Simulation of forest net primary production and the effects of fire disturbance in Northeast China

 森林净初级生产力(NPP)是衡量陆地碳源/汇的重要参数, 准确地估算森林生态系统的NPP, 同时通过引入干扰因子以期更加完整地描述生态学过程及其响应是目前森林生态系统碳循环研究的重点。因此, 该研究基于北方生态系统生产力(BEPS)模型, 结合遥感数据和气象数据等模拟2003年东北林区NPP; 将BEPS模型模拟的结果作为整合陆地生态系统碳收支(InTEC)模型的参考年数据, 模拟东北林区1901–2008年的NPP, 并在InTEC模型中加入林火干扰数据, 模拟大兴安岭地区1966–2008年的森林NPP。结果显示: 在1901年, 东北林区NPP平均值仅为278.8 g C·m^–2·a^–1, 到了1950年, NPP平均值增加到338.5 g C·m^–2·a^–1, 2008年NPP平均值进一步增加到378.4 g C·m^–2·a^–1。其中长白山地区的NPP平均值始终最高, 大兴安岭次之, 小兴安岭始终最低。到了2008年, 大、小兴安岭和长白山地区的NPP平均值都有较大涨幅, 其中涨幅最高的是长白山地区, 达到200–300 g C·m^–2·a^–1; 东北三省中, 黑龙江和吉林的NPP平均值和总量都比较高, 辽宁相对较低, 但相比于1901年的涨幅最高, 达到70%; 重大火灾(100–1000 hm²)对NPP的影响不是很大, 而特大火灾(>1 000 hm²)的影响比较大, 使NPP下降幅度达到10%左右, 其他火灾年份, NPP增长迅速并保持在较高水平; 对火灾面积在100 000 hm²以上的4个年份的NPP进行分析, 发现NPP平均值都大幅度下降, 其中1987年下降幅度最大, 为11%以上。     

中国东部木荷-米槠林的生物量和地上净初级 生产力

运用样方重叠和树干解析法测定了浙江天童木荷-米槠群落生物量及生产力. 结果表明, 群落总生物量为(225.3±30.1) t/hm², 其中地上部分占72.0%, 地下部分占28.0%, 87.2%分配于乔木层; 萌枝生物量较小, 其中95.0%以上分布于灌木层. 群落地上部分生产力为(386.8±98.9) g·m⁻²·a⁻¹, 其中96.0%以上分配于乔木层, 树干对生产力的贡献最大, 叶的贡献率最小. 中国亚热带常绿阔叶林群落生物量与林龄差异较大, 本研究的52年生木荷-米槠群落生物量低于中国亚热带常绿阔叶林生物量的平均水平, 也较低于世界其他常绿阔叶林生物量水平, 而且其生产力低于模型估算结果, 表明该群落在没有干扰的影响下, 群落生物量和生产力发展潜力较大.     

