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农田生态系统碳循环模型研究综述 被引量：1
1
作者 万盛 宋新山 +2 位作者 秦天玲 于志磊 何萌 《中国农村水利水电》 北大核心 2017年第4期58-61,66,共5页
农田生态系统碳循环模型是研究农田生态系统中碳循环主要研究方法之一。简要阐述农田生态系统碳循环模型的发展历程并对其进行分类,将碳循环模型按空间尺度和是否考虑土壤水进行分类,按模型空间尺度可以将其分为4类:斑块尺度、灌区尺度... 农田生态系统碳循环模型是研究农田生态系统中碳循环主要研究方法之一。简要阐述农田生态系统碳循环模型的发展历程并对其进行分类,将碳循环模型按空间尺度和是否考虑土壤水进行分类,按模型空间尺度可以将其分为4类:斑块尺度、灌区尺度、流域尺度和全球尺度;按是否考虑土壤水可以将其分为2类:考虑土壤水含量的碳循环模型和不考虑土壤水含量的碳循环模型;并在此基础上对农田生态系统中土壤水的来源和模型中土壤水含量参数的类型进行详细分类和描述,作出对其进行简要介绍和分析。最后对农田生态系统碳循环模型的研究机理、模型标准、监测技术和研究方向等方面的发展方向作了简要探讨。 展开更多
关键词 农田生态系统 碳循环模型 土壤水
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陆地土壤碳循环研究进展 被引量：8
2
作者 张治国 胡友彪 +1 位作者 郑永红 陈孝杨 《水土保持通报》 CSCD 2016年第4期339-345,共7页
[目的]对近年来国内外碳循环方面的研究进展进行综述,为退化土地的生态恢复及环境治理和保护提供依据。[方法]总结了当前土壤有机碳循环研究中的几种主要方法(室内培养法、同位素示踪法、碳循环模型和计算机模拟法等),分析对比了这几种... [目的]对近年来国内外碳循环方面的研究进展进行综述,为退化土地的生态恢复及环境治理和保护提供依据。[方法]总结了当前土壤有机碳循环研究中的几种主要方法(室内培养法、同位素示踪法、碳循环模型和计算机模拟法等),分析对比了这几种方法的特点和存在的问题,并对土壤有机碳循环机理和影响土壤有机碳循环的主要因素进行分析。[结果]目前,在土壤有机碳库的估算方法、数据依据、结果以及土壤有机碳循环模型上存在较大差异,给土壤有机碳变化和循环研究带来一定的困难。土地利用方式和土地覆盖变化是影响陆地土壤有机碳变化及循环最直接的人为因子。[结论]应注重土地利用及覆被变化在土壤碳循环中的作用及地位。并建立适用于中国国情的碳循环模型。未来的土壤碳循环研究应探索标准化、高精度的有机碳库储量估算方法。 展开更多
关键词 土壤有机碳 碳循环 碳同位素 碳循环模型
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陆架海碳循环模式研究现状与进展 被引量：3
3
作者 罗晓凡 魏皓 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期277-287,共11页
海洋对CO2的吸收缓解了大气CO2浓度的持续上升,陆架海因其较高的初级生产而具有较强的固碳能力,在海洋碳循环中占据重要角色。然而由于陆架海过程时空变化剧烈,陆架海对人为CO2源/汇作用的动态格局还存在争议,陆架海碳循环的调控机制尚... 海洋对CO2的吸收缓解了大气CO2浓度的持续上升,陆架海因其较高的初级生产而具有较强的固碳能力,在海洋碳循环中占据重要角色。然而由于陆架海过程时空变化剧烈,陆架海对人为CO2源/汇作用的动态格局还存在争议,陆架海碳循环的调控机制尚不清晰。IPCC AR4所采用的气候-碳循环耦合模型均未考虑陆架海碳循环,使其成为气候预测不确定性的主要来源之一。建立适宜的陆架海碳循环模型,可以探究陆架海不同区域CO2源/汇格局的长期变化,估算碳循环各关键过程的贡献,认识碳循环系统与生态系统的相互作用,评估陆架海碳循环在气候变化中的作用。基于陆架海碳循环模型研究现状,从物理过程、生物泵、碳化学系统等三个主要方面总结了陆架海碳循环模式在建模中应考虑的关键过程,提出了构建东中国陆架海碳循环模式的基本思路及拟解决的关键科学问题。 展开更多
关键词 陆架海碳循环模型 物理过程 碳化学系统 生物泵
