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森林約占全球土壤碳庫的70%,是調(diào)節(jié)大氣CO2濃度的關(guān)鍵因素。濕地作為陸地和水生系統(tǒng)的過渡區(qū),通常地下水位接近地表。全球變暖導(dǎo)致北方低地森林被濕地取代,造成景觀破碎化,并可能改變碳通量。土壤CO2通量占大氣碳的20-38%,其主要來源是土壤呼吸,包括自養(yǎng)和異養(yǎng)呼吸。異養(yǎng)呼吸受溫度、濕度和溶解有機(jī)物(DOM)影響。低分子量化合物(LMW)更易降解,促進(jìn)微生物活動(dòng)和土壤呼吸。解凍期雨雪事件可將DOM輸送至濕地,影響土壤CO2通量。本研究假設(shè),解凍期森林濕地集水區(qū)的土壤CO2通量受DOM運(yùn)動(dòng)的影響,目標(biāo)是分析CO2通量變化,確定DOM的影響, 并探索微生物在其中的作用。圖們江位于中國、朝鮮和俄羅斯的交界處,最終流入日本海,地處中高緯度地區(qū),范圍為北緯41.99°到44.51°(圖1(a))。布爾哈通河是圖們江的重要支流,其上游流域面積為1560平方公里。該流域以山地森林為主,森林、農(nóng)田和濕地的覆蓋率分別為81.7%、12.0%和2.0%(圖1(b))。主要植被為蒙古櫟、白樺、紅松和苔草,分別分布在混交林和濕地中。土壤類型包括壤土、粉質(zhì)黏壤土和黏土,深度分別為0–11、11–34和34–64厘米。水東森林濕地流域(SFWC)是布爾哈通河流域的一個(gè)子流域,面積為0.98平方公里,其中森林、農(nóng)田和濕地面積比例分別為93.1%、0.7%和2.2%。此外,高地森林匯聚形成一條流經(jīng)下游濕地的溪流。因此,該流域?yàn)檠芯咳诨陂g森林濕地內(nèi)DOM運(yùn)動(dòng)對(duì)土壤CO2通量變化特征的影響提供了一個(gè)理想的天然實(shí)驗(yàn)室(圖1(c))。圖 1. 圖們江流域地理位置(TRB,a)及BRW主要土地利用分布(b)。森林濕地流域內(nèi)現(xiàn)場站點(diǎn)(▲)、土壤呼吸站點(diǎn)(●)、水體采樣站點(diǎn)(▲)的空間分布及相應(yīng)的場景圖片(c)。上游水和下游水分別是流入濕地的上游水和流出濕地的下游水的簡稱。本研究使用便攜式...
發(fā)布時(shí)間: 2024 - 12 - 02
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D. E. Pataki1 J. R. Ehleringer1 L. B. Flanagan2 D. Yakir3 D. R. Bowling1 C. J. Still4,51猶他大學(xué)生物系 2 Lethbridge大學(xué)生命科學(xué)系3 Weizmann研究所4加州大學(xué)Berkeley大氣中心 5加州大學(xué)地理系 GLOBAL BIOGEOCHEMICAL CYCLES, VOL. 17, NO. 1, 1022, doi:10.1029/2001GB001850, 2003 摘要:光合與呼吸作用對(duì)大氣產(chǎn)生的影響可以被用來研究全球碳匯/源的估計(jì),以及用于區(qū)分生態(tài)系統(tǒng)通量。因此Keeling plot的研究方法正越來越多地被用于確定生態(tài)系統(tǒng)呼吸(d13CR)的碳同位素組成,以較好地理解生態(tài)系統(tǒng)的同位素鑒別。本文我們分析了來自北美和南美33個(gè)實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)的146個(gè)keeling曲線,以研究生態(tài)系統(tǒng)呼吸的格局(d13CR)。為了解析來自不同研究的結(jié)果,我們討論了Keeling曲線方法的假設(shè)條件,并推薦了可用于確定生態(tài)系統(tǒng)呼吸的標(biāo)準(zhǔn)方法。方法包括用于解釋x變量誤差的回歸計(jì)算方法,以及夜晚期間生態(tài)系統(tǒng)呼吸的估計(jì)。我們統(tǒng)一計(jì)算了所有生境的生態(tài)系統(tǒng)呼吸。我們發(fā)現(xiàn)C3生態(tài)系統(tǒng)存在很大程度上的時(shí)空變化,具體的變化范圍從-19.0到...
