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1.
季节性高温和干旱对亚热带毛竹林碳通量的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用涡度相关技术对安吉亚热带毛竹林生态系统碳通量进行连续观测,选取2011和2013年月尺度净生态系统生产力(NEP)、生态系统呼吸(Re)和总生态系统生产力(GEP)数据,探讨季节性高温、干旱对毛竹林生态系统碳通量的影响.结果表明: 安吉毛竹林年际间NEP有较大差异;2013年7和8月由于水热不同步而造成的高温干旱使其NEP明显下降,相比于2011年同期分别下降了59.9%和80.0%.对2011和2013年月尺度下NEP、Re和GEP与环境因子进行相关分析发现,Re和GEP与温度因子均呈显著相关(P<0.05),但两者对空气和土壤水分的响应方式和程度有所不同,GEP相比于Re更易受到土壤水分降低的影响,而饱和水汽压差的升高会在一定程度上促进Re、同时抑制GEP,这是造成2013年7和8月安吉毛竹林NEP降低的根本原因.  相似文献   

2.
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   

3.
林黛仪  周平  徐卫  李吉跃  林雯 《生态学报》2024,44(4):1429-1440
广东南岭保存着世界上同纬度带上最完整的亚热带植被,森林资源丰富,具有巨大的固碳潜力。然而,目前该地区不同森林植被类型的碳收支年积累量特征及月动态规律尚不明确。选择广东南岭国家级自然保护区内沟谷常绿阔叶林、山地常绿阔叶林、针阔叶混交林和山顶常绿阔叶矮林4种典型森林植被为研究对象,运用集成生物圈模型(IBIS)对其2020年总初级生产力(GPP)、净初级生产力(NPP)、净生态系统生产力(NEP)和土壤异养呼吸(Rh)进行模拟,利用样地调查数据对NPP模拟结果进行验证,分析该地区不同植被类型的碳收支年积累量特征及月变化特征。研究结果表明,2020年南岭不同植被类型GPP、NPP、NEP和Rh的平均值分别为1.709、0.718、0.596和0.123 kg C m-2 a-1,4种植被类型中GPP最高的是沟谷常绿阔叶林,NPP、NEP最高的是山地常绿阔叶林,山顶常绿阔叶矮林的GPP、NPP和NEP均相对较低。南岭不同植被类型全年各月均表现出碳汇(NEP>0),逐月NPP和NEP均表现为双峰变化规律...  相似文献   

4.
叶面积指数(LAI)是森林生态系统碳循环研究的重要观测数据,也是驱动森林生态系统模型模拟碳循环的重要参数.本文以毛竹林和雷竹林为研究对象,首先利用双集合卡尔曼滤波,同化两种竹林生态系统观测站点2014—2015年MODIS LAI时间序列数据,然后将同化的高质量毛竹LAI和雷竹LAI作为输入数据驱动BEPS模型,模拟两种竹林生态系统总初级生产力(GPP)、净生态系统碳交换量(NEE)和总生态系统呼吸(TER)等碳循环数据,并用通量站实际观测值评价模拟结果;另外,还对比不同质量LAI对碳循环模拟的影响.结果表明: 双集合卡尔曼滤波同化得到的毛竹林和雷竹林LAI与实测LAI之间的相关关系极为显著,R2分别为0.81和0.91,且均方根误差和绝对偏差均较小,极大地提高了MODIS LAI的产品精度;在同化得到的LAI驱动下,BEPS模型模拟的毛竹林GPP、NEE和TER与实际观测值之间的R2分别为0.66、0.47和0.64,雷竹林分别为0.66、0.45和0.73,模拟结果均好于三次样条帽盖算法平滑LAI模拟得到的GPP、NEE和TER,其中,毛竹林、雷竹林NEE的模拟精度提高幅度最大,分别为11.2%和11.8%.  相似文献   

