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甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)等温室气体通量具有高度时空变化特点,通过野外站点直接测量耗时且费力。为弥补监测方面不足,解析变化环境下反硝化-分解模型(DNDC)模拟值和样地原位观测值之间的对应关系,探讨模型在温室气体预测方面的潜力具有意义。本文选择古尔班通古特沙漠,对氮沉降影响下荒漠土壤CH4和N2O通量进行了模拟估计,并与实测数据进行了对比分析。结果表明：DNDC模型可较好地模拟荒漠土壤N2O通量的变化,模拟值与实测值显著相关(P<0.001);而模型对荒漠土壤CH4吸收量的变化模拟效果不显著,但模拟的年累计吸收量与真实值较为符合。DNDC模型敏感性试验分析表明,随着年平均气温、土壤有机碳(SOC)含量和施氮量的增加,土壤N2O排放量和CH4的吸收量显著增加;年降水量对土壤N2O和CH4通量变化影响不显著;土壤容重与土壤N2O排放量和C... 相似文献
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人类活动影响下淡水沼泽湿地温室气体排放变化 总被引：25，自引：5，他引：20
利用静态箱/气相色谱法,研究了三江平原淡水沼泽湿地及垦殖农业利用下CO2、CH4、N2O排放变化。不同类型湿地生长季土壤呼吸速率以季节性积水的小叶章草甸最大,湿地垦殖后土壤呼吸速率明显增大。不同类型沼泽湿地CH4排放在时空两个方面都有明显的变化,与土壤水分条件、植物群落类型和生长状况有密切关系。沼泽湿地及垦殖后农田土壤在植物生长季都为N2O的源,常年积水沼泽湿地在植物生长季N2O排放通量值较小,而土壤水分常年处于非饱和的草甸灌丛土壤N2O排放相对较高,垦殖后农田土壤N2O排放通量最大,沼泽湿地土壤N2O排放通量与土壤温度呈正相关关系,而垦殖后农田土壤不显著。 相似文献
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2008和2009年夏在北极新奥尔松地区（Ny-Ålesund）不同苔原区域（鸟类保护区、海滩苔原、矿区、人类活动区等）监测CO2、CH4和N2O近地面浓度的时空变化并分析其可能的影响因素。2008年7月25日-8月13日和2009年7月13-26日,在不同观测区域设置常规和非常规采样点采集气体样品共239瓶并妥善保存。实验室内使用气相色谱（GC）测定准确真空瓶中温室气体（CO2、CH4和N2O）的浓度。鸟类保护区的日变化中,2008年鸟类保护区CO2和N2O日变化浓度均大于2009年约30 ppm和25 ppb。2008年海滩苔原CO2浓度均高于2009年约30 ppm;N2O浓度低于2009年11 ppb;2008年鸟类保护区CH4浓度低于2009年,而海滩苔原2008年浓度高于2009年,差值均约为0.7 ppm。这些年际变化可能由环境条件（天气变化等）和地表覆盖情况的变化引起。高海鸟活动区（HB）CO2浓度低于海鸟活动较少的区域（MB 和 LB）;鸟类保护区CO2浓度低于海滩苔原,N2O浓度高于海滩苔原,主要原因是海鸟活动和鸟粪增加了土壤营养元素,影响苔藓植被发育的情况并改变上垫面状况。综合不同苔原区域：新奥尔松地区CO2和CH4浓度高于ZEP (Zeppelin Station)监测平均浓度,地表向大气输送CO2和CH4;而N2O低于ZEP监测的平均浓度,地表从大气吸收N2O。不同区域影响因素不同：鸟类保护区、海滩苔原和鸟岛主要是受到海鸟活动影响;矿区主要是受水分和土壤基质影响;站区和机场受到人类活动影响但并不明显,总的来说直接原因是由于地表覆盖情况以及地形不同引起。 相似文献
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基于主要温室气体（CO2、CH4和N2O）强迫因子和石笋δ18О观测资料（1~2002 年）,分别利用关联性耦合模型和非线性统计-动力学方法,分析温室气体强迫与东亚亚热带季风演变耦合度的时序规律和定量反演模拟温室气体强迫对近2 000 a东亚亚热带季风演变影响的非线性趋势和相对贡献。研究发现：① 温室气体与季风演变耦合度的高低对应季风的强弱变化,即两者耦合作用越强,东亚亚热带季风越强;反之,两者耦合强度越小,东亚亚热带季风越弱;耦合度峰谷值对应季风极强降水和极端干旱时段。② 时序演变规律为：N2O和CO2相互作用与季风演变间耦合效应最强,成为东亚亚热带季风演变的主要驱动力。其次,N2O一次项和CO2非线性项对季风演变起主要的负反馈调节机制。③ 时序演变阶段上有所不同：1~180年,CH4因子对季风演变主要起负反馈调节机制;180~1760年和1760~2002年,对季风演变起主要的驱动和调节机制分别为CO2因子和N2O因子;但1900年后N2O和CO2相互作用与季风演变的耦合驱动效应近百年来明显增强,耦合度在中等-较强（或极强）之间来回波动转换,耦合作用明显增强,在耦合度由较强（或极强）转弱至中等时,东亚亚热带季风也随之减弱。 相似文献