發(fā)布時(shí)間: 2011 - 04 - 29
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植物中氫和氧的主要來源是水,植物所能利用的水分主要來自降水、土壤水、徑流(包括融雪)和地下水。土壤水、徑流和地下水最初也全部來自降水, 但由于土壤水分輸入的季節(jié)變化、地表層的蒸發(fā)或土體水分和地下水之間的差異使得土壤水分產(chǎn)生同位素組成梯度。一般來說,植物根系吸收水分過程以及隨后的木質(zhì)部水分運(yùn)輸過程均不發(fā)生同位素分餾效應(yīng),即根的和莖內(nèi)水的dD、d18O值與土壤中可供植物吸收的水之dD、d18O值相近。因此我們可以通過分析植物莖水的同位素比率來確定根系對(duì)不同來源的土壤水的吸收,可以使我們進(jìn)一步地了解根在土壤剖面中的活動(dòng)和在自然群落中植物對(duì)水分的利用的差別。在整個(gè)生長過程中,植物可能不僅僅利用一種水源(包括大氣降水、土壤水、地下水等)。利用穩(wěn)定同位素技術(shù)不但可以測(cè)定植物在不同環(huán)境下所利用水分的深度并且對(duì)使用兩個(gè)以上水源的植物可以定量其所利用水源所占的比例;而且還可以研究植物水分利用在時(shí)間上的變化,這一點(diǎn)是僅通過分析植物根系在土壤剖面中的分布所不能確定的。同位素技術(shù)的另一個(gè)重要作用是確定在土壤中哪部分植物根系是吸收水分的最活躍區(qū)域。因?yàn)橹参锔低ǔ1椴颊麄€(gè)土壤剖面,但這并不意味著根系在其存在的土層中都表現(xiàn)出水分?jǐn)z取活性,到目前為止其它方法則難以解決這一問題。       林教授在本文中詳細(xì)論述了樣品的取樣方法和在注意事項(xiàng)。...
發(fā)布時(shí)間: 2011 - 02 - 22
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[1] Natalia Shakhova, Igor Semiletov, Anatoly Salyuk, Vladimir Yusupov, Denis Kosmach, Örjan Gustafsson.Extensive Methane Venting to the Atmosphere from Sediments of the East Siberian Arctic Shelf. Science, 2010, 327: 1246-1250.[2] D. R. Bowling, J. B. Miller, M. E. Rhodes, S. P. Burns, R. K. Monson, D. Baer. Soil, plant, and transport influences on methane in a subalpine forest under high ultraviolet irradiance. Biogeosciences, 2009, 6:1311-1324.[3] P. Sturm, A. Knohl. Water vapor δ2H and δ18O measurements using off-axis integrated cavity output spectroscopy. Atmosphe...
