植被净第一性生产力研究回顾与发展趋势

植被的净第一性生产力(NPP)反映了植物每年通过光合作用所固定的碳总量,目前NPP研究是全球变化研究的重要内容之一。本文回顾国内外植被NPP研究的历史,对遥感和地理信息系统(GIS)在NPP研究中的应用做了分析,并对近期陆地植被NPP研究的特点及发展趋势作了总结。     

遥感在植被净第一性生产力研究中的应用

植被净第一性生产力 (简称ＮＰＰ)是指绿色植物在单位面积、单位时间内所累计的有机物数量 ,是由光合作用所产生的有机质总量中扣除自养呼吸后的剩余部分。它直接反映了植物群落在自然环境条件下的生产能力。据研究 ,在假使生态系统的呼吸作用保持恒定的条件下 ,植被ＮＰＰ每增长 2 %就会净吸收 1Ｇｔ(10 15ｔ)的Ｃ(碳物质 ) [3 8] 。所以 ,近几年来各国学者对ＮＰＰ的研究倍受重视 ,尤其在国际生物学计划 (ＩＢＰ)期间进行了大量的植物ＮＰＰ的测定 ,并以测定资料为基础联系环境因子建立模型对植被ＮＰＰ的区域分布进行评估 ,极大地促进了…     

池鹭繁殖种群数量、活动规律和生物生产量的研究

本文报道池鹭种群数量变动,种群活动,雏鸟生长和生物生产量。种群活动可划分为适到期,运情期,繁殖期,同鸟活动期,集群活动和迁离期。１９９０,１９９１二年繁殖前种群密度分别为１３００只／ｈｍ＾２和１４０１只／ｈｍ＾２,繁殖后增加密度为２０８７只／ｈｍ＾２和２２４８只／ｈｍ＾２。雏鸟体重增长曲线议程为：Ｗ＝２８６／１＋ｅ＾－０．４０９（ｔ－１２．６）１９９０,１９９１年繁殖种群的生物生产量分别为１９７．     

玉米地土壤呼吸作用对土壤温度和生物因子协同作用的响应

基于2005年玉米(Zea mays)生长季土壤呼吸作用及其影响因子的动态观测资料,分析了玉米地土壤呼吸作用的日和季动态及其对土壤温度和生物因子协同作用的响应。结果表明,玉米地土壤呼吸作用的日变化为不对称的单峰型,其最小值和最大值分别出现在6∶00~7∶00和13∶00左右;玉米生长季中,土壤呼吸速率波动较大,其均值为3.16 μmol CO₂·m^-2·s^-1,最大值为4.87 μmol CO₂·m^-2·s^-1,出现在7月28日,最小值为1.32 μmol CO₂·m^-2·s^-1,出现在5月4日。在土壤呼吸作用日变化中,土壤呼吸速率(SR)与10 cm深度土壤温度(T)呈显著的线性关系:SR=αT+β。在整个生长季节,玉米净初级生产力(NPP)与直线斜率(α)呈显著正相关,生物量(B)也明显影响直线的截距(β)。基于此,建立了玉米地土壤呼吸作用动态模型SR=(aNPP+b)T+cB²+dB+e。土壤呼吸作用季节变化的大部分(97%)可以由土壤温度、NPP和生物量的季节变化来解释。当仅考虑土壤温度对土壤呼吸作用的影响时,指数方程会过大或过小地估计了土壤呼吸强度。该文的结果强调了生物因子在土壤呼吸作用季节变化中的重要作用,同时指出土壤呼吸作用模型不仅要考虑土壤温度的影响,在生物因子影响土壤呼吸作用的温度敏感性时,还应该把生物因子纳入模型。     

植物克隆多样性与生态系统功能

克隆繁殖产生基因型相同的个体。通常情况下,局域克隆多样性取决于Eriksson种苗补充机制,即已有基因型丧失和新基因型补充之间的平衡。但是,环境因素对克隆多样性也有着重要的作用,如干扰会通过提供种苗更新机会或影响幼苗生长来改变克隆多样性。以前的研究表明遗传变异程度确定进化潜力,最近的研究揭示出基因型多样性也有着即时效应。较高的基因型多样性可能会因含有抗性基因型概率较高的抽样效应和/或保险机制而提高稳定性。一些研究发现克隆多样性的提高可增加初级生产力、维持动物丰富度和多度,并影响生物地球化学过程。该文也讨论了克隆多样性与生态系统功能关系的机制。     

青藏高原主要植被类型生物生产量的比较研究

以１８种群落类型的实测为数据和１０１３块森林测树样地的估算数据为基础,首次系统地分析和比较了青藏高原主要植被类型生物生产量的构成规律及分布格局。亚高山暗针叶 生物量一般在３００ｔ／ｈｍ＾２以上,最高可达约１６００ｔ／ｈｍ＾２,叶生物量８～３９ｔ／ｈｍ＾２,根茎比０．１～０．２,生产量８～１３ｔ／ｈｍ＾２．ａ;高山灌丛类型生物量２０～４０ｔ／ｈｍ＾２,叶生物量３～６ｔ／ｈｍ＾２,根茎比０．４～０．８     

