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中亚热带人工针叶林生态系统碳通量拆分差异分析 预览 被引量:8
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作者 黄昆 王绍强 +4 位作者 王辉民 仪垂祥 周蕾 石浩 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第17期5252-5265,共14页
涡度通量观测可直接获取陆地生态系统与大气之间CO:净交换量(NEE),但深入认识碳循环过程和校验生态系统模型需要不同时间尺度总初级生产力(GPP)和生态系统呼吸(Re)等碳通量数据。利用中国陆地生态系统通量观测与研究网络(China... 涡度通量观测可直接获取陆地生态系统与大气之间CO:净交换量(NEE),但深入认识碳循环过程和校验生态系统模型需要不同时间尺度总初级生产力(GPP)和生态系统呼吸(Re)等碳通量数据。利用中国陆地生态系统通量观测与研究网络(ChinaFLUX)中亚热带人工针叶林生态系统2003--2009年的涡度通量和气象观测数据,分析了两种NEE拆分方法对不同时问尺度GPP和Re评估的影响,结果表明:(1)两种拆分方法得到的生态系统碳通量组分(GPP和Re)的季节动态变化一致,都在生长季7、8月份达到峰值;(2)非线性回归模型拆分得到的全年Re和GPP相较于光响应曲线模型分别高出2%-28.6%和1.6%-23%,最大高出317.6gC·m-2·a-1。(2006年),逐月最大差值主要发生在8、9月份;(3)不同时间尺度上,两种方法拆分得到的GPP和Re之间差值的环境响应因子不同。在广泛采用非线性回归模型进行拆分时,如果当月光合有效辐射接近到905mol·m-2·月-1,月平均空气饱和水汽压差接近1.18kPa时,需要考虑使用光响应曲线模型拆分该月通量,结合两种拆分方法以减小全年的误差。 展开更多
关键词 中亚热带人工针叶林 碳通量 拆分 光响应曲线
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涡动相关系统和小孔径闪烁仪观测的森林显热通量的异同研究 被引量:1
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作者 王建林 温学发 +3 位作者 孙晓敏 王秋凤 王辉民 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1217-1227,共11页
涡动相关系统和闪烁通量仪都是评价局地到区域尺度的地表显热通量的有效途径。以ChinaFLUX千烟洲人工林生态系统2倍和3倍冠层高度的2套涡动相关(EC)系统和通量塔及其东偏南方向距离通量塔约70 m处1.2倍冠层高度安装的1套小孔径闪烁通... 涡动相关系统和闪烁通量仪都是评价局地到区域尺度的地表显热通量的有效途径。以ChinaFLUX千烟洲人工林生态系统2倍和3倍冠层高度的2套涡动相关(EC)系统和通量塔及其东偏南方向距离通量塔约70 m处1.2倍冠层高度安装的1套小孔径闪烁通量仪(SAS)为基础,重点对比分析了EC系统和SAS系统观测的显热通量的异同。研究表明,2倍和3倍冠层高度EC系统与SAS系统的显热通量的观测值有非常好的相关关系与一致性。在季节尺度和日尺度上,在降水正常的季节里SAS测定的显热通量值高于2倍和3倍冠层高度EC系统的测定值。但是在干旱胁迫条件下,SAS测定的显热通量低于2倍和3倍冠层高度EC系统的显热通量值。按16方位风向进行的相关分析表明,以南到南偏西和北偏东到东偏北2个与盛行风向垂直的方位相关性最高。在白天条件下,2倍和3倍冠层高度EC系统与SAS测定的显热通量值均显示出较高的相关性。但夜间无论是2倍还是3倍冠层高度EC系统与SAS测定的显热通量值之间相关性均很低。EC系统与SAS观测的显热通量的差异主要与通量覆盖区的差异以及各自的局限性有关。 展开更多
关键词 CHINAFLUX 涡动相关系统 小孔径闪烁通量仪 显热通量
离子树脂法测定森林穿透雨氮素湿沉降通量——以千烟洲人工针叶林为例 预览 被引量:9
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作者 盛文萍 于贵瑞 +2 位作者 方华军 胡中民 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第24期6872-6880,共9页