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利用涡度相关法研究青海湖高寒湿地生态系统2015-2016年生长季CH4通量。结果显示：生长季CH4通量表现为白天排放、夜间微弱吸收或排放的日变化特征,其中2015年CH4通量日平均值为56.67 mg·m-2,2016年CH4通量日平均值为35.92 mg·m-2。7月和8月排放量最大,生长季前期和后期排放较弱,2015年最大排放量出现在7月,为3.76 g·m-2,2016最大排放量出现在8月,为1.67 g·m-2。温度、电导率、土壤体积含水量与CH4通量显著相关,气温和CH4通量线性正相关。生态系统总初级生产力和呼吸及水热通量与CH4通量也存在显著的相关关系,其中生态系统总初级生产力和呼吸是影响甲烷动态变化的主要因子。 相似文献
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明确不同生态系统土壤碳排放规律及其影响因素对准确评估全球碳循环具有重要意义。为揭示干旱区典型盐湖沿岸土壤呼吸（Rs）、土壤呼吸温度敏感系数（Q10）变化特征及其影响因素，以新疆干旱区达坂城盐湖和巴里坤湖沿岸土壤为研究对象，在2015—2016年5~10月利用LI-8100土壤碳通量自动测量系统对盐湖沿岸土壤呼吸速率进行测定，分析了土壤呼吸季节性变化特征及其影响因子。结果表明，干旱区盐湖土壤呼吸变幅较大（0.07~11.59 μmol·m-2·s-1），平均值为2.45 μmol·m-2·s-1，7月土壤呼吸速率最高为4.69 μmol·m-2·s-1，10月最低（1.01 μmol·m-2·s-1）；土壤CO2累积排放量为9.30 g·m-2·d-1，7月累积排放量最大为17.82 g·m-2·d-1。Q10呈“降低—增加—降低”趋势，6月最低（2.25）9月最高（3.52），平均值为2.79。干旱区盐湖沿岸土壤呼吸受土壤有机碳（SOC）、5 cm土壤温度（ST5）、土壤含水量（SM）和土壤盐分（Salt）的共同影响，单因素模型模拟可解释土壤呼吸速率变化的41.7%~75.7%（R2=0.417~0.757，P＜0.05），多因子综合模型拟合结果最佳Rs=0.001×SOC+0.039×SM-0.534×Salt-0.116×ST5+5.06（R2=0.804，P=0.05），且均表明盐分是影响干旱区盐湖沿岸土壤呼吸速率的主要因子。因此，在考虑陆地生态系统碳收支和碳循环时不能忽略干旱区盐湖沿岸土壤碳过程，以及盐分对盐湖生态系统碳排放的影响。 相似文献
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地下水位和土壤含水量对若尔盖木里苔草沼泽甲烷排放通量的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
在若尔盖湿地国家级自然保护区典型的木里苔草（Carex muliensis）沼泽地中,选择地下水位不同的4个采样点,其植物生长季的平均地下水位分别为距离地表53.94 cm、31.35 cm、11.50 cm和4.74 cm。利用密闭式静态箱定期采集气体样品,并在实验室用Shimadzu GC212A气相色谱仪测定CH4气体浓度,分析了CH4排放通量与地下水位和土壤含水量之间的关系。研究结果表明,地下水位和土壤含水量对CH4排放通量产生明显影响,6～9月观测日中,CH4排放通量随着地下水位的升高而呈指数增加;10～40 cm土层的土壤含水量与CH4排放通量呈现显著正相关（n=36,p<0.05）,而0～10 cm土壤含水量与生长季CH4排放通量不相关（n=12,p>0.05）,逐步线性回归分析表明,20～30 cm土层的土壤含水量是影响CH4排放通量的主要因素（n=12,p<0.01）。 相似文献
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利用2009-2011年塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站测得的土壤热通量数据,分析了塔克拉玛干沙漠腹地土壤热通量在不同天气条件下的变化特征。结果表明：（1）塔克拉玛干沙漠腹地1 cm处土壤热通量年平均值为1.9 W·m-2,5、20、40 cm处分别为1.0、0.4、0.4 W·m-2;1 cm处土壤热通量年最大值为334.1 W·m2,年最小值为-184.2 W·m-2;土壤热通量基本表现为夏季 > 春季 > 秋季 > 冬季。（2）各土层土壤热通量具有明显的日变化特征。随着土壤深度的加大,土壤热通量的日变化幅度明显减小,最大值出现的时间有一定的滞后性。土壤热通量5 cm出现最大值的时间比1 cm处延迟3 h,延迟速率为0.75 h·cm-1,20 cm比5 cm出现最大值的时间晚2 h,延迟速率约为0.13 h·cm-1。（3）不同天气情况下的土壤热通量日变化特征有一定的差异,晴天较为规则,阴天、雨天、沙尘天则较不规则,且1 cm处土壤热通量受天气影响最显著。晴天1 cm处土壤热通量平均值为9.0 W·m-2;阴天、雨天、沙尘天1 cm处土壤热通量值平均值分别为5.1、-6.1、-1.9 W·m-2。 相似文献
