中国科学院战略性先导科技专项(XDA05050601)
- 作品数：27 被引量：522H指数：13
- 相关作者：王秋凤刘庆生于贵瑞刘高焕张朝忙更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学院大学华中农业大学更多>>
- 发文基金：中国科学院战略性先导科技专项国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：农业科学天文地球生物学环境科学与工程更多>>
- 植被类型变化对长白山森林土壤碳矿化及其温度敏感性的影响被引量：18
- 2013年
- 土壤有机质是陆地生态系统最大的碳库,土壤有机质分解速率及其温度敏感性对生态系统碳循环及其碳汇功能具有重要影响。为揭示植被类型变化对森林土壤有机质分解的影响,以长白山针阔混交林的原生林和次生林为研究对象,分别将土壤在不同水分(30%、60%和90%土壤饱和含水量(SSM))和不同温度(5、10、15、20、25和30℃)下培养,在为期56 d的培养期内分9次测定土壤碳矿化速率。实验结果表明:植被类型、培养温度和水分对土壤碳矿化速率具有显著影响,且三者间存在显著的交互效应(P<0.001)。次生林土壤碳矿化累积量显著高于原生林(P<0.05),在90%SSM和温度30℃培养状况下分别为346.41μgC/g和241.01μgC/g。包含温度和水分的双因素模型可很好地拟合土壤碳矿化速率的变化,温度和水分可共同解释土壤碳矿化速率的82.7%—95.9%变异。次生林土壤碳矿化温度敏感性(Q10)显著高于原生林;水分对温度敏感性的影响较复杂,次生林在60%SSM最高,而原生林在90%SSM最高。总之,原生林遭砍伐后将会加速土壤有机质的分解,从而降低土壤有机质含量;另外,根据Q10值可以预测次生林土壤有机质的分解速率对全球变暖反映更明显。
- 王丹吕瑜良徐丽何秀徐志伟赵宁王瑞丽何念鹏
- 关键词：水分土壤呼吸土壤有机质温度敏感性
- 玉米农田生态系统水碳通量日变化特征研究被引量：4
- 2016年
- 农田生态系统作为陆地生态系统的重要组成部分,研究其CO_2通量和水汽通量的变化特征对于探讨整个陆地生态系统的碳、水循环具有重要的意义。笔者采用涡度相关系统测定了晴天条件下夏玉米农田生态系统抽穗期的水碳通量,分析其日变化特征。研究结果表明:(1)农田生态系统CO_2通量随着光合有效辐射的增强而增大,用米氏方程拟合达到极显著水平,最大潜在碳通量为3.63398 mg/(m^2·s);(2)CO_2通量上午和下午没有明显的差异,不存在气孔抑制现象;(3)水汽通量随着光合有效辐射的增强而增大,但下午的水汽通量显著大于上午,其原因在于下午的饱和水汽压差远远大于上午,造成下午的蒸腾和蒸发更大;(4)冠层导度随时间的推移基本呈减小的趋势,到11:00左右基本保持恒定,到14:00左右随着光合有效辐射越来越弱,冠层导度逐渐减小,造成这一结果的原因可能是露水蒸发引起上午冠层导度被高估。
- 曹元元王娟王建林
- 关键词：玉米农田水汽通量CO2通量日变化
- 基于分数阶导数的天气和气候要素时间序列关系分析被引量：1
- 2018年
- 天气和气候要素时间序列特征及关系的研究,对于提高极端天气和极端气候事件影响的认识,以及提高模拟及预报预测极端天气气候事件,都会起到积极的作用。利用沈阳市1951~2010年的日平均气温资料,经处理后得到不同时间尺度(日、月和年)的平均气温距平时间序列,分别代表着平均气温距平的时间序列和气候序列,运用自相关函数和归一化概率密度函数分析了上述时间序列的自相关性和概率密度函数的长尾特征,在此基础上,利用二阶结构函数建立了月、年平均气温距平与日平均气温距平的分数阶导数关系,即气候时间序列和天气时间序列之间的分数阶导数关系。研究结果表明:沈阳日、月、年平均气温距平时间序列分别呈现出无记忆性、短期记忆性和长期记忆性的特征;相比日、月平均气温距平序列,年平均气温距平序列的归一化概率密度函数呈现出明显的长尾特征,意味着气候极端事件发生的概率要大于天气极端事件发生的概率。这些结果表明,月、年平均气温距平序列(气候要素时间序列)与日平均气温距平序列(天气要素时间序列)之间存在着分数阶导数关系,计算出相应的导数阶数分别为0.524和0.83。
- 黄荟羽张琳王若男宫诏健李大为刘利民
- 关键词：分数阶导数
- 中国区域陆地生态系统土壤呼吸碳排放及其空间格局——基于通量观测的地学统计评估被引量：27
- 2012年