小檗科鬼臼亚科多样性格局的演化历史和成因

探究生物多样性在类群和空间不均一性的形成机制对于认识多样性的形成和演化规律具有重要意义,也是生物学研究的热点之一。鬼臼亚科属于小檗科,包含10属约89种,属间物种数量差异巨大。本研究利用比较系统发育学的研究方法,重建了鬼臼亚科的系统发育关系、分化时间和多样化历史,并探讨了生物和非生物因素对净多样化速率的影响。研究结果表明鬼臼亚科起源于92.75Myr,净多样化速率在约23Myr开始明显提升,最显著的净多样化速率转变发生在21Myr附近的淫羊藿属(Epimedium)分支上。基于性状的演化速率分析显示,具有蜜距和分布在东亚亚热带的类群具有较高的净多样化速率,但淫羊藿属特定的距长对其物种的净多样化速率没有影响;果实类型、假种皮和气生茎的有无对类群间净多样化速率无影响。本研究表明功能性状的演化和中新世以来东亚地区季风气候的加强导致了鬼臼亚科内部多样性的分布不均。     

淀山湖基于初级生产力的鲢鳙富营养化控制

于2008年10月—2009年9月,采用黑白瓶测溶氧法对淀山湖湖南区和围隔区初级生产力进行逐月测定,依据测定的湖南区初级生产力估算鲢、鳙渔产潜力及合理放养量,讨论温度、透明度、营养盐、叶绿素a等理化因子与初级生产力的相关性,分析鲢、鳙放养对淀山湖水体营养物质的定量去除效果。结果表明:1)湖南区平均水柱日毛产量(PG)为4.02gO2.m-2,8月最高、1月最低,净产量(PN)为1.99gO2.m-2,年PN/PG=52%;2)0～0.5m水层对水柱初级生产力贡献最大,湖南区占32.3%、围隔区占32.2%;3)初级生产力与透明度、水温呈明显正相关,与其他理化因子相关性不明显;4)淀山湖浮游植物年生产量为28.18×104t,按鲢鳙3:1比例放养,鲢渔产潜力为1621.58t,鳙为1216.18t,鲢合理放养量为16.94t.km-2,鳙合理放养量为6.35t.km-2;5)以淀山湖每年渔产2837.76t计算,可以固定氮、磷分别为85.50t、7.63t,由此可使淀山湖水体中氮、磷含量分别降低0.67和0.06mg.L-1。     

2000年以来中国潜在植被净初级生产力的时空分布模拟

潜在植被的净初级生产力(PNPP)是在无人类干扰情况下,立地所能发育形成最稳定成熟植被的净初级生产力,PNPP能够直接反映自然生态系统的质量状况,是分离人类活动对生态环境影响的重要指标。研究改进了CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型,引入潜在光合有效辐射吸收比例(PFPAR)模拟了2000—2020年中国植被PNPP的时空分布格局。结果表明：中国PNPP空间分布差异较大,东南沿海和东北大、小兴安岭地区PNPP较高,新疆、西藏等西部干旱、高寒地区PNPP较低,呈现以400 mm等降水量线为界的空间分异格局。2000—2020年,中国PNPP总体上呈现递增趋势,年际波动小,PNPP减少的区域与增加的区域面积基本相等。PNPP波动较大的地区主要位于青藏高原、四川盆地和贵州高原。研究结果量化了气候变化背景下真实的生态状况和潜在生态状况的差异,可分离出人类活动对自然生态系统的直接影响,为制定针对性的生态修复对策提供了科学依据。     

城市建筑屋顶光伏发电潜力评估方法和模型

建筑屋顶作为闲置的土地资源已成为光伏发电重要的潜在空间,屋顶光伏发电是脱碳电力供应的主要方式,将在实现城市碳中和进程中发挥重要作用。对建筑屋顶光伏发电潜力进行精确评估将有助于分布式光伏的科学规划和合理布局,提升土地利用效率。旨在对建筑屋顶光伏发电潜力影响因素和评估方法,以及光伏发电潜力主要评估模型进行系统性阐述,比较分析不同评估方法的优缺点,总结未来研究的重点方向。现有研究表明,建筑屋顶光伏发电潜力评估已从经验取值发展为定量空间分析,评估尺度、评估精度和评估成本已经成为不同评估方法综合权衡的重点。现有三种评估方法中,采样法计算成本和数据成本较低,但评估结果不确定性较大、精度较低;全面评估法评估精度较高,但数据获取成本和计算成本较高;机器学习法能够高效挖掘大数据潜力,且算法性能显著提升,因而相较于其他方法更适宜大尺度建筑屋顶光伏发电潜力评估。当前建筑屋顶光伏发电潜力评估仍然存在大尺度精细评估缺乏、评估结果不确定性大以及评估模型计算量大等问题。未来研究重点应关注三个方面：1)建立适宜不同区域的高精度简化模型并完善技术潜力评估模型;2)阐明建筑屋顶光伏发电潜力的影响因素,为代表性建筑分类体系...