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温室气体通量测量方法及进展 被引量:5
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作者 岳斌 余赛芬 +5 位作者 董晶晶 魏天问 袁金龙 章振 唐大为 夏海云 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第18期82-94,共13页
分析了国内外主要的温室气体通量测量方法,包括针对地球生态系统通量的测量方法和针对人为排放通量的测量方法。梳理了地基原位通量测量网络、地基和星载被动遥感技术和以激光雷达为代表的主动遥感技术的研究现状与进展,分析了当前测量... 分析了国内外主要的温室气体通量测量方法,包括针对地球生态系统通量的测量方法和针对人为排放通量的测量方法。梳理了地基原位通量测量网络、地基和星载被动遥感技术和以激光雷达为代表的主动遥感技术的研究现状与进展,分析了当前测量技术对人为碳排放的探测能力。结合国内外发展趋势,展望了为满足全球和区域人为碳排放监测的需求,需要同化原位探测与主动遥感探测数据、通过科学的卫星组网提高时空分辨率并建立不同尺度的模型。 展开更多
关键词 遥感 温室气体通量 生态系统通量 人为排放
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2015-2018年内蒙古达茂荒漠草原碳水通量观测数据集
2
作者 宋家欣 周莉 +2 位作者 周广胜 燕宇杰 张森 《中国科学数据(中英文网络版)》 CSCD 2023年第2期12-20,共9页
涡度相关技术是精确、长期连续测定生态系统的碳水通量的重要观测手段,其观测数据可为陆地生态系统碳水循环过程及机理研究、生态系统碳收支评价提供重要的数据支撑。达茂荒漠草原站(达茂站)是中国通量观测研究网络(China FLUX)成员站之... 涡度相关技术是精确、长期连续测定生态系统的碳水通量的重要观测手段,其观测数据可为陆地生态系统碳水循环过程及机理研究、生态系统碳收支评价提供重要的数据支撑。达茂荒漠草原站(达茂站)是中国通量观测研究网络(China FLUX)成员站之一,位于内蒙古自治区中部包头市境内。站区植被是我国温性荒漠草原的典型代表,主要为退化的针茅群落。达茂站长期开展基于涡度相关法的生态系统碳水通量综合观测。本数据集收集整理了达茂站2015–2018年的观测数据,严格遵循中国通量观测研究网络(China FLUX)数据处理体系,形成了标准化的生态系统CO_(2)通量、水热通量和配套气象要素数据集,包括30分钟、日、月和年尺度的数据产品。 展开更多
关键词 涡度相关 生态系统通量 碳收支 气象要素 荒漠草原
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区域尺度无人机涡动相关通量观测系统的应用研究
3
作者 孙义博 张文宇 +6 位作者 苏德 耿冰 林兴稳 陈琪婷 姜鹏翰 荆俊平 全占军 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第22期9309-9323,共15页
陆地生态系统的水热循环与碳循环是陆地表层系统中物质能量循环的核心,其中区域尺度地表水、热、碳通量的直接观测是当下陆地生态系统通量观测与模拟研究中的热点与难点。机载涡动相关方法能够直接观测区域尺度生态系统通量,基于无人机... 陆地生态系统的水热循环与碳循环是陆地表层系统中物质能量循环的核心,其中区域尺度地表水、热、碳通量的直接观测是当下陆地生态系统通量观测与模拟研究中的热点与难点。机载涡动相关方法能够直接观测区域尺度生态系统通量,基于无人机平台的涡动相关通量观测技术同时兼具了区域覆盖性与经济灵活性等优点,是机载通量观测技术的最新发展方向。在介绍机载涡动相关通量观测方法的主要技术原理、观测特点以及无人机通量观测系统组成的基础上,通过在相对均匀的区域开展无人机与地面通量观测对比试验,采用谱分析、观测结果对比以及源区分析等方式对无人机通量观测系统的性能进行了初步评价。结果表明:无人机通量观测系统能够实现对大气高频湍流信号的有效采样;无人机与地面观测的湍流通量具有较好的一致性,但是感热和CO_(2)通量出现了低估、潜热和摩擦风速出现了高估;观测平台与仪器的差异、垂直通量辐散、大气边界层条件、不同的地面源区及地表异质性的影响是造成二者差异的潜在主要因素。最后对未来研究目标进行了展望,以进一步推动该技术在相关领域中的应用。 展开更多
