局部实验增温对根田鼠栖息地内斑块利用的影响

为探讨局部实验增温所形成的斑块效应对根田鼠栖息地利用的可能影响,通过建立开顶式增温小室模拟全球变暖,采用标志重捕法分别调查了不同放牧强度样地上4种处理内根田鼠的捕获频次。这4种处理分别为实验增温组、剪草模拟放牧组、实验增温兼剪草模拟放牧组以及对照组。研究结果表明:⑴不同的放牧强度对根田鼠的捕获频次没有显著影响;在重度放牧样地上,不论是暖季还是冷季,4种处理内根田鼠的捕获频次间的差异均达到显著水平;在轻度放牧样地上,暖季,4种处理内根田鼠的捕获频次间没有显著差异,而在冷季,这种差异则可达到显著水平(P<0 05)。⑵增温小室的建立所形成的隐蔽效应对根田鼠的栖息地选择并没有显著影响,剪草处理对根田鼠的栖息地选择也没有影响,在暖季,局部实验增温对根田鼠的栖息地选择并无影响;在冷季,实验增温组与对照组间的差异显著(P<0 05),而实验增温兼剪草模拟放牧组与剪草模拟放牧组间无明显差异。结果表明,在暖季,局部实验增温对根田鼠的栖息地选择不存在明显影响,而在冷季,这种影响在实验增温组与对照组间达到显著水平,而实验增温兼剪草模拟放牧组与剪草模拟放牧组间则不明显。

实验增温对藏北高寒草甸植物繁殖物候的影响

全球气候变暖对高寒和极地地区的植物物候产生强烈的影响。该研究主要关注增温条件下藏北高寒草甸不同功能型植物繁殖时间(生殖物候)的改变。实验采用开顶箱式增温方法,对3个主要功能群浅根-早花、浅根-中花和深根-晚花植物的现蕾、开花、结实时间进行观测。研究结果表明:(1)增温导致了土壤水分胁迫,显著推迟了浅根-早花植物高山嵩草(Kobresia pygmaea)的繁殖时间;(2)增温显著提前了浅根-中花植物钉柱委陵菜(Potentilla saundersiana)和深根晚花植物紫花针茅(Stipa purpurea)和矮羊茅(Festuca coelestis)的繁殖时间;(3)增温没有显著影响浅根-中花植物楔叶委陵菜(Potentilla cuneata)和深根-晚花植物无茎黄鹌菜(Youngia simulatrix)的繁殖时间;(4)增温缩短了3种类型植物的开花持续时间。这些结果显示增温改变了藏北高寒草甸群落中多数物种的繁殖时间,这预示着在未来更热更干的生长季,青藏高原高寒草甸系统的植物物候格局可能会被重塑。

稻田生态系统水量平衡对实验增温的响应--上海青浦案例研究

依托农业水利灌溉水平衡实验设施,在上海市青浦区利用红外线辐射器对稻田生态系统进行了野外增温实验,结果表明：当土壤温度升高1-3℃,且保持现有农业管理方式不变的情景下,水稻的地上生物量下降了17.97%,稻谷产量下降了10.19%;稻田生态系统的水循环加速,水稻耗水量增加了14.4%,产量水平上的水分利用效率下降了24.1%.

藏北高原高寒草甸生态系统呼吸对增温的响应

生态系统呼吸(ER)作为生态系统最大的碳通量途径之一,其微小的波动都会引起大气中二氧化碳浓度的显著变化。本研究利用开顶箱(OTCs)式装置在藏北高原高寒草甸生态系统设置不同增温梯度实验,模拟未来增温2℃(T1)和增温4℃(T2)情景,探究增温对生态系统呼吸(ER)的影响。研究结果表明:(1)在2015整个生长季及生长季前期,模拟未来增温2℃和4℃均显著降低了ER(2015年整个生长季T1减少了ER为34%,T2减少了ER为31%;生长季前期T1减少了ER为35%,T2减少了ER为36%),但在生长季后期,模拟未来实验增温2℃显著降低ER(T1减少了34%),而模拟未来实验增温4℃没有显著改变ER;(2)回归分析结果表明,在整个2015年生长季及生长季前期,土壤水分是决定生态系统呼吸(ER)的关键因素,而生长季后期ER主要受土壤温度影响,因此在半干旱的高寒草甸生态系统中,土壤水分和土壤温度二者共同调节生态系统呼吸(ER)。研究结果表明,在干旱的生长季,未来增温可能会抑制高寒草甸生态系统的碳排放。