穿透雨是大气氮素输入森林生态系统的重要途径之一,穿透雨中氮素含量的定量评估在森林生态系统氮素循环研究中的作用不可忽视。穿透雨中氮沉降通量的空间异质性很强,传统降水收集法工作量大,且容易带来测定误差。分析了国产离子树脂测... 穿透雨是大气氮素输入森林生态系统的重要途径之一,穿透雨中氮素含量的定量评估在森林生态系统氮素循环研究中的作用不可忽视。穿透雨中氮沉降通量的空间异质性很强,传统降水收集法工作量大,且容易带来测定误差。分析了国产离子树脂测定大气氮素湿沉降的可行性,并以千烟洲人工针叶林为例探讨离子树脂法测定森林穿透雨的适用性。结果表明,离子交换树脂法和传统降水收集法测定值之间的相关性显著,离子交换树脂法可以很好的反映大气氮沉降通量和季节变化特征,并且在采样周期较长时也能准确测定氮沉降组分,是适用于野外站点林内穿透雨氮沉降通量的观测方法。千烟洲人工针叶林穿透雨的氮沉降通量为9.19 kgN·hm^-2·a^-1,夏季的5—7月份和冬季的1—2月份出现氮沉降通量高峰。夏季穿透雨氮沉降以铵态氮为主,而冬季以硝态氮为主。千烟洲人工针叶林的氮沉降通量与附近地区针叶林穿透雨氮沉降通量近似,低于临近区域阔叶林穿透雨的氮沉降通量水平,但已可能接近森林生态系统氮输出出现强烈反应的氮沉降临界值。 展开更多
关键词 氮沉降 离子交换树脂 穿透雨 亚热带人工林
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千烟洲红壤丘陵区人工针叶林土壤CH4排放通量 预览 被引量:29
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作者 玲玲 +1 位作者 温学发 王迎红 《植物生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期 431-439,共9页
CH4在温室效应中起着重要作用,为估算中亚热带CH4的源汇现状,评价森林生态系统对温室效应的影响,采用静态箱-气相色谱法研究了千烟洲红壤丘陵区人工针叶林的土壤CH4排放通量特征及水热因子对其的影响。对2004年9月-2005年12月期间的... CH4在温室效应中起着重要作用,为估算中亚热带CH4的源汇现状,评价森林生态系统对温室效应的影响,采用静态箱-气相色谱法研究了千烟洲红壤丘陵区人工针叶林的土壤CH4排放通量特征及水热因子对其的影响。对2004年9月-2005年12月期间的观测结果分析表明:千烟洲人工针叶林土壤总体表现为大气CH4的吸收汇,原状林地土壤(Forest soil)情况下,CH4通量的变化为7.67~-67.17μg·m^-2·h^-1,平均为-15.53μg·m^-2·h^-1;无凋落物处理(Litter-free)情况下,CH4通量的变化是9.31~-90.36μg·m^-2·h^-1,平均为-16.53μg·m^-2·h^-1。二者对土壤CH4的吸收表现出明显的季节变化规律,秋〉夏〉冬〉春,但无凋落物处理CH4变化幅度较原状林地土壤大,无凋落物处理吸收高峰出现在10月,最低值出现在翌年3月,原状林地土壤则分别在9月和翌年2月,均提前1个月。对土壤CH4吸收通量与温度和湿度的相关分析表明:无论是原状林地土壤还是无凋落物处理情况下,土壤CH4通量都与地下5cm的温度和湿度相关性最高。偏相关分析反映了不同季节水热配置对土壤吸收CH4通量的影响:冬季为12月~翌年2月,温度起主要作用;雨季3~6月,温度作用为主,随着温度的升高而升高,水分作用微弱;7~8月,CH4吸收通量随着湿度的降低而增加,但高温限制了CH4的吸收;秋季(9—11月)水热配置适宜,CH4通量达到高峰值。总之,CH4吸收通量随着温度的升高和湿度的降低而增大,但温度过高会抑制其吸收。 展开更多
关键词 CH4通量 静态箱法 中亚热带森林土壤 温室气体
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干旱对亚热带人工针叶林碳交换的影响 预览 被引量:13
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作者 顾峰雪 于贵瑞 +3 位作者 温学发 陶波 李克让 《植物生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期 1041-1051,共11页
干旱对陆地生态系统的影响已成为全球变化研究的焦点问题之一。该研究基于生态系统过程模型——CEVSA2,结合涡度相关通量观测,分析了不同程度干旱对亚热带人工针叶林碳交换的影响及其关键控制因素。结果表明:1)干旱使生态系统碳交... 干旱对陆地生态系统的影响已成为全球变化研究的焦点问题之一。该研究基于生态系统过程模型——CEVSA2,结合涡度相关通量观测,分析了不同程度干旱对亚热带人工针叶林碳交换的影响及其关键控制因素。结果表明:1)干旱使生态系统碳交换显著下降,2003和2004年的干旱使得年净生态系统生产力(Netecosystem producfion,NEP)相比无干旱影响情景的模拟结果分别减少了63%和47%;2)光合和呼吸对干旱具有不同的响应,干旱时光合的下降比呼吸更为显著,这导致了NEP的显著下降;3)当饱和水气压差(Vapor pressure deficit,VPD)达到1.5kPa以上时,生态系统的光合、呼吸和净碳吸收均开始下降,当VPD大于2.5kPa、土壤相对含水量(土壤含水量/土壤饱和含水量)(Relmive soil water content,RSW)低于40%时,生态系统的碳收支由碳汇转为碳源;4)土壤干旱是造成碳交换下降的主要驱动因素,对年脚下降的平均贡献率为46%,而大气干旱的贡献率仅为4%。 展开更多