5.
采用涡度相关法,对2011年生长季的黄河三角洲芦苇湿地净生态系统CO2交换(NEE)进行了观测,研究湿地NEE的变化规律及其影响因子.结果表明: 不同月份芦苇湿地的NEE日变化均呈“U”形曲线,CO2最大净吸收率和释放率的日均值分别为(0.44±0.03)和(0.16±0.01) mg CO2·m-2·s-1;芦苇湿地NEE、生态系统呼吸(Reco)、总初级生产力(GPP)的季节变化均呈现生长旺季(7-9月)较高、生长初期(5-6月)和生长末期(10-11月)较低的趋势;Reco和NEE在8月达到峰值,GPP在7月达到峰值.芦苇湿地生态系统的CO2交换受到光合有效辐射(PAR)、土壤温度(Ts)和土壤体积含水量(SWC)的共同影响.白天NEE与PAR呈直角双曲线关系;5 cm深处Ts与夜间生态系统呼吸(Reco,n)呈指数关系,生态系统呼吸的温度敏感性(Q10)为2.30,SWC和Ts是影响芦苇湿地Reco,n的主要因子.在整个生长季,黄河三角洲芦苇湿地生态系统是一个明显的CO2的汇,总净固碳量为780.95 g CO2·m-2.  相似文献   

6.
采用涡度相关法,对2011年生长季的黄河三角洲芦苇湿地净生态系统CO2交换(NEE)进行了观测,研究湿地NEE的变化规律及其影响因子.结果表明: 不同月份芦苇湿地的NEE日变化均呈“U”形曲线,CO2最大净吸收率和释放率的日均值分别为(0.44±0.03)和(0.16±0.01) mg CO2·m-2·s-1;芦苇湿地NEE、生态系统呼吸(Reco)、总初级生产力(GPP)的季节变化均呈现生长旺季(7—9月)较高、生长初期(5—6月)和生长末期(10—11月)较低的趋势;Reco和NEE在8月达到峰值,GPP在7月达到峰值.芦苇湿地生态系统的CO2交换受到光合有效辐射(PAR)、土壤温度(Ts)和土壤体积含水量(SWC)的共同影响.白天NEE与PAR呈直角双曲线关系;5 cm深处Ts与夜间生态系统呼吸(Reco,n)呈指数关系,生态系统呼吸的温度敏感性(Q10)为2.30,SWC和Ts是影响芦苇湿地Reco,n的主要因子.在整个生长季,黄河三角洲芦苇湿地生态系统是一个明显的CO2的汇,总净固碳量为780.95 g CO2·m-2.  相似文献   

7.
亚洲中部干旱区地处欧亚大陆腹地, 干旱少雨, 生态环境十分脆弱, 研究该地区大气与地表之间的能量和物质交换对干旱区水资源利用和生态环境保护具有重要意义。该文分析了亚洲中部干旱区荒漠与草地生态系统能量、水汽和CO2通量的日变化及季节变化特征, 探究了水汽和CO2通量对主要环境因子的响应。通过分析亚洲中部干旱区3个站点的涡度相关资料发现: 亚洲中部干旱区荒漠和草地生态系统在生长季(4-10月)能量、水汽通量、净CO2通量和总初级生产力的日变化呈“单峰型”, 而荒漠生态系统呼吸日变化相对稳定; 草地生态系统白天的潜热通量占净辐射通量的比例明显高于荒漠生态系统; 草地生态系统在5-8月呈现较强的碳汇, 而荒漠生态系统表现为弱碳汇。亚洲中部干旱区草地和荒漠生态系统水汽通量和总初级生产力对降水、净辐射通量或光合有效辐射、饱和水汽压差、气温均表现出明显的敏感性。  相似文献   

8.
《植物生态学报》2014,38(8):795
亚洲中部干旱区地处欧亚大陆腹地, 干旱少雨, 生态环境十分脆弱, 研究该地区大气与地表之间的能量和物质交换对干旱区水资源利用和生态环境保护具有重要意义。该文分析了亚洲中部干旱区荒漠与草地生态系统能量、水汽和CO2通量的日变化及季节变化特征, 探究了水汽和CO2通量对主要环境因子的响应。通过分析亚洲中部干旱区3个站点的涡度相关资料发现: 亚洲中部干旱区荒漠和草地生态系统在生长季(4-10月)能量、水汽通量、净CO2通量和总初级生产力的日变化呈“单峰型”, 而荒漠生态系统呼吸日变化相对稳定; 草地生态系统白天的潜热通量占净辐射通量的比例明显高于荒漠生态系统; 草地生态系统在5-8月呈现较强的碳汇, 而荒漠生态系统表现为弱碳汇。亚洲中部干旱区草地和荒漠生态系统水汽通量和总初级生产力对降水、净辐射通量或光合有效辐射、饱和水汽压差、气温均表现出明显的敏感性。  相似文献   