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河流湖泊碳循环研究进展 被引量：33
4
作者 段巍岩 黄昌 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期3792-3807,共16页
围绕河流湖泊的碳循环,明晰了不同水生生态系统中的颗粒有机碳(POC)、颗粒无机碳(PIC)、溶解有机碳(DOC)等各类碳组分的迁移转化过程,进而梳理了影响河流湖泊碳通量的关键因素,归纳了目前可用于水体碳组分测定的仪器和实验室技术.重点... 围绕河流湖泊的碳循环,明晰了不同水生生态系统中的颗粒有机碳(POC)、颗粒无机碳(PIC)、溶解有机碳(DOC)等各类碳组分的迁移转化过程,进而梳理了影响河流湖泊碳通量的关键因素,归纳了目前可用于水体碳组分测定的仪器和实验室技术.重点探讨了遥感技术在河湖碳循环组分反演和估算方面的应用,系统归纳了近年来利用遥感数据估算POC、DOC、有色溶解有机物(CDOM)以及叶绿素a(Chla)等河湖碳组分的相关研究进展,并进一步对目前国内外已经建立的内陆水域碳循环模型进行了全面的对比分析.研究发现,不同纬度与类型的河流湖泊碳通量和碳循环的影响因素不同,主要由当地水循环过程以及水-气交换过程决定.传统实验室测定是精确测量水体碳组分的技术手段,卫星遥感则可全方位监测河湖水体中CDOM、DOC、POC以及浮游植物等碳组分,实现大区域的水质和碳循环过程监测.河流湖泊碳循环模型可进一步分析碳组分的来源与特征,准确揭示生物地球化学循环过程,但现有模型的适用性和稳健性仍有待进一步提高. 展开更多
关键词 溶解有机碳 有色溶解有机物 实验室测定 遥感反演 碳循环模型
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基于FORCCHN模型的中国典型森林生态系统碳通量模拟 被引量：10
5
作者 吕富成 马建勇 +1 位作者 曹云 延晓冬 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2810-2821,共12页
森林生态系统是陆地碳循环的重要组成部分,其固碳能力显著高于其他陆地生态系统,研究森林生态系统碳通量是认识和理解全球变化对碳循环影响的关键。碳循环模型是研究森林生态系统碳通量有效工具。以长白山温带落叶阔叶林、千烟洲亚热带... 森林生态系统是陆地碳循环的重要组成部分,其固碳能力显著高于其他陆地生态系统,研究森林生态系统碳通量是认识和理解全球变化对碳循环影响的关键。碳循环模型是研究森林生态系统碳通量有效工具。以长白山温带落叶阔叶林、千烟洲亚热带常绿针叶林、鼎湖山亚热带常绿阔叶林和西双版纳热带雨林等4种中国典型森林生态系统为研究对象,利用涡度相关2003—2012年观测数据,评估FORCCHN模型对生态系统呼吸(ER),总初级生产力(GPP),净生态系统生产力(NEP)的模型效果。结果表明:(1)FORCCHN模型能够较好的模拟中国4种典型森林生态系统不同时间尺度的碳通量。落叶阔叶林和常绿针叶林ER和GPP的逐日变化模拟效果较好(ER的相关系数分别为0.94和0.92,GPP的相关系数分别为0.86和0.74);(2)4种森林生态系统碳通量季节动态模拟值和观测值显著相关(P<0.01),ER、GPP、NEP的观测值和模拟值的R;分别为0.77—0.93、0.54—0.88和0.15—0.38;模型可以很好地模拟森林生态系统不同季节碳汇(NEP>0),碳源(NEP<0)的变化规律;(3)4种森林生态系统碳通量模拟值与观测值的年际变化有很好的吻合度,但在数值大小上存在差异,模型高估了常绿阔叶林的ER和GPP,略微低估了其他3种森林生态系统ER和GPP。 展开更多
关键词 碳通量 总初级生产力 森林生态系统 碳循环模型
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应用集合卡尔曼滤波算法对土壤呼吸速率同化及NEP估算
6
作者 贾科 于颖 +1 位作者 杨曦光 范文义 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期77-84,110,共9页