关键词 生态系统通量 涡动相关方法 无人机 区域尺度
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中国陆地生态系统碳收支集成研究的e-Science系统构建 被引量:7
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作者 何洪林 张黎 +3 位作者 黎建辉 周园春 任小丽 于贵瑞 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期246-254,共9页
全球/区域生态系统碳循环研究具有多台站联网观测、多源异构数据、多模型综合分析、跨领域科学家协同工作等特点。以中国陆地生态系统通量观测研究网络(ChinaFLUX)为基础平台,论述建立碳循环科研信息化环境(e-Carbon Science)的迫切性,... 全球/区域生态系统碳循环研究具有多台站联网观测、多源异构数据、多模型综合分析、跨领域科学家协同工作等特点。以中国陆地生态系统通量观测研究网络(ChinaFLUX)为基础平台,论述建立碳循环科研信息化环境(e-Carbon Science)的迫切性,系统阐述e-Carbon Science的目标、组成、关键技术及研究进展,构建了由"四环境(碳循环数据集成与服务环境、模型模拟环境、可视化分析环境、科研协同工作环境)、三系统(站点、区域、全国尺度陆地生态系统碳收支评估应用系统)"组成的ChinaFLUX e-Carbon Science,形成ChinaFLUX通量数据采集—传输—存储—管理—处理—可视化—共享服务的一体化系统,实现不同尺度的碳收支快速评估与模拟,支撑并促进我国陆地生态系统碳循环研究和生态信息学发展,对我国野外台站网络信息化起到引领和示范作用。 展开更多
关键词 生态系统碳收支 科研信息化环境 陆地生态系统 中国陆地生态系统通量观测研究网络 中国生态系统研究网络
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基于Web Service和科学工作流技术的碳通量数据处理系统实现研究 被引量:4
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作者 刘敏 何洪林 +3 位作者 吴楠 王晓锋 孙晓敏 于贵瑞 《科研信息化技术与应用》 2013年第2期50-58,共9页
涡度相关技术获取的碳通量观测数据,数据量较大,处理过程复杂。碳通量数据处理工作存在过程繁琐,处理过程费时,开发软件推广困难,处理算法的更新、重组和共享不易实现的问题。Web Service和科学工作流技术的发展为科学家整合数据资源和... 涡度相关技术获取的碳通量观测数据,数据量较大,处理过程复杂。碳通量数据处理工作存在过程繁琐,处理过程费时,开发软件推广困难,处理算法的更新、重组和共享不易实现的问题。Web Service和科学工作流技术的发展为科学家整合数据资源和数据方法,实现算法资源的共享和重用、自动化计算提供了一个较好的平台。本文基于中国陆地生态系统通量观测研究网络(ChinaFLUX)通量数据处理系统,通过集成目前主流的碳通量数据处理方法,利用Web Service构建通量数据处理算法库,以Taverna科学工作流系统为平台,构建了碳通量数据处理系统架构。以ChinaFLUX长白山森林生态系统2003年30min碳通量观测资料为实验数据,测试了该系统实际应用的可行性和有效性。结果显示基于Web Service和科学工作流技术的碳通量数据处理系统可实现碳通量数据处理方法的共享和重用及通量数据的自动化计算;可为解决目前碳通量计算过程繁琐、开发平台不一致、处理过程复杂的问题提供参考。 展开更多
关键词 Web SERVICE 科学工作流 Taverna 通量 中国陆地生态系统通量观测研究网络
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基于SOA架构的碳通量数据在线处理系统开发与应用 被引量:1
6
作者 任小丽 何洪林 +2 位作者 王晓锋 刘宝付 张黎 《科研信息化技术与应用》 2017年第5期26-35,共10页
