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气候和密度对刺槐径向生长和干旱脆弱性的影响 被引量：6
1
作者 管崇帆 郑京生 +5 位作者 李雅婧 张蓝霄 胡美均 张劲松 孟平 孙守家 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3261-3272,共12页
为评估气候和竞争对刺槐径向生长、抗性和弹性的影响,使用年轮气候学方法建立河南省民权和济源不同密度刺槐的生长年表,确定不同密度刺槐径向生长与气象因子的关联,利用胸高断面积增量变化获得干旱事件前后不同密度刺槐的干旱脆弱性,旨... 为评估气候和竞争对刺槐径向生长、抗性和弹性的影响,使用年轮气候学方法建立河南省民权和济源不同密度刺槐的生长年表,确定不同密度刺槐径向生长与气象因子的关联,利用胸高断面积增量变化获得干旱事件前后不同密度刺槐的干旱脆弱性,旨在确定气候和密度对刺槐径向生长和干旱脆弱性影响。结果表明:在生长前期,不同密度刺槐的径向生长无显著差异,随着树木的生长,高密度刺槐的年轮宽度和胸高断面积增量(BAI)开始显著低于低密度(P<0.05)。Pearson相关分析结果显示,生长季的标准化植被蒸散指数、降水、相对湿度、温度和饱和水汽压亏缺是影响刺槐生长的重要因素。路径分析结果显示降水和温度是年尺度上影响刺槐生长关键因素。受干旱事件的影响,刺槐的年轮宽度和BAI均下降,低密度刺槐恢复力、弹性、相对弹性均显著高于高密度(P<0.05),在第1次干旱事件发生后,不同密度刺槐均恢复生长,但无法恢复到干旱前的生长水平。在多次干旱事件后,高密度刺槐相对弹性趋于或小于0,表明受多次干旱影响,其生长不能恢复到干旱前水平。随着时间的推移,济源刺槐在经历3次干旱后仍保留一定的弹性,但民权高密度刺槐在第2次干旱事件后相对弹性出现丧失,在未来干旱中其死亡风险增加。研究结果为研究气候对暖温带刺槐生长的影响提供了重要见解,并为密度影响下的刺槐恢复力和弹性研究提供了新视角。 展开更多
关键词 刺槐 密度 径向生长 气候响应 干旱脆弱性
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2001—2019年太行山南麓栓皮栎人工林叶面积指数与气候因子的关系 被引量：2
2
作者 黄辉 郑昌玲 +3 位作者 孟平 张劲松 同小娟 程向芬 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1646-1654,共9页
栓皮栎(Quercus variabilis)是我国天然分布最广的树种之一,太行山南麓属我国林业工程重点区域,对气候变化较敏感,研究该地区栓皮栎人工林叶面积指数(LAI)与气候因子的关系对我国林业生态工程建设、温带森林碳汇功能评估有重要意义。依... 栓皮栎(Quercus variabilis)是我国天然分布最广的树种之一,太行山南麓属我国林业工程重点区域,对气候变化较敏感,研究该地区栓皮栎人工林叶面积指数(LAI)与气候因子的关系对我国林业生态工程建设、温带森林碳汇功能评估有重要意义。依托河南黄河小浪底地球关键带国家野外科学观测研究站,利用LAI实测数据对2001—2019年基于MODIS地表反射率反演的LAI产品进行校正,分析了近19年来太行山南麓的气候变化趋势,以及40年生栓皮栎-刺槐-侧柏混交人工林LAI的变化特征及其与气候因子的关系。结果表明:2001—2019年实验区气候为变暖、变湿润趋势,气温升高温变化率为0.70℃/10a,生长季增温高于非生长季,生长季和非生长季降水量分别为增加和减少趋势。近10年来气候暖湿化趋势加快,高温天气发生的频率和强度增加。实验区栓皮栎混交人工林LAI为增加趋势,近19年平均值为2.09,增长率为0.21/10a,近熟林时期LAI增长率低于中龄林时期。气温是影响LAI季节和年际变异的主导气候因子,降水量主要影响LAI的季节变异。近熟林时期高温天气超过35 d的年份LAI比上一年度减小。 展开更多
关键词 气候因子 叶面积指数 高温 气候变化 栓皮栎
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太行山南麓蒸发皿蒸发量的变化特征及影响因子——以济源站为例 被引量：2
3
