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1981-2015年神农架林区森林生态系统净初级生产力估算 预览
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作者 李敏 姚顽强 +4 位作者 任小丽 张黎 徐文婷 顾峰雪 何洪林 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期749-757,共9页
湖北省神农架林区是全国唯一以林区命名的行政单位,拥有全球中纬度地区唯一一块保存完好的原始森林,量化其森林生态系统NPP(net primary productivity,净初级生产力)对县域生态系统评估工作十分重要.基于CEVSA2(carbon exchange between... 湖北省神农架林区是全国唯一以林区命名的行政单位,拥有全球中纬度地区唯一一块保存完好的原始森林,量化其森林生态系统NPP(net primary productivity,净初级生产力)对县域生态系统评估工作十分重要.基于CEVSA2(carbon exchange between vegetation,soil and atmosphere 2)模型模拟1981-2015年神农架林区森林生态系统NPP,并利用中国生态系统研究网络神农架站观测数据和野外调查数据进行验证,进而分析其NPP时空变化特征及其主要环境影响因子.结果表明:①1981-2015年神农架林区森林生态系统年均NPP为628. 27 g/m^2(以C计),空间分布表现为中部较低、东部以及周边较高,具有明显的空间异质性.②1981-2015年神农架林区年均NPP的增长速率为2. 58 g/(m^2·a)(R^2=0. 65,P<0. 001);运用Mann-Kendall突变检验法发现,1998年前后是NPP增长速率变化的突变点,虽然1998年前后两个时段NPP均呈上升趋势,但1999-2015年NPP增长率较1981-1998年下降了7. 01%;从空间上来看,林区中部和北部NPP增长率〔4~6 g/(m^2·a)〕相对较高,南部和东部部分地区NPP呈下降趋势,其变化速率在-3~0 g/(m^2·a)之间.③神农架林区NPP年际变化与年均温、总辐射年际变化均呈正相关,与年降水量年际变化呈负相关,其中年均温年际变化对NPP年际变化的解释率最高,为43%(P<0. 01);在空间尺度上,林区森林生态系统约67. 83%区域的NPP年际变化由年均温年际变化控制,主要分布在林区中部和东南部,可见年均温是该地区森林生态系统NPP的主要影响因素. 展开更多
关键词 神农架林区 森林生态系统 净初级生产力(NPP) CEVSA2模型 气候因子
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基于模型模拟的中国秸秆还田固碳潜力空间格局分析
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作者 陈敬华 王绍强 +3 位作者 Florian KRAXNER Juraj BALKOVIC 徐希燕 孙雷刚 《资源与生态学报:英文版》 CSCD 2019年第2期184-195,共12页
农作物秸秆还田作为农田土壤和养分管理的推荐做法之一,对于土壤有机碳(SOC)固定和CO2减排具有重要意义。本研究利用环境政策综合气候模型(EPIC)模拟了4种作物秸秆还田情形下2001年至2010年中国农田表层土壤有机碳变化及其空间格局。模... 农作物秸秆还田作为农田土壤和养分管理的推荐做法之一,对于土壤有机碳(SOC)固定和CO2减排具有重要意义。本研究利用环境政策综合气候模型(EPIC)模拟了4种作物秸秆还田情形下2001年至2010年中国农田表层土壤有机碳变化及其空间格局。模拟结果显示,秸秆完全移除(CR0%)下的土壤有机碳损失为28.89 Tg yr–1,当前30%的秸秆还田(CR30%)能够减缓22.38 Tg C yr–1的碳损失。若秸秆还田率从30%提高至50%(CR50%)乃至75%(CR75%),中国农田表层土壤将变为净碳汇。中国农田表层土壤固碳潜力在CR50%和CR75%情形下分别可达25.53 Tg C yr–1和52.85 Tg C yr–1,且在不同农业区存在空间异质性。单位面积土壤固碳潜力在西北和华北地区最高,而华东最低。华北地区具有最高的区域固碳潜力。在这十年间,CR50%和CR75%情形下增加的土壤表层有机碳相当于减少了1.4%和2.9%的中国CO2排放总量。总之,我们建议鼓励我国农民将原本直接焚烧或用作家用燃料的秸秆返还田间以改善土壤性质和减缓大气CO2增加,尤其是华北地区更应推行这一举措。 展开更多
关键词 农田 秸秆还田 土壤固碳 空间格局 EPIC模型
澳大利亚墨累-达令河流域水文气候变化的影响与适应对策 预览
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作者 宁理科 罗勇 +10 位作者 姜彤 苏布达 徐影 陈杰 张彦军 聂肃平 王永光 颜明 王艳君 柳鑫 顾磊 《自然杂志》 2019年第2期132-136,共5页
