盘锦湿地芦苇群落生物量动态特征研究

基于2005年4～9月盘锦湿地芦苇生态系统的观测资料,分析了盘锦湿地优势植物芦苇的群落学特性。结果表明:地上生物量峰值出现在7月,4～7月茎重与叶重呈显著的正相关;地下生物量存在明显的季节和垂直变化,其中0～30 cm的芦苇须根最大值出现在7月,根茎最大值出现在6月,30～40 cm深度为生物量变化在垂直剖面的分界线;根冠比以7月为最低,分层营养物质在30 cm以下积累。     

盘锦芦苇湿地土壤微生物特征分析

基于盘锦湿地生态系统野外观测站芦苇群落生长季6～9月的定位观测资料,分析了芦苇湿地土壤微生物季节动态及其与环境因子的关系。结果表明:盘锦芦苇湿地的土壤细菌、放线菌、真菌以及微生物的总数在生长季节呈现出先减少、后增加的变化趋势。湿地的土壤细菌、放线菌以及微生物的总数在8月达到最小,而真菌数量在7月达到最小。湿地土壤中,细菌数量最大,其次是放线菌,最少的是真菌。对细菌、放线菌、真菌以及微生物总数与环境因子的相关分析表明,细菌、放线菌与微生物总数主要受水分影响,而真菌则受水分与气温的协同作用影响     

盘锦湿地芦苇群落土壤呼吸作用动态及其影响因子分析

采用LI-6400-09土壤呼吸室对盘锦湿地芦苇群落土壤呼吸作用,于2004年7月—2005年12月进行连续野外观测。结果表明:非淹水状态下,湿地芦苇群落土壤呼吸作用具有明显的日变化和季节变化特征;淹水状态下,湿地芦苇群落土壤呼吸作用接近于0。2005年潮汐造成的洪水减少了2/3的土壤呼吸作用。2004年和2005年芦苇群落土壤呼吸作用最大值都出现于洪水退去后。影响湿地芦苇群落土壤呼吸作用空间异质性的主导因子是生物因子,而在同一时间影响湿地芦苇群落土壤呼吸作用的主导因子是温度和水分。     

盘锦湿地芦苇群落冠层内辐射分布特征

基于盘锦湿地芦苇群落冠层内不同层次的微气象要素与生物学特性观测,探讨芦苇群落冠层内总辐射分布与叶面积指数(LAI)的关系。结果表明:芦苇群落内太阳辐射的垂直分布在生长前期(5月)和后期(9月)呈S型曲线,生长盛期(6月和7月)呈指数曲线变化。冠层内不同层次的太阳辐射透射率随叶面积指数的增加而减少,消光系数(k)存在明显的季节变化,表现为从萌芽期到成熟期逐渐减小趋势(最小值k=0.436)。     

盘锦湿地芦苇生态系统长期通量观测研究

针对2004年5月26日-2005年10月15日盘锦湿地芦苇生态系统碳通量、感热通量和潜热通量资料进行分析。结果表明:芦苇湿地具有较强的碳汇作用;2005年芦苇湿地固定二氧化碳为13.32 t/hm2,日平均感热通量和潜热通量分别为2 464 kJ/m2和3 880 kJ/m2。2004年和2005年6～9月的日累积值波文比平均值均为0.15。芦苇湿地碳通量、感热通量和潜热通量的日动态呈单峰单谷型变化,极值出现在中午前后,夜间线形平直。芦苇生长季白天通量绝对值远较夜间大,白天碳吸收,夜间碳排放。CO2浓度年平均日变化曲线亦为单谷单峰型,夜间浓度较高且逐渐升高,直到日出前达到峰值;日出后急剧下降,傍晚又开始逐渐增加。芦苇湿地感热通量昼正夜负,潜热通量与林地不同,全天为正。各通量季节变化明显,冬季CO2通量日变化不明显,趋近于零;感热通量总体向上输送,春季数值较大,生长季数值较小;潜热通量冬季最小,接近0,春季开始显著增加,生长季达到最大。     

