西双版纳热带雨林主要树种的树干径流碳通量

为探明热带雨林树干径流在森林碳收支中的地位和不同树种对树干径流碳通量的影响,本研究在中国西南部的西双版纳热带季节雨林选择6个优势树种(绒毛番龙眼、大叶白颜树、梭果玉蕊、细罗伞、蚁花、窄序崖豆),对树干径流量、总碳(total carbon,TC)通量及组分〔有机碳(total organic carbon,TOC)、无机碳(total inorganic carbon,TIC),溶解态有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、溶解态无机碳(dissolved inorganic carbon,DIC)、颗粒态有机碳(particulate organic carbon,POC)和颗粒态无机碳(particulate inorganic carbon,PIC)〕开展为期1年的研究,结合该生态系统水文过程和森林生态系统碳通量的研究结果,探究树干径流在热带森林生态系统碳循环中的地位。结果显示:各碳组分的最高浓度均在雾凉季,除了POC的最低浓度在干热季外,其他碳组分平均最低浓度均在雨季。各碳组分除颗粒态无机碳和颗粒态有机碳外,其他组分的浓度均随径流量增加而减小。这6个优势树种由于树冠结构,有无附生植物以及树皮形态等方面的不同导致其树干径流量和碳动态的种间差异。有机碳是树干径流输出的主要形式,占总碳的82.43%;其中溶解态有机碳的输出比例最高,相当于全碳的71.30%,随后为溶解态无机碳(13.25%)、颗粒态有机碳(11.13%)和颗粒态无机碳(4.32%)。虽然树干径流量仅占总降雨量的0.62%,但树干径流的输出的年总碳(TC)通量为14.8 kg C·hm^(-2)·a^(-1),相当于生态系统的碳通量的1.18%。研究结果表明,该地区的树干径流在水量和碳输出方面对热带季节雨林的碳贡献相对较小。

2010-2014年哀牢山亚热带常绿阔叶林土壤呼吸数据集

亚热带森林是我国分布面积最大的森林类型,在调控全球气候变化和维持大气碳平衡中具有重要作用。土壤通过呼吸作用排放的碳是大气CO_(2)的主要来源,土壤碳库的细微变化也会显著影响大气CO_(2)的浓度,因此目前亚热带森林土壤碳储量的大小及动态变化特征受到广泛关注。云南哀牢山是我国重要的亚热带森林分布区。本研究依托云南哀牢山森林生态系统国家野外科学观测研究站,利用全自动多通道观测系统开展了亚热带常绿阔叶林土壤呼吸的连续测定,经过严格的数据质量控制和评估,将2010-2014年的土壤呼吸的监测数据收集与整理,包括土壤5 cm温度(Ts)、土壤10 cm含水量(SWC)和土壤呼吸(Rs),并形成日、月和年尺度三类数据集。本数据集对于揭示气候变化对亚热带常绿阔叶林土壤生态过程的影响、正确评估土壤有机碳排放和森林生态系统管理具有重要意义,也为进一步研究气候变暖等全球变化对土壤呼吸组分尤其是土壤有机碳排放的影响提供经验和理论基础。

2009-2017年西双版纳热带季节雨林土壤水分含量数据集

土壤水分作为物质循环和能量流动的载体,在陆地森林生态系统中发挥着重要作用,对其进行观测有助于揭示森林生态系统水文特征、水源涵养能力和生态系统服务功能等。热带雨林为生物多样性最丰富的生态系统之一,西双版纳分布有大片热带雨林,热带季节雨林则为西双版纳最具代表性的雨林植被类型。进行连续、长期、高质量的生态监测为中国生态系统研究网络(CERN)的主要任务之一,土壤水分含量是CERN陆地生态系统水环境长期定位观测的重要指标。本数据收集了中国科学院西双版纳热带雨林生态系统研究站西双版纳热带季节雨林综合观测场2009年1月至2017年12月的土壤剖面水分含量观测数据,总数据量2879条;测定方法为时域反射法(Time Domain Reflectometry,TDR)定点连续观测;观测深度为0–10 cm、10–20cm、20–30 cm、30–40 cm、40–50 cm,50–70 cm,70–90 cm,90–110 cm;观测频度为每月3次,每月上、中、下旬各观测1次;观测数据质量保证与质量控制严格按照CERN统一规范进行。本数据集提供共享下载,以期为全球气候变化和不同植被环境背景下的热带森林水文研究提供基础数据支撑。