应澳大利亚联邦科学与工业研究组织(Commonwealth scientific and Industrial Research Organisation, CSIRO)邀请,2018年4月清华大学组织科技考察团赴澳大利亚墨累-达令河流域开展为期一周的科学考察。考察团从墨累河出海口逆流而上,... 应澳大利亚联邦科学与工业研究组织(Commonwealth scientific and Industrial Research Organisation, CSIRO)邀请,2018年4月清华大学组织科技考察团赴澳大利亚墨累-达令河流域开展为期一周的科学考察。考察团从墨累河出海口逆流而上,通过学习交流、现场考察和访问农场等方式,与澳大利亚同行们进行了深入交流,对澳大利亚墨累-达令河流域的气候变化与水的影响与适应对策研究,尤其是陆面水文-气候、极端水文研究、水资源管理体系的最新动态,及其气候变化应对与减缓、极端水文事件风险管理等进一步了解。此次考察对认识多时空尺度的气候-陆面-水文相互作用机理及其对自然强迫和人类活动(含人为强迫和下垫面人类活动)的响应机制,揭示全球气候系统能量-水循环动态演变规律和极端水文事件变化成因,构建全球增暖背景下应对极端水文事件的风险管理体系,提出中国适应性对策具有重要的借鉴意义。 展开更多
关键词 墨累-达令河 极端水文事件 水权与水价 盐碱化
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2000-2015年中国陆地生态系统蒸散时空变化及其影响因素 预览
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作者 牛忠恩 胡克梅 +7 位作者 何洪林 任小丽 张黎 葛蓉 李攀 郑涵 朱晓波 曾纳 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第13期4697-4709,共13页
准确量化区域蒸散时空格局及其影响因素对理解陆地生态系统碳水循环具有十分重要的意义。近年来中国经历了严重的空气污染及气候波动,亟须探讨蒸散的时空变化及其影响因素。基于PT-JPL(Priestly Taylor Jet Propulsion Laboratory)模型... 准确量化区域蒸散时空格局及其影响因素对理解陆地生态系统碳水循环具有十分重要的意义。近年来中国经历了严重的空气污染及气候波动,亟须探讨蒸散的时空变化及其影响因素。基于PT-JPL(Priestly Taylor Jet Propulsion Laboratory)模型,集成遥感数据和气象数据模拟了中国陆地生态系统2000 2015年蒸散,并分析其时空变化及影响因素。结果表明:1)参数优化后PT JPL模型可解释蒸散年际变化的68%,优于原始模型及MODIS蒸散产品;2)中国地区多年平均蒸散为440.16mm/a,呈东南沿海到西北内陆逐渐递减的空间格局;3)2000 2015年蒸散整体呈轻微下降趋势(slope=6.48Gt/a,P=0.17),但具有年代际差异,2000 2010年中国地区蒸散呈显著下降趋势(slope=21.05,P<0.01),占全国蒸散总量45.05%的内蒙古地区、甘新地区、黄土高原地区及青藏地区解释了61.88%的年际变化;2010 2015年呈轻微上升趋势(slope=10.48,P=0.71),各地区均无显著变化趋势;4)辐射主导了蒸散的年代际差异,分别解释了2010年前后蒸散下降及上升趋势的51.45%、85.26%。蒸散呈显著变化趋势的内蒙古地区、黄土高原地区及青藏地区主要受辐射控制,甘新地区主要受降水和温度的影响。 展开更多
关键词 蒸散 PT-JPL模型 时空格局 中国陆地生态系统
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基于FLUXNET的CLM模型生态系统呼吸模拟验证
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作者 郭舒艳 任小丽 +5 位作者 盖艾鸿 张黎 李攀 葛蓉 李睿 何洪林 《应用与环境生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期862-876,共15页
准确估算陆地生态系统呼吸(Ecosystem respiration,RE)对全球陆地生态系统碳收支研究具有重要意义.模型模拟是估算陆地RE变化的一种常用手段.然而目前陆地生态系统过程模型的RE模拟尚未得到充分验证.基于耦合模式比较计划第五阶段(Coupl... 准确估算陆地生态系统呼吸(Ecosystem respiration,RE)对全球陆地生态系统碳收支研究具有重要意义.模型模拟是估算陆地RE变化的一种常用手段.然而目前陆地生态系统过程模型的RE模拟尚未得到充分验证.基于耦合模式比较计划第五阶段(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5,CMIP5)的通用陆面模型(Community land model,CLM)RE模拟结果和全球通量网(FLUXNET)66个站点的涡度相关通量观测数据(277条站点年数据)评估CLM模型对RE的模拟效果.结果表明:(1)在空间尺度上,CLM低估了高纬度站点RE,高估了低纬度站点RE,但高纬度低估量更大导致空间格局整体低估(相对误差为-3.56%).(2)在时间尺度上,CLM模型基本捕捉了RE的年际和季节变化,相关系数分别为0.60(P < 0.001)和0.63(P < 0.001);CLM低估年尺度和月尺度的RE(以C计),绝对误差分别是-182.21 g m-2 a-1、-120.16 g m-2 mon-1,相对误差分别是-17.84%、-10.60%.(3)CLM模型对不同植被功能型的RE模拟效果不同,由优及差依次为混交林、常绿针叶林、草地、农田、落叶阔叶林、常绿阔叶林.本研究在时空尺度上量化了CLM模型的生态系统呼吸模拟误差,并分析了土壤呼吸Q10和MRbase参数以及土壤碳库模拟等因素的影响,可为CLM模型的生态系统呼吸模块参数优化提供依据,进而提升其模拟精度. 展开更多