涡度相关技术是目前CO2通量观测使用较为广泛的方法,由于环境和气象条件等问题观测数据经常有异常或缺失,因此观测数据在使用之前需要进行一系列的校正等处理工作。中国陆地生态系统通量观测研究网络(China FLUX)结合国内外相关研究,制... 涡度相关技术是目前CO2通量观测使用较为广泛的方法,由于环境和气象条件等问题观测数据经常有异常或缺失,因此观测数据在使用之前需要进行一系列的校正等处理工作。中国陆地生态系统通量观测研究网络(China FLUX)结合国内外相关研究,制定了一套30 min CO2通量数据处理流程,主要步骤包括数据质量控制、缺失数据插补及分解和统计;并开发了China FLUX桌面版通量数据处理系统,解决了传统通量观测数据处理工作中存在的处理过程繁琐、方法不统一、处理不及时等问题。但该系统自身也有一些局限性,例如用户需在本地安装客户端程序,若系统更新则需相应升级,且系统运行效率依赖于用户的软硬件平台等。为了尝试解决这些问题,本文基于面向服务的体系架构(SOA,Service-Oriented Architecture)和Web Service技术,设计并开发了便于共享、即时可用的通量数据在线处理系统,实现了不依赖于操作系统和软件平台的方便、快捷的在线通量处理,用户只需一个Web浏览器即可随时随地在线处理通量数据。本研究成功地将SOA架构应用到了China FLUX通量数据处理业务上,解决了桌面版通量数据处理系统存在的问题。 展开更多
关键词 涡度相关技术 通量 中国陆地生态系统通量观测研究网络 面向服务的体系架构 WEB服务
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青藏高原东缘高寒草甸生态系统碳通量变化特征及其影响因素 被引量:37
7
作者 王海波 马明国 +4 位作者 王旭峰 谭俊磊 耿丽英 于文凭 家淑珍 《干旱区资源与环境》 CSSCI CSCD 北大核心 2014年第6期50-56,共7页
利用涡动相关技术对青藏高原东缘阿柔的碳通量进行了连续观测,定量分析了高寒草甸碳通量的变化特征及其影响因素。结果表明:1)阿柔草甸碳通量的日变化基本呈现单峰曲线,吸收峰值出现在正午前后,晚间为碳排放。碳通量的日变化具有较大的... 利用涡动相关技术对青藏高原东缘阿柔的碳通量进行了连续观测,定量分析了高寒草甸碳通量的变化特征及其影响因素。结果表明:1)阿柔草甸碳通量的日变化基本呈现单峰曲线,吸收峰值出现在正午前后,晚间为碳排放。碳通量的日变化具有较大的季节差异,生长季变化幅度大,非生长季变化幅度小;2)阿柔草甸碳通量的变化受到辐射、土壤温度及昼夜温差等环境因子的影响。青藏高原生长季辐射强,雨热同期,有利于高寒草甸的碳累积,夜间低温和非生长季的低温也减弱了碳排放;3)阿柔高寒草甸的碳吸收量为156.0g/m2/year,碳汇功能明显。它的平均Q10为3.28,高于低海拔草地生态系统Q10,说明青藏高原高寒草甸生态系统呼吸对温度上升的反应更为敏感,具有较大的碳释放潜能。 展开更多
关键词 生态系统通量 高寒草甸 涡度相关技术 生态系统碳平衡 青藏高原
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黄河三角洲芦苇湿地生态系统碳通量动态特征及其影响因素 被引量:11
8
作者 王永志 刘胜林 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期949-956,共8页
利用涡度相关法,对黄河三角洲芦苇湿地生态系统进行了连续2年的通量观测,分析了2017-2018年生长季芦苇湿地生态系统碳交换量(NEE)及其影响因素,为区域的碳收支预算和为全球碳循环模型的进一步完善提供理论基础。结果表明,在季节尺度上,... 利用涡度相关法,对黄河三角洲芦苇湿地生态系统进行了连续2年的通量观测,分析了2017-2018年生长季芦苇湿地生态系统碳交换量(NEE)及其影响因素,为区域的碳收支预算和为全球碳循环模型的进一步完善提供理论基础。结果表明,在季节尺度上,芦苇湿地生长季具有明显的碳汇功能,生态系统呼吸(R_(s))随着月份的增加呈倒“V”型变化特征,在8月达到最高;生态系统碳交换(NEE)和生态系统总初级生产力(GPP)随着月份的增加呈“V”型变化特征。2018年不同月份生态系统碳交换(NEE)、生态系统总初级生产力(GPP)、生态系统呼吸(R_(s))均高于2017年,局部有所差异,其变化趋势与2017年总体保持一致。