盘锦芦苇湿地土壤微生物初步研究

基于盘锦湿地生态系统野外观测站芦苇群落生长季的定位观测资料,分析了芦苇湿地土壤微生物不同层次上的比率变化。结果表明:在0—10,10—20 cm和20—30 cm的3个层次上及微生物总数中土壤的细菌所占比率最大,而且在3个层次上的比率自上至下逐渐增大;其次是放线菌,且在3个层次上的比率逐渐减少;最少的是真菌,在3个层次上相差不大接近为零,在整个微生物中所占比率为最少的。这是由于盘锦芦苇湿地的土壤偏盐碱性,有利于细菌和放线菌繁殖,抑制了真菌的繁殖;而且季节性积水导致通气状况不良也抑制了真菌的生存。在盘锦芦苇湿地土壤微生物垂直梯度的比率中,细菌垂直梯度变化比较明显,基本上是下面2个层次所占比率比表层大一些;放线菌垂直梯度变化明显,一般表层比率最大,下面2层比率较小;真菌垂直梯度上所占的比率没有明显变化,接近为零。     

沈阳市城乡梯度湿地水体碳氮磷含量变化研究

湿地是人类生存和发展的重要环境之一,然而城镇化在带动经济发展的同时也严重影响了湿地生态系统。本文利用城乡梯度研究方法结合湿地分布特征,设置从沈阳城市中心到城市边缘的研究样带,沿着城镇密集区（浑河）—郊区（蒲河）—乡村（卧龙湖,仙子湖）梯度带选取典型湖泊和河流湿地样地为研究对象,系统分析城镇化对湿地水体碳氮磷含量的影响。研究发现湿地水体碳氮磷含量与城乡梯度具有相关性,总碳（TC）和可溶性有机碳（DOC）含量及SUVA₂₈₀值沿城镇密集区—郊区—乡村梯度带逐渐增加,即远离市中心的乡村卧龙湖湿地最高,分别为（120.68±2.34）mg/L,（41.56±6.27）mg/L和（0.35±0.10）L/(mg·m),显著高于位于四环以外乡村仙子湖湿地、流经沈阳市四环蒲河和穿越三环浑河湿地水体。湿地水体氮磷含量总体上沿着城乡梯度带呈降低趋势,但蒲河湿地水体总氮（TN）和总磷（TP）含量最高,分别为（5.35±0.19）mg/L和（1.45±0.07）mg/L,显著高于位于城镇密集区的浑河湿地水体。城镇化作用总体上增加了湿地水体铵态氮（NH₄⁺-N）和硝态氮（NO₃^--N）含量,其中,横穿城镇密集区的浑河湿地水体NH₄⁺-N含量最高,为（1.28±0.14）mg/L;NO₃^--N含量则是位于郊区的蒲河湿地水体最高,为(1.42±0.15) mg/L。研究结果表明城镇化改变了湿地生态系统水体碳氮磷含量,使水体DOC含量降低,小分子化合物增多,不利于DOC在水体中的累积;同时由于人类活动的加剧也使氮磷排放增加,使水体氮磷超标,导致流经城镇密集区部分的浑河和蒲河湿地NH₄⁺-N和NO₃^--N含量高于乡村。未来随着城镇化的不断发展,应严加控制和合理规划,防止城镇化导致的湿地水体污染和生态系统的破坏。     