关键词 生态系统呼吸 通用陆面模型(CLM) 全球通量网(FLUXNET) 模拟效果
黄土高原2种典型灌木地土壤水分有效性及其影响因素 预览
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作者 裴艳武 黄来明 +2 位作者 贾小旭 邵明安 张应龙 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期627-637,共11页
为确定土壤质地对旱生植物长柄扁桃(Amygdalus pedunculata Pall)和沙柳(Salix psammophila)幼苗不同生理指标水分有效性的影响,采用盆栽控水试验,研究了黄土高原2种典型质地土壤(砂土和壤土)下长柄扁桃和沙柳幼苗不同生理指标随相对土... 为确定土壤质地对旱生植物长柄扁桃(Amygdalus pedunculata Pall)和沙柳(Salix psammophila)幼苗不同生理指标水分有效性的影响,采用盆栽控水试验,研究了黄土高原2种典型质地土壤(砂土和壤土)下长柄扁桃和沙柳幼苗不同生理指标随相对土壤含水率(土壤含水率占田间持水率的比值)的动态变化。结果表明:2种质地土壤下长柄扁桃和沙柳幼苗各生理指标相对值在相对含水率降低至土壤水分阈值之前保持相对稳定,低于此阈值时随相对含水率的降低而迅速下降,且均可用非线性连续函数来拟合(R^2=0.890 5~0.986 4)。2种植物土壤水分有效性因选取指标的不同而略有差异,当以瞬时气体交换指标(相对净光合速率RPn和相对气孔导度RGs)为评价指标时,砂土水分有效性高于壤土;当以相对水分利用效率RWUE为评价指标时,壤土水分有效性高于砂土。瞬时气体交换指标(RPn和RGs)的水分阈值高于日变化指标(相对日蒸腾速率RTd),表明土壤质地和时间尺度均会影响植物生理指标对土壤水分有效性的响应。因此,在黄土高原进行植被恢复与生态建设时应考虑土壤质地对植物水分有效性的影响。 展开更多
关键词 土壤质地 长柄扁桃 沙柳 生理指标 水分有效性
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黄土高原典型坝系流域碳氮湿沉降与水体碳氮流失特征 预览
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作者 贾珺杰 高扬 汪亚峰 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期853-863,共11页
本研究通过对黄土高原坝系流域的碳(C)、氮(N)湿沉降过程、降雨径流过程及其基流过程的动态监测,揭示C、N湿沉降对流域水体碳氮流失的贡献,探讨C、N流失负荷在降雨-径流中的分布,进一步评估黄土高原雨季水体碳氮流失状况。结果表明,研... 本研究通过对黄土高原坝系流域的碳(C)、氮(N)湿沉降过程、降雨径流过程及其基流过程的动态监测,揭示C、N湿沉降对流域水体碳氮流失的贡献,探讨C、N流失负荷在降雨-径流中的分布,进一步评估黄土高原雨季水体碳氮流失状况。结果表明,研究区域碳、氮湿沉降通量分别为173.95 kg km^-2mon^-1和43.01 kg km^-2mon^-1,而通过径流的碳、氮流失量为11.52 kg km^-2mon^-1和2.19 kg km^-2mon^-1。雨季C、N湿沉降对该地区水体C、N流失的贡献率分别为65.81%和100%,其中流水侵蚀引起的C、N流失贡献率为59.20%和56.16%。黄土高原主要以流水侵蚀为主,C、N主要集中在降雨径流后期,因此截留后期径流可以有效控制养分流失。 展开更多
关键词 碳氮湿沉降 碳氮流失量 降雨径流 水蚀 黄土高原
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沙地濒危植物长柄扁桃生物学特性与抗逆性及应用综述 预览
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作者 黄来明 邵明安 +1 位作者 裴艳武 张应龙 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期217-223,共7页