2000-2020年中国陆地生态系统年总初级生产力数据集

陆地生态系统年总初级生产力(AGPP)是粮食生产和陆地生态系统固碳的基础。分析AGPP的时空变化可以为保障区域粮食安全和减缓气候变化趋势提供理论依据,但需以准确评估区域AGPP为基础。基于ChinaFLUX的长期联网观测数据和公开的数据集,本研究构建了中国陆地生态系统AGPP数据集,并结合生物、气候和土壤因素,利用随机森林回归树通过模拟单位叶面积的AGPP构建了中国AGPP评估模型,生成了2000–2020年中国陆地生态系统AGPP数据,空间分辨率为30arcsecond,数据格式为tiff。本数据可以为模型模拟提供验证数据,也可以为区域生产力、生态质量、陆地碳汇评估及管理提供数据支撑。

土壤胞外酶活性对气候变化响应的研究进展

土壤胞外酶在驱动生态系统碳、氮、磷等元素的生物地球化学循环中发挥着不可或缺的作用。在全球变化背景下,揭示土壤胞外酶活性对气候变化的响应可促进有关碳、氮、磷生态系统关键过程对气候变化响应的认识,但目前不同生态系统碳、氮、磷相关的土壤胞外酶活性对气候变化响应机制的认识程度仍需加强。本研究综述了参与碳、氮、磷生物地球化学过程的土壤胞外酶的来源、分类及调控因子,并且对土壤胞外酶参与的生物地球化学过程进行了综述。在此基础上,阐述了土壤胞外酶活性对氮沉降、增温、降水及二氧化碳(CO_(2))变化的响应规律及机制。总结了生态酶化学计量对常见全球变化因子的响应机制,基于近年来对完善生态酶化学计量理论的探讨,提出了此理论发展的新角度。为此,在全球变化背景下需结合代谢组与分子生物学加强土壤胞外酶对气候变化响应机制的研究。本研究可为进一步理解气候变化情景下,土壤胞外酶在生物地球化学循环中的作用提供了新视角。

2003-2008年西双版纳热带雨林土壤碳通量数据集

大尺度、长期和连续的碳通量数据为研究全球碳、水循环关键过程提供了重要数据支撑。土壤是陆地生态系统最大的碳库,其微小波动将引起陆地生态系统的碳收支变化。热带森林是全球重要的碳库,但近年来发现其碳汇能力趋向减弱或中和现象。连续的土壤碳通量数据,对准确评价热带地区碳收支及其对气候变化的响应具有重要意义。本数据集按照温室气体排放的静态箱法观测方法和数据质控管理办法,收集整理了2003年1月到2008年8月利用静态箱–气相色谱法得到的西双版纳热带雨林土壤地气界面的CO_(2)排放通量数据和常规气象数据,如压强、大气温度、土壤温度(5 cm)和土壤含水量(5 cm)等观测指标,形成了日、月和年尺度3类文件,以期为热带地区与全球碳平衡估算和碳循环过程提供基础数据。