在日尺度上,2017-2018年芦苇湿地NEE日变化特征表现为两个CO_(2)吸收高峰,分别出现在11:00和16:00左右,其特点是在午间出现了碳交换通量的降低,CO_(2)排放的日最大值两个生长季均出现在8月。2017-2018年NEE_(night)随着月份的增加呈倒“V”型变化特征,在8月达到最高;而NEE_(total)和NEE_(day)随着月份的增加呈“V”型变化特征,在8月达到最高,局部有所差异。芦苇湿地生态系统的CO_(2)交换受到光合有效辐射(PAR)、土壤温度(t_(s))和土壤体积含水量(T_(a))的共同影响,生长季NEE通量与5 cm土壤温度和土壤湿度呈显著或极显著的指数关系(P<0.05,P<0.01),同时生长季NEE通量与5 cm土壤温度和土壤湿度的R^(2)均高于NEE通量与10 cm土壤温度和土壤湿度的R^(2),由此说明5 cm土壤温度和湿度能够更好的指示NEE通量的变化。 展开更多
关键词 黄河三角洲 芦苇湿地 涡度相关 生态系统通量
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不同载畜率和模拟降水对短花针茅荒漠草原生态系统碳交换的影响 被引量:3
9
作者 宋晓辉 王悦骅 +3 位作者 王占文 闫宝龙 韩国栋 王忠武 《草原与草坪》 CAS CSCD 2019年第6期89-93,共5页
为探究不同载畜率和降水对荒漠草原生态系统碳交换产生的影响,采用Li-6400便携式光合仪和密闭式箱法于2016年生长季测定净生态系统碳交换,生态系统呼吸和总生态系统生产力。结果表明:在不同载畜率和降水的处理下,净生态系统碳交换都呈... 为探究不同载畜率和降水对荒漠草原生态系统碳交换产生的影响,采用Li-6400便携式光合仪和密闭式箱法于2016年生长季测定净生态系统碳交换,生态系统呼吸和总生态系统生产力。结果表明:在不同载畜率和降水的处理下,净生态系统碳交换都呈现碳吸收状态;在重度放牧情况下,增水100%处理下的总生态系统生产力显著高出减水50%、自然降水和增水50%处理(P<0.05);在自然降水和增水50%处理下,净生态系统碳交换,生态系统呼吸通量和总生态系统生产力在不放牧和重度放牧之间存在显著差异(P<0.05)。试验证明,载畜率的增加显著降低了生态系统碳交换,模拟降水初期对生态系统碳交换变化不明显。 展开更多
关键词 荒漠草原 载畜率 生态系统碳交换 生态系统呼吸通量 生态系统生产力
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模拟降水对荒漠草原生态系统碳交换的影响 被引量:1
10
作者 崔媛媛 白柳 +5 位作者 王梓晗 赵宏宇 宝音贺西格 李治国 韩国栋 王忠武 《草业科学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期3-9,共7页
全球降水格局的改变势必会影响陆地生态系统的各项功能,而草地碳汇功能对水分的变化极为敏感。为探究不同降水梯度对生态系统碳交换产生的影响,于内蒙古四子王旗荒漠草原设置模拟降水试验(减水50%、自然降水、增水50%和增水100%),在2017... 全球降水格局的改变势必会影响陆地生态系统的各项功能,而草地碳汇功能对水分的变化极为敏感。为探究不同降水梯度对生态系统碳交换产生的影响,于内蒙古四子王旗荒漠草原设置模拟降水试验(减水50%、自然降水、增水50%和增水100%),在2017年5月至9月,每隔15 d采用Li-6400便携式光合仪和密闭式箱法测定生态系统净碳交换(NEE)、生态系统呼吸(ER)和总生态系统生产力(GEP)。结果表明:1)增水处理显著增加了土壤含水量、地上生物量(P<0.05),显著降低了10 cm土层温度(P<0.05)。2)在减水50%处理下,荒漠草原表现为碳源,自然降水、增水50%、增水100%处理下,荒漠草原表现为碳汇(P<0.05)。随降水量增大,ER、GEP显著增大(P<0.05),GEP对水分的敏感性大于ER。3)NEE与土壤温度的相关系数最大,ER、GEP与地上生物量的相关系数最大。通过该研究可以得出,水分通过增加地上生物量、降低土壤温度促进荒漠草原固碳能力。 展开更多
关键词 降水梯度 土壤含水量 土壤温度 地上生物量 生态系统净碳交换 生态系统呼吸通量 生态系统生产力
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黄河流域不同湿地生态系统土壤呼吸和碳储量 被引量:3
11