9.
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   

10.
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CO_2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CO_2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-360.15g 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CO_2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 CO_2·μmol-1,光饱和时的生态系统生产量平均值为1.53 mg CO_2·m-2·s-1,月平均生态系统呼吸为193.92g 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   

11.
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   

12.
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   

13.
在古尔班通古特沙漠南缘沙垄4个坡位和坡向,设置减少65%和增加65%生长季降水量以模拟极端干旱和极端降水事件,研究极端干旱和极端降水事件对沙垄不同坡位和坡向短命植物层片生产力的影响。结果表明: 极端干旱使地上净初级生产力和地下净初级生产力分别显著降低48.8%和13.7%,极端降水使地上净初级生产力和地下净初级生产力分别显著增加37.9%和23.2%。地上净初级生产力对极端干旱和极端降水的敏感性(0.26和0.21 g·m-2·mm-1)显著强于地下净初级生产力的敏感性(0.02和0.03 g·m-2·mm-1)。沙垄东坡地上净初级生产力(24.22 g·m-2)和地下净初级生产力(5.77 g·m-2)与西坡相比显著增大29.7%和71.7%,而地上净初级生产力和地下净初级生产力对降水变化的敏感性在不同坡位和坡向之间差异不显著。  相似文献   

14.
净初级生产力是陆地生态系统物质与能量运转研究的基础, 在干旱区生态环境演变及其与气候相互作用和影响方面极为敏感,是揭示干旱区生态环境特征的重要指标.本研究基于RS和GIS技术,利用地面气象数据、涡度相关数据、Landsat 8数据和MODIS数据,通过SEBAL模型和光能利用率模型的耦合,估算了新疆玛纳斯河流域植被净初级生产力(NPP),分析了其空间格局及与高程和坡度的关系.结果表明: SEBAL模型与光能利用率模型的耦合对玛纳斯河流域山地-绿洲-荒漠生态系统植被NPP的模拟效果较合理,能较好地反映植被净初级生产力的实际情况;2013年,玛纳斯河流域植被NPP总量为7066.72 Tg C·a-1,平均值为278.06 g C·m-2·a-1,总体分布趋势是自南向北先增加后减少再增加最后减少,随着地貌和土地利用类型的变化呈现明显的分布规律,且其月变化比较明显,7—8月达到最大值,占总量NPP的52.2%;植被净初级生产力随海拔和坡度的增加整体呈下降趋势,但随海拔增加植被NPP出现3次波动.这些波动主要由地表植被覆盖类型和环境因素所引起.  相似文献   

15.
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   

16.
利用普通克里格插值方法的4 种半变异函数模型(球形、环形、指数以及高斯模型), 对象山港35 个站位大型底栖动物年平均生产力进行空间插值, 采用平均误差(ME)、标准化平均误差(MSE)、平均标准误差(ASE)、均方根误差(RMSE)、标准均方根误差(RMSSE)对插值结果进行比较, 分析不同模型对插值结果的影响。模型交叉验证结果表明, 球形模型的预测准确度最高, 其RMSSE 为1.002, 最接近于1, 且ME 与MSE 接近于0; 环形模型次之, 高斯模型与指数模型略差。插值结果显示, 象山港大型底栖动物生产力平均值为4.72 g(AFDM)·m–2·a–1, 最高值在铁港区, 为28.47 g(AFDM)·m–2·a–1。三个次级港湾中, 铁港、黄墩港及西沪港的平均次级生产力值分别为5.63、17.18、8.27 g(AFDM)·m–2·a–1。象山港主要经济种菲律宾蛤仔(Ruditapesphilippinarum)的生产力最高值在黄墩港, 为14.56 g(AFDM)·m–2·a–1; 毛蚶(Scapharca subcrenata)生产力最高值在铁港, 为1.51 g(AFDM)·m–2·a–1。  相似文献   