- 土壤呼吸是陆地生态系统通过根系呼吸和微生物呼吸向大气中释放CO2的过程。研究土壤呼吸的时空格局,将有助于构建区域尺度土壤呼吸定量评价模型,也可提高预测未来气候变化情境下的典型生态系统、区域以及全球尺度碳平衡状况的能力。本文整合了中国区域土壤呼吸的主要研究成果,分析了温度敏感性(Q10)和土壤呼吸(Rs)的统计特征和区域差异,定量评价了中国区域Rs的时空格局及其在中国和全球碳平衡中的作用。通过以上分析本文得出以下主要结论:①不同生态系统类型的土壤呼吸的Q10表现为森林>农田>草地,气候越寒冷,土壤呼吸Q10越大,并且中国区域的Q10值相对于其他国家偏低;②Rs具有明显的季节变异,不同生态系统类型的Rs表现为森林>农田>草地,并且,中国区域Rs低于全球Rs;③月尺度上Rs随着经纬度发生明显的季节变异,随着经度的增加,Rs的季节变幅也逐渐增加;④1995-2004年中国区域Rs的年总量的平均值为3.84 PgC,占全球土壤CO2排放的比例4.78%。
- 展小云于贵瑞郑泽梅王秋凤
- 关键词：土壤呼吸温度敏感性陆地生态系统
- 中国陆地生态系统净初级生产力变化特征——基于过程模型和遥感模型的评估结果被引量：44
- 2012年
- 净初级生产力(NPP)作为生态系统物质与能量循环的基础,是区域和全球尺度碳循环和碳收支研究的重要组成部分。研究区域和全球尺度的净初级生产力主要依靠模型手段实现,过程和遥感模型是目前广泛使用的两种模型形式。本文搜集并整理了基于过程模型和遥感模型对我国陆地生态系统净初级生产力的模拟结果,分析了中国陆地生态系统净初级生产力的时间变化及对未来气候变化的响应特征,旨在对其进行综合评价。结果表明,中国陆地生态系统NPP平均为(2.828±0.827)PgC.a-1。1982-1998年的年际变化特征上,NPP平均每年增加0.027 PgC,年增长率为1.07%,总体上呈现在波动中逐年上升的趋势。不同植被类型的单位面积NPP总体表现为常绿阔叶林显著高于其他植被类型,但不同研究结果间变化范围很大;落叶针叶林、常绿针叶林和落叶阔叶林相差较小;农作物低于阔叶林,但高于针叶林;草地和荒漠均位于低值区,但前者显著高于后者。不同植被类型的NPP总量总体表现为农作物和草地位居前两位,两者之和高达各植被类型NPP总量之和的58.34%;除灌丛和常绿针叶林外,其余植被类型均不足总量的10%。在未来气候情景下,中国陆地生态系统NPP总体上可能表现为先增加后减小的趋势。
- 高艳妮于贵瑞张黎刘敏刘敏黄玫
- 关键词：净初级生产力遥感模型陆地生态系统
- 中国河流入海颗粒态碳通量及其变化特征被引量：16
- 2012年
- 河流是连接海洋和陆地两大碳库的纽带,其碳通量是全球碳循环的重要环节。本文以《中国河流泥沙公报》的数据为基础,就中国河流入海颗粒态碳通量及其变化特征进行分析。结果表明:1965-2005年,中国河流入海颗粒态碳通量平均为29.57 TgC.yr-1,占河流入海碳通量的42%,其中有机碳占36.02%,无机碳占63.98%,长江、黄河和珠江的颗粒态碳通量占全国河流入海颗粒态碳通量的96.25%。从2003年开始,河流入海颗粒态碳通量呈逐年递减的趋势,但颗粒态有机碳通量在河流入海颗粒态碳通量中所占的比重有所提高。2009年,全国通过河流泥沙输送到海洋中的碳仅为6.59 TgC,为1965-2005年平均输碳量的22.3%。由此可见,颗粒态碳通量在河流碳通量中占有不可忽视的地位,为了准确评估中国河流及陆地生态系统的碳收支,应对颗粒态碳通量进行细致研究。
- 朱先进于贵瑞高艳妮王秋凤
- 关键词：颗粒态有机碳通量碳循环土壤侵蚀
- 2001～2010年中国陆地生态系统农林产品利用的碳消耗的时空变异研究被引量：6
- 2014年
- 人类是陆地生态系统的重要组成部分,可以视为区域陆地生态系统的消费者,人类对陆地生态系统净初级生产力（NPP）的消耗是区域碳消耗的重要途径.量化农林产品利用的碳消耗总量（CCU）有助于准确评估生物圈与大气间的碳交换,为全球陆地生态系统的碳管理提供理论依据.基于农产品、草产品及林产品的统计数据,本研究评估了中国区域2000s人类利用农林产品引起的碳消耗总量及强度,结果表明：2001 ～ 2010年,农林产品利用的碳消耗总量为805.79TgC/a,占全国NPP总量的28.49％,最大值出现在山东、河南、广西等地.其中,农产品利用的碳消耗总量达到630.54TgC/a,最大值也出现在山东、河南和广西;草产品利用的碳消耗总量为114.90TgC/a,内蒙古、新疆和四川贡献的份额较大;林产品利用的碳消耗总量最少,仅为60.35TgC/a,主要分布在福建、浙江、湖南等地.碳消耗强度存在明显的区域差异,农林产品利用的碳消耗强度与农产品利用的碳消耗强度具有相似的空间分布,最大值均出现在山东、江苏等地;草产品利用的碳消耗强度的最大值出现在重庆、内蒙古、四川等地;林产品利用的碳消耗强度则出现在浙江、福建.中国区域农林产品利用的碳消耗总量及强度在年际间普遍呈现增大的趋势,碳消耗总量年均增加22.02TgC.本研究表明,农林产品利用的碳消耗在维持区域陆地生态系统碳平衡中起着重要作用,需要在今后予以充分重视.