关键词 CEVSA2模型 干旱 碳交换 亚热带人工针叶林 涡度相关
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青藏高原20世纪后40年潜在蒸散趋势及其空间分布 被引量:11
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作者 陈沈斌 Axel Thomas 《自然资源学报》 CSCD 北大核心 2008年第6期990-1008,共19页
气候变化研究主要集中在温度和降水的长期变化趋势及其影响方面,对于控制陆地生态系统和大气之间的质能交换的重要气候因子——蒸散,研究相对较少。蒸散在气候系统中扮演着重要角色,它是多个气候因子综合作用的结果,如日照、温度、风速... 气候变化研究主要集中在温度和降水的长期变化趋势及其影响方面,对于控制陆地生态系统和大气之间的质能交换的重要气候因子——蒸散,研究相对较少。蒸散在气候系统中扮演着重要角色,它是多个气候因子综合作用的结果,如日照、温度、风速、湿度等。蒸散也是陆地和大气间能量、水汽传送和气候变化监测的敏感因子。蒸散的变化趋势更能反映气候变化的状况,并对农业生产、流域开发和人民生活产生重要影响。论文分析了青藏高原及其周边的101个气象台站在20世纪后40年Penman-Monteith潜在蒸散(PET)的变化趋势及其空间分布。研究显示青藏高原PET在所有季节呈现减少的趋势,年平均PET倾向率为-13.1mm/10年或年总量的2.0%。在PET整体负的趋势下,1970和1980年代在平均值上的波动幅度大约是在600到700mm范围。青藏高原空间性的趋势分布随季节性波动全年仍保持稳定。PET减小趋势的台站冬春(80%)多于夏秋(58%)。尽管总体趋势是负的,但有些台站PET表现还是正的趋势,最大年的正负PET趋势台站在柴达木盆地的南部,分别是84.8mm/10年和-79.5mm/10年。论文还进一步探索了青藏高原不同气候因子对PET趋势的影响。在青藏高原,风速是影响PET趋势最重要的因子,相对湿度次之,而日照时数的变化作用不明显。由于青藏高原上稳定的日间温度限制了温度趋势对PET的影响。因此,负蒸散趋势被认为与地区性季风环流强度的降低有关,而非日照时间的减少。也就是说,降低的PET趋势显示出与全球变暖情景中预测的水文循环增强相反。由于不均匀的青藏高原气象台站分布,进一步的探索最好增加遥感方法获取没有台站地区的PET数据,以便对整个青藏高原PET的时空分布进行深入研究。 展开更多
关键词 潜在蒸散 青藏高原 潜在蒸散趋势 全球变化
典型森林生态系统碳交换的机理模拟及其与观测的比较研究 预览 被引量:8
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作者 顾峰雪 曹明奎 +4 位作者 于贵瑞 陶波 温学发 张雷明 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期 313-321,共9页
CEVSA模型是一个基于生理生态过程模拟植物—土壤—大气系统能量交换和水碳氮耦合循环及其对环境变化响应和适应的机理模型,在区域和全球尺度上得到广泛应用,但缺乏在生态系统尺度上的验证。本研究对CEVSA模型中碳循环关键过程的定量表... CEVSA模型是一个基于生理生态过程模拟植物—土壤—大气系统能量交换和水碳氮耦合循环及其对环境变化响应和适应的机理模型,在区域和全球尺度上得到广泛应用,但缺乏在生态系统尺度上的验证。本研究对CEVSA模型中碳循环关键过程的定量表达进行了重要改进:将模型的模拟时间步长由“旬”改为“日”;增加了物候参数化的子程序;调整了生物量的分配方案;基于碳平衡模拟叶面积指数的季节动态等。分别使用改进前后的CEVSA模型模拟了3类典型森林生态系统碳交换的季节动态,模拟的结果与通量观测进行了比较分析。结果表明,改进后的CEVSA模型能更好地模拟不同类型森林生态系统碳交换的季节动态,但在不同生态系统的不同时段,模型模拟的结果与通量观测相比还有一定的偏差,模型在碳交换关键过程对环境变化的响应和适应,尤其是针叶林光合作用对温度变化的响应和适应,以及生态系统对高温和水分亏缺的响应和适应等方面的模拟还需要进一步的改进和验证。 展开更多