發(fā)布時(shí)間: 2010 - 08 - 24
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最近的一些研究表明,活著的植物和分離的植物體能夠在有氧情況下產(chǎn)生數(shù)量驚人的甲烷。這些研究在科學(xué)界甚至社會(huì)中引起了激烈的爭論。許多研究有著相反的意見,其中一些研究質(zhì)疑將實(shí)驗(yàn)室的研究擴(kuò)展到全球尺度是否可行,另一些則認(rèn)為是實(shí)驗(yàn)的誤差導(dǎo)致了錯(cuò)誤的數(shù)據(jù),并且有兩個(gè)研究(其中一個(gè)是基于穩(wěn)定性同位素)在近期報(bào)道植物不能釋放出CH4。因此我們根據(jù)許多獨(dú)立的試驗(yàn),分別測(cè)試,干的植物樣本,分離的鮮植物體,以及植物的組成部分(木質(zhì)素,纖維素,膠體等),在UV的照射下,或者在升溫的情況下有明顯的甲烷排放。UV幾乎是瞬間引發(fā)甲烷排放,因?yàn)槲覀兛梢詳喽ㄟ@是一個(gè)光化學(xué)過程。而長時(shí)間的輻射試驗(yàn)表明CH4庫的容量是極端巨大的,比實(shí)驗(yàn)中吸附和稀釋帶來的誤差大很多個(gè)數(shù)量級(jí),所以不可能是試驗(yàn)誤差造成的錯(cuò)誤。純13C植物葉片釋放的13CH4和普通葉片釋放普通CH4的速率相同。UV使植物釋放甲烷.pdf0b4784e614d6eb0021ffd7922afa4c3f.pdf (706.67 KB)
發(fā)布時(shí)間: 2010 - 08 - 24
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植物釋放甲烷研究進(jìn)展鄧永翠      中國科學(xué)院研究生院資源與環(huán)境學(xué)院       北京100049杜巖功      中國科學(xué)院研究生院資源與環(huán)境學(xué)院       北京100049吳伊波      中國科學(xué)院研究生院資源與環(huán)境學(xué)院       北京100049摘要:植物是否在有氧條件下自身產(chǎn)生甲烷、其產(chǎn)生機(jī)制和釋放速率等問題目前還存在很大爭議,如果確證植物在有氧條件下產(chǎn)生較大量的甲烷,就必須重新認(rèn)識(shí)和計(jì)算全球甲烷的源匯及其收支平衡。已有研究表明,植物排放的甲烷有一部分是由土壤或木本植物的根和樹干內(nèi)部產(chǎn)甲烷微生物產(chǎn)生,再通過植物傳輸進(jìn)入大氣中的;植物本身產(chǎn)生甲烷的機(jī)制可能主要是在活性氧自由基的作用下,將植物細(xì)胞壁成分果膠、木質(zhì)素等中的甲氧基轉(zhuǎn)化為甲烷,這一過程受到高溫、強(qiáng)光和UV輻射等環(huán)境脅迫的刺激。根據(jù)植物排放速率或大氣甲烷濃度與碳同位素組成的實(shí)測(cè)值,對(duì)區(qū)域和全球植物源甲烷排放率做出的估算還存在相當(dāng)大的不確定性,需要對(duì)更多植物和更多地點(diǎn)開展實(shí)測(cè)研究,深入了解...
發(fā)布時(shí)間: 2010 - 07 - 13
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定年是考古分析中的一個(gè)重要方面之一。在考古領(lǐng)域有許多斷代測(cè)年方法,而樹輪定年是最精確的一種定年方法,可以精確到年,甚至到某個(gè)季節(jié)。樹輪年代學(xué)(Dendrochronology),也叫樹輪定年(Tree–ring Dating),是對(duì)樹木年輪年代序列的研究,科學(xué)的樹輪年代學(xué)是美國的天文學(xué)者道格拉斯(Douglass)博士于二十世紀(jì)初研究建立起來的。他用樹輪定年法測(cè)定了印第安人遺址中殘留樹木的樹輪,明確了遺址的年代,于是這種方法在美國的史前年代學(xué)研究中得以確立。自從科學(xué)的樹輪年代學(xué)建立以來,樹輪年代學(xué)有了長足的發(fā)展。在建立長序列的年輪年表方面,許多國家已經(jīng)建立了不同長度的年表,其中有兩條長序列的年輪年表,一條是利用美國西南部考古遺址出土的木材樣本,構(gòu)建了這一地區(qū)的史前年代學(xué)框架,建立了上萬年的刺果松(Pinus aristata)年輪年表,另一條是德國建立了不間斷的可延續(xù)到整個(gè)全新世的10430年的櫟樹(Quercus)年輪年表。利用長序列年輪年表不但對(duì)新石器時(shí)代的遺存進(jìn)行了定年,對(duì)古建、古美術(shù)的木材樣本進(jìn)行定年,而且對(duì)14C年代進(jìn)行了校正,推測(cè)過去一些事件的年代,河流的改道,推測(cè)過去社會(huì)經(jīng)濟(jì)和文化狀況,聚落的居住史和建筑史等??傊?,在考古學(xué)領(lǐng)域,樹輪年代學(xué)主要有兩方面的作用,一方面是利用樹木年輪分析判定過去人類文化遺存的年代,另一方面是對(duì)過去氣候(包括溫度、降水)和環(huán)境進(jìn)行重建和研究...