揭示长柄扁桃生物学特性与抗逆性机理并提高其在荒漠化治理中的生态效益和经济效益,是实现西北旱区荒漠化治理可持续发展和提升生态脆弱区生态系统服务功能面临的重要科学问题。本文回顾了长柄扁桃研究所取得的进展,包括建立了长柄扁桃... 揭示长柄扁桃生物学特性与抗逆性机理并提高其在荒漠化治理中的生态效益和经济效益,是实现西北旱区荒漠化治理可持续发展和提升生态脆弱区生态系统服务功能面临的重要科学问题。本文回顾了长柄扁桃研究所取得的进展,包括建立了长柄扁桃快速育苗和无灌溉水栽培技术,揭示了不同地区长柄扁桃生长规律及其对逆境的适应性,推进了长柄扁桃在荒漠化治理中的应用及其产品开发等;在此基础上,提出了长柄扁桃研究面临的机遇和挑战,包括长柄扁桃的适生土壤类型与耗水量,不同地区长柄扁桃的合理种植密度及其调控和管理措施,长柄扁桃抗逆性机理及其产品开发与高值综合利用等,以期为我国在西北地区推广和建设长柄扁桃林、优化水土资源管理和提高脆弱生态系统的服务功能提供科学依据。 展开更多
关键词 长柄扁桃 抗逆性 荒漠化防治 土壤水分 土壤-植物-大气连续体
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亚热带人工针叶林叶绿素荧光参数日变化及其与植被生产力的关系 预览
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作者 陈敬华 王绍强 +5 位作者 李悦 王辉民 杨风亭 居为民 张乾 梁琛 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第15期5603-5615,共13页
叶绿素荧光技术能够快速、灵敏、无损地测定植物光合功能对环境变化的响应,已成为当前植物光合能力测定的重要技术手段之一,但是探讨亚热带森林叶绿素荧光参数在不同季节日变化特征受环境因子影响的研究较少,更缺乏与植被生产力关系的... 叶绿素荧光技术能够快速、灵敏、无损地测定植物光合功能对环境变化的响应,已成为当前植物光合能力测定的重要技术手段之一,但是探讨亚热带森林叶绿素荧光参数在不同季节日变化特征受环境因子影响的研究较少,更缺乏与植被生产力关系的研究。以亚热带人工针叶林为研究对象,利用2016年叶绿素荧光测量和涡度相关通量观测数据,分析了不同季节湿地松和马尾松叶片荧光参数实际光化学效率(Photochemical efficiency of PSⅡ,ΦPSⅡ)和非光化学淬灭(Non⁃photochemical quenching,NPQ)的日变化特征,并结合增强回归树等统计方法,定量化环境因子对其影响,最后探讨了荧光参数与总初级生产力(Gross primary productivity,GPP)和光能利用率(Light use efficiency,LUE)的关系。结果表明,ΦPSⅡ日变化总体上呈现“U型”,早晚高午间低,而NPQ先升后降,午间达到峰值,与ΦPSⅡ的日变化显著负相关。研究发现,光照是影响亚热带人工针叶林ΦPSⅡ日变化最主要的环境因子,ΦPSⅡ随着光合有效辐射(Photosynthetically active radiation,PAR)的升高而降低,PAR对湿地松和马尾松叶片ΦPSⅡ的相对贡献率分别为83.0%和51.1%。PAR对湿地松叶片NPQ日变化的相对贡献率也最高(77.2%),但马尾松的NPQ主要受叶片温度(Leaf temperature,Tleaf)的影响(59.6%)。此外,GPP与ΦPSⅡ显著负相关,而与NPQ有显著的正相关关系。LUE随着ΦPSⅡ增长,但存在ΦPSⅡ高而LUE低的情况,LUE与NPQ显著负相关,热耗散的比例越高,光能利用效率也相应降低。 展开更多
关键词 亚热带针叶林 荧光参数 日变化 环境因子 植被生产力
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青藏高原西部、南部和东北部边界地区天然水的水化学性质及其成因
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作者 田原 余成群 +2 位作者 查欣洁 高星 于明寨 《地理学报》 EI CSSCI CSCD 北大核心 2019年第5期975-991,共17页
特殊的地理和人文环境致使青藏高原天然水拥有独特的水化学性质并保存着较完整的原生状态,但随着人类活动强度的持续增大,可能导致当地水环境及水化学性质发生改变。通过对青藏高原存在人类活动的西部、南部和东北部边界地区进行水样采... 特殊的地理和人文环境致使青藏高原天然水拥有独特的水化学性质并保存着较完整的原生状态,但随着人类活动强度的持续增大,可能导致当地水环境及水化学性质发生改变。通过对青藏高原存在人类活动的西部、南部和东北部边界地区进行水样采集、分析与测定,并探讨了当地天然水水化学性质的区域差异及其成因规律。结果表明:青藏高原不同边界地区天然水的物理性质、水化学性质和成因均存在差异,这些差异主要是地理环境、地质条件等综合作用的结果;水样pH的平均值为7.75,总溶解固体(TDS)的均值为171 mg/L,总硬度(TH)的均值为168 mg/L,总体来看水质较好,大部分能够满足国家和世界卫生组织(WHO)生活饮用水卫生标准,适宜饮用;水样中Ca2+和Mg2+为主要阳离子,HCO3-和SO42-为主要的阴离子,主要由碳酸盐的风化和蒸发岩的溶解共同控制且碳酸盐岩风化的过程更为强烈;各边界地区天然水中的生物源物质均远低于国家和WHO标准,表明目前这些地区受人类活动的影响仍较小。 展开更多
关键词 青藏高原边界地区 天然水 水化学性质 成因机制
西藏河谷区9个引进燕麦品种的生产性能和营养品质比较研究 预览