林业活动对区域森林生物量碳源汇格局的影响——以南平市为例

林业活动在一定程度上影响着区域森林的时空分布格局和碳汇/源功能。明确并量化林业活动对区域森林碳汇功能的影响与空间分布,对于区域森林碳汇提升和实现区域"碳中和"具有重要意义。以国家级生态示范区福建省南平市为例,以多期森林资源规划调查数据为基础,采用IPCC材积源-生物量法,基于土地利用类型的时空变化和林业活动类型划分,分类分析了南平市森林碳源和碳汇的空间分布特征,并量化了不同林业活动（一直保持为森林、人工造林、自然恢复、毁林和森林退化）对森林碳汇和碳源的影响。研究结果表明,2013年南平市森林碳储量总量为80.84Tg C,2020年森林碳储量总量增加至89.87Tg C,年均变化量为1.29Tg C/a （或4.73Tg CO₂/a）。平均胸径、公顷蓄积等林分因子是当前主要影响森林碳储量的因素。在其他影响因素中,暗红壤分布区的森林生物质碳密度较高而在水稻土分布区则较低;此外,高海拔、中等立地质量土地上的森林碳密度较高。对于不同林业活动,2013-2020年南平市一直保持为森林（森林经营）、自然恢复增加的天然林和人工造林分别使森林生物质碳储量增加了0.34Tg C/a、0.85Tg C/a和1.05Tg C/a,同期因毁林和森林退化导致森林生物质碳储量分别减少0.75Tg C/a和0.42Tg C/a,森林生物质碳储量净增加1.09Tg C/a （或3.98Tg CO₂/a）,明显低于2013-2020森林碳储量净增量。对于土地利用变化较剧烈的区域,本文基于土地利用变化且区分林业活动路径的方法,能更准确地反映森林的碳汇和碳源及时空格局。2013-2020年间南平市一直保持为森林的生物质碳密度仅增长0.22Mg C hm^-2 a^-1,成熟林、过熟林面积占比增加使森林平均生长速率下降可能是主要原因。而同期通过自然恢复和人工造林使森林生物质碳密度分别增长4.00Mg C hm^-2 a^-1和4.10Mg C hm^-2 a^-1。优化龄组结构提升森林生长量、减少毁林和防止森林退化可以作为该区域未来森林增汇减排的有效举措。     

西南高山地区土壤异养呼吸时空动态

土壤异养呼吸是陆地和大气之间的重要通量,是决定陆地生态系统碳源汇的关键因素之一,与气候变化紧密相关。西南高山地区是响应气候变化的重点区域,研究西南高山地区土壤异养呼吸动态及其对气候变化的响应,对于评估区域碳循环对全球气候变化的贡献具有重要意义。应用生态系统模型(CEVSA)模型估算了1954-2010年西南高山地区土壤异养呼吸(HR)的时空变化,分析了其对气候变化的响应。结果表明:(1)西南高山地区1954-2010年平均异养呼吸量为422 g C·m^-2·a^-1,在空间分布上,HR自东南向西北递减,与年平均温度(r=0.721,P<0.01)、年降水量(r=0.564,P<0.01)均显著正相关;(2)在时间尺度上,西南高山地区1954-2010年 HR总量增加趋势显著(P<0.05),变化范围为197-251 Tg C/a,平均每年增加0.710 Tg C,其中主要植被类型草地、常绿针叶林和常绿阔叶林均增加趋势显著(P<0.01),增加速度分别为1.621、1.496和1.055 g C·m^-2·a^-2。(3)土壤HR的年际变化主要受温度影响,且西北部高海拔地区较东南部低海拔对温度变化更为敏感,主要植被类型温度敏感系数Q₁₀从大到小依次为草地(2.35)、常绿针叶林(2.34)、常绿阔叶林(1.93)。     

甘南高寒草甸碳收支时空格局及动态模拟

草甸生态系统具有强大的碳汇功能,在全球碳循环过程中发挥着重要作用。区域尺度草甸生态系统碳通量的精准模拟,可以为揭示草地碳循环对全球变化的反馈机制提供理论依据。生态过程模型则是分析和预测区域碳平衡的重要途径。以甘南州高寒草甸生态系统为研究对象,利用参数优化后的 Biome-BGC 模型,模拟1979-2018年高寒草甸总初级生产力 (Gross Primary Productivity, GPP)和净生态系统生产力 (Net Ecosystem Productivity, NEP),以表征该区域碳收支的时空分布特征。以上述40年实测气象数据为基准,并结合第六次国际耦合模式比较计划 (Coupled Model Intercomparison Project phase 6,CMIP6)中的3种共享社会经济路径 (Shared Socio-economic Pathways, SSPs)情景,对甘南州2019-2100年高寒草甸碳收支进行情景模拟。结果表明:(1) 参数优化后的Biome-BGC模型能较好的模拟甘南州高寒草甸GPP和NEP,且GPP模拟对比NEP的模拟效果更好;(2) 甘南州高寒草甸在整个研究阶段表现为碳汇,过去40年GPP、NEP波动范围为600-1100 g C m^-2 a^-1、150-300 g C m^-2 a^-1,GPP显著上升,NEP呈波动性上升趋势。未来暖湿化情景下,高寒草甸碳收支年际波动较大,NEP呈先上升再下降趋势,2060年前后出现极小值,年均增幅约为2.02 g C m^-2 a^-1,气温、降水和大气CO₂浓度升高共同影响该地碳收支格局;(3) 季节尺度上表现为冬春季节为碳源、夏秋季节为碳汇,植被生长季固碳作用增强。年内GPP、NEP呈倒"U"型变化趋势,峰值均出现在7、8月,低温以及持续增温对碳汇具有抑制作用,生长季降水量与植被生产力呈正相关;(4) 碳汇/碳源的空间分布随时间而变化,具有明显的地域差异性,总体上碳汇增长率由西南向东北递减。     