关键词 生态系统模型 森林生态系统 碳交换 涡度相关
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线性和指数回归方法对土壤呼吸CO2扩散速率估算的影响 预览 被引量:8
8
作者 温学发 孙晓敏 +1 位作者 李晓波 《植物生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期 380-385,共6页
理论上,土壤呼吸通量的量值可以通过观测土壤呼吸CO2扩散速率(δc/δt)计算得到.但是为获得δc/δt,通常须允许土壤呼吸箱内CO2浓度升高,因此,如何估算外界大气CO2浓度条件下的δc/δt是土壤呼吸观测技术的关键,关系到观测结果的准确... 理论上,土壤呼吸通量的量值可以通过观测土壤呼吸CO2扩散速率(δc/δt)计算得到.但是为获得δc/δt,通常须允许土壤呼吸箱内CO2浓度升高,因此,如何估算外界大气CO2浓度条件下的δc/δt是土壤呼吸观测技术的关键,关系到观测结果的准确性.通常δc/δt的估算会受土壤表层大气CO2扩散梯度(即土壤呼吸箱内CO2扩散梯度和大气CO2浓度昼夜变化)的影响.目前,线性回归方法是土壤呼吸观测中估算δc/δt的基本方法.然而,常用的线性回归方法会低估δc/δt,而指数回归方法则可以准确地估算δc/δt.夜间δc/δt的变化与大气CO2浓度之间存在非常明显的负相关关系.夜间土壤表层大气CO2扩散梯度的减小导致线性回归方法明显低估δc/δt.δc/δt的昼夜变化过程存在明显的非对称性现象,而指数回归方法可以更好地描述δc/δt昼夜变化的非对称性响应. 展开更多
关键词 土壤呼吸 CO2扩散梯度 CO2扩散速率 线性回归 指数回归 日变化
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中亚热带季节性干旱对千烟洲人工林生态系统碳吸收的影响 被引量:16
9
作者 孙晓敏 温学发 +2 位作者 于贵瑞 琪璟 《中国科学:D辑》 CSCD 北大核心 2006年第A01期103-110,共8页
千烟洲中亚热带人工林生态系统受典型亚热带大陆性季风气候影响,其特点是年水热资源丰富,但是夏季水热资源分布明显不同步,经常受到季节性高温干旱胁迫的影响.作为中国陆地生态系统通量观测研究网络(ChinaFLUX)的组成部分,利用... 千烟洲中亚热带人工林生态系统受典型亚热带大陆性季风气候影响,其特点是年水热资源丰富,但是夏季水热资源分布明显不同步,经常受到季节性高温干旱胁迫的影响.作为中国陆地生态系统通量观测研究网络(ChinaFLUX)的组成部分,利用涡度相关技术对千烟洲人工林生态系统CO2通量进行了长期连续的观测.本研究基于2003和2004年月尺度的净生态系统生产力(NEP)、生态系统呼吸(Re)和总生态系统生产力(GEP)数据,初步分析和探讨了季节性干旱对生态系统碳吸收的影响.结果表明,2003和2004年该生态系统的碳吸收都呈现双峰曲线式的季节变化模式.生态系统碳平衡的两个组分风和GEP的耦合关系决定了生态系统的碳吸收特征.生态系统碳吸收的降低程度取决于季节性干旱期间温度升高和降水量减少的耦合程度.Re和GEP都会受到干旱胁迫的影响,但是响应的方式与程度有所不同,是造成森林生态系统源/汇强度变化的根本原因. 展开更多
关键词 ChinaFLUX季节性干旱 中亚热带人工林 涡度相关技术 生态系统呼吸 总生态系统生产力
千烟洲中亚热带人工林生态系统CO2通量的季节变异特征 被引量:37
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作者 于贵瑞 +7 位作者 温学发 王迎红 宋霞 李菊 孙晓敏 杨风亭 陈永瑞 琪璟 《中国科学:D辑》 CSCD 北大核心 2006年第A01期91-102,共12页
作为中国陆地生态系统通量网络(ChinaFLUX)的组成部分,利用涡度相关技术对千烟洲中亚热带人工林生态系统CO2通量进行了长期观测.本研究集中探讨了千烟洲人工林2003年和2004年净生态系统CO2交换量(NEE)、生态系统呼吸(Re)和总生... 作为中国陆地生态系统通量网络(ChinaFLUX)的组成部分,利用涡度相关技术对千烟洲中亚热带人工林生态系统CO2通量进行了长期观测.本研究集中探讨了千烟洲人工林2003年和2004年净生态系统CO2交换量(NEE)、生态系统呼吸(Re)和总生态系统CO2交换量(GEE)的季节变异特征及其源汇状况与强度.研究结果表明:(i)NEE,Re和GEE具有明显的季节变化趋势且密切相关,冬季和干旱期量级较低而夏季量级较高.(ii)光照、温度和水分条件是控制千烟洲人工林生态系统NEE,Re和GEE季节动态的主导因素.光照是控制NEE的主要因素,而温度和水汽压差共同影响着NEE,但水汽压差对NEE的影响作用更强.在适宜光照条件下,干旱胁迫会造成千烟洲人工林生态系统碳吸收的适宜温度范围明显降低.温度和降水的协同作用共同控制着Re.(iii)2003年和2004年千烟洲人工林生态系统NEE,Re和GEE分别为-387.2和-423.8gC·m^-2,1223.3和1442.0gC·m^-2,-1610.4和-1865.8gC·m^-2,这表明千烟洲人工林生态系统具有较强碳吸收能力. 展开更多
