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1.
中国植被和土壤碳贮量 总被引：86，自引：5，他引：86
应用0.5°经纬网格分辨率的气候、土壤和植被数据驱动的生物地球化学模型估算了当前中国植被和土壤的碳贮量. 结果表明, 中国陆地生态系统植被和土壤总碳贮量分别为13.33和82.65 Gt, 分别为全球植被和土壤碳贮量的3%和4%, 平均植被和土壤碳密度分别为1.47和9.17 kg/m2. 它们受气候、植被和土壤类型等影响, 区域差异明显, 其总趋势是暖湿的东南区大于西北干旱区. 最高植被碳密度出现在温暖的东南和西南地区, 而最高土壤碳密度出现在寒冷的东北地区和青藏高原东南缘. 这些空间类型决定于由气候状况所控制的植物生产力和土壤有机质分解速率, 表明植被和土壤碳密度由不同的气候因素所控制. 相似文献
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中国温带草地地上生产力沿降水梯度的时空变异性 总被引：1，自引：0，他引：1
研究生态系统生产力沿空间降水梯度的时空变异性是认识生态系统对降水变化的响应特征及适应机理的有效途径. 利用内蒙古草原自东向西的天然降水梯度, 采用样带研究方法, 结合多年实测资料, 系统分析了中国温带草地生态系统地上净初级生产力(ANPP)沿降水梯度的时空变异性. 结果表明, 沿样带自西南向东北, 草地生态系统ANPP显著增加, 荒漠草原、典型草原、草甸草原的ANPP分别为60.86, 167.14和288.73 g∙m-2∙a-1; 随着年均降水量(MAP)的增加, ANPP呈指数增加趋势(ANPP=24.47e0.005MAP, R2=0.48); 温度也对ANPP造成了一定的影响, ANPP随温度的升高而降低. 同时考虑降水和温度协同作用的湿润度指数(K)能明显增强对ANPP的空间变异的解释能力(ANPP=2020.34 K1.24, R2=0.57). 对于ANPP在时间上的变异性, 研究发现, 沿该样带的空间降水梯度, 随干旱的加剧, ANPP的年际变异性逐渐增强, 但ANPP的年际变异性与年降水总量的年际变异性并不具有显著的相关性. 对所有的草地类型, ANPP的年际变异性均大于降水的年际变异性, 二者的差异(ANPP变异性/降水变异性)在荒漠草原最大, 草甸草原最小. 本研究结果表明, 越是在干旱的地区, 不但草地的ANPP越低, 其年际变异性也越强, 未来气候变化可能通过降水频率/大小、植被生长潜力和物种多样性等多方面的变化从而对该区域的生态系统ANPP的时空变异性产生重大影响. 相似文献
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黄土高原现代土壤和古土壤有机碳同位素对植被的响应 总被引：28，自引：3，他引：28
黄土高原古土壤碳同位素与古植被的关系是一直未能很好解决的问题. 其中一个主要原因是由于对该地区现代C4/C3植被分布特征与现代土壤碳同位素组成之间的关系缺乏足够的了解. 初步研究了黄土高原主要植物及现代土壤碳同位素组成, 对比了现代土壤和黄土-古土壤序列的有机碳同位素组成变化特征. 结果表明: 黄土高原现代植被以C3植物为主, C4植物主要来自适宜在暖湿条件下生长的禾本科植物(如白羊草Bothriochloa ischaemum和狗尾草Setaria viridis等). 森林土壤的碳同位素组成δ 13C值明显低于黄土塬面的碳同位素组成, 现代土壤的碳同位素组成与现代植被的分布是一致的. 根据此关系推断: 在相对暖湿的古土壤阶段(间冰期)C4草本植物比例增加, 在相对干旱的黄土阶段(冰期)灌木和C3草本植物比例增加. 相似文献
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南京葫芦洞石笋δ13C对冰期气候的复杂响应与诊断 总被引：3，自引：0，他引：3