發(fā)布時(shí)間: 2010 - 07 - 01
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利用樹木年輪寬度資料重建川西臥龍地區(qū)過去159年夏季溫度的變化 李宗善1, 劉國華1*, 張齊兵2, 胡嬋娟1, 羅淑政1, 劉興良3, 何飛31中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100085;2中國科學(xué)院植物研究所植被與環(huán)境變化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100093;3四川省林業(yè)科學(xué)研究院生態(tài)研究所, 成都 610081 摘要  根據(jù)川西臥龍地區(qū)林線位置岷江冷杉(Abies faxoniana)的年輪寬度資料, 分析了該地區(qū)樹木年輪寬度與氣候要素的關(guān)系, 并重建了該地區(qū)1850年以來夏季(6–8月份)溫度的變化歷史。結(jié)果表明: 川西臥龍地區(qū)在過去159年來的溫度變化上, 最為明顯的特征是20世紀(jì)40年代以來的顯著變暖趨勢(shì), 而在20世紀(jì)40年代以前的溫度明顯偏低, 主要的低溫時(shí)期在1850–1870年和1890–1930年。該溫度序列的冷暖期與附近地區(qū)的冰芯、冰川進(jìn)退資料, 以及對(duì)于夏季溫度響應(yīng)敏感的樹輪年表都有著較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系, 這表明重建序列記錄了可靠的區(qū)域尺度的溫度信號(hào)。對(duì)重建溫度序列的小波分析表明, 較為明顯的有2–8年和10–16年的周期, 而這些周期可能與厄爾尼諾-南方濤動(dòng)氣候系統(tǒng)和太陽活動(dòng)周期有一定的關(guān)系。文章鏈接:利用樹木年輪寬度資料重建川西臥龍地區(qū)過去159年夏季溫度的變化4988c51e4eb...
發(fā)布時(shí)間: 2010 - 06 - 23
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LGR是世界上激光痕量氣體和穩(wěn)定性同位素分析技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。隨著OA-ICOS技術(shù)日臻完善,為研究者帶來了更大的方便,在以往很難測(cè)量的領(lǐng)域提供了測(cè)量的可能。 因?yàn)閮x器性能優(yōu)良,數(shù)據(jù)穩(wěn)定,越來越得到用戶的認(rèn)可,目前全世界已有400多臺(tái)分析儀在為人類更好的服務(wù)。儀器廣泛應(yīng)用在碳水通量測(cè)定,大氣痕量氣體變化的測(cè)量,水文同位素研究,CO2/H2O穩(wěn)定性同位素廓線測(cè)量和土壤CH4通量等方向的研究。在近幾年在國際權(quán)威刊物如Nature、Science上發(fā)表了大量的文獻(xiàn);同時(shí),很多研究者對(duì)LGR激光分析儀做了性能等方面的測(cè)試,結(jié)果表明分析儀精度高、穩(wěn)定性好,是目前世界上最先進(jìn)的激光分析儀?,F(xiàn)將部分文獻(xiàn)目錄列出,共各位用戶參考。 Los Gatos 參考文獻(xiàn):[1] Natalia Shakhova, Igor Semiletov, Anatoly Salyuk, Vladimir Yusupov, Denis Kosmach, Örjan Gustafsson.Extensive Methane Venting to the Atmosphere from Sediments of the East Siberian Arctic Shelf. Science, 2010, 327: 1246-1250.[2] D. R. Bowling...