关键词 CHINAFLUX 人工林 涡度相关 光合作用 呼吸作用 干旱胁迫
千烟洲人工林水汽通量特征及其与环境因子的关系 预览 被引量:26
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作者 李菊 +1 位作者 杨晓光 李俊 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第8期 2449-2456,共8页
利用涡度相关技术研究了2004年千烟洲人工针叶林生态系统的水汽通量变化特征,结合气象要素的观测,进一步分析了净辐射、温度、水分、热量等环境因子对水汽通量的影响。结果表明:全年各月各时刻的水汽通量大多为正值,夏季大于春秋两... 利用涡度相关技术研究了2004年千烟洲人工针叶林生态系统的水汽通量变化特征,结合气象要素的观测,进一步分析了净辐射、温度、水分、热量等环境因子对水汽通量的影响。结果表明:全年各月各时刻的水汽通量大多为正值,夏季大于春秋两季,冬季最小。其中7月份为全年最高,日最大值达到0.149gm^-2·s^-1;1月份最低,日最高值仅为0.021gm^-2·s^-1。不同天气条件下(晴天和多云)水汽通量的日变化有明显区别。全年蒸散量为736.1mm,占总降水量(1323.6mm)的55.6%。除7月份和10月份外,各月的蒸散量都要小于降水,尤以3、4月份差别最大,2004年10月出现典型的秋旱,但蒸散量和常年相差不大。水汽通量对净辐射、气温、地温、以及土壤热通量的变化都有很好的响应,两种天气条件下都能达到显著水平,可以用一元二次方程表达其间的关系。逐步回归分析显示晴天和多云时入选的变量不完全相同,晴天主要是净辐射、温度(气温、地温)、水分(饱和水汽压差),多云时包括净辐射、地温、土壤热通量和水分(空气相对湿度、土壤含水量)。可见气象条件在很大程度上制约着水汽通量的变化,而以辐射和地温的影响最大。 展开更多
关键词 水汽通量 涡度相关 人工林 环境因子
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气候变化国家评估报告(Ⅱ):气候变化的影响与适应 预览 被引量:214
12
作者 林而达 许吟隆 +18 位作者 蒋金荷 李玉娥 杨修 张建云 李从先 吴绍洪 赵宗群 吴建国 居辉 严昌荣 王守荣 杜碧兰 赵成义 秦保芳 春蓁 黄朝迎 张小全 马世铭 《气候变化研究进展》 CSCD 2006年第2期 51-56,共6页
已经观测到的气候变化影响是显著的、多方面的。各个领域和地区都存在有利和不利影响,但以不利影响为主,未来的气候变暖将会对中国的生态系统、农业以及水资源等部门和沿海地区产生重大的不利影响。采取适应措施可以减轻气候变化的不... 已经观测到的气候变化影响是显著的、多方面的。各个领域和地区都存在有利和不利影响,但以不利影响为主,未来的气候变暖将会对中国的生态系统、农业以及水资源等部门和沿海地区产生重大的不利影响。采取适应措施可以减轻气候变化的不利影响,应将适应气候变化的行动逐步纳入国民经济和社会发展的中长期规划中。由于我国科学研究的相对不足和科学认识能力的局限,日前的气候变化影响评估方法和结果还存在很大的不确定性。应当加强区域适应气候变化的案例研究、扩大研究领域,加强极端天气、气候事件影响的研究,以降低影响评估的不确定性,并提出切实可行的适应对策。 展开更多
关键词 中国气候变化 气候情景 影响评估 适应措施 不确定性
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红壤丘陵区人工林能量平衡闭合研究——以江西省泰和县千烟洲为例 预览 被引量:7
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作者 于贵瑞 +2 位作者 李菊 宋霞 陈永瑞 《林业科学》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期 13-20,共8页