哀牢山亚热带常绿阔叶林土壤微生物多样性对碳输入变化和增温的响应

为掌握哀牢山亚热带常绿阔叶林土壤微生物多样性对碳输入变化和增温的响应,本研究基于云南哀牢山亚热带常绿阔叶林模拟增温实验平台,以去除地表凋落物、切根、切根并增温和对照4个处理6 a后表层矿质土壤(0~10 cm)为研究对象,测定土壤理化性质和微生物群落组成,探讨土壤微生物多样性对碳输入和增温处理的响应和驱动因子。研究结果表明,碳输入和增温处理未改变哀牢山亚热带常绿阔叶林土壤微生物的优势菌群,各处理的细菌优势菌门为变形菌门和酸杆菌门,真菌优势菌门为子囊菌门和担子菌门。与对照处理相比碳输入和增温处理改变了土壤微生物群落的α多样性指数,切根处理显著降低细菌Shannon指数和Chao1指数,而切根并增温处理的Shannon指数和Chao1指数显著升高。与切根处理相比,切根并增温使土壤细菌群落结构发生显著改变。冗余分析显示,处理间细菌群落结构差异的主要调控因子为土壤温度、土壤含水量、土壤全磷和土壤全钾,其中土壤温度和土壤含水量的影响最大;土壤细菌群落对碳输入变化和增温的响应比真菌群落更为敏感。

西双版纳热带雨林土壤N_(2)O和CO_(2)排放对氮添加的响应

为探明未经干扰的热带雨林土壤N_(2)O与CO_(2)排放对氮沉降的响应,以西双版纳热带雨林为研究对象,设置了对照(CK)和氮添加处理(N),在持续16个月的连续观测期内,利用静态箱-气相色谱法连续观测土壤N_(2)O与CO_(2)通量,同步测定土壤含水量、土壤5 cm温度、土壤铵态氮与硝态氮含量,模拟氮沉降对未经干扰过的热带雨林土壤的N_(2)O与CO_(2)排放的影响。结果显示:与CK处理相比,N处理使西双版纳热带雨林土壤N_(2)O累积排放量增加24.06%,CO_(2)累积排放量增加10.98%;氮添加带来的增排效应主要集中在氮添加后4个月的显著响应期内,后续非显著响应期内N_(2)O与CO_(2)的增排效应并不显著(t=0.98,P>0.05);在全观测期中,土壤含水量、土壤5 cm温度与土壤N_(2)O、CO_(2)排放通量显著正相关(P<0.05),但是显著响应期内只有CK处理的土壤CO_(2)排放与土壤5 cm温度显著相关(P<0.05),其余均无显著相关关系(P>0.05);氮添加带来的热带雨林土壤N_(2)O和CO_(2)的增温潜势(GWP)相当于该生态系统的碳汇能力的103%和104%。研究结果表明,一次氮添加增加了未经干扰的热带雨林土壤的N_(2)O与CO_(2)排放,并改变了土壤碳氮排放与环境因子的关系,对区域气候变化形成正反馈效应。

2011-2015年西双版纳热带季节雨林碳水通量观测数据集

中国“双碳”目标的提出立足于应对气候变化的科学基础之上,增加碳汇、减少碳源成为实施气候治理的必需。陆地生态系统是重要的大气碳汇,而热带季节雨林生态系统作为中国陆地生态系统的组成部分,具有生物量丰富、生产力旺盛等特征,发挥着不可或缺的固碳功能。西双版纳热带季节雨林生态站是中国通量研究网络(ChinaFLUX)的首批成员站之一,自2002年建成至今已积累20年碳水通量观测数据。本数据集遵循ChinaFLUX数据处理体系,处理并汇整了西双版纳热带季节雨林2011年1月至2015年12月的标准化通量和常规气象数据,形成的数据产品包含4种时间尺度(30分钟、日、月和年)。本数据集可应用于全球变化背景下的生态系统碳水循环响应机制分析和固碳效益评估等研究领域,也可为生态系统模型参数优化和结果验证提供参考。通过多平台架构、多尺度融合、多方法耦合,以期进一步为解析区域乃至全球生态系统碳水热循环机制、时空动态和预估未来碳汇潜力提供基础支撑,从而为达成中国碳中和目标提供科学依据。

云南保山西庄山地流域土地利用方式与土壤肥力关系研究

以云南省保山地区西庄流域为例 ,研究了自然因素及人为活动对土壤性质的影响。该流域的土壤通常 pH较低 ,缺乏有效磷和交换性阳离子。仅发育于石灰岩的土壤具适宜的pH和交换性阳离子量。海拔对土壤有机碳含量具显著影响。文中详细讨论了海拔。