文中重建了南京葫芦洞内距今75~10 ka期间7支石笋δ13C的时间变化序列, δ13C曲线在重叠时段均具有一致性波动形式. 在最后一个冰期/间冰期旋回, δ13C值变化幅度达6‰, 反映了C3/C4植被类型变化对δ13C的主控作用. 然而, 在末次冰期格陵兰冰心记录的DO暖事件时(千年尺度), δ13C与指示降水变化的δ18O呈反相关, 主要反映了快速渗水条件下洞穴岩溶水对土壤CO2溶解量的降低. 据同期生长石笋δ13C和δ18O对比分析, 石笋碳同位素动力分馏程度与生长速率有关. 进一步研究发现, 本区末次冰消期植被类型变化滞后于降水变化约700年. 相似文献
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北京东灵山三种温带森林生态系统的碳循环 总被引：4，自引：0，他引：4
通过对北京山地白桦林、辽东栎林和油松林的植被、地表凋落物和土壤碳储量, 生物量净增量和凋落物量, 以及植被和土壤呼吸的实际观测, 构建了北京山地三种温带森林生态系统的碳循环模式. 结果表明, 北京山地温带森林总碳密度在250~300 t C·hm-2之间, 其中植被碳密度为35~54 t C·hm-2, 土壤碳密度(深度为1 m, 包括地表凋落物)为209~244 t C·hm-2. 三种森林的植被生物量都处于增加之中, 净增量为1.33~3.55 t C·hm-2·a-1. 凋落物量为1.63~2.34 t C·hm-2·a-1, 群落植被呼吸量为2.19~6.93 t C·hm-2·a-1, 土壤异养呼吸量为1.81~3.49 t C·hm-2·a-1. 生态系统的总初级生产力介于5.39~12.82 t C·hm-2·a-1之间, 其中约一半(46%~59%)转变为净初级生产力(3.20~5.89 t C·hm-2·a-1). 碳平衡分析表明, 在研究时段(1992~ 1994)内, 人工油松林是一个较大的碳汇(4.08 t C·hm-2·a-1), 而次生的白桦林和辽东栎林与大气之间的CO2交换基本处于平衡状态. 相似文献
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21世纪中国陆地生态系统与大气碳交换的预测研究 总被引：4，自引：0，他引：4
利用大气-植被相互作用模型（AVIM2）模拟研究了中国陆地生态系统碳贮量的变化和与大气的碳交换,即生态系统的净初级生产力（NPP）、植被和土壤碳贮量、土壤呼吸和净生态系统生产力（NEP）对SRES B2气候变化情景和大气CO2浓度变化情景的响应。研究表明,未来100a大气CO2浓度不变而只考虑气候变化情景时,中国陆地生态系统NPP总量随时间变化逐渐下降;与此同时,植被和土壤碳总量以及NEP总量也下降。至2020年,中国陆地生态系统由21世纪初的碳汇变成碳源。在同时考虑未来气候变化和大气二氧化碳浓度增加的情景下,未来100a中国陆地生态系统NPP总量持续增长,由20世纪末的2.94Gt C·a^-1增加到21世纪末的3.99Gt C·a^-1,同时土壤和植被碳贮量也持续增加,到21世纪末总量增大到110.3Gt C.NEP总量在21世纪初期和中期保持上升趋势,大约在2050年达到最大值,之后逐渐下降,到21世纪末接近于零。 相似文献
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极端气候事件对陆地生态系统碳循环的影响 总被引：4，自引：0，他引：4
近年来,极端气候事件发生频率增加,对陆地生态系统服务功能和人类社会生产生活造成严重影响.碳循环是驱动陆地生态系统变化的关键过程.准确理解和评估极端气候事件对陆地生态系统碳循环的影响,能为人类社会减缓和适应气候变化提供重要科学依据.文章以干旱、极端降水、极端高温和极端低温为例,系统总结了极端气候事件对陆地生态系统碳循环的影响及其机理.已有研究表明,干旱是当前陆地生态系统碳汇功能的重要胁迫因子,对生态系统生产力和呼吸都存在压制作用,但生产力对干旱的敏感性一般高于呼吸对干旱的敏感性,从而导致陆地生态系统碳汇功能显著削弱,甚至使之变成碳源.不同模型对干旱导致的碳循环变化模拟结果差异很大,显示目前学术界对生态系统碳循环响应干旱机制的认知有限,尤其是干旱对热带植被生长的影响机制仍存在较大争议.