为了对净生态系统生产力(NEP)进行准确估算,以长白山通量观测站观测数据为基础,构建土壤温度、湿度耦合因子的更新模型(线性函数、指数函数、二次式函数),结合集合卡尔曼滤波算法(EnKF)获取高精度土壤呼吸速率数据,应用陆地生态系统碳... 为了对净生态系统生产力(NEP)进行准确估算,以长白山通量观测站观测数据为基础,构建土壤温度、湿度耦合因子的更新模型(线性函数、指数函数、二次式函数),结合集合卡尔曼滤波算法(EnKF)获取高精度土壤呼吸速率数据,应用陆地生态系统碳循环综合模型(InTEC模型)准确估算NEP。结果表明:二次式模型的EnKF算法同化结果估算效果最好,决定系数(R^(2))为0.782,均方根误差为52.90 g·m^(-2)·a^(-1);指数模型EnKF算法同化结果估算值的R^(2)为0.755,均方根误差为56.47 g·m^(-2)·a^(-1);线性模型EnKF算法同化结果估算值的R^(2)为0.742,均方根误差为62.80 g·m^(-2)·a^(-1)。选取二次式模型优化后的土壤呼吸速率数据,InTEC模型模拟长白山通量观测站长时间序列净生态系统生产力的R^(2)为0.900,均方根误差为61.77 g·m^(-2)·a^(-1);InTEC模型模拟东北三省森林生态系统2003—2010年的净生态系统生产力年均值,由初始模拟的30.07 g·m^(-2)·a^(-1),经EnKF算法更新后提升到176.87 g·m^(-2)·a^(-1)。因此,采用EnKF更新土壤温度-湿度耦合因子获取的土壤呼吸速率数据,能够提高InTEC模型估算NEP的精度,为大区域尺度森林生态系统NEP估算提供技术支持。 展开更多
关键词 集合卡尔曼滤波算法 土壤温湿度 陆地生态系统碳循环综合模型 净生态系统生产力 土壤呼吸速率
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古大气CO_2浓度重建方法技术研究现状 被引量：4
7
作者 王尹 李祥辉 刘玲 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期90-98,共9页
温室气候引起的全球气候变暖越来越引起人们的关注,大气中不断上升的CO2浓度被认为是导致气候变暖的主要因素。地史时期大气CO2浓度变化与温室气候可能存在类似的关系,可提供参考,因而古大气CO2浓度重建是首要任务。总结近年来古大气CO... 温室气候引起的全球气候变暖越来越引起人们的关注,大气中不断上升的CO2浓度被认为是导致气候变暖的主要因素。地史时期大气CO2浓度变化与温室气候可能存在类似的关系,可提供参考,因而古大气CO2浓度重建是首要任务。总结近年来古大气CO2浓度重建的进展,重点介绍GEOCARB模型模拟、植物叶片气孔参数和同位素指针的方法和技术。GEOCARB模型是反映全球古大气CO2浓度长期变化的碳相关模型;气孔参数方法是使用气孔比例来估计古大气CO2浓度;同位素指针包括成壤碳酸盐、浮游植物有机质生物标记物、钙质浮游有孔虫、古苔藓植物等,其中成壤碳酸盐碳同位素方法使用最为广泛。国内只是在叶片参数研究方面有一些进展,古大气CO2浓度重建工作任重而道远。 展开更多
关键词 同位素指针 叶片气孔参数 碳循环模型 重建技术与方法 古大气CO2浓度
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土壤有机碳的稳定和形成:机制和模型
8
作者 周正虎 刘琳 侯磊 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期11-22,共12页
土壤有机碳对自然气候解决方案的贡献可以达到25%,提高土壤碳储量是实现“碳中和”的重要途径。合理的土壤有机碳管理和精准的模型预测依赖于对土壤碳循环过程的清晰认识。然而,土壤有机碳的长期保存机制、来源和环境调控作用还不清楚... 土壤有机碳对自然气候解决方案的贡献可以达到25%,提高土壤碳储量是实现“碳中和”的重要途径。合理的土壤有机碳管理和精准的模型预测依赖于对土壤碳循环过程的清晰认识。然而,土壤有机碳的长期保存机制、来源和环境调控作用还不清楚。本文系统评述了土壤有机碳稳定(生化难分解性、矿物保护和团聚体保护)和形成(腐质化、微生物效率−基质稳定框架和微生物碳泵理论)的前沿理论和机制,在此基础上分析了目前土壤碳循环模型的发展(Century模型、微生物模型和微生物−矿物模型),并提出了未来试验和模型研究中亟需解决的关键科学问题。 展开更多