作者 赵淑芳 胡尧 《北方园艺》 CAS 北大核心 2021年第16期94-101,共8页
以黄河流域湿地保护区为研究对象,采用涡度相关法,对黄河流域不同湿地生态系统呼吸通量观测,并测定了不同湿地植被碳储量和土壤碳储量,探讨了不同湿地生态系统碳储量与呼吸的关系,探究湿地碳循作用机理,以期为保护湿地生态系统提供参考... 以黄河流域湿地保护区为研究对象,采用涡度相关法,对黄河流域不同湿地生态系统呼吸通量观测,并测定了不同湿地植被碳储量和土壤碳储量,探讨了不同湿地生态系统碳储量与呼吸的关系,探究湿地碳循作用机理,以期为保护湿地生态系统提供参考依据。结果表明:在季节尺度上,黄河流域不同湿地植被生长季具有明显的碳汇功能,生态系统呼吸(Rs)随着月份的增加呈倒"V"型变化特征;生态系统碳交换(NEE)和生态系统总初级生产力(GPP)随着月份的增加呈"V"型变化特征,在8月达到最大。不同湿地植被生物量与碳储量的分布基本一致,其中地上生物量高于地下生物量;植被碳储量大致表现为芦苇群落>苔草群落>水蓼群落>荫草群落,其中不同湿地群落植被碳储量差异均显著(P<0.05)。土壤有机碳含量和有机碳储量均呈一致的变化规律,其中以表层土壤最高,随土壤深度的增加逐渐降低,其中20~40 cm以下土壤有机碳含量变化范围相对较小;80~100 cm土壤有机碳含量最低。土壤有机碳储量和植被碳储量与生态系统碳呼吸呈显著或极显著正相关;GPP和PAR与植被碳和有机碳储量没有显著的相关性,PAR与有机碳和有机碳储量呈负相关;从相关系数绝对值来看,与土壤有机碳储量的相关系数高于植被碳储量的相关系数,并且芦苇群落、苔草群落的相关系数绝对值高于水蓼群落、荫草群落。土壤有机碳储量和植被碳储量对NEE的路径系数分别为0.52和0.43,表明土壤有机碳储量和植被碳储量直接影响黄河流域芦苇湿地NEE通量,而Rs对NEE通量起到间接的影响作用;此外,光合有效辐射与NEE呈显著负相关关系,即随着PAR的增强,芦苇湿地生态系统的固碳能力在逐渐增强。由此说明土壤有机碳储量能够更好的指示NEE通量的变化。 展开更多
关键词 黄河流域 湿地 涡度相关 生态系统通量 碳储量
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青藏高原高寒草甸不同海拔梯度上增温和优势植物物种去除对生态系统碳通量的影响 被引量:3
12
作者 王安阔 王娓 曾辉 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期299-309,共11页
在青藏高原高寒草甸的两个海拔梯度(3200 m和4000 m)上开展实验,研究增温和优势植物物种去除对净生态系统CO_2交换量(NEE)、生态系统呼吸(ER)和生态系统总初级生产力(GEP)的影响。结果表明:在2017年生长季,两个海拔的GEP均高于ER,表明... 在青藏高原高寒草甸的两个海拔梯度(3200 m和4000 m)上开展实验,研究增温和优势植物物种去除对净生态系统CO_2交换量(NEE)、生态系统呼吸(ER)和生态系统总初级生产力(GEP)的影响。结果表明:在2017年生长季,两个海拔的GEP均高于ER,表明这两个生态系统在生长季均表现为碳汇。低海拔(3200 m)的增温对生态系统C通量没有显著的作用,原因可能是增温引起的水分限制。在较湿润的高海拔(4000 m)地区,增温显著提高了生态系统C通量,平均而言,增温引起的GEP增加量(2.30 mg CO_2/(m^2·s))高于ER (0.62mg CO2/(m^2·s)),导致NEE增加。两个海拔优势植物物种的去除对生态系统C通量均没有显著的作用,原因可能是剩余物种的补偿作用,因为去除处理对两个海拔的地上生物量(AGB)和地下生物量(BGB)的影响都不显著。增温和优势物种去除对两个海拔生态系统C通量没有显著的交互作用。研究结果揭示土壤湿度在调节高寒草甸生态系统C通量对气候变暖响应方面的重要性,单一优势植物物种的去除可能不会对物种丰富的生态系统C通量产生较大的影响。 展开更多
关键词 高寒草甸 增温 优势物种去除 海拔梯度 生态系统通量
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地膜覆盖和施氮对菜地CO_(2)通量的影响 被引量:1
13
作者 涂婷婷 江长胜 +4 位作者 胡曼利 陈鑫童 胡剑 熊艳芳 郝庆菊 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期4720-4730,共11页