作者 黄辉 郑昌玲 +1 位作者 张劲松 孟平 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2023年第5期90-98,共9页
蒸发皿蒸发量(PE)是估算陆地蒸发量及农业水资源管理的重要参数之一。太行山南麓是我国黄河重点生态区的重要组分,研究该区域蒸发皿蒸发量的变化特征及影响因子对我国林业生态工程建设及维护我国黄河流域生态安全具有重要意义。依托河... 蒸发皿蒸发量(PE)是估算陆地蒸发量及农业水资源管理的重要参数之一。太行山南麓是我国黄河重点生态区的重要组分,研究该区域蒸发皿蒸发量的变化特征及影响因子对我国林业生态工程建设及维护我国黄河流域生态安全具有重要意义。依托河南黄河小浪底地球关键带国家野外科学观测研究站、黄河小浪底森林生态系统定位研究站,以太行山南麓济源市为研究区,基于近34 a逐日气象资料,分析该地区气象要素及蒸发皿蒸发量的变化特征,通过多元回归分析蒸发皿蒸发量的影响因子。结果表明:济源市气候变化趋势整体为趋于暖湿化,升温变化率为-1.966 mm/a春夏季增温幅度高于秋冬季。该地区蒸发皿蒸发量存在明显的“蒸发悖论”现象,整体变化呈下降趋势,变化率为0.041℃/a。春季PE为增加趋势,其余季节为下降趋势,并且秋冬季PE下降趋势比夏季显著。PE在2002—2003年左右发生显著性的突变,发生突变年份前后2个时段PE均表现为在冬季略有下降,从全年尺度来看突变前后2个时段PE均表现为增加趋势,且发生突变后增加速率高于发生突变前。气温日较差减小是近34 a济源PE下降的主要原因。蒸发的能量供给(温度条件)是济源蒸发主要的限制性因素,在冬春季节水汽输送条件(饱和差、风速、日照时间等)也对蒸发有协同影响。 展开更多
关键词 蒸发皿蒸发量 变化特征 影响因子 气温日较差 太行山南麓
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2011-2020年河南小浪底栓皮栎人工林生态系统碳通量日数据集
4
作者 黄辉 周宇 +1 位作者 张劲松 孟平 《中国科学数据（中英文网络版）》 CSCD 2024年第3期97-103,共7页
我国人工林面积居世界首位,在缓解气候变化和区域碳循环中具有重要作用。南太行地区是我国黄河重点生态区的重要组成部分,在该区域开展人工林通量观测研究对于理解黄河重点生态区气候变化对森林碳汇的影响机制具有重要意义。栓皮栎(Quer... 我国人工林面积居世界首位,在缓解气候变化和区域碳循环中具有重要作用。南太行地区是我国黄河重点生态区的重要组成部分,在该区域开展人工林通量观测研究对于理解黄河重点生态区气候变化对森林碳汇的影响机制具有重要意义。栓皮栎(Quercus variabilis)是我国天然分布最广的树种之一,也是山区的主要造林树种,具有极高的经济价值和生态价值。本数据集为河南小浪底森林生态系统国家野外科学观测研究站(简称小浪底站)自2011年累计的栓皮栎人工林生态系统日尺度碳通量数据产品,时间范围为2011年1月至2020年12月,数据指标包含净生态系统碳交换量(NEE)、生态系统呼吸(RE)和生态系统总初级生产力(GPP),数据处理参考了中国陆地生态系统通量观测研究网络(ChinaFLUX)质量控制和处理规范。本数据集可为分析该区域人工林对全球气候变化的响应及其机制提供支撑,也可为黄河重点生态区人工林碳汇管理提供数据基础。 展开更多
关键词 栓皮栎人工林 涡度相关 碳通量 小浪底
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五种气候生产力模型在华北土石山区的适用性分析
5
作者 江睿 郑艺伟 +3 位作者 桑玉强 孙守家 张劲松 段志强 《中国农业气象》 CSCD 2024年第4期363-373,共11页
植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)是陆地植物的净固碳量,对于全球碳估算研究具有重要意义。华北土石山区作为中国林业工程重点区域,是典型的干旱半干旱气候区,准确估算该地区NPP大小及其变化特征对林业生态工程建设具有... 植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)是陆地植物的净固碳量,对于全球碳估算研究具有重要意义。华北土石山区作为中国林业工程重点区域,是典型的干旱半干旱气候区,准确估算该地区NPP大小及其变化特征对林业生态工程建设具有重要意义。