温带森林土壤溶液溶解性N2O和CO2含量特征及其影响机制

利用陶瓷头土壤溶液收集器采集2006年7月～2007年8月问长白山阔叶红松天然林不同深度(15cm和60 cm)土壤溶液,探讨应用气液萃取平衡-气相色谱法测定森林土壤溶液中溶解性气体N_2O和CO_2浓度的可行性,并利用此方法研究林地不同深度土壤溶液中两种气体含量特征及其影响机理.研究结果显示观测期内林地15 cm和60 cm深度土壤溶液中溶解性CO_2浓度的变化范围分别为5.26～10.71μg·mL~(-1)(C)和3.13～6.16 μg·mL~(-1)(C),溶解性N_2O浓度的变化范围分别为2.44～13.40 ng·mL~(-1)(N)和3.23～27.98 ng·mL~(-1)(N).阔叶红松天然林土壤溶液中溶解性CO_2和N_2O浓度均呈现出明显的季节性变化.春融后的降水促进了土壤溶液中溶解性N_2O产生,尤其在60 cm深度.与60 cm深度相比,林地15 cm深度溶液中溶解性CO_2浓度的季节性变化更明显,尤其在植物生长旺季.逐步回归分析显示,水溶性有机碳含量可以解释林地不同深度溶液中溶解性CO_2浓度变化的29%;水溶性有机氮含量可以解释林地60 cm深度溶解性N_2O浓度变化的34%.因此,水溶性有机碳和有机氮分别是长白山阔叶红松林土壤溶液溶解性CO_2和N_2O形成的重要因子.同时研究结果表明本文实验方法对于测定林地不同深度土壤溶液中溶解性N_2O和CO_2含量均有较好的适用性,连续三次萃取后所获得的气体浓度可有效反映溶液中的实际气体浓度.     

冻融作用对大兴安岭多年冻土区泥炭地土壤有机碳矿化的影响研究

冻融循环是影响土壤碳氮生物地球化学过程较为重要的因素。在全球变化背景下,冻融作用对冻土区土壤碳库稳定性及其关键生物地球化学过程影响研究是当前国际热点,尤其是冻融作用影响下多年冻土区泥炭地土壤有机碳矿化研究目前仍未明确。选取我国大兴安岭多年冻土区泥炭地表层（0~15 cm）和深层（15~30 cm）土壤,采用冻融试验及室内培养方法,探索分析了冻融作用影响下泥炭地土壤有机碳矿化特征,并从土壤活性碳和土壤酶活性角度阐述了影响机制。结果表明在短期的培养中,土壤有机碳矿化量在483~2836 mg/kg间波动,而冻融循环均显著降低了表层和深层土壤有机碳矿化量,并且对深层土壤有机碳的矿化抑制作用更为明显,高达76%。值得注意的是,冻融循环却明显促进了CH₄的排放,尤其是表层土壤,高达145%。冻融循环作用也显著增加了土壤可溶性有机碳（DOC）含量,但却降低了土壤微生物量碳（MBC）以及土壤纤维素酶、淀粉酶和蔗糖酶活性。冻融作用下低的土壤酶活性以及相对低质量碳是抑制土壤有机碳矿化的原因。全球变暖背景下,与单纯温度增加所导致的土壤有机碳矿化释放量相比,冻融循环作用能降低大兴安岭泥炭地活动层中土壤有机碳在短期内碳的释放。     

冻融交替对河岸缓冲带土壤无机氮和土壤微生物量氮的影响

全球气候变化引起的中高纬度地区积雪覆盖和降雪格局变化,造成该区域土壤冻融交替强度和频次变化,是土壤氮循环的重要影响因素。冻融温差和冻融循环次数影响微生物数量和群落的变化,进而影响土壤氮素生物地球化学循环。以大伙房水库实验林场小流域的河岸缓冲带生态系统为研究对象,通过分析冻融交替对河岸缓冲带土壤无机氮和土壤微生物量氮的影响,阐明冻融交替对土壤无机氮含量变化的影响机制,为评估小流域氮素流失风险提供依据。结果表明：随着冻融循环次数的增加,土壤无机氮含量呈增加趋势;不同温差的冻融循环处理对土壤无机氮影响不同,冻融条件为-5/+5℃和-20/+5℃时土壤无机氮含量在冻融循环10次之后分别为34.9±0.9 mg/kg和37.2±0.8 mg/kg,是处理前的1.21和1.41倍;冻融温差和冻融循环次数对土壤NH₄⁺–N含量有极显著影响(P<0.01),土壤冻融10次后土壤NH₄⁺–N含量是对照处理的4-10倍;冻融循环次数对土壤NO₃^－–N含量有显著影响(P<0.05),冻融温差对NO₃^－–N含量无显著影响(P>0.05);土壤微生物量氮含量对冻融循环的响应显著(P<0.01)。可见,冻融交替显著增加了土壤无机氮含量,由于早春季节植被对无机氮吸收较少,可能增大土壤氮素随冰雪融化的淋溶流失风险。     