發(fā)布時(shí)間: 2010 - 06 - 09
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干旱區(qū)楊樹、榆樹人工防護(hù)林地土壤CO2釋放通量研究張麗華1,2, 陳亞寧2, 趙銳鋒3, 李衛(wèi)紅2, 謝忠奎11中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所皋蘭生態(tài)與農(nóng)業(yè)綜合試驗(yàn)站, 蘭州 730000; 2中國科學(xué)院綠洲生態(tài)與荒漠環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所, 烏魯木齊 830011; 3西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 蘭州 730070摘要  土壤呼吸是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的重要組成部分。隨著全球氣候變暖趨勢(shì)逐漸明顯, 土壤呼吸的時(shí)空變異及其對(duì)溫度變化的響應(yīng)已成為生態(tài)學(xué)研究的重要內(nèi)容之一。利用LI-8100自動(dòng)土壤CO2通量測(cè)量系統(tǒng), 連續(xù)兩年生長季測(cè)定了準(zhǔn)噶爾盆地新墾綠洲楊樹(Populus sp.)、榆樹(Ulmus pumila)人工防護(hù)林地土壤呼吸的時(shí)間動(dòng)態(tài), 并分析了土壤水熱因子及光合作用對(duì)土壤呼吸的影響。研究結(jié)果表明: 兩種林分土壤呼吸日變化波動(dòng)呈現(xiàn)一定的不規(guī)則性; 季節(jié)變化表現(xiàn)為明顯的單峰格局。楊樹林地土壤呼吸速率顯著高于榆樹林地, 生長季平均土壤呼吸速率分別為3.71和1.82 μmol CO2·m–2·s–1。兩種林分土壤呼吸的季節(jié)變化與氣溫、不同深度層次土壤溫度間均呈顯著的指數(shù)相關(guān), 而與土壤含水量之間相關(guān)不顯著。50和35 cm土壤溫度可以分別解釋兩種林分土壤呼吸時(shí)間變化的78...
發(fā)布時(shí)間: 2010 - 05 - 26
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冬小麥生境中土壤養(yǎng)分對(duì)凋落物碳氮釋放的影響申 艷1,2     楊慧玲1     何維明21 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 鄭州 450002;2 中國科學(xué)院植物研究所植被與環(huán)境變化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100093摘 要 土壤養(yǎng)分影響植物生長, 進(jìn)而影響凋落物質(zhì)量和產(chǎn)量; 凋落物質(zhì)量和產(chǎn)量影響凋落物分解過程?;谝粋€(gè)生長實(shí)驗(yàn)和一個(gè)相同環(huán)境分解實(shí)驗(yàn), 研究了冬小麥(Triticum aestivum)生境中養(yǎng)分可利用性對(duì)凋落物碳(C)和氮(N)釋放的影響。結(jié)果顯示: (1)冬小麥凋落物產(chǎn)量、葉/根C:N比、C釋放量和N釋放量隨土壤養(yǎng)分梯度呈單調(diào)變化; (2)土壤養(yǎng)分影響葉凋落物丟失率而不影響根凋落物丟失率; (3)初始葉/根C:N比與其C、N釋放量之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系; (4)分解過程降低葉C:N比和根C:N比。結(jié)果表明: 生境中土壤養(yǎng)分的提高可加速凋落物C、N歸還, 這反過來可能促進(jìn)冬小麥生長, 因此這種效應(yīng)是正反饋; 初始C:N比可預(yù)測(cè)凋落物C、N釋放量。
發(fā)布時(shí)間: 2010 - 05 - 20
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