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作者 张光雨 马和平 +3 位作者 邵小明 王江伟 沈振西 付刚 《草业学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期121-131,共11页
为了筛选出适合在西藏河谷区种植的燕麦品种,本研究通过田间试验测定了9个燕麦品种的产量和营养品质。参试的燕麦品种为阿坝燕麦、青引1号、青引2号、青海444、青燕1号、林纳、边锋、加燕2号和青海甜燕麦,于2016年5月8日播种,小区面积为... 为了筛选出适合在西藏河谷区种植的燕麦品种,本研究通过田间试验测定了9个燕麦品种的产量和营养品质。参试的燕麦品种为阿坝燕麦、青引1号、青引2号、青海444、青燕1号、林纳、边锋、加燕2号和青海甜燕麦,于2016年5月8日播种,小区面积为3m×4m,设3次重复。对9个燕麦品种抽穗期、孕穗期和成熟期的鲜重、干重、干鲜比、株高和叶茎比以及成熟期的营养品质[粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、粗灰分(Ash)、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)、木质素(ADL)]进行测定。成熟期的地上部干重结果表明,青燕1号、林纳、边锋和加燕2号的产量均大于26000kg·hm^-2,青引1号、青引2号、青海444和青海甜燕麦产量为22000~26000kg·hm^-2,阿坝燕麦产量低于22000kg·hm^-2。9个燕麦品种的CP、EE、Ash、ADF、NDF、ADL含量的变化范围分别为4.5%~7.2%、21.7%~57.3%、4.5%~5.7%、24.9%~35.4%、58.2%~80.5%和30.6%~42.0%,营养品质结果表明,青燕1号、青引2号和加燕2号的CP含量显著低于其他品种(P<0.05);边锋的NDF含量显著低于其他品种(P<0.05),青海甜燕麦含量最高;青海444的EE含量显著高于其他品种(P<0.05)。应用灰色关联度理论方法对9个燕麦品种的产量与营养品质指标进行综合分析得出,青海444、青燕1号和阿坝燕麦较其他燕麦品种更适宜在该地区种植推广。 展开更多
关键词 西藏河谷地区 燕麦 生产性能 营养品质 灰色关联度
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基于稳定同位素和贝叶斯模型的引黄灌区地下水硝酸盐污染源解析 预览
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作者 张妍 张秋英 +3 位作者 李发东 张鑫 毕直磊 张强 《中国生态农业学报(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期484-493,共10页
地下水硝酸盐(NO3-)污染已经成为全球严重的水环境问题之一,由于饮用水中高含量NO3-会转化成亚硝酸盐而增加各种疾病和癌症风险,其来源的确定对于NO3-污染的预防和控制非常重要。本文以黄河下游第二大灌区——潘庄灌区为例,首次采用NO3... 地下水硝酸盐(NO3-)污染已经成为全球严重的水环境问题之一,由于饮用水中高含量NO3-会转化成亚硝酸盐而增加各种疾病和癌症风险,其来源的确定对于NO3-污染的预防和控制非常重要。本文以黄河下游第二大灌区——潘庄灌区为例,首次采用NO3-的氮氧稳定同位素结合贝叶斯模型追溯地下水NO3-的来源并量化各种来源的贡献比例。结果表明,地下水NO3-含量分布在0.1~197.0mg-L^-1,平均值为34.2mg·L^-1。与《生活饮用水卫生标准》中规定的地下水NO3-最大含量[20mg(N)-L^-1,相当于NO3-含量90mg·L^-1]相比,有10%的样品NO3-含量超标。井深<30m、30~60m和>60m的地下水NO3-平均含量分别为25.9mg·L^-1、39.7mg·L^-1和20.1mg·L^-1。空间上,宁津县、武城县、平原县和禹城市有大片区域地下水NO3-含量较高。地下水NO3-的δ15N组成范围为0.72‰~23.93‰,平均值为11.62‰;δ18O组成范围为0.49‰~22.50‰,平均值为8.46‰。同位素结果表明粪便和污水、农业化肥是地下水中NO3-的主要污染来源。这反映了人类活动是引起地下水NO3-污染的主要原因。贝叶斯模型结果显示,粪便和污水对潘庄灌区地下水中NO3-平均贡献率高达56.2%,化肥的平均贡献率为19.3%,大气降水和土壤的平均贡献率分别为6.2%和12.3%。由于污水、粪便和化肥是地下水中NO3-的主要来源,为保护和改善研究区地下水水质,建议加强污水管道建设,强化畜禽粪便的管理以及提高化肥利用效率。 展开更多
关键词 氮污染 地下水污染 硝酸盐 同位素 贝叶斯模型
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基于遥感指数的中国南亚热带常绿林光合作用季节动态变化研究
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作者 孙雷刚 王绍强 +5 位作者 Rober A.MICKLER 陈敬华 于泉洲 钱钊晖 周国逸 孟泽 《资源与生态学报:英文版》 CSCD 2019年第2期112-126,共15页