本文基于河南小浪底森林生态系统国家野外科学观测研究站1980-2020年气候数据,利用Miami模型、Thornthwaite Memorial模型、Chikugo模型、朱志辉模型及周广胜模型共5种气候生产力模型估算,分析NPP的变化趋势,运用随机森林算法探讨NPP影响因素,并以区域MODISNPP数据为标准进行评价,以探究适合估算该地区NPP的气候生产力模型。结果表明:(1)华北土石山区年平均气温、最高气温、最低气温和降水量均呈上升趋势,变化速率分别为0.05℃×a^(-1)、0.04℃×a^(-1)、0.05℃×a^(-1)和1.58mm×a^(-1);年平均太阳辐射和平均相对湿度则呈下降趋势,变化速率分别为0.46MJ×m^(-2)×a^(-1)和0.17个百分点×a^(-1)。(2)采用5种模型计算的华北土石山区NPP均呈上升趋势,但NPP值存在差异,变化范围在739.35~958.48gC×m^(-2)×a^(-1),均值为862.19gC×m^(-2)×a^(-1)。其中Miami模型估算值最大(958.48gC×m^(-2)×a^(-1)),周广胜模型估算值最小(739.35gC×m^(-2)×a^(-1))。(3)随机森林算法表明,降水是影响该地区NPP的关键因子。适用性分析显示,周广胜模型估算值与MODIS NPP最接近,其相对误差、RMSE和MAE分别为1.45%、451.05gC×m^(-2)×a^(-1)和446.03gC×m^(-2)×a^(-1),且相关系数最大(0.49)。综上可知,周广胜模型更适宜该地区的NPP估算,在使用气候生产力模型估算华北土石山区NPP时,应优先考虑使用周广胜模型。 展开更多
关键词 植被净初级生产力 气候生产力模型 华北土石山区 MODISNPP 气候因子
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刺槐生长和内在水分利用效率对气候因子的响应 被引量：1
6
作者 胡晓创 高婉婷 +3 位作者 孙守家 张劲松 孟平 蔡金峰 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2610-2618,共9页
本研究调查了陕西安塞和山西吉县刺槐人工林生长状况,比较了刺槐年轮宽度、胸高断面积增量(BAI)、δ^(13)C、内在水分利用效率(iWUE)和气孔调节方面的差异,量化了刺槐生长和内在水分利用效率对气候因子的响应。结果表明:随林龄增加,安... 本研究调查了陕西安塞和山西吉县刺槐人工林生长状况,比较了刺槐年轮宽度、胸高断面积增量(BAI)、δ^(13)C、内在水分利用效率(iWUE)和气孔调节方面的差异,量化了刺槐生长和内在水分利用效率对气候因子的响应。结果表明:随林龄增加,安塞和吉县刺槐年际轮宽均呈下降趋势,安塞刺槐BAI呈增加趋势,但吉县刺槐BAI达到峰值后下降。吉县刺槐δ^(13)C和iWUE均高于安塞刺槐,安塞和吉县刺槐的iWUE实测值更偏向于恒定胞间CO_(2)浓度/大气CO_(2)浓度(C_(i)/C_(a))情景,表明刺槐C_(i)随C_(a)增加而增加,气孔保持开放。Pearson相关性分析显示,安塞刺槐BAI与5月最高气温、6月相对湿度、8月降水、9月相对湿度和9、10月干旱指数(SPEI)呈显著正相关,与6月气温呈负相关;而吉县刺槐BAI与6、7月SPEI和10月最低气温呈显著正相关。安塞刺槐iWUE与6月相对湿度和降水呈显著正相关,与5月最低气温、6月相对湿度、7月气温、最高气温呈负相关;吉县刺槐iWUE与6月最低气温呈显著正相关。年尺度上,安塞刺槐BAI与降水和SPEI呈显著正相关,吉县刺槐则相关不显著。两地刺槐iWUE均受到降水的显著影响。路径分析结果表明,SPEI和最低气温对安塞刺槐BAI和iWUE有直接效应,降水和均温通过SPEI间接影响BAI和iWUE,最高气温对吉县刺槐生长有直接效应,而降水、最低气温和均温对iWUE有直接效应。量化结果显示,SPEI是影响刺槐生长的主要气候因子,而C_(i)是重要的生理因子。本研究结果可为气候变化背景下刺槐人工林的保护管理提供参考。 展开更多
关键词 稳定同位素 水分利用效率 气候响应 刺槐 气孔调节
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1980-2019年南太行地区气候变化趋势 被引量：3