非对称性增温对农业生态系统影响研究进展

该文概述了北半球和我国气候变暖中增温的非对称性特征：北半球气候变暖存在明显的季节差异和昼夜不同步性,大部分地区冬、春季升温高于夏、秋季,日最低气温升幅是日最高气温升幅的2-3倍;近50年我国近地表气温升高主要是最低气温明显上升的结果,日最低气温升幅是日最气高温升幅的2-3倍,与北半球基本一致;升温最显著的季节为冬季和春季。在此基础上概述了非对称性增温对农业生态系统的影响,论述了非对称性增温对农作物物候和农作物产量的影响,得出最低气温升高促使整个生长季延长,促使早春作物物候期提前,但最低气温和最高气温对不同作物的物候以及同一作物的不同发育阶段影响不同。现有研究多采用模型或统计的方法研究气候变暖对作物生长的影响,认为温度升高对作物有＂强迫成熟＂效应;而现有的最低气温升高和最高气温升高对作物生长影响的研究结果并不一致。非对称性增温对农作物影响的实验研究极少,且缺乏对模型模拟结果的实验验证。

环境增温对稻麦轮作生态系统中作物产量的影响

为了揭示气候变暖与生态系统之间的反馈机制,自2007年12月至2010年6月间,依托上海市青浦区农田水利技术推广站实验基地开展了野外红外增温试验,以期预测未来长三角地区稻麦轮作生态系统中作物产量对气候变暖的响应。试验结果表明,在土壤温度升高一定值且保持现有农业管理方式不变的情景下,第1年度水稻地上部生物量和产量分别下降3.47%、5.84%,冬小麦地上部生物量和产量则分别上升6.55%、5.19%;第2年度,水稻生物量下降19.53%,根系生物量增加8.69%,产量下降22.57%,冬小麦地上部生物量和产量分别上升6.27%和5.00%;第3年度冬小麦地上部生物量、根系生物量及产量分别上升6.24%、43.73%、5.17%。另外,在增温条件下,水稻主要性状指标变化不显著,但冬小麦性状变化显著。

长期野外增温对不同草原土壤有机碳分解过程的影响

土壤异养呼吸/有机碳分解的温度敏感性是理解和预测全球气候变化下土壤有机碳库动态的关键基础之一,田间实验增温是当前模拟气候变化影响的一个重要手段.本研究通过室内土壤培养,测定了在长期田间实验增温下内蒙古温带草原和美国俄克拉荷马高草草原土壤异养呼吸的变化.结果显示,在多年的连续增温下,温带草原土壤有机碳的含量没有明显降低(P>0.05),以有机碳的可分解性表征的土壤有机碳质量也没有下降,土壤有机碳分解对温度变化的响应(Q10)未受到增温的影响(P>0.05).全球气候变化下的土壤碳循环和动态是一个复杂的多情景现象,需要进一步的深入研究.

野外增温方法研究进展

全球变暖是目前人类面临的主要环境问题之一,过快的温度增幅对于植物生理、植被分布、土壤微生物活性、土壤有机物矿化和物质循环等将产生深远的影响,因此全球变暖的相关研究近几十年来一直是各国科学家研究的热点.野外增温实验是研究全球变暖最常用的手段之一,因研究区地理环境、植被类型特征和研究目标的不同,增温实验中根据增温设备增温效果及实验需求衍生出了各种不同的类型,对于空气增温、植被增温和土壤增温,在不同研究中各种设备的适用性有所差异.本文总体将增温装置归纳为减少太阳辐射能量耗散的被动增温和依赖电力进行能量输入的主动增温两大类,从增温装置增温原理及方法、野外实验中实际增温效果以及野外气候条件下实施难度及维护等方面,重点论述了各种增温设备的优缺点及适用性,并归纳总结了增温设备在使用过程中的局限性.湿地生态系统暂时或长期地表淹水及土壤高湿和水的高比热容带来的增温难度与森林生态系统高大树冠增温的实施难度是未来增温需要解决的问题.此外,建议对未来增温采用大规模长周期变温实验,结合模型预测,实现更准确的增温模拟,以获取更加真实的生态系统响应.