准确监测中国南亚热带常绿林生态系统光合作用动态变化对全球陆地生态系统碳吸收估计及其对气候变化的响应至关重要。涡动协方差技术一直被认为是评估生态系统碳通量最直接的方法,虽然具有较高的时间分辨率,但在空间上有其自身的局限性... 准确监测中国南亚热带常绿林生态系统光合作用动态变化对全球陆地生态系统碳吸收估计及其对气候变化的响应至关重要。涡动协方差技术一直被认为是评估生态系统碳通量最直接的方法,虽然具有较高的时间分辨率,但在空间上有其自身的局限性。近10年,光谱观测和卫星遥感技术在植被生产力监测方面的应用大大提高了对碳通量的时空评估能力。本研究基于长时间序列光谱观测数据,提取叶绿素荧光指数(FRI)和光化学植被指数(PRI),进而评价两个生理遥感指数跟踪亚热带常绿林光合作用季节动态变化的能力。结果表明,传统NDVI指数受光照条件影响较大(R^2=0.88,p<0.001),并呈现出饱和现象,而FRI和PRI指数则能较好地跟踪植物光和功能季节性变化,且在季节尺度上两者受光照条件的影响相对较弱(FRI指数R^2=0.13;PRI指数R^2=0.51);相比PRI指数与光能利用效率(LUE)在午间具有较强的相关性,FRI指数与GPP的相关性则在早上优于午间时段;而这两种相关关系均在植被衰退季优于植被生长季。另外,通过考虑光合有效辐射因子,基于FRI指数监测GPP的能力得到显著提高,R^2从0.22提高到0.69,呈显著正相关关系(p<0.001);同时,在植被衰退季也呈现出更强的相关性(R^2=0.79,p<0.001)。研究成果表明,FRI和PRI两个生理遥感指数能够准确地监测亚热带常绿林光合作用季节动态变化,建议把其引入碳循环模型中以改进区域碳收支估计。 展开更多
关键词 荧光指数 光化学植被指数 光合作用 总初级生产力 光能利用率 亚热带常绿林
生长年限对苜蓿和柠条光合特征及土壤水分的影响 预览
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作者 姚毓菲 邵明安 +1 位作者 贾玉华 李同川 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2019年第2期18-24,共7页
为了探究生长年限对衰败期苜蓿和中老龄柠条的叶片光合生理特征及土壤水分的影响,在2014年于地处黄土高原水蚀风蚀交错带强烈侵蚀中心的神木六道沟小流域,测定了不同生长年限苜蓿(ALF10、ALF13、ALF33和ALF49)和柠条(KOP10、KOP25、KOP4... 为了探究生长年限对衰败期苜蓿和中老龄柠条的叶片光合生理特征及土壤水分的影响,在2014年于地处黄土高原水蚀风蚀交错带强烈侵蚀中心的神木六道沟小流域,测定了不同生长年限苜蓿(ALF10、ALF13、ALF33和ALF49)和柠条(KOP10、KOP25、KOP43和KOP73)的叶片光合参数、叶结构性状参数以及0~400cm土层土壤体积含水量(SWC0-400)。结果表明:对于衰败期苜蓿,ALF10和ALF13叶片净光合速率(Pn)差异不显著(P>0.05),而后随生长年限的延长逐渐降低,ALF33和ALF49比ALF13叶片的Pn(24.01μmol·m^-2·s^-1)分别降低了2.32μmol·m^-2·s^-1和7.76μmol·m^-2·s^-1。相比ALF10,随生长年限延长SWC0-400恢复至10.88%(ALF13),而后随着生长年限延长降低至8.81%(ALF33)和6.12%(ALF49)。土壤水分对ALF33的限制作用不明显,水分胁迫使ALF49非气孔限制值比ALF33增大了0.340。对于中老龄期柠条,叶片Pn随生长年限的延长先升高后降低,KOP25和KOP43叶片Pn最大且两者差异不显著(P>0.05),比KOP10(6.62μmol·m^-2·s^-1)分别增大了6.57μmol·m^-2·s^-1和7.66μmol·m^-2·s^-1,KOP73比KOP43叶片Pn降低了4.95μmol·m^-2·s^-1。对于同为黄绵土生长的KOP10、KOP43和KOP73,SWC0-400随生长年限延长逐渐上升,分别为8.50%、9.06%和10.71%。土壤水分恢复使KOP43叶片气孔及非气孔限制值比KOP10柠条降低了0.185和2.180。此外,柠条叶片相对叶绿素含量(SPAD)与Pn呈极显著正相关(P<0.001),相关系数为0.514。研究结果表明衰败期苜蓿和中老龄期柠条叶片光合性能呈波动式变化,这与土壤水分的相互作用有关。 展开更多
关键词 生长年限 光合特征 土壤水分 衰败期苜蓿 中老龄柠条 黄土高原
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西藏河谷地区人工种草的投入产出比较分析 预览
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作者 潘影 武俊喜 +4 位作者 赵延 张燕杰 张晓庆 张宪洲 余成群 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期4488-4498,共11页