7
作者 黄辉 郑昌玲 +1 位作者 张劲松 孟平 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2139-2145,共7页
南太行地区是我国黄河重点生态区的重要组成部分,研究该区域气候变化趋势对我国黄河流域生态安全维护、重大生态工程计划决策具有重要意义。本研究以南太行地区济源市为研究区,基于1980-2019年气象资料,分析了该地区气候变化趋势。结果... 南太行地区是我国黄河重点生态区的重要组成部分,研究该区域气候变化趋势对我国黄河流域生态安全维护、重大生态工程计划决策具有重要意义。本研究以南太行地区济源市为研究区,基于1980-2019年气象资料,分析了该地区气候变化趋势。结果表明:研究期间,济源气候变化整体趋于暖湿化,气温和降水量的变化率分别为0.48℃·(10 a)^(-1)、14.21 mm·(10 a)^(-1)。春、夏季增温高于秋、冬季,春季气候变化趋势为暖干化,夏、秋、冬季趋于暖湿化。潜在蒸散和干燥度分别为增加和下降趋势,均值分别为748 mm、1.36。≥10℃初、终日每10年分别提前3 d、延迟1 d,≥10℃有效积温、≥10℃持续日数和高温日数的变化趋势分别为116.57℃·(10 a)^(-1)、4 d·(10 a)^(-1)和5 d·(10 a)^(-1)。20世纪90年代是研究期间济源最干旱的10年,升温最快,有一半年份表现出半干旱区气候特征。2010-2019年,济源气候暖湿化趋势明显加快,为研究期间最暖最湿润的10年,这10年的≥10℃持续日数增长28 d,有效积温增加389.36℃,高温天气发生频率和强度明显增加。 展开更多
关键词 气候变化 潜在蒸散 干燥度 有效积温 高温日数
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不同高寒生态系统甲烷通量时空差异及影响因素的量化
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作者 管崇帆 何方杰 +5 位作者 韩辉邦 张蓝霄 李雅婧 郑京生 张劲松 孙守家 《生态学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1025-1034,共10页
使用便携式温室气体分析仪对位于玉树藏族自治州和玛多县的高寒沼泽、高寒草甸、高寒草原和高寒荒漠生态系统的CH_(4)通量进行原位观测,同时分析生物量、微生物、营养元素、土壤水分和温度等因子,旨在明确不同生态系统CH_(4)通量时空差... 使用便携式温室气体分析仪对位于玉树藏族自治州和玛多县的高寒沼泽、高寒草甸、高寒草原和高寒荒漠生态系统的CH_(4)通量进行原位观测,同时分析生物量、微生物、营养元素、土壤水分和温度等因子,旨在明确不同生态系统CH_(4)通量时空差异及其主要影响因素。结果表明:在生长季节高寒沼泽和高寒草甸是CH_(4)源,8月通量达到最大值,高寒草原和高寒荒漠是CH_(4)的汇,8月达到最小值,4种生态系统之间的CH_(4)通量差异显著(P<0.05);高寒沼泽的mcrA基因丰度最大,高寒草甸次之,而pmoA丰度则是高寒草甸最大高寒沼泽次之,高寒荒漠的mcrA和pmoA基因丰度均最小,4种生态系统之间差异显著(P<0.05);Pearson相关分析显示,生长季节高寒沼泽和高寒草甸的CH_(4)通量与土壤温度和mcrA显著正相关(P<0.05),高寒草原和高寒荒漠的CH_(4)通量与土壤温度和与pmoA显著负相关(P<0.05),不同生态系统之间CH_(4)通量则与土壤水分、有机碳、总氮、生物量、mcrA和pmoA显著相关(P<0.05);路径分析显示,土壤有机碳、mcrA和pmoA丰度直接对CH4排放产生显著影响,土壤温度和水分则是通过影响土壤微生物菌群丰度间接影响CH_(4)排放;在所有的关键影响因子中,mrcA丰度对CH4通量的相对贡献率最高,达到30.53%,其次是有机碳和生物量。总之,高寒生态系统间CH_(4)通量差异是由于微生物、有机碳、生物量等因素的不同造成的,高寒地区的CH_(4)排放模拟估算时需考虑不同生态系统CH_(4)排放的异质性。 展开更多
关键词 高寒生态系统 甲烷通量 微生物丰度 有机碳 生物量
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辽西地区樟子松人工林生产力和水分利用效率对气候变化的响应及预测