不同来源腐植酸与活性氧自由基的相互作用

以ESR波谱仪为工具,利用自旋捕集技术研究不同来源腐植酸与黄嘌呤氧化酶体系和人多形核白细胞(PMN)呼吸暴发产生的超氧阴离子自由基(O₂^-·)及Fenton反应生成的羟自由基(·OH)的相互作用,发现大骨节病病区和非病区的腐植酸对·OH自由基的产生表现促进作用,而对O₂^-·自由基则表现清除作用.而泥炭腐植酸对O₂^-·和·OH均显示清除作用,明显不同于大骨节病病区和非病区腐植酸的行为,认为腐植酸诱导大骨节病的过氧化损伤应主要是通过羟自由基反应而引发的.     

2004-2013年山东省森林碳储量及其碳汇经济价值

森林作为陆地生态系统的主体,其林分碳储量及其碳汇经济价值的估算是全球碳循环研究的热点和重要内容。基于2004-2008年和2009-2013年山东省森林资源清查数据以及实测样地数据改进的生物量蓄积量转换参数,利用生物量转换因子连续函数法,估算2004-2013年山东省森林碳储量及其碳汇经济价值动态。研究结果表明,2004-2013年山东省森林面积、碳储量和碳密度分别从2004-2008年的156.12×10⁴hm²、34.75Tg C和22.26Mg C/hm²增加到2009-2013年161.44×10⁴hm²、43.98Tg C和27.24Mg C/hm²。人工林是森林面积、碳储量和碳密度增加的主要贡献者,人工林和天然林对森林生物量碳汇的贡献分别为97.3%和2.7%。两次森林清查期间,杨树和硬阔软阔类森林的碳储量之和分别占全省总量的70.2%和69.6%,杨树的碳储量和碳密度增加最为显著。各龄组森林碳储量由大到小依次为：幼龄林 > 中龄林 > 成熟林 > 近熟林 > 过熟林。森林碳汇经济价值从2004-2008年的243.37亿元增长到2009-2013年的253.42亿元,年均增长2.01亿元,杨树的碳汇经济价值占全省所有森林类型的60%,赤松单位面积碳汇经济价值最强为2.08万元/ha。     

Phytoplankton primary production in a mesotrophic pond in sub-tropical Bangladesh

Annual gross primary productivity in mesotrophic Shahidullah Hall pond (Dhaka, Bangladesh) was 1383.35 g C m⁻² y⁻¹ (arithmetic mean). Daily primary productivity (between 1.6 and 6.8 g C m⁻² d⁻¹ was correlated with chlorophylla, day length and dissolved silica. Chlorophylla related significantly withk, incident light, SRP, alkalinity and conductivity. A negative correlation existed between biomass and rainfall. Productivity, biomass, conductivity, alkalinity, and SRP increased after mid-winter.k, I _k andZ _eu varied according seasonally.P _max related directly with temperature. Seasonal variation of ∝ ^B was 0.0049–0.0258 mg C (mg chla mmol PAR)⁻¹ m⁻². Q₁₀ was 2.12, community respiration 1334.99 g C m⁻² y⁻¹, and the underwater light climate 186.43μE m⁻² s⁻¹.     

