黄河三角洲芦苇湿地生态系统碳、水热通量特征

利用涡度相关法对黄河三角洲芦苇湿地生态系统进行了连续两年的通量观测,对2009—2010年生长季芦苇湿地的净生态系统碳交换量(NEE),感热通量(Hs)和潜热通量(LE)数据进行了分析。结果表明,在日尺度上,芦苇湿地NEE日变化特征表现为两个CO2吸收高峰,分别出现在11:00和16:00左右,其特点是在午间出现了碳交换通量的降低。CO2吸收的日最大值在两个生长季出现的时间有所不同,分别出现在2009年7月(-0.30 mg CO2m-2s-1)和2010年6月(-0.37 mg CO2m-2s-1)。CO2排放的日最大值两个生长季均出现在9月,分别为0.19和0.25 mg CO2m-2s-1。Hs和LE的日动态均为单峰型,极值都出现在中午前后,生长季生态系统的能量消耗主要以潜热为主,且在日尺度上,热通量和NEE有显著的负相关关系。在季节尺度上,芦苇湿地生长季具有明显的碳汇功能,2009年生长季生态系统白天固定354.63 g CO2/m2,同时期夜间释放159.24 g CO2/m2,净CO2吸收量为-195.39 g CO2/m2。2009年整个生长季生态系统总初级生产力(GPP)为-651.13 g CO2/m2,生态系统呼吸(Re)为455.74 g CO2/m2,系统表现为碳汇。路径分析表明:光合有效辐射(PAR)显著影响NEE的日动态(R2=0.46—0.84),而NEE的季节动态主要受土壤温度的影响,降水和PAR的影响次之。     

若尔盖高原沼泽湿地CO2排放时空变化特征

为了更好理解若尔盖高原不同微生境下沼泽湿地生态系统CO₂排放通量的变化特征,以若尔盖高原湿地自然保护区为研究对象,2013和2014年生长季期间,采用了静态箱和快速温室气体法原位观测了3种湿地5种微生境下沼泽湿地CO₂排放通量时空变化规律。结果表明：长期淹水微地貌草丘区湿地（PHK）和洼地区湿地（PHW） CO₂排放通量变化范围分别为38.99-1731.74 mg m^-2 h^-1和46.69-335.22 mg m^-2 h^-1,季节性淹水区微地貌草丘区湿地（SHK）和洼地区湿地（SHW） CO₂排放通量变化范围分别为193.90-2575.60 mg m^-2 h^-1和49.93-1467.45 mg m^-2 h^-1,而两者过渡区的无淹水区沼泽湿地（Lawn） CO₂排放通量变化范围194.20-898.75 mg m^-2 h^-1。相关性分析表明5种微地貌区沼泽湿地CO₂排放通量季节性变化与不同深度土壤温度均存在显著正相关,与水位存在显著负相关（PHW、SHW、SHK、Lawn）或不相关（PHK）,并且水位和温度（5 cm）共同解释了CO₂排放通量季节性变化的87%。3种湿地5种微生境下沼泽湿地CO₂排放通量存在空间变化规律,主要受水位影响,但植物也影响沼泽湿地CO₂排放通量空间变化规律,并且表明沼泽湿地CO₂排放通量与水位平均值存在显著负相关。     

基于能值代数的湿地生态系统服务评价去重复性计算

在对生态系统服务进行评价时,重复计算一直是困扰学者们的一个难题。目前大部分对湿地生态系统服务价值评估的方法都集中于将服务进行简单的分类后,通过经济学的方法计算和评估湿地生态系统服务的价值。而生态系统服务的产生、传输、消费和再生产其实是一个循环的过程,将其生硬的分类进行评估,势必会对结果的精确度造成影响,如果不能正确地去除湿地生态系统服务价值评价中重复计算的部分,会使评估结果的可信度降低。本文通过建立能值流动流程图,对湿地生态系统服务间"分离、反馈、共产物"这三个基本机制进行整体性的预先分析,将计算结果与未经预先分析的计算结果对比,得到结果误差范围为12%~38%。研究表明,经过对系统的预先分析,可以有效地去除重复性计算所带来的误差,使评价的结果更加精确。     