9
作者 管崇帆 高翔 +6 位作者 李志鹏 胡晓创 胡美均 张劲松 孟平 蔡金峰 孙守家 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期28-39,共12页
[目的]预测未来气候背景下辽宁西部黑水林场樟子松人工林总初级生产力(GPP)和生态系统内禀水分利用效率(iWUE)的变化趋势及差异,为樟子松人工林的可持续管理与科学经营提供科学参考。[方法]对BIOME-BGC模型中影响GPP和蒸散(ET)的参数进... [目的]预测未来气候背景下辽宁西部黑水林场樟子松人工林总初级生产力(GPP)和生态系统内禀水分利用效率(iWUE)的变化趋势及差异,为樟子松人工林的可持续管理与科学经营提供科学参考。[方法]对BIOME-BGC模型中影响GPP和蒸散(ET)的参数进行敏感性分析,利用参数估计(PEST)结合涡度数据对模型进行参数调整,获得模拟生态系统总初级生产力(GPP_(m))和模拟生态系统内禀水分利用效率(iWUEh_(m)),以稳定同位素和遥感数据进行比对,预测本世纪末黑水林场樟子松GPP_(m)和iWUE_(m)对气候变化和CO_(2)浓度增加的响应。[结果]细根与叶片碳分配比是同时影响BIOME-BGC模型中GPP和ET的高敏感性参数,叶片和细根年周转率是中敏感性参数。对敏感性参数进行校正后,模型输出的GPP模拟值更趋近于实测值。iWUE_(m)与遥感生态系统内禀水分利用效率(iWUE_(y))、单株内禀水分利用效率(iWUE_(d))均呈显著相关(P<0.05)。在增温情景下,樟子松GPP_(m)升高,但在降水和CO_(2)增加情景下GPP_(m)变化不显著,不同情景下的iWUE_(m)与GPP_(m)变化相似但变幅更大。在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,樟子松GPP_(m)与基线相比呈上升趋势且差异显著,但在RCP2.6和RCP4.5情景下iWUE_(m)与基线差异不显著,仅在RCP8.5情景下极显著升高(P<0.01)。[结论]参数校正后的BIOME-BGC模型能够准确模拟黑水林场樟子松GPP_(m)和iWUE_(m),未来GPP_(m)与iWUE_(m)变化趋势的差异暗示iWUE的气候变化响应机制比GPP更复杂,其不仅受气候变化影响,还可能与当地立地条件有关。 展开更多
关键词 BIOME-BGC模型 总初级生产力 内禀水分利用效率 气候响应 情景模式
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高效液相色谱法测定板栗种子中的γ-氨基丁酸 被引量：2
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作者 高茜 杜常健 +2 位作者 史胜青 江泽平 韩振泰 《食品安全质量检测学报》 CAS 2020年第11期3593-3597,共5页
目的建立高效液相色谱法测定板栗种子中γ-氨基丁酸的分析方法。方法板栗样品使用2,4-二硝基氟苯乙腈进行衍生化前处理后,以磷酸缓冲溶液(pH=7)、乙腈和水为流动相,采取梯度洗脱的方式进行测定,柱温35℃,流速1.0 mL/min,进样量20μL,使... 目的建立高效液相色谱法测定板栗种子中γ-氨基丁酸的分析方法。方法板栗样品使用2,4-二硝基氟苯乙腈进行衍生化前处理后,以磷酸缓冲溶液(pH=7)、乙腈和水为流动相,采取梯度洗脱的方式进行测定,柱温35℃,流速1.0 mL/min,进样量20μL,使用紫外检测器,测定波长为360 nm。结果本方法标准曲线呈现良好的线性关系,相关系数达到0.9996。方法的回收率为109%,相对标准偏差为0.4%,γ-氨基丁酸最小检出限0.05μg/mL。精密度实验得出5次进样的相对标准偏差为0.55%。对3种不同品种的板栗种子进行测定时,3种样品的RSD分别为3.077%、3.219%、5.333%,平行性较好。结论该方法快速、易操作,具有较高的测量精密度和准确度,对实际样品进行测试时能避免杂质峰的干扰,重现性好,能够满足对板栗种子中γ-氨基丁酸含量的检测要求。 展开更多
关键词 高效液相色谱法 Γ-氨基丁酸 板栗种子
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