- 朱先进王秋凤郑涵李轩然
- 关键词：陆地生态系统碳循环气候变化
- 我国东部地区ASTER GDEM高程精度评价被引量：14
- 2014年
- 为了解我国ASTER GDEM数据高程精度,在考虑空间分布的情况下,选取我国东部辽宁、山东、浙江和海南4个地区的平原、丘陵、山地等作为典型研究区,并以1∶5万DEM为假定真值、以1∶25万DEM为参照,通过DEM面误差可视化分析和DEM面误差信息熵模型等方法对ASTER GDEM数据的高程精度做了分析。结果表明:ASTER GDEM数据高程误差在整个地图上分布是否均匀与其高程精度高低无决定关系;在山地和丘陵地形研究区,其数据高程精度要高于SRTM DEM和1∶25万DEM。总体来看,中国东部地区ASTER GDEM数据高程精度整体上要高于SRTM DEM和1∶25万DEM,但低于1∶10万DEM。
- 张朝忙刘庆生刘高焕丁树文李贺董金发
- 关键词：信息熵数字高程模型
- SRTM 3与ASTER GDEM数据处理及应用进展被引量：62
- 2012年
- 从SRTM 3与ASTER GDEM的版本演化、质量评价、插补方法和数据应用现状等方面系统介绍了两种重要地形数据源。SRTM 3从2003年6月公开发布至今共4个重要版本,ASTER GDEM自2009年6月公开发布至今共两个重要版本;考虑数据源和数据处理技术,并辅以等高线分析、地形属性可视化、地形属性频率直方图分析等技术,认为SRTM 3和ASTER GDEM数据质量较高,在许多领域的应用中SRTM 3优于1∶25万地形图、ASTERGDEM则堪比1∶5万地形图数据。目前,SRTM 3与ASTER GDEM数据空洞及异常区域插补方法可以相互借鉴,其方法主要有两种:一是利用空缺区域周围数据直接插值;二是借助辅助数据填补空缺区域,并对接边处平滑处理。SRTM 3与ASTER GDEM目前已成功应用于水文学、工程开发、地质与灾害评估等诸多领域,提出了对两种数据进一步研究的工作展望。
- 张朝忙刘庆生刘高焕丁树文王鹏董金发
- 关键词：SRTMASTER插补方法
- 海北高寒灌丛草甸蒸散量特征被引量：14
- 2013年
- 蒸散是陆地生态系统水分循环的重要分量，研究典型生态系统的蒸散规律有助于认识水分循环过程，进而为水资源合理利用提供依据．本研究基于涡度相关法研究了2003—2011年海北高寒灌丛草甸生态系统的蒸散量变化特征及水分收支状况．结果表明：2003—2011年，研究区蒸散量的季节变化明显，最大值一般出现在生长旺季的7—8月，达4．4—5．7mm·d-1；最小值多出现在1月或12月（0．09±0．04mm·d-1）．蒸散量的年际动态明显，为451．3～681．3mm，其中，生长季占70％以上．年蒸散量与年降水量之比的平均值为1．06±0．17，表明该生态系统的年水分收支状况基本平衡，几乎所有的降水都以蒸散的形式消耗．
- 郑涵王秋凤李英年朱先进
- 关键词：蒸散涡度相关法青藏高原CHINAFLUX