基于GEE平台的黄河流域森林植被净初级生产力时空变化特征

黄河流域是我国重要的生态屏障,研究黄河流域森林植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)的时空变化特征及驱动机制,对解释黄河流域森林碳汇/源变化具有重要意义。基于Google Earth Engine (GEE)云平台,利用MOD17A3H V6 NPP数据、MCD12Q1 V6土地覆盖类型数据、ECMWF/ERA5气象数据和USGS/SRTMGL1_003高程数据,采用岭回归分析、Hurst指数和冗余分析(Redundancy Analysis,RDA)对黄河流域2001-2019年森林NPP的时空变化特征及影响因子进行分析。结果表明:(1)2001-2019年,黄河流域森林平均总面积为3.66万km²,其中阔叶林、针叶林、混交林平均面积分别为:2.64万km²、0.01万km²和1.01万km²,森林NPP年总量呈线性增加趋势,其均值为8.99Tg C,年均增速为0.36Tg C/a,19a增长率为173.60%;不同森林类型的NPP年总量均值分别为:4.79Tg C (阔叶林)、6.04×10^-5Tg C (针叶林)和0.64Tg C (混交林),年均增速为:阔叶林(0.16Tg C/a)>混交林(0.04Tg C/a)>针叶林(6.98×10^-6Tg C/a)。(2)2001-2019年,黄河流域森林年均NPP呈线性增加趋势,其均值为241.58g C m^-2 a^-1,年均增速为7.18g C m^-2 a^-1,19a增长率为108.63%;不同森林类型的年均NPP均值分别为:178.48g C m^-2 a^-1(阔叶林)、0.60g C m^-2 a^-1(针叶林)和62.49g C m^-2 a^-1(混交林),年均增速为:阔叶林(4.75g C m^-2 a^-1)>混交林(2.39g C m^-2 a^-1)>针叶林(0.04g C m^-2 a^-1)。(3)黄河流域森林NPP呈增加趋势的面积占94.50%,其中显著增加的面积占73.29%;呈减少趋势的面积占5.50%,其中显著减少的面积占1.57%。阔叶林NPP显著增加的面积最高(76.78%),其次为混交林(60.84%),针叶林最少(56.76%)。(4)黄河流域森林NPP的Hurst指数(H)介于0.38-1.00之间,平均值为0.87,其中H≥0.5的像元数约占99.34%,黄河流域森林NPP在未来一段时间内仍保持持续增加趋势。(5)归因分析表明环境因子对黄河流域森林NPP时空变化的总解释率为55.80%,显著影响的环境因子为经度(35.50%)、降水(8.00%)、气温(6.50%)和纬度(5.40%)。2001-2019年黄河流域森林NPP呈增加趋势,且呈现较强的可持续性;GEE云平台结合冗余分析可及时、高效获取黄河流域森林NPP的时空变化并对其进行归因分析。     

不同施肥下农田表土有机碳含量变化分析: 基于中国农业生态系统长期试验资料

收集整理1979~2008年中国长期施肥试验文献, 提取和整合了这些长期施肥试验中农田表土有机碳的资料. 采用有效文献涉及中国大陆23个省区的70个长期试验点(其中旱地42个, 水田28个), 涵盖16种土壤类型. 总样本481个(旱地346个, 水田135个). 将施肥处理分为6种类型: N: 无机氮肥; NP: 无机氮磷肥配施; NPK: 无机氮磷钾肥配施; O: 单施有机肥; OF: 有机无机肥配施和其他非平衡施肥(如单施磷或钾, 磷钾配施和氮钾配施等). 按农田土壤总体和区分旱地与水田两种农业利用类型, 分别统计分析一种施肥处理下表土有机碳含量相对于特定试验对照的变化特征. 结果表明, 这些长期试验不同施肥处理下农田表土有机碳在时间上成总体上升趋势, 旱地和水田表土有机碳年均变化量分别介于−0.14~0.60和−0.12~0.70 g·kg⁻¹·a⁻¹之间, 年均增量分别为0.13和0.19 g/kg. 水田增长高于旱地. 不同长期试验地点间施肥处理下, 农田表土有机碳含量积累趋势相似, 而且与单施氮肥和化肥相比, 有机施肥和化肥配合平衡施肥普遍较大幅度提高了土壤有机碳积累速率. 尽管随着试验持续时间的延长, 土壤有机碳增幅存在下降趋势, 但良好施肥的固碳效应在旱地土壤中可持续15年以上, 在稻田可持续20年以上, 且其技术效应的幅度仍然十分明显. 因此, 良好施肥管理的推广可以作为促进中国农田生产力和土壤长期固碳潜力的重要技术途径.     