运用线性回归、能量平衡闭合率和能量不平衡标准差等方法对湍流通量与可利用能量的关系进行分析。对红壤丘陵区千烟洲实验站人工林2003年能量平衡闭合进行的分析研究表明:本站可利用能量年累计值2798.28MJ·m^-2,湍流通量累计值2... 运用线性回归、能量平衡闭合率和能量不平衡标准差等方法对湍流通量与可利用能量的关系进行分析。对红壤丘陵区千烟洲实验站人工林2003年能量平衡闭合进行的分析研究表明:本站可利用能量年累计值2798.28MJ·m^-2,湍流通量累计值2332.70MJ·m^-2。能量平衡闭合率的年值为65%;各月值为52%,76%,1月最低,6月最高;按季节看是夏季最高,冬季最低;1天内是白天高,夜间低,晴天白天可达80%以上。湍流脉动对能量闭合有明显影响,在摩擦速度低于0.4m·s^-1时能量闭合随摩擦速度升高而增大。能量不闭合的原因主要是涡度相关仪器与辐射表测定的源面积之间的差异导致的采样误差,以及忽略了水平对流产生的影响。 展开更多
关键词 涡度协方差技术 能量平衡闭合 可利用能量 湍流通量
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中国东部森林样带典型生态系统碳收支的季节变化 被引量:16
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作者 张雷明 于贵瑞 +7 位作者 孙晓敏 温学发 任传友 宋霞 关德新 闫俊华 张一平 《中国科学:D辑》 CSCD 北大核心 2006年第A01期45-59,共15页
利用涡度相关技术对中国东部森林样带(NSTEC)上的长白山温带针阔混交林(CBS)、千烟洲亚热带常绿人工针叶林(QYZ)、鼎湖山亚热带常绿针阔混交林(DHS)与西双版纳热带雨林季雨林(XSBN)等4种典型生态系统类型的碳收支特征开展了... 利用涡度相关技术对中国东部森林样带(NSTEC)上的长白山温带针阔混交林(CBS)、千烟洲亚热带常绿人工针叶林(QYZ)、鼎湖山亚热带常绿针阔混交林(DHS)与西双版纳热带雨林季雨林(XSBN)等4种典型生态系统类型的碳收支特征开展了长期、连续的观测研究.本研究利用ChinaFLUX的连续观测资料,初步分析和评价了4种生态系统2003年碳收支的季节变化及其环境响应特征.在2003年,各生态系统的碳收支对环境因子的变化产生了不同的响应.CBS生态系统的碳收支主要受到了辐射与温度的控制,0℃和10℃是两个重要的临界温度,前者控制了生态系统碳交换的起止时间,后者影响了生态系统碳交换的强度.由于生态系统光合作用(GPP)出现峰值的时间早于呼吸(Re)作用,因此,CBS生态系统的净交换(NEE)在早夏达到最大值.由于夏季降水与温度的不同步性,QYZ生态系统的碳收支受到了干旱的制约,其降低主要来自于生态系统GPP的降低.DHS与XSBN生态系统均表现出在旱季碳吸收强、而雨季吸收弱的特征,特别是XSBN从旱季到雨季的转变过程中出现了由碳汇向碳源的转变.这主要是由于这两个生态系统在雨季的降水量较大,光合有效辐射不足,导致生态系统GPP受到抑制,而尺。随温度升高而增大所致.XSBN的生态系统呼吸温度敏感性参数(Q10)与年呼吸总量最大,CBS与QYZ次之,DHS最小,但CBS生态系统每天的呼吸释放量最高.在2003年,CBS,QYZ,DHS和XSBN的NEE分别为181.5,360.9,536.2和-320.8g·C·m^-2·a^-1.在CBS,QYZ和DHS三种生态系统之间,随着纬度的降低,温度与降水表现出明显的纬度梯度,生态系统Re占GPP比例逐渐降低,NEE与Re的比例随纬度的降低而逐渐增大.每天的光合吸收量、光能利用率和降水利用效率均表现出了随纬度降低而减少的� 展开更多
关键词 森林样带 碳收支 生态系统光合作用 生态系统呼吸 CHINAFLUX 涡度相关
千烟洲人工针叶林碳素分布、碳贮量及碳汇功能研究 预览 被引量:18
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作者 沈文清 +1 位作者 马钦彦 杨凤亭 《林业实用技术》 北大核心 2006年第8期 5-8,共4页
PCC(The Intergovernmental Panel on Climate Change)连续的年度报告指出,大气中CO2浓度发生了急剧变化,由此引起的大气温度上升,海平面抬高将牵动人类赖以生存的陆地生物圈一系列的反馈效应,改变着陆地的辐射平衡、水循环和生... PCC(The Intergovernmental Panel on Climate Change)连续的年度报告指出,大气中CO2浓度发生了急剧变化,由此引起的大气温度上升,海平面抬高将牵动人类赖以生存的陆地生物圈一系列的反馈效应,改变着陆地的辐射平衡、水循环和生物生产等。森林是陆地生物圈碳循环的主体,通过光合作用吸收CO2,制造碳氢化合物,将大气中的CO2以有机碳的形式固定于森林植物中。与其它的自然植被类型相比,森林生态系统具有较高的生产力,生物量积累速度很快,因而能贮藏更多的碳,每年固定的碳约占整个陆地生态系统的2/3。 展开更多
关键词 人工针叶林 碳素 功能研究 碳贮量 CO2浓度 陆地生物圈 碳汇 森林生态系统 陆地生态系统 森林植物