分析了西藏河谷地区六种草地的经济投入、产出和生态系统服务价值,模拟了投入增加下村落草地利用结构的改变与经济、生态产出的响应。结果表明:草地恢复管理中,围栏草地成本最低,为67元/hm^2,是一年生人工刈割草地的0.9%。围栏等草地恢... 分析了西藏河谷地区六种草地的经济投入、产出和生态系统服务价值,模拟了投入增加下村落草地利用结构的改变与经济、生态产出的响应。结果表明:草地恢复管理中,围栏草地成本最低,为67元/hm^2,是一年生人工刈割草地的0.9%。围栏等草地恢复管理的经济产出为772元/hm^2,其中补贴收入占14.6%,另85.4%来自打工收入;而多年生人工放牧和一年生人工刈割草地的经济产出为4250元/hm^2与13135元/hm^2。相比经济产出,不同草地管理方式下生态系统服务价值差距有限,最大仅为27%。草地投入增加下,天然放牧草地转变为围栏草地及一年生人工刈割草地,并最终保持约1∶1的面积比。合理配置围栏草地与一年生人工刈割草地,可以实现区域较大的经济收入增长和生态系统服务的保障。 展开更多
关键词 人工草地 投入产出 土地利用 围栏 生态系统服务
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西藏当雄10个引进燕麦品种的生产性能和营养品质比较 预览
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作者 张光雨 沈振西 +2 位作者 邵小明 付刚 马和平 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1083-1089,共7页
为了筛选出适合在西藏当雄种植的燕麦(Avena sativa)品种,本研究通过田间试验测定了10个燕麦品种的产量和营养品质。结果表明:青燕1号和青海甜燕麦的干草产量大于8 000 kg·hm^-2,青莜1号、青莜3号、林纳、阿坝燕麦、青引1号和加燕... 为了筛选出适合在西藏当雄种植的燕麦(Avena sativa)品种,本研究通过田间试验测定了10个燕麦品种的产量和营养品质。结果表明:青燕1号和青海甜燕麦的干草产量大于8 000 kg·hm^-2,青莜1号、青莜3号、林纳、阿坝燕麦、青引1号和加燕2号的干草产量在6 000~8 000 kg·hm^-2之间,青引3号和白燕7号的干草产量低于6 000 kg·hm^-2。10个燕麦品种的粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、木质素含量的变化范围分别为5.35%~8.54%,21.67%~58.33%,3.83%~5.23%,27.27%~37.50%,49.73%~67.51%和23.81%~34.27%。结合灰色关联度理论方法对10个燕麦品种的产量与营养品质指标进行综合分析得出,青燕1号、青海甜燕麦和林纳较其他燕麦品种更适宜在该地区种植。 展开更多
关键词 西藏当雄 燕麦 生产性能 营养品质 灰色系统理论
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基于Forest-DNDC的长白山阔叶红松林土壤碳氮温室气体通量的模拟研究
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作者 叶舒 郭初莹 +4 位作者 韩佳音 张雷明 戴冠华 温学发 于贵瑞 《资源与生态学报:英文版》 CSCD 2019年第2期127-136,共10页
土壤温室气体排放是土壤与大气之间的温室气体交换的重要途径,但对土壤温室气体排放动态变化的理解和收支水平的估算仍存在较大的不确定性。基于动态箱原位监测的高频、连续土壤温室气体通量数据,本研究初步检验了生物地球化学模型(Fore... 土壤温室气体排放是土壤与大气之间的温室气体交换的重要途径,但对土壤温室气体排放动态变化的理解和收支水平的估算仍存在较大的不确定性。基于动态箱原位监测的高频、连续土壤温室气体通量数据,本研究初步检验了生物地球化学模型(Forest-DNDC)对长白山阔叶红松林(CBF)土壤CH4、CO2和N2O温室气体通量的模拟效果。结果显示,当前版本的Forest-DNDC可以反演得到土壤温度、土壤湿度和积雪等主要环境要素的总体变化趋势,但是对于环境要素季节变化的准确模拟尚存在较明显偏差,特别是在非生长季节。模拟得到的土壤CH4通量与监测结果相当接近,并且受到了土壤温度和积雪变化的显著调控。受温度变化的影响,模拟CO2通量的季节变化与测定值相似,均在夏季达到高峰,但模拟的土壤CO2排放量明显小于实际测定结果。与监测的土壤N2O通量在春季冻融期间出现排放高峰的变化显著不同的是,模拟土壤N2O通量主要受温度变化的影响,其最大值出现在夏季。因此,有必要结合更长时段的土壤温室气体监测数据,进一步优化模型参数与过程,特别是土壤水热传导和温室气体的产生过程等,为模拟改进和生态系统碳氮收支评估,以及从站点到区域的扩展提供支撑。 展开更多
关键词 土壤温室气体通量 动态箱 Forest-DNDC 温带森林
中国南方旱田转水田后温室气体减排年限预测
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作者 赵苗苗 邵蕊 +2 位作者 李仁强 杨吉林 徐明 《资源科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2019年第7期1286-1294,共9页