Lake Muzahi,Rwanda: limnological features and phytoplankton production

Lake Muhazi, a small lake of Rwanda (East Africa) was studied from 1986 to 1990. A dramatic decrease of the catch of Oreochromis niloticus (350 T y⁻¹ in the fifties vs 30 T y⁻¹ in 1982) suggested a loss of productivity or overfishing. In the same period, other ecological changes occurred: the submerged macrophytes regressed and there was a decrease in Secchi depth (0.65 m in 1987 vs 1.5 m in the fifties). Compared to other lakes of the same area, the plankton production seemed low. The results of the present study characterize lake Muhazi as a shallow lake with a rather unstable diurnal stratification and with slight differences in mixing regime between its eastern, deepest part and its western, shallowest part. Secchi disk depth does not vary seasonally to a large extent. The water has a rather high mineral content (conductivity of about 500 μS cm⁻¹ at 25 °C) and low concentrations of dissolved N and P, except in the hypolimnion, where NH _inf4 ^sup+ -N can be high. Two species, Microcystis aeruginosa and Ceratium hirundinella, account for most of the phytoplankton biomass, which is about 50–80 mg chlorophyll a m⁻² in the euphotic zone, usually with little seasonal variation. Daily gross production estimates amount to about 6 to 9.5 g O₂ m⁻² d⁻¹ with a significant difference between the two parts of the lake. Data on C:N and C:P ratio in the phytoplankton suggest that some N deficiency might occur in the eastern part. Moreover, the Zm:Zc ratio could also lead to rather low net production rates (0.21–0.25 d⁻¹ for a mixed layer of 4 m) In conclusion, the primary production of lake Muhazi is medium for African lakes and the hypothesis that decreased planktonic production could account for a reduced fish production should be discarded. Whereas the present yield of the fishery is only 20 kg ha⁻¹ y⁻¹, the yield estimated from primary production ranges between 46 and 64 kg ha⁻¹ y⁻¹. This could be reached through proper management. Finally, some hypotheses are given to explain the ecological changes which occurred in the lake.     

多形核白细胞产生的NO和O2-自由基主要形成 ONOO-

用ESR自旋捕集技术研究了人多形核白细胞(PMN)受促癌剂佛波醇(PMA)刺激产生O₂^-和NO自由基的相互作用.发现加L-精氨酸使在PMA刺激PMN体系中捕捉到的O₂^-明显减少,加N^G-甲基精氨酸(NGMA)使在PMA刺激PMN体系中捕捉的O₂^-明显增加.用黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶和光照核黄素体系证明,加L-精氨酸使PMA刺激PMN产生NO^-·自由基与O₂^-结合生成ONOO^-是加入L-精氨酸使PMA刺激PMN体系捕捉的O₂^-减少的主要原因,并且推算了加入不同浓度L-精氨酸PMN产生NO^-·自由基的量.用羟基自由基清除剂和ONOO^-氧化DMPO和DMSO及其对pH的依赖关系,证明了ONOO^-分解并没有直接生成羟基自由基.用依赖鲁咪诺的化学发光法研究了人多形核白细胞受促癌剂PMA刺激产生NO^-·自由基动力学过程.另外,用化学合成的NO^-·自由基和过氧亚硝基在模型体系研究了它们的ESR和化学发光特征.说明PMA刺激PMN生成的NO^-·和O₂^-自由基反应形成的ONOO^-是引起化学发光的主要形式.     

