内源性氮磷的迁移起重要影响.     

季风进退和转换对中国褐飞虱迁飞的影响

利用近30年NCEP/NCAR 逐日气象再分析资料及中国褐飞虱逐候灯诱数据,分析季风指数与褐飞虱迁入量的时空关系,以探明季风进退和转换对我国褐飞虱迁入的影响。研究表明:(1)常年3月中、下旬是我国偏北季风转换为西南季风的时期,西南季风开始后的4月上旬是褐飞虱第1次大规模北迁的时期,第1次大规模北迁的主降区为华南稻区和西南稻区,随后迁向其北的其他稻区。(2)6月中旬-8月中旬是偏南季风指数达最大值的时期,也是各稻区褐飞虱北迁峰次最多、迁入量最集中的时期。(3)8月下旬至9月中旬为偏南季风向偏北季风的转换时期,也是褐飞虱北迁的终见期、南迁的始见期,第1次大规模南迁发生在这一时期内,主降区为江淮稻区和江岭稻区。(4)9月下旬至10月中旬是偏北季风的快速增强期、偏南季风的快速衰退期,也是褐飞虱南迁的高峰期。(5)10月下旬开始偏南季风撤出我国大陆,而偏北季风控制我国大陆,由北到南各稻区依次开始出现褐飞虱迁入的终见期。(6)褐飞虱异常发生年份中西南季风北上的早迟决定了褐飞虱在我国迁入始见期的早晚,而偏北季风南下的早迟则决定了我国褐飞虱迁入终见期的早晚。(7)迁入始见期滞后于西南季风的变化,迁入终见期滞后于偏北季风的变化,它们滞后的时间都为1-3候(即5-15d)。     

亚热带红壤丘陵人工混交林区CO2源汇及变化

利用2003年1～6月份23m高度上的涡动相关观测数据,分析了典型亚热带红壤丘陵人工混交林区CO2通量的变化特征。结果表明森林碳汇午前略高于午后,碳源是后半夜大于前半夜,但平均碳汇大小是碳源的6倍,该生态系统是大气重要的碳汇。研究CO2通量的季节变化时发现呼吸对升温有更大的正相关。日NEE密度受光合作用有效辐射(PAR)、风速的影响很大。研究时段的月NEE密度在-0.0696～-0.1493mg/(m2·s)。最后,利用方差分析和多元线性回归方法建立了预报日NEE的线性模型。     

基于FLUXNET的CLM模型总初级生产力模拟评价与误差分析

总初级生产力(gross primary productivity,GPP)的准确估计是陆地生态系统碳循环研究以及未来气候变化预测的基础。本文利用全球通量网的通量观测数据评估了CLM4.5的GPP模拟效果,结合叶面积指数(leaf area index,LAI)观测数据分析了CLM4.5模型GPP模拟误差的主要原因,并对CLM4.5模型主要的光合参数进行敏感性分析,探讨改善光合作用模拟精度的可能途径。结果表明:CLM4.5对GPP的模拟效果优于CLM4,月尺度和年尺度GPP模拟值的平均绝对偏差分别降低15%和29%。但与观测值相比,CLM4.5模拟的GPP年总量仍然具有较大偏差,平均偏差为366.06 g C·m-2·a-1。不同植被功能型GPP模拟误差具有不同的季节变化特征,误差主要发生在春季和夏季。冠层顶部比叶面积、叶片碳氮比和叶片氮含量中Rubisco氮含量所占比例是GPP模拟的3个敏感参数。未来应主要从物候期及LAI模拟的改进、磷循环过程的影响、生态系统水平光合参数集的构建等方面实现对GPP模拟精度的提高。     

不同干旱条件下夏玉米全生育期冠层吸收光合有效辐射比的高光谱遥感反演

冠层吸收光合有效辐射比(fAPAR)是植被生产力遥感模型的重要参数.但关于不同干旱条件下作物全生育期的fAPAR遥感反演研究仍未见报道.本研究利用2015年夏玉米5个灌水处理模拟试验的高光谱反射率和fAPAR观测资料,分析了不同干旱条件下夏玉米关键生育期fAPAR和高光谱反射率变化特征,探讨了fAPAR与反射率、一阶导数光谱反射率和植被指数的关系.结果表明: 轻度水分胁迫和充分供水条件下,fAPAR较高;重度水分胁迫和重度持续干旱条件下,fAPAR较低.冠层可见光、近红外光和短波红外光区的反射率与fAPAR分别呈负相关、正相关和负相关关系.fAPAR与可见光和短波红外光区的383、680和1980 nm附近的反射率的相关性最强,相关系数均达-0.87.一阶导数光谱反射率与fAPAR相关性强且稳定的波段为580、720和1546 nm,相关系数分别为-0.91、0.89和0.88. 9个常用植被指数与fAPAR呈线性或对数关系,其中,增强型植被指数、复归一化植被指数、土壤调节植被指数和修正的土壤调节植被指数与fAPAR的关系模型最好,决定系数(R²)均在0.88以上,平均相对误差分别为16.6%、16.6%、16.7%和16.2%;基于一阶导数光谱反射率与fAPAR的对数关系在(720±5) nm波段处的模拟效果较好,R²达0.86;直接选择反射率数据估算fAPAR的效果较差,R²最高为0.81.研究结果可为fAPAR的准确反演及评估作物干旱状况提供支撑.     

箱体特征对箱式法观测水-气界面CO2和CH4通量的影响

箱式法是广泛运用于内陆水体CO₂和CH₄通量监测的重要方法,但各研究中使用的箱体特征存在差异,箱体设计缺少统一标准,从而会影响观测结果。为明确箱体透光性、箱体内外气压差以及箱体内气体混合状态对水-气界面CO₂和CH₄通量观测的影响,本研究基于多通道闭路式动态箱观测系统,分别对比明箱和暗箱、箱体是否配备气压平衡阀及风扇对养殖塘水-气界面CO₂和CH₄通量观测的影响。结果表明: 夏季白天观测期间,与可观测CO₂实际通量的明箱相比,当CO₂呈现排放状态时,暗箱高估了90%的CO₂通量;当CO₂呈现吸收状态时,暗箱低估了50%的CO₂通量。暗箱测得的CH₄扩散通量比明箱低40%。箱体内气压是否与外界气压保持平衡对CO₂和CH₄通量影响均不显著。无风扇的箱体观测的CO₂通量代表性较差,在本研究中较有风扇的箱体高20%。无风扇的箱体难以区分不同途径排放的CH₄通量。在运用箱式法观测水-气界面CO₂、CH₄通量时,应使用透明箱体,并在其中安装风扇辅助气体混合。