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几种不同下垫面地表粗糙度动态变化及其对通量机理模型模拟的影响 被引量:23
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作者 周艳莲 孙晓敏 +5 位作者 朱治林 张仁华 田静 关德新 袁国富 《中国科学:D辑》 CSCD 北大核心 2006年第A01期244-254,共11页
在众多地表通量模拟模型和遥感通量反演模型中,空气动力学粗糙度(z0)是一个重要的地表参数.选取代表典型农田的禹城站,代表复杂下垫面的千烟洲站和代表森林下垫面的长白山站3个通量观测站的风速和温度廓线资料,运用最小二乘法拟... 在众多地表通量模拟模型和遥感通量反演模型中,空气动力学粗糙度(z0)是一个重要的地表参数.选取代表典型农田的禹城站,代表复杂下垫面的千烟洲站和代表森林下垫面的长白山站3个通量观测站的风速和温度廓线资料,运用最小二乘法拟合迭代,分别计算得到各站点通量塔所在地的零平面位移和空气动力学粗糙度.在此基础上,分别分析不同下垫面的空气动力学粗糙度随作物高度和叶面积指数(LAI)、风向(地形)、风速、摩擦速度等因子的变化.并采用SEBS模型分析地表空气动力学粗糙度动态变化对地表通量计算的影响.结果表明:空气动力学粗糙度随植被特征(如作物高度,叶面积指数等)以及风向、风速和摩擦速度等因子而变化.禹城和长白山站通量塔所在风浪区的空气动力学粗糙度明显随作物生长期植被高度及叶面积指数变化,即先随LAI增加而增加,达到峰值后,随LAI增加而减小;千烟洲叶面积指数变化较小,空气动力学粗糙度随叶面积指数的变化不明显;地形较平坦的禹城和长白山站空气动力学粗糙度随风向变化较小,而地形起伏较大的千烟洲站空气动力学粗糙度随风向变化较大.随着风速的变化,禹城站空气动力学粗糙度没有明显变化,而千烟洲和长白山空气动力学粗糙度表现出随风速增加而减小的趋势.各站空气动力学粗糙度的这种动态变化对模型通量反演有较大影响,通过模型分析,5月1日-6月3日禹城空气动力学粗糙度日平均值、千烟洲及长白山通量塔空气动力学粗糙度5d平均值与模型所取z0值相比,由于z0的动态变化造成相同时间尺度显热通量日的计算相对误差的绝对值最大可分别达到2.726%,33.802%和18.105%. 展开更多
关键词 ChinaFLOX 地表粗糙度 动态变化 空间异质性 禹城 千烟洲 长白山
亚热带人工林水分利用效率的季节变化及其环境因子的影响 被引量:1
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作者 宋霞 于贵瑞 +3 位作者 孙晓敏 林耀明 温学发 《中国科学:D辑》 CSCD 北大核心 2006年第A01期111-118,共8页
中国科学院千烟洲红壤丘陵试验站地处亚热带季风气候区,其植被类型主要为人工针叶林.研究采用涡度相关技术观测结果计算了2003年和2004年的植被水分利用效率(WUE)季节变化.适逢2003年极端干旱,降雨量远远低于多年(1985-2002)平... 中国科学院千烟洲红壤丘陵试验站地处亚热带季风气候区,其植被类型主要为人工针叶林.研究采用涡度相关技术观测结果计算了2003年和2004年的植被水分利用效率(WUE)季节变化.适逢2003年极端干旱,降雨量远远低于多年(1985-2002)平均水平,其中7月份降水量仅是多年平均值的2.8%,气温却高于平均水平3℃,而2004年的气象条件与多年平均水平接近,这为研究WUE的环境控制作用提供了天然的条件.经研究发现千烟洲试验站的降水多集中于春季,而夏季则存在明显的季节性干旱现象,从而导致了该区域特殊的植被WUE季节变化模式.WUE的季节变化与冠层蒸发散(Fw)和总初级生产力(GPP)的季节动态大致相反,在夏季达到最小值,而在冬季则达到最大值.在冬季GPP和凡随气温和大气饱和水汽压差(VPD)的增加而增加,且GPP和Fw的增加速率比较接近;而在干旱的夏季,GPP和Fw却随气温和VPD的增加而降低,并且GPP随气温和VPD变化而降低的速率要远远大于凡,这破坏了GPP和Fw的平衡关系,并进一步改变了WUE的保守性,最终导致夏季WUE的降低.夏季干旱期土壤水分的亏缺和高强度的辐射也都是造成该生态系统WUE降低的原因.在冬季该生态系统植被的光合和蒸腾作用主要受控于环境因素,而受植被本身气孔行为的控制作用相对较弱.在夏季植被的Fw主要受植被本身气孔行为的限制作用,而植被的GPP则受环境因素和植被本身气孔行为的双重限制. 展开更多
关键词 CHINAFLUX 水分利用效率 总初级生产力 冠层蒸发散 冠层导度 涡度相关
亚热带针叶林水碳通量的模拟及其与观测的对比研究 被引量:2
