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藏东南植被碳利用效率的时空变化与生态网络构建
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作者 卢杰 施奇 +1 位作者 韩嘉华 于强 《高原农业》 2025年第1期1-15,64,F0002,共17页
碳循环在全球生态系统中起着至关重要的作用,碳循环的反馈效应将对未来的气候变化具有重要影响。本研究以西藏地区东南部(林芝市和昌都市)为研究区域,以相应月份和年份MOD17A2HGF GPP,MOD17A2HGF PSN_(net)数据为主要数据源,探讨时空变... 碳循环在全球生态系统中起着至关重要的作用,碳循环的反馈效应将对未来的气候变化具有重要影响。本研究以西藏地区东南部(林芝市和昌都市)为研究区域,以相应月份和年份MOD17A2HGF GPP,MOD17A2HGF PSN_(net)数据为主要数据源,探讨时空变化格局,并结合气象数据对藏东南植被CUE进行相应系统分析,还建立一个生态网络来研究CUE变化对生态系统稳定性的影响。研究结果表明:月尺度上,区域CUE随生长季变化明显,变异规律在不同植被类型中有所差异。年尺度上,CUE整体呈现不显著的上升趋势,但2019-2022年CUE波动幅度加大。藏东南CUE随温度和降水变化,且温度对CUE变化更显著,相关性较强。气温和降水对藏东南区域CUE变化趋势呈现相反的现象。藏东南地区生态节点和廊道的数量逐年减少,需要添加生态垫脚石增加生态源地,减少生态廊道提高藏东南生态系统稳定。藏东南生态源区CUE的变化对整个生态系统的影响尤为显著。 展开更多
关键词 藏东南 碳利用效率 时空变化 网络构建
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东亚森林、草地碳利用效率及碳通量空间变化的影响因素分析 被引量:16
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作者 安相 陈云明 唐亚坤 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2017年第5期79-87,92,共10页
森林和草地是陆地生态系统的重要组成部分,研究整合基于涡度相关法观测碳通量的已发表文献,共选取东亚地区40个拥有1年以上数据的通量站(森林26个,草地14个),分析碳利用效率(CUE)以及净生态系统生产力(NEP)、总生态系统生产力(GEP)、生... 森林和草地是陆地生态系统的重要组成部分,研究整合基于涡度相关法观测碳通量的已发表文献,共选取东亚地区40个拥有1年以上数据的通量站(森林26个,草地14个),分析碳利用效率(CUE)以及净生态系统生产力(NEP)、总生态系统生产力(GEP)、生态系统呼吸(RE)的空间变异特征及其影响因素。东亚地区的森林和草地为碳汇,且森林的碳汇显著高于草地(p<0.001),其NEP分别为328.64±256.46gC/(m^2·a),63.43±42.99gC/(m^2·a)。森林和草地的CUE分别为0.21,0.20,影响森林CUE变化的因素主要是林龄,呈线性负相关关系(p<0.001)。影响草地CUE的因素主要是年均降水量(MAP),呈线性负相关关系(p<0.05)。森林和草地的GEP,RE均是随纬度的升高而线性降低,NEP与纬度呈现二次函数关系,随纬度升高而先升高后降低。森林和草地的GEP,RE都与MAP呈线性正相关关系,且NEP与MAP呈先升高后降低的二次函数关系,其中森林和草地的饱和降水量大约为1 300mm和390mm。森林的GEP,RE与年均温(MAT)呈现线性正相关关系。森林和草地的GEP,RE与增强型植被指数(EVI)呈线性正相关关系。 展开更多
关键词 森林 草地 碳利用效率 通量 涡度相关法
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2000-2013年中国植被碳利用效率(CUE)时空变化及其与气象因素的关系 被引量:16
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作者 刘洋洋 王倩 +4 位作者 杨悦 同琳静 李建龙 章钊颖 王振乾 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2019年第5期278-286,2,共10页
植被碳利用效率(CUE)是评估陆地碳循环的重要指标,探讨其动态特征对气候变化的响应对于陆地生态系统碳循环研究具有重要的指示意义。基于MOD17数据计算中国植被CUE,辅以地统计学理论,利用趋势分析、变异系数及相关性分析等方法,研究了2... 植被碳利用效率(CUE)是评估陆地碳循环的重要指标,探讨其动态特征对气候变化的响应对于陆地生态系统碳循环研究具有重要的指示意义。基于MOD17数据计算中国植被CUE,辅以地统计学理论,利用趋势分析、变异系数及相关性分析等方法,研究了2000—2013年中国植被CUE的时空变化特征,并结合气象要素数据剖析植被CUE对气候变化的响应。结果表明:全国植被年CUE在研究年限内总体上表现为轻微的增长趋势,具体表现为在2000—2007年以0.000 6的变化率呈现波动下降的趋势,而2007—2013年植被CUE呈现显著上升的变化趋势,该变化特征可归因于2007年气温及降水格局的改变;植被CUE空间分布具有明显的空间异质性,大体呈现西部高东部低的状态。CUE增加较明显的区域主要分布在内蒙古呼伦贝尔地区,青藏高原大部分地区,东部沿海地区以及台湾岛。而CUE呈减少趋势的区域分布范围较广,其中减少趋势较为明显的地区主要包括东北平原及华北华中的大部分地区,另江南地区及新疆部分地区也有零星分布。草地及森林区域植被CUE波动变化较小,表明该部分地区生态系统处于良性循环。不同植被类型的CUE均值表现为:草地(0.21)>农田(0.14)>森林(0.09)>灌丛(0.06)。全国大多数地区植被CUE与降水呈正相关,而与气温则呈负相关,而这种相关性会随着区域气候格局及植被类型的变化而变化。总体上,全国植被CUE的增加主要归因于降水量的增加,而气温的升高则造成植被CUE的降低。 展开更多