湿地生态系统服务价值评估的空间尺度转换研究进展

湿地生态系统服务取决于一定空间尺度中的生态系统结构和生态过程,而人类从湿地生态系统获得利益的大小也与其空间尺度有着密切联系。同时,湿地生态系统服务价值评估的空间尺度转换问题也一直是整个湿地生态学研究中的热点和难点之一。在分析湿地生态系统服务空间尺度特征的基础上,提出了湿地生态系统服务价值评估研究中空间尺度转换的概念,即是指通过一个已经有的、与被估算湿地生态系统相似的更大空间范围的或更小空间范围的另一湿地生态系统的价值来估算该湿地生态系统的价值量的过程。介绍了常用的空间尺度转换的方法,主要包括成果参照法和空间模型分析两种方法,成果参照法又包括数值直接外推法和调整函数参照法(Meta分析法)。对目前空间尺度转换研究中存在问题进行总结,并对未来的研究进行了展望。     

中国湿地温室气体清单编制研究进展

湿地是重要的土地利用类型之一，在陆地生态系统碳循环中起重要作用。在缔约国向《联合国气候变化框架公约》提交的温室气体国家清单报告中，湿地作为"农业、林业及其他土地利用（AFOLU）"的一部分，因其不确定性较高而备受关注。自2006年以来，IPCC先后发布了《2006 IPCC国家温室气体清单指南》、《2013 IPCC 2006国家温室气体清单指南的增补：湿地》和《IPCC 2006年国家温室气体清单指南2019精细化》，为缔约国提供了清单编制的参考方法学。然而，IPCC指南中对湿地的定义和分类与中国现行的土地利用类型和并不统一，其提供的缺省参数对中国的研究亦未充分整合。因此，亟需在IPCC框架下开发适合中国的湿地温室气体清单方法学及参数库，以降低清单编制的不确定性。综述了IPCC湿地清单编制的方法学与中国湿地清单的研究进展，主要包括（1）比较了IPCC三部指南中的湿地清单的方法学，梳理了后两部对《2006 IPCC国家温室气体清单指南》在湿地类型、评估方法和缺省参数的更新内容；（2）比较了中国湿地清单编制与其他湿地温室气体研究结果的差异并探讨原因；（3）梳理了IPCC三部清单指南中湿地温室气体排放/清除因子数据库对来自中国的研究数据收录情况；（4）归纳了湿地的温室气体清单高层级方法学在中国的应用。在上述内容的归纳总结的基础上，基于现阶段我国在湿地温室气体清单编制方面存在活动水平数据难以获取、若干领域的排放因子缺失和评估方法不完善等问题，提出未来从提高活动水平数据透明度、加强人类活动影响评估、发展高层级方法学等方面改进。本文有助于提升我国编制湿地温室气体清单的能力，从而降低AFOLU领域对实现"碳中和"贡献的不确定性。     

草地生态系统植被变化的自然与人为因素定量区分方法

定量区分导致草地生态系统植被变化的自然和人为因素,是生态系统科学管理和保育的关键。因此,综述当前应用较为广泛的定量区分方法,包括主成分分析法、层次分析法、残差趋势法和模型差值法等,比较不同方法的计算原理、优势及误差来源,进而结合典型区域或典型生态系统,对不同方法进行对比和分析。总体而言,每种方法各有其优势和缺点,当前采用同一方法在不同区域或生态系统类型应用的研究较多,但针对方法本身改进或优化的研究较少。此外,针对同一区域开展的不同区分方法间的结果也存在差异。定量区分的结果除受方法本身算法的局限外,也受数据源的时空连续性及分辨率的影响。未来定量区分方法将强调：(1)在指标的选取上,要兼顾全面、多角度、不冗余等原则;(2)进行多源数据与多时空尺度融合,在更高时空分辨率定量区分自然与人为因素,从单一因子的贡献率区分到更多综合性指标的贡献率区分;(3)对定量区分方法本身的改进,这是当前的重点与难点。以期为生态系统适应性管理与关键生态功能的针对性保育提供科学依据和政策导向。     