为了探讨地膜覆盖和不同施氮处理对菜地生态系统CO_(2)净交换通量(Net CO_(2)Ecosystem Exchange,简称NEE)、生态系统呼吸通量(Ecosystem Respiration,简称ER)及总初级生产力(Gross Primary Productivity,简称GPP)的影响,以辣椒⁃萝卜轮... 为了探讨地膜覆盖和不同施氮处理对菜地生态系统CO_(2)净交换通量(Net CO_(2)Ecosystem Exchange,简称NEE)、生态系统呼吸通量(Ecosystem Respiration,简称ER)及总初级生产力(Gross Primary Productivity,简称GPP)的影响,以辣椒⁃萝卜轮作菜地为研究对象,采用静态明/暗箱⁃气相色谱法,进行了为期1 a(2014年5月—2015年4月)的田间原位观测.试验设置8个处理,分别为常规无氮(CN0)、覆膜无氮(MN0)、常规低氮(CN1)、覆膜低氮(MN1)、常规中氮(CN2)、覆膜中氮(MN2)、常规高氮(CN3)、覆膜高氮(MN3).结果表明,辣椒季累积NEE最大值分别为CN3和MN3处理下的-30.96和-29.83 t·hm^(-2),累积ER排放量最大值分别为CN1和MN1处理下的40.18和39.16 t·hm^(-2),累积GPP最大值分别为CN3和MN3处理下的70.60和68.61 t·hm^(-2);萝卜季累积NEE最大值分别为CN3和MN3处理下的-22.25和-24.88 t·hm^(-2),累积ER排放量最大值分别为CN2和MN2处理下的17.00和19.43 t·hm^(-2),累积GPP最大值分别为CN3和MN3处理下的37.92和43.80 t·hm^(-2).在两个生长季中,覆膜及覆膜和施氮的交互作用只对辣椒季中ER有显著影响,对于NEE和GPP均无显著影响(p>0.05);施氮显著提高了菜地生态系统NEE和GPP而降低了辣椒季ER(p<0.05),并且这种增加或降低效应随着施氮量的提高而逐渐增强.本研究中菜地呈现碳汇并随着施氮水平的提高碳汇逐渐增强,而覆膜对CO_(2)固定无显著影响,表明常规高氮的农田管理措施能够提高西南地区代表性的辣椒⁃萝卜轮作菜地的固碳潜力,对该地区农田生态系统碳的源/汇功能具有一定的参考意义. 展开更多
关键词 地膜覆盖 施氮 CO_(2)净交换通量 生态系统呼吸通量 总初级生产力
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模拟降水和不同载畜率对荒漠草原生态系统碳交换的影响
14
作者 崔媛媛 白柳 +5 位作者 王梓晗 赵宏宇 宝音贺西格 李治国 韩国栋 王忠武 《畜牧与饲料科学》 2021年第6期50-55,62,共7页
[目的]探究不同降水梯度和不同载畜率对生态系统碳交换的影响。[方法]试验依托内蒙古乌兰察布市四子王旗短花针茅荒漠草原不同载畜率(对照、低载畜率、中载畜率、高载畜率)平台,增设模拟降水试验(减水50%、自然降水、增水50%、增水100%... [目的]探究不同降水梯度和不同载畜率对生态系统碳交换的影响。[方法]试验依托内蒙古乌兰察布市四子王旗短花针茅荒漠草原不同载畜率(对照、低载畜率、中载畜率、高载畜率)平台,增设模拟降水试验(减水50%、自然降水、增水50%、增水100%)。在2017年植物生长季,采用Li-6400便携式光合仪和密闭式箱法测定生态系统净碳交换(net ecosystem carbon exchange,NEE)、生态系统呼吸(ecosystem respiration,ER)和生态系统总初级生产力(gross ecosystem productivity,GEP)对不同降水梯度和不同载畜率的响应。[结果]①降水单因素处理对NEE、ER、GEP均产生极显著(P<0.001)影响。②高载畜率处理的ER显著(P<0.05)低于对照处理。③降水与载畜率的交互作用只对GEP产生显著(P<0.05)影响。相同载畜率处理下,降水量的增加对NEE、ER、GEP均有促进作用;相同降水处理下,对照区的ER、GEP显著(P<0.05)高于高载畜率区。ER、GEP在低载畜率条件下与土壤体积含水量的线性回归模型斜率的绝对值最大。[结论]随着土壤含水量的增加,NEE、ER、GEP呈显著增加的趋势;随着载畜率的增加,ER显著降低,降水与载畜率的交互作用只对GEP产生显著影响,尽管水分的增加促进生态系统碳交换,但中、高载畜率条件下荒漠草原生态系统碳交换对土壤水分变化的敏感性减少。 展开更多