关键词 时空动态 碳利用效率(CUE) 气候变化 趋势分析 变异系数
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土壤微生物碳利用效率对农田管理措施响应的机制
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作者 张晨阳 孙力扬 +2 位作者 徐明岗 李建华 蔡岸冬 《土壤学报》 2025年第1期177-188,共12页
为明确农田生态系统中土壤微生物碳利用效率(CUE)对不同管理措施的响应及驱动因素,深刻理解土壤有机碳周转、快速提升土壤肥力和有效减缓气候变化。收集全球已公开发表的198组文献数据,通过整合分析(Meta-analysis)和皮尔森(Pearson)分... 为明确农田生态系统中土壤微生物碳利用效率(CUE)对不同管理措施的响应及驱动因素,深刻理解土壤有机碳周转、快速提升土壤肥力和有效减缓气候变化。收集全球已公开发表的198组文献数据,通过整合分析(Meta-analysis)和皮尔森(Pearson)分析方法探究不同农田管理措施对土壤微生物CUE的影响和主控因素。结果表明:添加生物质炭能够增加^(13)C标记底物(CUE_(13C))和^(18)O标记水(CUE_(18O))方法测量(计算)的土壤微生物CUE,而降低化学计量模型(CUE_(ST))方法计算的土壤微生物CUE。施用化肥降低土壤微生物CUE_(18O)(–4.71%),但提高土壤微生物CUE_(ST)(28.20%)。秸秆还田导致土壤微生物CUE_(18O)和CUE_(ST)分别降低14.08%和28.64%。免耕/少耕使通过三种方法评估的土壤微生物CUE均得到显著增加。特定气候、土壤属性和试验年限显著影响了土壤微生物CUE的变化趋势。干旱指数和土壤pH是影响土壤微生物CUE_(13C)效应值的关键因素。土壤微生物CUE_(18O)效应值随着土壤微生物生长速率和微生物生物量碳的增加而增加。土壤微生物CUEST效应值与土壤有机碳和微生物细胞外酶活性呈显著正相关关系(P<0.05),与土壤黏粒含量呈显著负相关关系(P<0.01)。因此,充分考虑特定地点的气候、土壤化学性质以及微生物活性和功能对农田管理措施的响应有利于调节作用于微生物群落或者细胞层面的土壤微生物CUE,从而更有效地促进农田生态系统中土壤有机碳的形成和积累。 展开更多
关键词 微生物碳利用效率 农田管理 ^(13)C标记底物 ^(18)O标记水 化学计量模型 整合分析
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北京百花山华北落叶松天然次生林的资源利用效率生长季动态变化及影响因素
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作者 李钦渊 周泽园 +6 位作者 李廷山 于海群 赵洪贤 刘新月 高瑶 刘鹏 查天山 《林业科学》 2025年第4期69-80,共12页
【目的】探究华北落叶松天然次生林生态系统碳、光能、水分利用效率的生长季内季节变异特征、受生物物理因子的影响以及不同资源利用效率间的权衡关系,为预测未来森林生态系统的气候变化响应提供科学支撑。【方法】在北京百花山国家级... 【目的】探究华北落叶松天然次生林生态系统碳、光能、水分利用效率的生长季内季节变异特征、受生物物理因子的影响以及不同资源利用效率间的权衡关系,为预测未来森林生态系统的气候变化响应提供科学支撑。【方法】在北京百花山国家级自然保护区,利用涡度相关系统和微气象观测系统对华北落叶松天然次生林生态系统生长季内的碳、水通量和空气温度、土壤温度、土壤含水量等物理因子进行连续原位监测,分析生态系统碳、光能和水分利用效率的季节变异及影响因素,并探究不同资源利用效率间的权衡关系。【结果】1)生长季内碳利用效率6月较低、10月较高,波动在0.14~0.97;光能利用效率8月份高、10月较低,波动在0.15~2.19 g·MJ^(−1);水分利用效率6月较低、10月较高,波动在0.74~8.00 g·kg^(−1)。2)碳利用效率与土壤温度显著负相关(P<0.05),光能利用效率与土壤含水量显著正相关(P<0.05),水分利用效率与土壤含水量显著负相关(P<0.05)。结构方程模型表明,土壤温度通过影响生态系统呼吸间接影响碳利用效率,表现为负效应(P<0.05);散射辐射通过影响总初级生产力间接影响光能利用效率,表现为正效应(P<0.05);饱和水汽压差通过影响蒸散发间接影响水分利用效率,表现为负效应(P<0.05)。3)碳利用效率与水分利用效率显著正相关(P<0.01),较高的光能利用效率主要发生在碳利用效率和水分利用效率均较低时。【结论】华北落叶松天然次生林生态系统碳利用效率与水分利用效率变化趋势一致,均在生长季中期下降,光能利用效率在生长季中期达到最大值。土壤温度升高会降低生态系统碳利用效率,土壤含水量和散射辐射增加均会提高生态系统光能利用效率,土壤含水量和饱和水汽压差增加会限制水分利用效率。生态系统资源利用效率间存在权衡关系,较高的光能利用效率伴随着较低的碳和水分利用效率,本研究结果强调水分条件对华北落叶松天然次生林生态系统资源利用效率间权衡关系的重要性。 展开更多