用脉冲辐解法研究海胆苷对DNA碱基损伤的修复作用

利用脉冲辐解技术研究了从中草药皱褶马先蒿(Pedicularis plicata Max-im)中提取的海胆苷(echinocoside)对胸腺嘧啶阴离子自由基的修复作用.海胆苷属于苯丙素苷的多酚类化合物.根据瞬态吸收谱分析,发现海胆苷能快速有效地对胸腺嘧啶阴离子自由基进行修复,其机理为电子自胸腺嘧啶阴离子自由基向海胆苷快速转移.通过详细的动力学计算,得出电子转移反应速率达1.45×10⁹dm³.·mol^-1·S^-1     

Whole-lake food-web manipulation as a means to study community interactions in a small ecosystem

Whole-lake food-web manipulation was carried out in the hypertrophic Lake Zwemlust (The Netherlands), with the aim of studying the effects on the lake's trophic status and to gain an insight into complex interactions among lake communities. Before manipulation this small (1.5 ha) and shallow (1.5 m) lake was characterized byMicrocystis blooms in summer and high chlorophyll-a concentrations were common (ca. 250 μg 1⁻¹). In March 1987 the planktivorous and benthivorous fish species in the lake were completely removed (ca. 1000 kg ha⁻¹), a new simple fish community (pike and rudd) was introduced and artificial refuges were created. The effects of this manipulation on the light climate, nutrient concentrations, phytoplankton, zooplankton, fish, macrophytes, and macrofauna were monitored during 1987, 1988 and 1989. Community interactions were investigated in phytoplankton bioassays and zooplankton grazing experiments. After the manipulation, despite the still high P and N loads to the lake (ca. 2.2 g P m⁻² y⁻¹ andca. 5.3 g N m⁻² y⁻¹), the phytoplankton density was low (Chl-a<5μg l⁻¹), due to control by large-sized zooplankton in spring and N-limitation in summer and autumn. A marked increase in the abundance of macrophytes and filamentous green algae in 1988 and 1989, as well as N loss due to denitrification, contributed to the N limitation of the phytoplankton. Before manipulation no submerged macro-vegetation was present but in 1988, the second year after manipulation, about 50% of the lake bottom was covered by macrophytes increasing to 80% in 1989. This led to substantial accumulation of both N and P, namely 76% and 73% respectively of the total nutrients in the lake in particulate matter. Undesirable features of the increase in macrophytes were: 1) direct nuisance to swimmers; and, 2) the large scale development of snails, especiallyL. peregra, which may harbour the parasite causing ‘swimmers' itch’. But harvesting of only about 3% of the total macrophyte biomass from the swimmers' area, twice a year, reduced the nuisance for swimmers without adversely affecting the water clarity.     

中国陆地生态系统碳源/汇整合分析

国家尺度陆地生态系统碳收支及其循环过程的研究对于提升地球系统科学与全球变化科学的科技创新能力、提高我国参与应对全球气候变化国际行动和维护国家利益的话语权、保障国家生态安全和改进生态系统管理都具有重要意义。近年来,我国已经在气候变化与陆地生态系统碳循环领域开展了大量的研究工作,主要包括国家清查、生态系统模型模拟、大气反演等手段。然而,由于大尺度陆地生态系统碳源/汇的估算存在很大的不确定性,目前尚未形成国家尺度的陆地生态系统碳源/汇的整合分析。通过搜集已发表的关于中国陆地生态系统及其组分碳源/汇的59篇文献,整合国家清查、生态系统模型模拟、大气反演3种研究手段,分析中国陆地生态系统碳源/汇大小以及时间尺度上的动态变化。结果表明,在1960s-2010s期间中国陆地生态系统碳汇整体呈上升趋势,平均为（0.213±0.030）Pg C/a,其中森林、草地、农田和灌木生态系统碳汇分别为（0.101±0.023）Pg C/a、（0.032±0.007）Pg C/a、（0.043±0.010）Pg C/a和（0.028±0.010）Pg C/a。森林生态系统中的植被碳汇远大于土壤碳汇,然而这种格局在草地和农田生态系统却相反,而且1960s-2010s期间中国主要植被类型的生态系统碳汇总体上随时间呈增加趋势。融合多源数据（地面观测、激光雷达、卫星遥感等）、多尺度数据（样地尺度、站点尺度、区域尺度）以及多手段数据（联网观测、森林清查、模型模拟）,有助于全面准确地评估中国陆地生态系统碳源/汇及其对气候变化的响应。     