西双版纳不同热带森林土壤氮矿化和硝化作用研究

1998年7月，用埋袋法对西双版纳热带季节雨林、崖豆藤（Mellettialeptobotrya）次生林、季节雨林内林窗和轮歇地土壤的氮矿化和硝化作用进行了研究。研究结果表明季节雨林和崖豆藤次生林的格局基本相同，氮净矿化速率分别为6．55mgN·kg－1·30d-1和6．37mgN·kg-1·30d-1，硝化速率分别为16．28mgN·kg－1·30d-1和16．38mgN·kg-1·30d-1。而林窗下和轮歇地土壤的氮净矿化速率和硝化速率均为负值，氮净矿化速率分别为-7.85mgN·ks-1·30d-1和-10．69mgN·kg-1·30d-1，硝化速率分别为-2．78N·kg-1·30d-1和-3．69mgN·kg-1·30d-1。从实验结果看，在30d的培养过程中，NH4－N消耗较多，导致硝化速率大于氮净矿化速率。

西双版纳热带季节雨林生态系统氮的生物地球化学循环研究

用小流域集水区和物质平衡方法 ,于 1999年对西双版纳热带季节雨林生态系统的氮素循环进行了初步研究。西双版纳季节雨林生态系统的氮库总储量为 6 4 81.2kg·hm-2 ,其中活体生物量、凋落物层和土壤 (0～ 30cm)中的氮储量分别为 970 .9、37.7、5 4 81.2kg·hm-2 。土壤中的氮占生态系统氮总储量的 84 .4 % ,活体生物量占 15 .0 % ,凋落物层仅占 0 .6 %。结果表明季节雨林的氮主要分布在土壤中 ,而在生物量中只占很少部分。大气降水、林内穿透水、树干流及地表径流的氮含量分别为 0 .5 6 5、0 .82 8、0 .983和 1.0 4 2mg·dm-3 ,氮通量则分别为 8.89、10 .97、3.5 7、5 .95kg·hm-2 ·a-1。大气降水输入氮 8.89kg·hm-2 ·a-1,径流输出氮 5 .95kg·hm-2 ·a-1,收支平衡 (输入—输出 )为2 .94kg·hm-2 ·a-1。氮的生物循环 :吸收为 14 9.86kg·hm-2 ·a-1,存留为 6 9.30kg·hm-2 ·a-1,归还为 80 .5 6kg·hm-2 ·a-1,循环系数为 0 .5 4。结果表明未受干扰的季节雨林生态系统处于氮积累的状态 ,有利于该生态系统的稳定与持续发展。

西双版纳次生林火烧前后土壤养分变化的研究

研究了火烧对西双版纳热带次生林下土壤养分的影响。火烧后０～１０ｃｍ土层的ｐＨ、有机质、全Ｎ、Ｐ、Ｋ和有效Ｎ、Ｐ、Ｋ都显著提高，ｐＨ、有机质、全Ｎ、Ｋ和有效Ｎ、Ｋ达０．１％显著水平，有效Ｐ达１％水平，全Ｐ达５％水平。但１０～３０ｃｍ土层的上述各指标均无显著变化。火烧前后各土层的Ｃ／Ｎ比率变化均不显著。

西双版纳热带季节雨林林冠下及林窗中土壤养分对比研究

研究了西双版纳热带季节雨林林窗形成对土壤养分的影响。结果表明，季节雨林林冠下土壤的有机质、全氮、全磷、有效磷和硝化速率（以NO3－N计。分别为2.71％、0.140％、0．077％、14．56mg·kg－1和16．28mg·kg-1·月-1）都显著地（P＜0.001）高于林窗下的土壤（分别为1.32％、0．093％、0.047％、384mg·kg-1和-2．78mg·kg-1·月-1）。但对于氮净矿化速率（以NH4－N＋NO3－N计）、氨化速率（以NH4-N计）及NO3－N和NH4－N浓度,林冠下和林窗中的土壤差异不显著。