关键词 碳利用效率 光能利用效率 水分利用效率 季节变异 权衡关系
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碳和养分添加对亚热带稻田土壤酶活性化学计量学特征的影响
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作者 邬佳玲 魏亮 +3 位作者 祝贞科 葛体达 吴金水 毛瑢 《土壤与作物》 2020年第3期231-239,共9页
秸秆还田和化肥施用等管理措施将改变农田土壤碳和养分浓度及其化学计量比,进而影响土壤酶活性乃至土壤肥力。为了明确土壤中可利用态碳与氮、磷、硫等营养元素含量变化及其化学计量关系对土壤酶活性的影响,本研究选取亚热带地区典型稻... 秸秆还田和化肥施用等管理措施将改变农田土壤碳和养分浓度及其化学计量比,进而影响土壤酶活性乃至土壤肥力。为了明确土壤中可利用态碳与氮、磷、硫等营养元素含量变化及其化学计量关系对土壤酶活性的影响,本研究选取亚热带地区典型稻田土壤,通过外源添加葡萄糖和氮磷硫养分试验,测定培养3 d和60 d时参与土壤碳氮磷循环过程的β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、纤维二糖水解酶(CBH)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶(AP)4种土壤胞外酶活性。结果表明,在添加初期(3 d),葡萄糖添加提高了稻田土壤4种酶的活性;然而,不管是否有葡萄糖加入,稻田土壤酶活性均不受养分添加水平的影响。在培养后期(60 d),葡萄糖添加显著降低高养分添加处理中稻田土壤酶活性;而且添加葡萄糖处理中,土壤4种酶活性均与养分元素添加水平呈显著的负相关关系。在培养60 d时,碳水解酶与氮水解酶的比值[(BG+CBH)/NAG]与养分添加水平呈显著正相关关系,表明随着养分添加水平的增加,微生物的氮限制程度减弱。然而,碳水解酶与磷水解酶的比值[(BG+CBH)/AP]与养分添加水平之间呈显著负相关关系,这意味着养分添加量的增加加剧了微生物的磷限制作用,导致土壤磷酸酶活性升高。研究结果揭示了土壤酶活性与土壤碳和养分有效性之间的化学计量学耦合关系,对于加强农田土壤养分管理和提升土壤肥力具有重要意义。 展开更多
关键词 碳利用效率 生态化学计量学 胞外酶活性 养分有效性 水稻土
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苔藓结皮及其下层土壤的胞外酶活性与微生物CUE特征 被引量:2
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作者 张尚鹏 王百群 +1 位作者 晁赫嵘 王雨涵 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2022年第2期106-111,共6页
为进一步明确苔藓结皮对下层土壤养分的影响及微生物对养分的利用特征,以黄土丘陵区典型退耕地上发育的苔藓结皮及其下层土壤(0—2 cm,2—5 cm,10—20 cm)为研究对象,分析在剖面尺度下土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)养分状况、胞外酶活性以及... 为进一步明确苔藓结皮对下层土壤养分的影响及微生物对养分的利用特征,以黄土丘陵区典型退耕地上发育的苔藓结皮及其下层土壤(0—2 cm,2—5 cm,10—20 cm)为研究对象,分析在剖面尺度下土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)养分状况、胞外酶活性以及微生物CUE特征。结果表明:苔藓结皮显著提高了表层土壤养分含量,结皮层的SOC,TN,TP,DOC,DON和Olsen-P含量分别是10—20 cm土壤养分的2.58,2.34,1.13,2.30,4.30,7.36倍。与养分含量特征一致,微生物生物量随土层深度的增加逐渐降低。在整个剖面尺度上,微生物群落存在较为稳定的元素内稳态以保持自身C,N,P的计量平衡。参与C,N,P循环的相关胞外酶活性在剖面尺度上表现出差异,β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)随深度增加逐渐降低,而β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和碱性磷酸酶(AP)则表现为先降低后增加的趋势,底层土壤较高的NAG和AP酶活性反映出N,P养分的匮乏。微生物CUE在剖面尺度上表现为先降低后增加的趋势,平均水平为0.25,表明表层与深层土壤更有助于C的固存。此外,方差分解(VPA)和线性模型结果均指出养分状况和土壤酶是影响微生物CUE的关键因素。总的来说,苔藓结皮对表层土壤的养分和微生物代谢产生积极作用,尽管底层土壤养分匮乏,但仍保持较高的微生物C利用效率。 展开更多
关键词 苔藓结皮 剖面 养分 胞外酶活性 微生物碳利用效率