极端降水事件对生态系统碳循环的影响存在显著区域差异,一般认为,极端降水促进干旱地区生态系统碳积累,却不利于湿润地区生态系统固碳;但目前对极端降水导致的土壤碳侧向输移和土壤养分流失等间接影响过程的了解十分有限,致使结果存在很大不确定性.极端高温和极端低温也通过不同的机制过程影响生态系统碳循环,尤其值得注意的是其影响程度与这些事件的发生时间存在密切关系,但这一联系还有待进一步研究.基于已有认识,建议未来关于极端气候事件对碳循环影响的研究重点应该是关注其长期效应和不同时间尺度上的作用机理,并加强基于多数据、多途径的多尺度集成研究. 相似文献
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湖泊现代沉积物碳环境记录研究 总被引：37，自引：3，他引：37
通过对云南程海现代沉积物的精细采样和分析, 研究了湖泊沉积物中有机碳与无机碳含量阶段性的正相关和负相关变化. 结果表明, 温度及其引起的相关变化是控制沉积物无机碳含量、碳酸盐δ 13C和有机碳含量变化关系的主要因素. 当温度及其引起的光合作用强度变化对湖泊自生碳酸钙沉淀起主导作用时, 沉积物有机碳含量与无机碳含量及碳酸盐δ 13C呈正相关变化; 当温度及其引起的蒸发速率等其他物理化学因素变化对湖泊自生碳酸钙沉淀起主导作用时, 沉积物有机碳含量与无机碳含量及碳酸盐δ 13C呈负相关变化. 程海沉积物无机碳含量和碳酸盐δ 13C是湖区气候冷暖变化的良好代用指标. 相似文献
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选择青藏高原东北隅海北站区的4种高寒草甸土壤进行高分辨率采样, 测定土壤有机碳及其14C信号; 应用14C示踪技术探讨高寒草甸土壤有机碳更新周期和CO2通量. 研究得出海北站高寒草甸生态系统土壤有机碳储量在22.12´104 ~30.75´104 kgC·hm-2之间, 平均为26.86´104 kgC·hm-2. 高寒草甸土壤有机碳的更新周期从表层的45~73 a随深度增加到数百年甚至数千年或更长. 高寒草甸生态系统土壤呼吸的CO2通量变化于103.24~254.93 gC·m-2·a-1之间, 平均为191.23 gC·m-2·a-1. 土壤有机质分解产生的CO2通量变化于73.3 ~181 gC·m-2·a-1之间. 矮嵩草草甸土壤30%以上的有机碳贮存在土壤表层(0~10 cm)的活动碳库中, 土壤有机质更新产生的CO2占整个剖面有机质更新产生的CO2通量的72.8%~81.23%. 响应于全球变暖, 青藏高原高寒草甸生态系统土壤有机碳的储量、流量、归宿变化等问题有待进一步研究. 相似文献
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详细了解多树种树轮碳同位素组成(δ13C)对气候的响应机制是进行古气候重建的基础. 利用川西高原温暖湿润区铁杉和高山松树轮δ13C序列, 探讨了气候环境要素对两树种δ13C的控制作用及利用该指标进行气候重建的潜力. 结果表明: 铁杉和高山松树轮δ13C序列之间存在差异, 其原因可能与树种本身的生理特性有关; 当去除大气CO2浓度引起的低频影响后, 两树种年轮碳同位素分辨率(Δ13C)序列之间的相关程度有所加强, 且呈显著相关关系, 说明气候要素对两树种的(Δ13C有类似的控制作用. 温度和水分与两树种(Δ13C序列密切相关, 但二者对(Δ13C起控制作用的时段和强度因树种的不同而存在差异. 其中, 温度对铁杉(Δ13C影响的关键时期为前一年12月至当年2月, 对高山松影响的关键时期为当年4~7月; 水分对铁杉和高山松(Δ13C起控制作用的关键时期分别为当年2~4月和3~5月. 可见在温暖湿润区, 树轮碳同位素分馏因树种的不同而不同, 且受多个气候要素共同作用, 但最优多元回归方程的解释方差最大仅38.5%. 因此, 在温暖湿润的川西高原单独利用树轮δ13C进行气候要素重建受到一定限制. 相似文献