模拟干旱和磷添加对热带低地雨林叶凋落物分解的影响

凋落物是植物在其生长发育过程中新陈代谢的产物,是土壤有机质输入的重要途径,凋落物分解是生态系统养分循环的关键过程之一。在全球气候变化背景下,热带地区干旱事件发生的频率和强度均在增加,同时,普遍认为热带地区受磷(P)限制,所以探讨干旱胁迫和土壤磷可用性对热带地区叶凋落物分解的影响及两者是否存在交互效应十分必要,有助于了解干旱对该区叶凋落物分解的影响机制以及是否受土壤磷调控。依据植物多度、碳固持类型、叶质地,以海南三亚甘什岭热带低地雨林的4个树种叶凋落物(铁凌 Hopea exalata、白茶树 Koilodepas bainanense、黑叶谷木 Memecylon nigrescens、山油柑 Acronychia pedunculata)为实验材料,依托2019年在该区建成的热带低地雨林模拟穿透雨减少、磷(P)添加双因素交互控制实验平台,包括干旱(D -50%穿透雨)、P添加(P +50Kg P hm^-2a^-1)、模拟干旱×P添加(DP -50%穿透雨×+50Kg P hm^-2a^-1)、对照(CK)4个处理,且4种处理随机分布于3个区组,即设置了3个重复。使用常规的凋落物分解袋法探究实验处理对4个树种叶凋落物的分解系数、碳(C)、氮(N)元素动态变化的影响。结果表明:不同树种的叶凋落物因基质质量不同分解存在差异。模拟干旱处理对叶凋落物C、N损失产生抑制作用,但是对不同树种叶凋落物的抑制作用不同,原因是干旱处理通过抑制土壤分解者活动、减弱凋落物的物理破碎作用,间接抑制凋落物分解,并且由于高质量(含N量高)凋落物受微生物分解者影响较大,所以该凋落物分解受干旱抑制程度较大;P添加处理对叶凋落物C损失存在促进作用、N损失存在抑制作用,原因是土壤中P含量的升高,提高了微生物分解高C物质的能力,以及当土壤中P含量较高时,间接抑制微生物通过分解凋落物获取养分或者促进微生物优先完成自身生长代谢需要而不是合成分解凋落物所需要的酶,导致叶凋落物N损失下降;模拟干旱与P添加处理存在显著交互效应,P添加处理缓解或反转了干旱胁迫对叶凋落物分解的抑制作用。以上结果表明,不同基质质量的凋落物分解存在差异,对干旱胁迫的响应不同;在叶凋落物分解过程中,P添加促进C损失、抑制N损失;此外,在热带低地雨林,土壤中P可用性变化可调节干旱对凋落物分解的影响。     

Response of tree growth to nitrogen addition in a Larix gmelinii primitive forest

 氮沉降对树木生长的影响是全球变化研究的一个核心问题。该文通过设置4种氮添加水平(对照(0)、低氮(20 kg N·hm^-2·a^-1)、中氮(50 kg N·hm^-2·a^-1)和高氮(100 kg N·hm^-2·a^-1)), 研究了模拟氮沉降对落叶松(Larix gmelinii)原始林树木胸径生长的影响。结果表明: 中氮和高氮添加对落叶松胸径相对生长率有显著影响, 而且这种影响随施氮年限的增加而增强。不同高度的树木对氮添加的响应有很大差异, 较低树木(树高<16.5 m)的生长对氮添加无显著响应, 而较高(树高>16.5 m)的树木在中氮和高氮处理下胸径生长有显著加速(胸径相对生长率增幅>79.5%), 但随着树木高度的进一步增加, 这种加速作用明显下降。研究结果显示氮添加会促进落叶松胸径生长, 这种促进作用主要发生在较高的落叶松个体中。     