关键词 降水 载畜率 生态系统净碳交换 生态系统呼吸通量 生态系统总初级生产力
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亚热带城市高温对城市生态系统碳通量的抑制作用研究
15
作者 项子源 王钧 王伟民 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2020年第9期1810-1821,共12页
全球变暖对生态系统碳循环的影响研究是全球碳循环研究领域的热点话题,但城市热环境变化对城市生态系统碳通量影响的研究案例较少。使用经过参数本地化的植被光合作用与呼吸模型(VPRM,Vegetation Photosynthesis and Respiration Model)... 全球变暖对生态系统碳循环的影响研究是全球碳循环研究领域的热点话题,但城市热环境变化对城市生态系统碳通量影响的研究案例较少。使用经过参数本地化的植被光合作用与呼吸模型(VPRM,Vegetation Photosynthesis and Respiration Model),分析2018年亚热带城市深圳高温对生态系统碳通量的影响。结果表明,(1)研究区高温对植被生长的抑制作用较为明显。当气温超过31℃或32℃以后,植被总初级生产力(GPP,Gross Primary Production)和净生态系统交换量(NEE,Net Ecosystem Exchange)均出现明显下降趋势。(2)城区站点的高温抑制现象比郊区站点出现更为频繁。2018年城区站点出现植被高温抑制的天数(平均82 d)显著高于郊区站点(平均56 d)。出现高温抑制的时间主要是夏秋季节,冬春季节由于多数情况没有达到热抑制温度阈值,研究区气温升高对植被生长具有促进作用。(3)高温抑制作用对GPP和NEE的季节变化有明显影响,其通量强度季节排序分别为:夏季>春季>秋季>冬季和春季>夏季>秋季>冬季。生态系统呼吸(Reco,Ecosystem Respiration)则表现为随着温度升高而增强,即夏季>秋季>春季>冬季。以上研究结果意味着未来全球变暖将有可能对热带、亚热带地区的生态系统碳通量造成显著影响,导致这些地区生态系统碳汇被削弱。 展开更多
关键词 高温抑制 生态系统通量 亚热带城市 植被光合呼吸模型
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长江三角洲地区净生态系统二氧化碳通量及浓度的数值模拟 被引量:7
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作者 刁一伟 黄建平 +2 位作者 刘诚 崔健 刘寿东 《大气科学》 CSCD 北大核心 2015年第5期849-860,共12页
净生态系统碳通量(NEE)的计算对于准确模拟区域碳通量和大气CO2浓度的时空变化至关重要。本文利用中尺度大气—温室气体耦合模式WRF-GHG(Weather Research and Forecasting Model with Greenhouse Gases Module),对2010年7月28日至... 净生态系统碳通量(NEE)的计算对于准确模拟区域碳通量和大气CO2浓度的时空变化至关重要。本文利用中尺度大气—温室气体耦合模式WRF-GHG(Weather Research and Forecasting Model with Greenhouse Gases Module),对2010年7月28日至2010年8月2日期间影响长江三角洲地区大气CO2浓度及时空分布的各种过程进行了详尽模拟。结果表明,植被光合呼吸模型(VPRM)能模拟不同植被下垫面 NEE 的日变化;WRF-GHG模拟的大气CO2浓度日变化与观测相吻合,但低估了大气CO2浓度5~15 ppm(ppm表示10?6),这可能与人为排放源的低估、VPRM参数的不确定性以及气象场模拟的不准确性有关。太湖和植被覆盖较好的地区如浙江北部山区是该地区的主要碳汇,而城市为CO2的主要排放源。太湖和陆地生态系统对区域内碳循环起到一定的调节作用,减缓区域大气 CO2浓度的升高。此外,局地气象条件如湖陆风对太湖周边地区大气 CO2浓度有显著影响。 展开更多
关键词 长江三角洲 WRF-GHG耦合模式 二氧化碳浓度 生态系统通量