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内蒙古半干旱草原CO2排放通量日变化特征及环境因子的贡献 总被引：4，自引：0，他引：4
利用静态暗箱法对内蒙古半干旱羊草草原2001~2002年不同物候期原状群落与土壤呼吸通量日变化进行了野外定位试验研究, 并就水热因子(气温、表层地温、土壤表层含水量)及生态因子(地上活体现存量、地下生物量、凋落物现存量)对原状群落和土壤呼吸通量日变化规律及日呼吸量差异的贡献进行了相应的统计分析. 结果表明: 原状群落和土壤呼吸具有明显的日变化规律, 不同物候期呼吸通量的日变化模式基本相同, 环境因子的变化通常只对CO2排放强度产生影响, 而对草地CO2排放通量的日变化模式影响较小; 整个羊草草原在不同物候期原状群落日呼吸总量的变化范围为1.34~10.13 g·m−2, 土壤日呼吸总量的变化范围为0.98~5.17 g·m−2; 原状群落呼吸和土壤呼吸通量的日变化均与气温及地表温度显著相关(p<0.05)或极显著相关(p<0.01), 而与表层5 cm以及10 cm土壤温度相关性较弱; 多元回归分析表明, 不同物候期原状群落日呼吸量的差异约80%是由地上活体现存量的差异引起的, 其余各因子的变化能够共同解释原状群落日呼吸量变化的20%左右; 而不同物候期土壤日呼吸量的变异约有83%左右是由0~20 cm地下生物量的变化引起的, 此外, 表层土壤含水量也是影响羊草草原土壤日呼吸量变异的重要环境因子, 但其与土壤日呼吸量的偏相关系数未达到0.05的显著性水平. 相似文献
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重庆新崖洞XY2石笋δ18O记录的57~70 ka BP古气候变化及其对D-O和H事件的反映 总被引：3，自引：0，他引：3
重庆新崖洞XY2石笋57~70 ka BP之间的高分辨率δ18O记录在相当于冰芯记录中的D-O 18暖事件时期, 复现了冰芯记录中的“缓慢变冷, 快速变暖”的气候转换特征. δ18O在59和64 ka BP分别有极小值, 反映气候相对暖湿, 夏季风较强; 而在60 ka BP有极大值, 夏季风较弱. 它们分别对应于北半球高纬度记录中的Dansgaard-Oeschger(D-O)17至18暖事件以及Heinrich 6(H6)冷事件. 这与葫芦洞(Hulu)MSL石笋的记录相当一致, 但是两者与董歌洞(Dongge)D4石笋的记录差异较大. 这说明石笋δ18O记录在反映夏季风变化时, 空间上既有相似之处, 又有明显差别. 要取得中国东部夏季风变化的整个格局, 多地点多记录的研究工作是十分必要的. 此外与深海氧同位素记录不同的是, 高分辨率石笋δ18O记录均显示在MOIS4的最冷时期(64~65 ka BP)中国东部地区的气候对应于D-O18暖事件, 说明海陆相的气候变化是有差异的. 相似文献
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沼泽沉积环境中植物和沉积脂类单体碳同位素组成特征及其成因关系研究 总被引：7，自引：0，他引：7
为了认识沼泽典型沉积环境中沉积脂类与生物脂类碳同位素的内在联系, 应用GC-IRMS碳同位素分析新技术, 对若尔盖沼泽草本植物、木本植物叶和沉积物中单体脂类碳同位素进行了测定. 结果表明, 不同类型植物之间的正构烷烃碳同位素组成存在着明显的差别, 草本植物的δ13C值(−32.2‰~−36.9‰)要比木本植物叶类的(−27.2‰~−35.0‰)平均低3.3‰. 植物中脂肪酸碳同位素组成(−30.3‰~−36.2‰)与正构烷烃的类似, 并且不饱和脂肪酸的δ13C值分布在饱和脂肪酸δ13C值范围之内. 植物脂类之间的碳同位素组成变化较大, 范围为2.4‰~7.8‰. 沼泽沉积脂类碳同位素组成与生物脂类的密切相关, 沉积物中正构烷烃、≥C16脂肪酸、正构脂肪醇、甾醇和α-正构脂肪酮碳同位素组成(−27.0‰~−36.9‰)类似于植物脂类, 并且短链和长链沉积脂类碳同位素组成较为相似, 说明它们都来自高等植物; 只有沉积C14:0和C15:0脂肪酸碳同位素组成比植物中同碳数的轻, 反映了它们部分细菌成因的特征. 相似文献