水位和施氮对若尔盖高寒湿地土壤非共生固氮的影响

高寒湿地中土壤微生物固氮是氮元素进入生态系统的主要途径之一,环境因子变化对土壤固氮功能的影响仍不明晰。在四川若尔盖高寒湿地搭建了由27个生态模拟箱组成的中宇宙实验系统,通过控制水位和模拟氮沉降,研究水位变化和施氮对土壤非共生固氮的影响。实验设计了3水位水平×3施氮水平共9个处理,测定了生态模拟箱中表层土壤的非共生固氮速率,土壤碳、氮含量,以及地上植物生物量和植物氮含量,比较不同水位和施氮处理下非共生固氮速率的变化规律并分析其与土壤和植物碳、氮含量的关系。研究发现：生态模拟箱中土壤非共生固氮速率范围是0.003-7.35 μg N g^-1 d^-1,从不淹水到淹水的处理土壤非共生固氮速率提高约2倍。施氮处理中固氮速率随土壤含水量升高而增强的敏感性高于施氮对照处理,且施氮处理下的生态模拟箱中土壤有机碳含量显著升高,据此推测施氮可能使淹水的生态模拟箱中的浮游植物提高生产力而释放可利用有机碳,从而间接促进土壤非共生固氮。本研究获得以下结论：（1）若尔盖高寒湿地中土壤水位是限制固氮速率的重要因子;（2）施氮背景下土壤含水量对非共生固氮的促进效应更明显。     

基于CiteSpace的小微湿地文献计量分析

随着湿地研究的发展,小微湿地开始受到研究者和政策制定者的共同关注。我国小微湿地的研究尚处于起步阶段,仅有少数文献介绍了小微湿地的概念、管理和营造技术。为了深入了解小微湿地的研究现状,检索了web of science核心数据库1990年至今关于小微湿地相关的研究论文,并运用CiteSpace软件对检索到的3072篇小微湿地研究文献的逐年发表数量、学科分布、核心作者与国家地区、关键词和文献被引用情况进行了可视化分析,追溯探讨了小微湿地的发展和研究动态及热点。结果显示,1990年以来,针对小微湿地的研究呈持续上升态势;小微湿地研究涉及生命科学、环境、生态、水产等137个学科,可以归为16个聚类,主体研究的各个聚类间有着继承和衍生关系,交叉重叠较多;小微湿地对全球变化的响应与适应及在"碳中和"中的贡献、小微湿地的生态服务功能及适应性管理、小微湿地对面源污染的净化功能可能是未来几年的研究热点,城市小微湿地的研究和工程运用也将成为本研究领域的增长点。     

基于生态系统服务价值的湿地恢复工程效益分析——以北京市延庆县蔡家河为例

根据实地测量数据,以中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量表为基础,应用经济学原理将静态的生态系统服务价值转化为动态的资金流量,核算了考虑货币时间价值的资金净现值,对北京市一处面积为37 hm2的湿地恢复工程进行了效益分析研究。结果表明,研究区域的生态系统服务价值在湿地恢复工程实施后由584478元增加至3579713元。在所考察的9项生态系统服务功能中废物处理、气候调节和水源涵养对价值变化的贡献率较大,食物生产和原材料的贡献率为负值。以3a和5a为收益期计算所得的内部收益率分别为-26.81%和-4.67%,此时湿地恢复工程亏损;以10a为收益期计算所得的内部收益率为11.43%,湿地恢复工程取得良好收益。在设定折现率为4.2%,只计算可用直接市场法核算的生态系统服务情况下,湿地恢复工程的投资回收期为14.96年。为合理评估湿地恢复工程效益,应适当延长工程验收时间。在当前基准利率水平下,湿地恢复工程具有潜在盈利能力。