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长江口崇明东滩潮间带甲烷(CH4)排放及其季节变化 总被引：13，自引：8，他引：5
2004年5月至2005年4月在长江口崇明东滩湿地采用原位静态箱法对甲烷(CH4)排放通量进行了现场测定。结果表明,崇明东滩潮间带(CM)是大气CH4的排放源,且CH4排放具有明显的季节变化规律,中潮滩(CM-2)7月CH4排放最多,其通量为9.27 mg/(m2·h),在次年4月排放最少,只有0.03 mg/(m2·h)。低潮滩(CM-3)在春季5月CH4排放最多,通量为0.09 mg/(m2·h);冬季2月CH4通量值最低,只有0.002 mg/(m2·h),中、低潮滩CH4年平均排放通量分别为2.06 mg/(m2·h)和0.04 mg/(m2·h)。 相似文献
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湿地生态系统碳储存和温室气体排放研究 总被引：18，自引：7，他引：11
湿地生态系统是地球上重要的有机碳储库, 湿地植被和土壤碳储量丰富、碳密度高。湿地还是CO2、CH4和N2O等温室气体的源和汇。近百年来,由于土地利用,特别是农业开发和泥炭开采,导致大面积湿地被排干,并排放大量温室气体。多项研究表明湿地保护和恢复能促进碳积累和减少温室气体排放,通过对国内外有关文献的分析,针对近年来科学界普遍关注的湿地生态系统碳储量、碳平衡和土地利用对温室气体排放的影响、湿地与全球气候变化关系等方面的问题进行了初步探讨。 相似文献
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以南极阿德雷岛苔原沼泽为研究区域,2016年12月至2017年1月南极夏季期间观测研究了温室气体CH_4、CO_2和N_2O通量的变化规律及其对环境因子的响应关系。结果表明:光照条件下干旱苔原沼泽表现为CH_4吸收,通量为(–5.4±4.3)μg CH_4·m~(–2)·h~(–1),半干旱苔原与淹水苔原沼泽表现为净排放;三个类型苔原沼泽观测点均表现为N_2O净吸收,最高吸收通量出现在淹水苔原,为(–2.6±2.4)μg N_2O·m~(–2)·h~(–1);黑暗条件下苔原沼泽一致表现为CH_4和N_2O净排放。光照与土壤水分减少增加了苔原CH_4有氧氧化吸收,同时促进了反硝化作用对N_2O的还原转化。观测期间所有观测点均表现为CO_2的汇,最高CO_2净交换量与光合作用强度都出现在淹水苔原区,分别为(–40.1±17.6)μg CO_2·m~(–2)·h~(–1)和(91.2±26.5) mg CO_2·m~(–2)·h~(–1);而最高苔原沼泽呼吸速率出现在干旱苔原观测点,为(73.1±17.6)μg CO_2·m~(–2)·h~(–1)。夏季适宜的温度、降水条件促进了苔原植被的光合作用,增加了苔原沼泽CO_2吸收量。CO_2、N_2O、CH_4通量随时间变化的相互关系规律不显著(P0.05),但在降水与温度波动下,N_2O与CH_4通量都随CO_2通量呈现相似的波动。三种温室气体与各种环境因子之间的响应关系值得进一步研究;不同光照条件对CH_4、N_2O排放量的估算有重要影响。 相似文献
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YE Shu GUO Chuying HAN Jiayin ZHANG Leiming DAI Guanhua WEN Xuefa YU Guirui 《资源与生态学报(英文版)》2019,10(2):127-136
Fluctuations in soil greenhouse gas (GHG) are an important part of the terrestrial ecosystem carbon-nitrogen cycle, but uncertainties remain about the dynamic change and budget assessment of soil GHG flux. Using high frequency and consecutive soil GHG fluxes measured with an automatic dynamic chamber system, we tested the applicability of the current Forest-DNDC model in simulating soil CH4, CO2 and N2O fluxes in a temperate broad-leaved Korean pine forest at Changbai Mountain. The results showed that the Forest-DNDC model reproduced