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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:3
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作者 顾峰雪 曹明奎 +2 位作者 温学发 刘允芬 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感... 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(394 gC/m2)也与观测值(387.15 gC/m2)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
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不同陆地生态系统碳通量对GEOS-Chem模型模拟全球CO2浓度的影响
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作者 张珊 田向军 +3 位作者 陈权亮 韩锐 张洪芹 张璐 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2019年第5期552-566,共15页
大气中CO2含量的增加速率已经超过了自然界所能吸收的速度,并逐步影响到全球气候变暖。利用模型模拟分析已经成为一个重要的工具用以深入对碳循环的理解。本文使用2008~2010年的生物模型SiB3(Simple Biosphere version 3)与优化后的CT20... 大气中CO2含量的增加速率已经超过了自然界所能吸收的速度,并逐步影响到全球气候变暖。利用模型模拟分析已经成为一个重要的工具用以深入对碳循环的理解。本文使用2008~2010年的生物模型SiB3(Simple Biosphere version 3)与优化后的CT2016(Carbon Tracker 2016)陆地生态系统碳通量驱动GEOS-Chem大气化学传输模型模拟全球CO2浓度。通过分析模拟CO2浓度的空间分布与季节变化,加深对全球碳源汇分布特点的理解,探究陆地生态系统碳通量不确定性对模拟结果的影响,进而认识陆地生态系统碳通量反演精度提升的重要性。SiB3与优化后的CT2016陆地生态系统碳通量都具有明显的季节变化,但在欧洲地区碳源汇的表现相反,其全球总量与空间分布也存在极大的不确定性。模拟CO2浓度结果表明:在人为活动较少地区,陆地生态系统碳通量对近地面CO2浓度空间分布起主导作用,尤其在南半球和欧洲地区模拟浓度有明显差异,且两种模拟结果的季节差异依赖于陆地生态系统碳通量的季节变化。将模拟结果与9个观测站点资料进行对比,以期选用合适的陆地生态系统碳通量来提升GEOS-Chem模拟CO2浓度的精度。实验结果表明:两种模拟结果均能较好的模拟CO2浓度的季节变化及其峰谷值,但CT2016模拟的CO2浓度在多数站点处更接近观测资料,模拟准确性更高。 展开更多
关键词 陆地生态系统通量 全球碳源汇 GEOS-Chem模型 CO2浓度
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基于遥感和通量观测数据的生态系统净碳交换估算
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作者 牟苏斌 《现代信息科技》 2020年第15期21-23,共3页
大规模人类活动对生态系统造成巨大的影响,改变了其固有的碳收支平衡,引发了一系列全球环境问题,因此碳循环得到了普遍的关注,而陆地生态系统的碳循环更是其中的核心研究之一。研究选取了东亚的三个森林站点,基于MODIS遥感影像和通量观... 大规模人类活动对生态系统造成巨大的影响,改变了其固有的碳收支平衡,引发了一系列全球环境问题,因此碳循环得到了普遍的关注,而陆地生态系统的碳循环更是其中的核心研究之一。研究选取了东亚的三个森林站点,基于MODIS遥感影像和通量观测数据,利用回归统计模型对生态系统净碳通量进行估算,分析并评价模型的精度,验证该基于遥感数据的统计模型在东亚森林生态系统的适用性。 展开更多
关键词 MODIS 生态系统净碳通量 回归统计模型
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