半干旱榆中地区最小有效降水量及降水转化率的研究

有效降水对于土壤水分的补充和农作物的生长来说是一个很重要的概念。通常认为大于5 mm的降水即为有效降水。但是有效降水的影响因素很多,在不同的地理环境和气候背景条件下,最小有效降水量也会有所不同。利用2006年6月—2011年3月兰州大学半干旱气候与环境观测站资料,从土壤湿度变化的角度出发,根据有效降水的定义,对甘肃榆中地区的最小有效降水量做了初步研究。通过分析该地区不同季节、温度和植被条件下不同土壤深度最小有效降水量,发现5、10、20 cm土壤层的最小有效降水量分别为4、5、8 mm。季节分布上,各层土壤最小有效降水量均为夏季最高,春季和秋季值较为接近。高温年的最小有效降水量高于低温年的值,生长季高于非生长季。在降水超过最小有效降水量并且量级较小时,随着降水量的增大,土壤湿度增量呈指数形式增大,这时降水的转化率也较高;而当降水达到一定量级时,超过了土壤的入渗率,水分以径流的形式损失,土壤湿度增量的变化率减小,降水的转化率也趋于一定值。0—20 cm土壤层降水转化率达到70%。     

2006-2010年下辽河平原地温和土壤热通量变化特征

依据国家沈阳农田生态系统野外研究站2006-2010年监测数据,分析0-100cm 土层8个层次的地温、0-100 cm地温、地温极值、0-20 cm地温与气温的关系和土壤热通量的变化趋势。结果表明：从年际变化看,8个层次地温和地温极值呈下降趋势;0 cm层次地温变化受外界影响较大。研究区域年尺度0-20 cm地温与气温有比较一致的变化规律。作物生长季节,可分为4-7月气温上升和8-10月气温下降两阶段;这两个不同阶段的0-20 cm地温与气温分别做线性拟合,与整个生长季4-10月线性拟合相比,线性相关性可信度更高。土壤热通量受气温和土壤质量含水量影响年际变化较大,年尺度土壤热通量≥0 MJ/m²,该区域地表是热汇。     

夏玉米干旱综合防御技术试验分析

使用覆盖麦秸、多功能防旱剂拌种以及在夏玉米拔节期、开花期喷多功能防旱剂等干旱综合防御措施，进行田间集成试验。分析试验结果得出：覆盖麦秸可以提高土壤含水量10％～20％，主要集中在0～30cm耕作层，尤以0～10cm保墒效果最好，配合多功能防旱剂的拌种和喷施，可以有效缓解土壤水分的不足，起到合理利用土壤水分，减轻干旱危害的作用，利于夏玉米的生长发育，增强玉米抗倒伏能力，特别在小苗期，这种保墒效果对全苗、壮苗非常重要。一般伏旱年份，采用综合防旱技术，可以提高夏玉米产量10％以上，净收益达到500元／hm^2以上，而且该项技术操作简便，易于推广。     

春小麦地和大气观测场土壤贮水量对比分析

通过青海省互助县1997~2002年大气观测场和春小麦地测定的0~50 cm土壤贮水量变化规律的对比分析得出:同一气候背景下,地形地势相同的不同场地不同植被0~50 cm土壤贮水量变化特征基本一致。大气观测场11月至次年2月(一般为土壤封冻期)土壤贮水量保持在25~27 mm间,变化较平稳,6~7月处于谷值阶段,为24 mm,3月至4月初和9月处于峰值阶段,为28 mm,年变化似呈"M"形。春小麦地在土壤封冻期未测定,3月至4月初处于最大峰值阶段,为33 mm,7月处于谷值阶段,为21 mm,9月达次峰值阶段,为25 mm,年变化似呈"M"形。在同一气候背景下,大气观测场中子仪测定和春小麦地烘干法测定的0~50 cm贮水量经过相关性检验,建立回归关系式后可相互代替应用。     