general patterns of environmental variables, however, simulated seasonal variation in soil temperature, snow melt processes and soil moisture partly deviated from measured variables, especially during the non-growing season. The modeled CH4 flux was close to the field measurement and co-varied mainly with soil temperature and snowpack. The modeled soil CO2 flux had the same seasonal trend to that of the observation along with variation in temperature, however, simulated CO2 flux in the growing season was underestimated. The modeled N2O flux attained a peak in summer due to the influence of temperature, which was apparently different from the observed peak of N2O flux in the freeze-thaw period. Meanwhile, both modeled CO2 flux and N2O flux were dampened by rainfall events. Apart from consistent estimation of annual soil CH4 flux, the annual accumulation of CO2 and N2O was underestimated. It is still necessary to further optimize model parameters and processes using long-term high-frequency observation data, especially transference of heat and water in soil and GHG producing mechanism. Continues work will improve modeling, ecosystem carbon-nitrogen budget assessment and estimation of soil GHGs flux from the site to the region. 相似文献
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Understanding how nitrogen (N) availability interacts with soil acidity and phosphorus (P) availability to affect soil-atmosphere exchanges in CO2, CH4 and N2O in forest ecosystems is important for understanding the mechanisms driving ecosystem responses to enhanced N deposition. Here, we conducted an experiment with N, P and acid (H) addition in a mixed forest in subtropical China to investigate how acid and P addition affects CO2, CH4 and N2O exchange under N addition. Our results showed that soil NH4+-N and NO3--N increased after N addition, but CO2 emissions in N addition plots remained unaffected. CH4 uptake in N-, P-, NP-, NH- and NPH-addition plots were reduced by 21.1%, 15.7%, 39.1%, 26.6%, and 28.4%, respectively. CH4 uptake in NP-addition plots were lower compared to N-addition and P-addition plots, indicating that N and P addition had an additive effect on