农业生产活动是大气温室气体的主要来源之一,不同作物栽培体系和管理方式都会影响农田温室气体的排放。国内外已有大量关于农业温室气体排放规律和控制机理的研究,但关于土地利用方式转变对温室气体排放规律和影响机制的研究相对较少。... 农业生产活动是大气温室气体的主要来源之一,不同作物栽培体系和管理方式都会影响农田温室气体的排放。国内外已有大量关于农业温室气体排放规律和控制机理的研究,但关于土地利用方式转变对温室气体排放规律和影响机制的研究相对较少。本文以中科院千烟洲红壤丘陵综合开发试验站为研究平台,通过对新(刚从旱田转为稻田)老(过去20余年一直为稻田)稻田进行连续4年(2013—2016)观测,分析稻田温室气体排放规律及影响因子。在此基础上预测稻田温室气体排放量的动态变化。研究表明,旱田转变为稻田后,前4年新稻田CH4排放通量显著低于老稻田,但随着耕作年限的延长新稻田的CH4排放速率呈增加趋势,而老稻田的CH4排放速率没有明显变化趋势;耕作年限对CO2和N2O的排放速率影响不显著;新稻田的pH值和土壤有机碳含量低于老稻田。模型模拟结果表明缩短稻田轮作(水-旱轮作)期(小于7年)能够有效降低稻田CH4和总温室气体排放量。该结果表明利用老稻田的CH4排放系数可能会显著高估新稻田的CH4排放量。研究结论可为准确评估土地利用方式变化对农业温室气体排放的影响提供新的视角,同时为区域农业温室气体管理和减排政策的制定提供科学依据。 展开更多
关键词 土地利用方式转变 温室气体 稻田 年限 轮作 排放通量 千烟洲
基于DNDC模型的稻田温室气体排放通量模拟
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作者 赵苗苗 邵蕊 +2 位作者 杨吉林 赵芬 徐明 《生态学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1057-1066,共10页
理解土地利用方式转变过程影响生态系统生物地球化学循环及温室气体排放的机理,并利用模型模拟土地利用方式转变过程对温室气体通量的影响是一项长期、艰巨的科学任务。本研究基于国际上广泛应用的生物地球化学过程模型(DNDC模型),结合... 理解土地利用方式转变过程影响生态系统生物地球化学循环及温室气体排放的机理,并利用模型模拟土地利用方式转变过程对温室气体通量的影响是一项长期、艰巨的科学任务。本研究基于国际上广泛应用的生物地球化学过程模型(DNDC模型),结合气象、土壤和管理措施等数据,模拟了旱田转水田土地利用方式转变后稻田CH4、CO2和N2O三种温室气体的通量和常年种植水稻的稻田温室气体通量,并将模拟值与观测值进行比较。结果表明:DNDC模型能够较好地模拟新、老稻田温室气体通量的季节变化,但对老稻田温室气体的排放通量模拟效果(R2>0. 89,n=40,P<0. 01)优于新转稻田(R2>0.79,n=265,P<0.01),且对CH4和CO2的模拟效果优于对N2O的模拟效果;根据田间观测数据,改变模型模拟土地利用方式转换前后土壤SOC浓度和p H值,并不能完全模拟土地利用变化对温室气体的影响,微生物群落在土地利用方式转变过程中可能发生较大变化,需要在模型中进一步体现。通过模型模拟土地利用方式改变对温室气体排放的影响,可为国家温室气体、碳排放清单的编制及管理政策的制定提供参考依据。 展开更多
关键词 DNDC模型 温室气体 土地利用方式改变 稻田
“亚洲水塔”变化对青藏高原生态系统的影响
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作者 底阳平 张扬建 +1 位作者 曾辉 唐泽 《中国科学院院刊》 CSSCI CSCD 北大核心 2019年第11期1322-1331,共10页
青藏高原及周边地区作为“亚洲水塔”,拥有广大的冰川、冻土和湖泊,是重要的储水区域,为陆地生态系统提供了最基本的水分资源。生态系统赖以生存的水分资源主要来自自然降水,同时温度的改变会通过调节蒸发散而影响土壤湿度,从而影响生... 青藏高原及周边地区作为“亚洲水塔”,拥有广大的冰川、冻土和湖泊,是重要的储水区域,为陆地生态系统提供了最基本的水分资源。生态系统赖以生存的水分资源主要来自自然降水,同时温度的改变会通过调节蒸发散而影响土壤湿度,从而影响生态系统过程。文章从生态系统群落组成和结构,植被物候、覆盖度和生产力,以及生态系统水源涵养功能等多个角度,综述近年来水资源变化给青藏高原生态系统带来的影响,旨在深入了解内部机制,为理论研究和环境治理提供参考。在群落组成和结构方面,水分条件改变引起群落盖度和多样性改变,影响草地群落物种的比例及其相对重要性,进而驱动群落演替。在物候方面,增加季前降水使春季物候提前,生长季降水的增加使秋季物候推迟,季前降水同时调节了物候对温度的响应。植被覆盖度和生产力总体态势为变好,但局部变化存在差异,增温和降水的非协调性变化对植被造成复杂的影响,体现在不同地区的生态控制因子存在差异。水源涵养功能是土壤-植被-大气系统相互作用的结果,受到气候、植被、土壤和人类活动等多种因素影响。在未来需要用系统的思想和方式,关注气候要素和植被覆盖变化对水源涵养量的耦合作用,探究各组分的作用效果和强度。 展开更多
关键词 气候变化 降水 青藏高原 物候 群落组成 水分条件
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