陕北农田作物生产碳源/汇及碳足迹空间特征

农作物生产过程既是碳源,也是碳汇。研究作物生产过程中碳吸收、碳排放特征对区域农业碳减排具有重要意义。以陕北区域为例,采用高分辨率遥感数据,结合GEE遥感云平台和随机森林算法,获取了作物种植分布信息,并建立碳吸收排放测算模型,分析了陕北地区2021年农田作物的碳源/汇效应、碳足迹及其空间分布格局。结果表明:①陕北种植的粮食作物主要为玉米、稻谷、薯类、豆类,经济作物主要为蔬菜、苹果、枣树,这七类作物集中分布在延安南部河谷区域和榆林西北部区域。②除枣类外,陕北地区其余作物的碳吸收量均高于碳排放量,以碳汇功能为主,其中,玉米和苹果分别对该地区碳吸收、碳排放的贡献率最高,碳吸收、排放量分别达到了189.74×10⁴ t和11.41×10⁴ t,苹果、薯类和枣类碳足迹较高,分别达到了9.92×10⁴ hm²、8.77×10⁴ hm²和21.65×10⁴ hm²,其余作物碳足迹处于0.26-1.49×10⁴ hm²之间。③从空间上看,研究区单位面积农田碳吸收量呈现西北高、南部低的分布格局,而碳排放量、碳足迹分布正好相反,南部高、西北低。④研究区可通过培育高产品种、优化施肥量、控制农膜农药用量、调整作物种植结构等措施,提高作物固碳效应,促进农业生产碳减排。     

小鼠心室肌细胞内向整流钾电流的特性及其与早后去极化的关系

用全细胞膜片钳技术首次研究了成年小鼠单个心室肌细胞内向整流钾电流(I_k1)的整流特性,膜电导和反转电位对胞外钾离子浓度的敏感性及激活、失活动力学等性质。发现小鼠心室肌细胞I_k1最突出的特点就是其电压-电流(I～V)曲线在正于反转电位50mV的范围内无负斜率(negative slope)区,而是保持在一个很低的外向电流水平(59±39)pA。当用3mmol/L K^±和3mmol/L Cs^±灌流时,这一部分的I_k1减小为零,随后产生早后去极化(EAD)。结果提示:小鼠I_k1的这一特点与其EAD易发有关,I_k1受抑是本实验EAD发生的先决条件。     

北京地区温带林是一个显著的碳汇:基于3种林分20年的观测

已有大量关于森林生态系统碳循环的研究,但其主要过程和变化的定量研究仍较为缺乏.采用样地调查和为期3年(2011~2014年)的连续观测以及与20年前(1992~1994年)的对比分析,研究了北京山地3种典型温带森林(白桦林、辽东栎林和油松林)碳循环各组分的大小及其变化.结果表明,近3年白桦林、辽东栎林和油松林的净初级生产力为5.32,4.53和6.73 Mg C ha?1年?1,净碳汇分别为0.12,0.43和3.53 Mg C ha?1年?1.与20年前相比,各样地的主要碳组分显著增加:白桦林、辽东栎林和油松林的生物量分别由20年前的50.0,37.7和54.0 Mg C ha?1增加到现在的101.5,77.3和110.9 Mg C ha?1;土壤有机碳密度分别由207.0,239.1和231.7 Mg C ha?1增加到214.8,241.7和238.4 Mg C ha?1;土壤异养呼吸量分别由2.78,3.49和1.81 Mg C ha?1年?1增加到5.20,4.10和3.20 Mg C ha?1年?1.本研究显示,过去的20年北京山地森林是一个显著的碳汇,所获得的主要组分碳密度和碳通量数据为研究长时间尺度的温带森林碳循环过程提供了重要参数.