inhibiting CH4 uptake. N2O emission in N-, NP-, NH- and NPH-addition plots increased by 158.6%, 176.0%, 117.2%, and 91.8%, respectively. N2O emissions in NPH-addition plots were lower compared to NP-addition plots while showed no difference between N-addition and NH-addition plots. This suggests that only under P rich conditions, acid addition would greatly mitigate N2O emissions under N addition. Our results demonstrate that for N and P co-limited forest ecosystems with acidic soils, low P availability constrains the inhibition of soil CH4 uptake by N deposition. When P availability is low, a weak soil acidation induced by N deposition may have less influence on the stimulation of N2O emissions by N deposition. 相似文献
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淡水生态系统消落带是甲烷排放研究的热点区域,但相关数据的积累十分薄弱。本研究利用静态箱法和过程模型(Wetland-DNDC),研究了密云水库消落带CH_4排放通量。在消落带的三个水位梯度:即永久淹水深水区、永久淹水浅水区和季节性淹没区,选取九种典型植被进行CH_4排放通量的野外监测和模型模拟。结果表明:在三个水位梯度上,Wetland-DNDC模拟值与实测值拟合度分别为0.89、0.81和0.49(p0.001)。Wetland-DNDC模型抓住了水位波动、土壤温度和土壤有机质含量等因子对消落带CH_4排放的影响规律,成功地在时间、空间和数量级上对消落带CH_4排放通量进行了模拟,为评估水库温室气体排放提供了新方法。在密云水库生长季模拟的消落带CH_4总排放量为15.1 g CH4·m~(-2),在数量级上,与国内其他类型湿地消落带CH_4排放具有可比性。据此推算Wetland-DNDC模型适用于水库或湖泊消落带区域甲烷排放的模拟,对植被模块进行改进可以进一步提高模型模拟的准确性。 相似文献
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利用涡动相关系统测定新疆石河子棉区覆膜滴灌棉田的CO2通量,分析2010年棉花各生育期净生态系统碳交换（NEE）的日变化特征,并将[NEE]拆分为生态系统总生产力（GEP）和生态系统呼吸（Reco）,分析三者的生长季变化特征及其影响因素。结果表明：在播种期和苗期,棉田白天和夜间的NEE变化幅度都较小;其他生育期NEE白天呈‘V’形变化,夜间为正值且变化小。NEE的日变化主要受太阳总辐射影响。GEP、Reco和NEE的生长季变化趋势与叶面积指数变化相对一致,最大日累积量均出现在花铃期,分别为11.8,8.0和-6.2 g C·m-2·d-1。播种期、苗期、蕾期、花铃期和吐絮期的日平均[NEE]分别为2.6,1.6,-1.2,-2.8和0.5 g C·m-2·d-1。整个生长季棉田NEE累积量为-122.2 g C·m-2,表现为碳汇。由偏相关分析可得,GEP,Reco和NEE的生长季变化与气温的相关系数最高,其次为饱和水汽压差,再次为太阳总辐射和土壤温度,结果表明气温是影响棉田GEP,Reco和NEE生长季变化的主要气象因素。气温对棉田GEP,Reco和净碳吸收起促进作用,而饱和水汽压差对其起限制作用。 相似文献
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大气氮沉降可能会影响陆地生态系统的碳通量。本文主要目的是探讨在氮素缺乏的草地生态系统中,氮素添加是否会增加CO2通量。本研究于2008和2009生长季进行,采用静态箱-气相色谱法研究CO2通量对氮沉降增加的响应。结果表明,2年的氮素添加并没有显著影响土壤NH4+含量,NO3-含量只是在2009年生长季后期有所增加。高氮处理增加了CO2通量,而低氮处理在2008年抑制了CO2通量,2009年后期增加了CO2通量。而且氮素添加显著增加了地上生物量和根系的生物量。CO2通量与土壤水分、土壤温度的关系并没有因为氮素的添加而改变,但是氮素添加增加了CO2通量对土壤水分和土壤温度的敏感性。这些结果表明,在未来大气氮沉降增加的背景下,呼伦贝尔草甸草原CO2通量有可能会增加。 相似文献