生态环境科学研究中的数据管理

本文简要介绍了生态环境科学研究中数据管理的基本概念，详细介绍了数据文档文件的建立过程，并讨论了数据管理和数据共享政策在数据管理中的重要作用。

稀盐溶性氮表征石灰性土壤供氮能力的研究

本文对稀盐（０．０１ｍｏｌ·Ｌ１ＮａＨＣＯ３，０．０１ｍｏｌ·Ｌ１ＣａＣｌ２（１００℃，２５℃））溶性氮表征石灰性土壤的供氮能力做了探讨。研究结果表明，土壤浸出液中的全氮（ＴＮ）、有机态氮（Ｏｒｇ．Ｎ），ＮＯ３Ｎ分别与浸出液的总吸光量（ＱＴ）、有机质的吸光量（ＱＯＭ）、ＮＯ３Ｎ的吸光量（ＱＮＯ３）高度相关。除ＱＯＭ和Ｑ２６０外，ＱＴ，ＱＮＯ３，ＴＮ，ＮＯ３Ｎ，Ｏｒｇ．Ｎ与盆栽冬小麦相对吸氮量高度相关。稀盐溶液浸提法，特别是０．０１ｍｏｌ·Ｌ１ＮａＨＣＯ３和０．０１ｍｏｌ·Ｌ１ＣａＣｌ２（２５℃）浸提法，具有操作简便、快速、经济等优越性。

土样风干贮存对碱解氮和Olsen-P含量的影响

讨论了土样风干贮存对碱解氮和Olsen -P含量的影响。结果表明 ,在密闭、黑暗、冷凉、干燥、无污染的贮存条件下 ,土样可以长期保存而碱解氮和Olsen

滤纸污染对土壤NH_4^+-N,NO_3^--N,PO_4^(3-)-P分析结果的影响及消除

研究了滤纸污染对土壤ＮＨ＋４－Ｎ，ＮＯ－３－Ｎ，ＰＯ３－４－Ｐ测定结果的影响。研究表明，定量滤纸ＮＯ－３－Ｎ和ＰＯ３－４－Ｐ含量低，定性滤纸ＮＯ－３－Ｎ和ＰＯ３－４－Ｐ含量高，而ＮＨ＋４－Ｎ则相反，定量滤纸的含量远远高于定性滤纸。用浸提剂处理滤纸和做滤纸空白测定的方法可以有效地消除因滤纸污染而产生的误差。

西双版纳不同热带森林下土壤铵态氮和硝态氮动态研究

用顶盖埋管法 (Close- Top Tube Incubations)就西双版纳 3种热带森林 (热带季节雨林、片断热带雨林、橡胶林 )研究了土壤铵态氮 (NH4- N )和硝态氮 (NO3- N)以及土壤氮素矿化速率的季节动态情况。结果表明 :西双版纳3种不同林型土壤 NH4- N、NO3- N和氮素矿化速率均具有明显的季节性变化。 NH4- N以干热季 (4月末 )最高 (平均为 2 6 .92 mg· kg- 1 )和干季 (2月末 )最低 (平均为 12 .0 1mg· kg- 1 ) ;NO3- N则以雨季中期 (7月中旬 )最高 (平均为8.9m g· kg- 1 )和干季 (2月末 )最低 (平均为 4.0 4m g· kg- 1 ) ;矿化速率则以干热季 ((2月末～ 4月末 )最高 (平均为 0 .496 m g· kg- 1 · d- 1 ) ,以雨季 (7月中旬～ 11月初 )最低 (平均为 0 .0 0 37m g· kg- 1 · d- 1 )。就不同林型而言 ,季节雨林年均氮矿化速率 (0 .319m g· kg- 1 · d- 1 ) >片断热带雨林 (0 .2 5 m g· kg- 1 · d- 1 ) >橡胶林 (0 .0 74mg·kg- 1 · d- 1 )。