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中国北方黄土区C-3草本植物碳同位素组成研究 总被引：22，自引：0，他引：22
对生长在我国北方黄土区的367个C-3草本植物样品进行了碳同位素分析, 结果表明我国北方黄土区C-3草本植物δ 13C值分布区间为-21.7‰ ~ -30.0‰, 平均值为-26.7‰; 黄土高原中部半湿润区的C-3草本植物δ 13C值分布集中, 在-24.4‰ ~ -28.5‰之间, 平均值为-27.5‰; 而黄土高原西部边缘的半干旱-干旱气候区的C-3植物δ 13C值变化范围在-21.7‰ ~ -30.0‰, 平均值为-26.2‰; C-3植物的δ 13C值在黄土高原中部的半湿润气候区比黄土高原西部边缘半干旱-干旱气候区显著偏轻. 年降雨量是造成这种显著偏轻的主要原因, C-3植物的碳同位素组成随着年降雨量的减少而变重, 在我国北方黄土区年降雨量每增加100 mm, C-3植被 δ 13C平均值将偏负约0.49‰左右. 相似文献
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从相位差探讨更新世东亚季风的驱动机制 总被引：2，自引：1，他引：2
南海南部ODP1143站和北部ODP1144站的深海有孔虫氧碳同位素、蛋白石和孢粉记录第一次揭示了更新世轨道尺度上东亚季风演变与轨道驱动及全球冰量变化的关系. 1143站和1144站的Globigerinoides. ruber δ13C、蛋白石百分含量、松类花粉(Pinus)和草本花粉的百分含量均表现出很强的偏心率、斜率和岁差周期. 1143站的G. ruber δ13C与地球轨道参数(ETP = 正交化的偏心率+正交化的斜率-正交化的岁差)在偏心率、斜率和岁差周期上都相关, 然而大部分的相关关系都集中在岁差周期上; 其他的季风替代性指标与ETP只在岁差周期上相关. 这说明更新世热带地区的气候变化主要受地球轨道的岁差控制. 东亚季风替代性指标与有孔虫δ18O曲线的对比以及它们之间的交叉频谱分析表明, 更新世全球冰量变化对东亚季风至少是东亚冬季风产生了重大的影响, 这与印度季风的驱动机制显然不同. 东亚季风, 至少是东亚冬季风在岁差周期上的演化, 部分地受控于地表的感热对太阳辐射的响应, 也受控于南海表层海水的潜热对太阳辐射的响应. 相似文献
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慕士塔格地区夏季降水中δ18O与温度及水汽输送的关系 总被引：2，自引：0，他引：2
根据在慕士塔格地区2002年和2003年连续两次实施的降水水样收集和气象要素观测, 分析了该地区降水中δ18O与温度的关系, 揭示了降水中δ18O变化特征, 讨论了水汽输送对降水中δ18O变化的影响. 研究结果表明, 慕士塔格地区夏季历次降水中δ18O与温度具有一定的正相关关系, 温度是控制该地区降水中δ18O变化的主导因素; 与邻近地区相似, 夏季降水中δ18O也表现为高值. 据水汽追踪的结果, 该地区夏季降水与西风环流和局地环流的水汽输送有密切的关系; 而水汽输送距离的远近、水汽输送厚度以及极地气团的南侵对该地区降水中δ18O变化都有一定的影响. 不同水汽来源及输送方式是影响该地区降水δ18O变化的另一要素. 相似文献
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藏北措勤盆地早白垩世Aptian-Albian浅水碳酸盐岩碳同位素组成及其意义 总被引：2，自引：0，他引：2
藏北措勤盆地早白垩世Aptian-Albian台地型浅水碳酸盐岩的δ 13C值分布于2.48‰~5.46‰之间, 平均值为3.93‰. 不仅具有正偏移特征, 而且比具有较高δ 13C值的同期深水碳酸盐岩的δ 13C值还平均偏高1.17‰. 研究表明其成因为, 首先在全球大洋缺氧事件背景下, 有机质的高速埋藏使海洋总溶解碳库中δ 13C值升高, 致使所有海相碳酸盐岩的δ 13C值普遍升高; 然后在具有分层结构的古海洋中因经历不同的碳同位素分馏作用而造成浅水碳酸盐岩的δ 13C值明显高于深水碳酸盐岩的该值. 相似文献