关键词 土壤有机碳 有机碳稳定性 矿物结合有机碳 土壤碳循环模型 微生物碳泵 土壤微生物群落
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内蒙古锡林郭勒盟典型草原固碳量及固碳潜力估算 被引量：19
9
作者 何源 李星锐 +1 位作者 杨晓帆 唐海萍 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2274-2285,共12页
为了评价不同放牧强度对草原固碳量及固碳潜力的影响,本研究采用系统动力学建模方法耦合CASA光合利用率模型、Shiyomi放牧模型、Raich土壤呼吸模型等模型,建立了基于系统动力学库-流思路的碳循环模型,该模型包含3个子系统、4个碳库。结... 为了评价不同放牧强度对草原固碳量及固碳潜力的影响,本研究采用系统动力学建模方法耦合CASA光合利用率模型、Shiyomi放牧模型、Raich土壤呼吸模型等模型,建立了基于系统动力学库-流思路的碳循环模型,该模型包含3个子系统、4个碳库。结果表明:1998至2015年,在内蒙古锡林郭勒盟的温度降低、降水量增加的背景下,净初级生产力呈现升高的趋势,典型草原土壤固碳量呈现下降趋势;放牧强度在3羊·公顷-1下净生态系统初级生产力最低,固碳潜力最大,分别为-16.2 gC·m^(-2)和24.84 TgC。因此,建议内蒙古锡林郭勒盟典型草原西部(阿巴嘎旗、那仁宝力格站)的放牧强度不宜超过1.5羊·公顷-1;东部(多伦县、东乌珠穆沁、西乌珠穆沁、锡林浩特站)不宜超过4.5羊·公顷-1。 展开更多
关键词 典型草原 放牧强度 系统动力学模型 碳循环模型
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基于Landsat遥感影像和1∶50000土壤数据库的福州市耕地有机碳动态变化研究 被引量：2
10
作者 李亚 张黎明 +2 位作者 陈瀚阅 袁玉琦 邢世和 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期581-590,共10页
耕地土壤碳库是全球碳库中最为活跃的部分,其变化对全球气候变化产生重要影响。目前对耕地土壤有机碳估算多采用中、小系列比例尺的土壤数据库,较少结合遥感影像与大比例尺土壤数据库进行估算。基于此,本研究采用Landsat遥感影像和1∶50... 耕地土壤碳库是全球碳库中最为活跃的部分,其变化对全球气候变化产生重要影响。目前对耕地土壤有机碳估算多采用中、小系列比例尺的土壤数据库,较少结合遥感影像与大比例尺土壤数据库进行估算。基于此,本研究采用Landsat遥感影像和1∶50 000高精度土壤数据库,以福建省福州市为例,基于遥感与碳循环过程模型对1987年和2016年耕地土壤有机碳动态变化进行研究。结果表明,利用Landsat影像反演得到的耕地土壤基础呼吸与土壤有机碳相关性强,建立的1987年和2016年模型R2分别为0.637和0.752。研究期间,全市耕地土壤有机碳密度从东部沿海向西部内陆地区递增,整体发挥着"碳汇"作用,有机碳密度和储量分别增加0.20 kg·m-2和2.946×105 t。从不同土壤类型比较得出,黄壤、红壤和水稻土是"碳汇",有机碳密度分别增加0.70 kg·m-2、0.40 kg·m-2和0.19 kg·m-2;其他土类为"碳源",其中,水稻土碳储量最大,两期在全市总碳储量中占比均超过90%。从不同行政区比较得出,仓山区、长乐区、马尾区和连江县为"碳源区",其他地区为"碳汇区",其中,仓山区碳储量一直为全市最低,两期占比均不足0.5%,而福清市则一直居于全市首位,占比均高于20%。总体而言,福州市耕地土壤有机碳30年间空间动态变化显著,在不同土类和行政区间存在差异,今后应根据不同耕地土壤类型和行政区的有机碳情况有针对性进行耕地管理。 展开更多
关键词 耕地 土壤有机碳密度 土壤有机碳储量 遥感反演 碳循环过程模型 土壤基础呼吸 福州市
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