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Response of seedlings of different tree species to elevated CO_2 in Changbai Mountain 被引量:1
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作者 王淼 李秋荣 +1 位作者 代力民 姬兰柱 《Journal of Forestry Research》 SCIE CAS CSCD 2003年第2期112-116,共5页
Eco-physiological responses of seedlings of eight species, Pinus koraiensis, Picea koraiensis, Larix olgensis, Populus ussuriensis, Betula platyphylla, Tilia amurensis, Traxinus mandshurica and Acer mono from broadlea... Eco-physiological responses of seedlings of eight species, Pinus koraiensis, Picea koraiensis, Larix olgensis, Populus ussuriensis, Betula platyphylla, Tilia amurensis, Traxinus mandshurica and Acer mono from broadleaved/Korean pine forest, to elevated CO2 were studied by using open-top chambers under natural sunlight in Changbai Mountain, China in two growing seasons (1998-1999). Two concentrations of CO2 were designed: elevated CO2 (700 祄olmol-1) and ambient CO2 (400 祄olmol-1). The study results showed that the height growth of the tree seedlings grown at elevated CO2 increased by about 10%-40% compared to those grown at ambient CO2. And the water using efficiency of seedlings also followed the same tendency. However, the responses of seedlings in transpiration and chlorophyll content to elevated CO2 varied with tree species. The broad-leaf tree species were more sensitive to the elevated CO2 than conifer tree species. All seedlings showed a photosynthetic acclimation to long-term elevated CO2. 展开更多
关键词 Elevated CO_2 Eco-physiological response Changbai Mountain
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安徽大龙山国家森林公园冬季针叶树种光合特征
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作者 孙俊 李锦隆 +2 位作者 赵郑 郑邓鑫 顾洪亮 《防护林科技》 2023年第5期58-63,共6页
探究植物冬季光合特征是了解其维持生存的最低碳需求的重要途径。通过使用Li-6800型光合荧光测量系统测定安徽省大龙山国家森林公园内马尾松(Pinus massoniana)和杉木(Cunninghamia lanceolata)2种针叶树种冬季的光响应特征、光合速率... 探究植物冬季光合特征是了解其维持生存的最低碳需求的重要途径。通过使用Li-6800型光合荧光测量系统测定安徽省大龙山国家森林公园内马尾松(Pinus massoniana)和杉木(Cunninghamia lanceolata)2种针叶树种冬季的光响应特征、光合速率和暗呼吸速率,分析2种树的比叶面积与光合、呼吸速率及瞬时碳利用效率间的关系。结果表明:(1)马尾松的光饱和点和补偿点分别为1581和24.64μmol·m^(-2)·s^(-1),显著高于杉木;(2)马尾松的净光合速率、暗呼吸速率均显著高于杉木,但二者的瞬时碳利用效率之间却无显著差异;(3)杉木的比叶面积为64.94 cm^(2)·g^(-1),显著高于马尾松,光合速率及暗呼吸速率与比叶面积间均呈显著的负相关关系,但与瞬时碳利用效率间的相关关系并不显著。综上,尽管马尾松和杉木叶片之间的光合特征及比叶面积存在显著差异,但瞬时碳利用效率在两者之间却差异不显著。另外,比叶面积调控瞬时碳利用效率在未来可能需要更多的数据进行验证。 展开更多
关键词 杉木 马尾松 净光合速率 瞬时碳利用效率 比叶面积
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