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作者 顾峰雪 曹明奎 +2 位作者 温学发 陶波 《中国科学:D辑》 CSCD 北大核心 2006年第A01期224-233,共10页
CEVSA模型是一个基于生理生态过程模拟植物-土壤-大气系统能量交换和水碳氮耦合循环及其对环境变化响应和适应的机理模型,在区域和全球尺度上得到广泛应用.尽管该模型在大尺度上已经应用大量的植被生产力,碳储量和叶面积测定以及遥... CEVSA模型是一个基于生理生态过程模拟植物-土壤-大气系统能量交换和水碳氮耦合循环及其对环境变化响应和适应的机理模型,在区域和全球尺度上得到广泛应用.尽管该模型在大尺度上已经应用大量的植被生产力,碳储量和叶面积测定以及遥感反演数据进行了验证,但还缺乏在冠层和景观尺度上对模型的机理过程(如对光合,呼吸和蒸散过程及其导致的水碳通量变化)模拟的检验.以近年来生态系统机理过程研究的最新进展为基础,对模型进行改进,应用一个亚热带针叶林水碳通量连续观测数据对模型模拟结果进行检验,并分析机理模拟与涡度相关观测得到的水碳通量与环境条件关系的差异.模型模拟的主要水碳通量季节变化特征均与观测值一致.对蒸散和土壤水分的模拟结果与观测值相近,分别解释了观测值90%和86%的变异性,但是模拟值系统偏低.模拟的年总光合碳固定(GPP)和生态系统呼吸(Re)接近于观测值,并且能够分别解释其观测值79%和88%的变异性.尽管净生态系统生产力(NEP)的模拟值(394gC/m2)也与观测值(387.15gC/m^2)接近,但是它仅能解释观测值31%的变异性.与观测值相比,模拟的NEP在冬季偏低而在夏季偏高.通过与温度、水汽压差的相关分析表明,在严重的高温和缺水胁迫条件下,模型没有准确模拟生态系统光合和呼吸过程.结果证明CEVSA模型对水碳循环的模拟与植被冠层尺度水碳通量测定结果一致,但仍然需要对极端温度和水分胁迫效应的模拟作进一步的ChinaFLUX. 展开更多
关键词 生态系统水碳通量 CEVSA模型 涡度相关测定 亚热带针叶林 CHINAFLUX
森林生态系统碳收支状况研究进展 预览 被引量:23
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作者 沈文清 马钦彦 《江西农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期 312-317,共6页
森林生态系统碳交换对全球碳平衡有着重要影响,在全球范围内得到了极大的关注,并进行了大量的研究。从森林生态系统碳通量/贮量的研究方法、碳收支状况及其自然-人文影响因素的分析,总结了森林生态系统碳循环的国内外研究成果,并... 森林生态系统碳交换对全球碳平衡有着重要影响,在全球范围内得到了极大的关注,并进行了大量的研究。从森林生态系统碳通量/贮量的研究方法、碳收支状况及其自然-人文影响因素的分析,总结了森林生态系统碳循环的国内外研究成果,并展望了未来森林生态系统碳研究的主要问题。 展开更多
关键词 森林生态系统 碳通量 碳贮量 影响因素
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中亚热带森林区通量观测的源面积探讨 预览 被引量:3
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作者 沈艳 《植物生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期 202-207,共6页
利用2002~2003年典型中亚热带森林地区(千烟洲站)通量观测资料,运行FSAM(Flux-source-area-model)解析模型初步确定该站的通量源面积.结果表明:通量源面积随测量高度、测量时间和大气稳定度变化;风向的季节变化,使得通量源面积分布方... 利用2002~2003年典型中亚热带森林地区(千烟洲站)通量观测资料,运行FSAM(Flux-source-area-model)解析模型初步确定该站的通量源面积.结果表明:通量源面积随测量高度、测量时间和大气稳定度变化;风向的季节变化,使得通量源面积分布方向也变化;该测站有足够大的风距,测量结果能代表仪器所在地的现场特征,即森林下垫面特征.另外,相同时间的风向和通量数据绘图表明:在Z/L满足模型运行要求时,通量数据几乎集中在一个方向上(随风向变化).模型结果在水平均匀湍流下得到,满足模型基本要求.在该测站中,FSAM模型只能模拟昼夜层结稳定,湍流不活跃时的通量源面积.今后重点是进一步查明森林内、外湍流特点,改进模型,使之对该测站的适用性更广. 展开更多
关键词 中亚热带 森林 通量源面积 涡动相关法 莫宁-奥布霍夫长度
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