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210Pbex沉积通量突发增大对湖泊生产力的指示 总被引：8，自引：0，他引：8
210Pb沉积计年的基本假设是大气沉降并经由湖水转入沉积物的210Pbex 通量稳定. 当沉积速率相对稳定时, 沉积物中210Pbex 的比活度将随沉积年代呈指数衰减. 湖泊水体中的210Pbex 主要随有机微粒的沉降而进入沉积物. 如果湖泊水体中有机质沉积通量出现突发增大时, 则可能显著地增大210Pbex 被清洗而转入沉积物的通量. 这种突发性清洗效应, 一方面显然不符合210Pb沉积计年的基本前提; 另一方面可能指示湖泊水体初级生产力的明显变化. 根据云南程海近代沉积物210Pbex 垂直剖面的特殊变化, 对这一问题进行讨论. 沉积物柱芯于1997年6月采自程海深水湖区. 137Cs比活度垂直剖面呈现出3峰特征, 给出了可靠的计年结果并显示出近几十年间沉积物堆积的稳定性. 而210Pbex 比活度垂直剖面呈现出特异的峰值分布, 并与Corg垂直剖面相似. 这一现象可能与制约210Pbex 转入沉积物的机制有关. 程海沉积物中Horg/Corg和Corg/Norg原子比平均值分别为5.51和7.04, 表明其有机质主要源于内生藻类残骸. 根据沉积物有机质“沉降-降解-堆积”的3阶段特征, 模拟计算出1970年以来有机碳Corg的沉积通量(F(Corg)). 不同年代210Pbex 的沉积通量(F(210Pbex ))与F(Corg)显示出很好的同步关系. 特别是1972～1974年和1986～1989年的两个时段, 二者同步增大. F(Corg)的变化导致F(210Pbex )的变化; F (210Pbex)的变化在一定程度上反映出湖泊生产力的历史变化. 相似文献
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贾湖遗址人骨的稳定同位素分析 总被引：2，自引：0，他引：2
古代人类食谱研究是生物考古的重要组成部分, 也是当前国际科技考古领域的研究前沿. 利用稳定同位素分析方法, 尝试揭示贾湖遗址先民的食物结构以及生活方式的变化. 人骨的骨胶原含量、C含量以及N含量, 尤其是骨胶原C/N摩尔比的分析表明, 28个样品中13个已经受到埋藏环境的污染, 不能用作食谱分析. 其余样品骨胶原的δ 13C((-20.37±0.53)‰), 表明先民主要以C3类作为食物来源. 根据骨胶原中δ13C和δ 15N的不同，先民的食谱可划分为4类. 两者相关性的缺乏, 当与该遗址以农耕经济为主有关. 骨胶原δ15N和羟磷灰石δ13C纵贯整个文化段的变化, 反映了先民从狩猎转向采集、捕捞直至发展稻作农业和家畜饲养的改变. 而羟磷灰石中δ 18O则无明显变化, 揭示了该遗址气候较为稳定. 相似文献
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南沙海区生物单体脂类碳同位素研究 总被引：4，自引：0，他引：4
应用GC-IRMS碳同位素分析技术, 对南沙海区典型生物的单体脂类碳同位素进行了测定. 饱和脂肪酸碳同位素δ 13C值分布在-25.6‰~-29.7‰之间, 其平均值在不同类型生物中为-26.4‰~-28.2‰, 差值仅为1.8‰. 不饱和脂肪酸具有较重的碳同位素组成, 与同碳数饱和脂肪酸的δ 13C值平均相差2.9‰~6.8‰. 正构烷烃碳同位素组成为-27.5‰~-29.7‰, 不同生物之间平均值极为接近, 为-28.6‰~-28.9‰. 饱和脂肪酸和正构烷烃平均δ 13C值只相差1.5‰, 表明它们具有相似的生物合成途径. 不同碳数脂类碳同位素δ 13C值差异大都在±2.0‰之间, 反映了它们经过碳链拉长的生物合成特征. 同时, 将这些生物单体脂类碳同位素与该海区沉积脂类的进行对比研究, 建立了生物与沉积脂类的碳同位素成因关系, 为脂类碳同位素应用研究提供了科学依据. 相似文献