17.
马文婧  李英年  张法伟  韩琳 《生态学报》2023,43(3):1102-1112
青藏高原草甸草原是生态系统中重要的植被类型,准确评估高寒草甸草原生态系统碳源汇状况及碳储量变化尤为重要。基于涡度相关系统观测,分析了2009年至2016年8年期间青海湖北岸草甸草原环境因子以及碳通量的变化特征,运用结构方程模型(SEM)分析环境因子对总初级生产力(GPP)、净生态系统CO2交换量(NEE)、生态系统呼吸(Re)的调控机制。结果表明:2009—2016年8年NEE日均值在-2.02—0.88 gC m-2 d-1之间,5—9月NEE为负值,表现为碳吸收,雨热同期的6、7、8月是CO2净吸收最强的时期,平均每月吸收CO2 39.85 gC m-2 month-1,NEE负值日数约占全年的48%,10月—翌年4月为正值,表现为碳释放,初春3月和秋末11月是CO2净释放最强的时期;Re日均值为1.69 gC m-2 d-1,受季节温度的影响,呈夏季强,冬季弱的态...  相似文献   

18.
生态系统光合和呼吸是构成净生态系统CO2交换量(NEE)的重要组分。涡度相关技术可直接观测生态系统NEE,并通过建立温度回归或光响应曲线等函数将NEE统计拆分为生态系统光合和呼吸,但是存在自相关和高估白天呼吸等问题。稳定同位素红外光谱技术的进步使高时间分辨率大气CO2及其稳定碳同位素组成(δ13C)的连续观测成为可能,与涡度相关技术观测的NEE数据相结合,可实现昼夜和季节尺度生态系统光合和呼吸拆分。本文系统阐述了生态系统光合与呼吸的同位素通量拆分方法的基本理论与假设,阐述了同位素通量观测技术的发展及其应用进展,综述了同位素通量拆分理论解析生态系统光合与呼吸过程的新机制认识,最后总结并展望了同位素通量拆分理论的不确定性以及开展多种拆分方法综合比较的必要性。  相似文献   

19.
滨海河口湿地生态系统具有很强的储碳和固碳能力,正确评估其固碳变化及其环境影响因子是滨海河口湿地科学保护与管理的基础。本研究以盘锦芦苇湿地为对象,采用陆地生态系统模型,结合Mann-Kendall突变检验法、统计分析方法和情景模拟试验,分析了1971—2020年芦苇湿地净生态系统生产力(NEP)的变化特征、稳定性、未来趋势以及环境影响因子对NEP的贡献率。结果表明:1971—2020年盘锦芦苇湿地的年均NEP为415.51 g C·m-2·a-1,以1.7 g C·m-2·a-1的速率稳定增长,且未来仍呈持续增加趋势。NEP在春、夏、秋和冬季的多年均值分别为33.95、418.05、-18.71和-17.78 g C·m-2·a-1,增长速率分别为0.35、1.26、0.14和-0.06 g C·m-2·a-1。未来春季和夏季的NEP呈增加趋势,而秋季和冬季的NEP呈减少趋势。不同尺度下环境因子对盘锦芦苇湿地NEP...  相似文献   

20.
采用样地清查和异速生长方程法,量化了处于衰退状态的小兴安岭谷地云冷杉林的森林碳密度和生产力.结果表明: 2011年森林碳密度总量为268.14 t C·hm-2,其中植被碳密度、碎屑碳密度和土壤碳密度分别为74.25、16.86和177.03 t C·hm-2.2006—2011年,乔木层碳密度从80.86 t C·hm-2减少到71.73 t C·hm-2,主要树种冷杉、白桦、云杉和兴安落叶松的碳密度年均减少比例分别为0.5%、1.2%、2.7%和3.7%,毛赤杨、红松和花楷槭的碳密度年均增加比例分别为2.9%、3.9%和7.2%.森林净初级生产力(NPP)为4.69 t C·hm-2·a-1,地下部和地上部NPP比值为0.56,凋落物损失部分是总NPP的最大组分,所占比例为34.5%.森林生态系统中2个主要碳输出途径异养呼吸和粗木质残体分解的年通量分别为293.67和119.29 g C·m-2·a-1.森林净生态系统生产力(NEP)为55.90 g C·m-2·a-1.研究结果表明,处于衰退状态的谷地云冷杉林仍具有一定的碳汇功能.  相似文献   

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