Assessment of Indian summer monsoon simulation by Community Atmosphere Model (CAM3)

Seasonal prediction of Indian Summer Monsoon (ISM) has been attempted for the current year 2011 using Community Atmosphere Model (CAM) developed at the National Centre for Atmospheric Research (NCAR). First, 30?years of model climatology starting from 1981 to 2010 has been generated to capture the variability of ISM over the Indian region using 30 seasonal simulations. The simulated model climatology has been validated with different sets of observed climatology, and it was observed that the simulated climatological rainfall is affected by model bias. Subsequently, a bias correction procedure using the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) 3B43 rainfall has been proposed. The bias-corrected rainfall climatology shows both spatial and temporal variability of ISM satisfactorily. Further, four sets of 10-member ensemble simulations of ISM 2009 and 2010 have been performed in hindcast mode using observed sea surface temperature (SST) and persistence of April SST anomaly, and it has been found that the bias-corrected model rainfall captures the seasonal variability of ISM reasonably well with some discrepancies in these two contrasting monsoon years. With this positive background, the seasonal prediction of ISM 2011 has been carried out in forecast mode with the assumption of persistence of May SST anomaly from June through September 2011. The model assessment shows an 11% deficiency in All-India Rainfall (AIR) of ISM 2011. In particular, the monthly accumulated rains are predicted to be 101% (17.6?cm), 86% (24.3?cm), 83% (21.0?cm) and 95% (15.5?cm) of normal AIR for the months of June, July, August and September, respectively.     

半干旱地区吉林通榆"干旱化和有序人类活动"长期观测实验

简单介绍了吉林通榆"干旱化和有序人类活动"长期观测实验,该实验站同时也是国际协同加强观测计划(CEOP)的地面观测站.分析了2002年10月～2003年3月(CEOP-EOP3)非生长季观测到的近地面层微气象及能量通量资料.结果表明,在非生长季,半干旱地区农田和退化草地下垫面近地面层能量收支基本一致;感热通量占主要地位,占净辐射通量的70%左右;潜热通量及地热流都很小,通常小于30 W m-2.土壤温度日变化主要集中在地表以下20 cm土壤层,20 cm以下土壤温度日变化很小,但存在明显的季节变化.在非生长季,土壤表层10 cm厚度内,草地下垫面土壤体积含水量比农田大;20 cm以下深度土壤体积含水量的日变化很小,同样存在季节变化.     

塔城地区1960-2018年季节性冻土的变化特征及影响因子分析

利用1960-2018年塔城地区9个气象观测站冻土深度及同期气温观测资料,采用数理统计方法分析了其分布状况、变化特征及其与气象因子的关系,结果表明：近59a塔城地区最大冻土深度均在120cm以上,大值区主要分布在中部、南部及托里,冻结初日最早出现于9月上旬,最晚结束于5月中旬;年最大冻土深度除额敏以4.00cm/10a的速率显著增多外,其余各站均表现为减少趋势,其中克拉玛依减幅最大;月际变化中1月、2月、5月、9月、10月仅个别站表现为增多趋势,其余站表现为减少趋势,而3月、4月、11月、12月9站均表现为一致的减少趋势;塔城地区最大冻土深度年际变异系数均表现为中等变异性,表明其对气候变化的响应较敏感;平均冻土深度年代际变化呈现“浅-深-浅-浅-浅-浅”的变化趋势,从1980年代开始平均冻土深度逐渐变浅;影响最大冻土深度变化的因子主要有年（月）平均气温、平均最低气温及气温日较差。