最新973计划：中国陆地生态系统碳循环及其驱动机制研究汇总
土壤团聚体对有机碳物理保护机制研究
土壤团聚体对有机碳物理保护机制研究张延;梁爱珍;张晓平;陈学文【摘要】提升土壤中有机碳固定量在修复退化土壤,降低土壤CO2释放,增加土壤肥力,提高作物生产力方面具有重要作用.在有机碳固定方面,土壤团聚体对有机碳的物理保护是土壤固碳的重要机制之一.文章从①土壤团聚体形成概念模型;②土壤团聚体对有机碳的物理保护;③土壤团聚体物理性质与有机碳固定三个方面阐述了国内外关于土壤团聚体对有机碳物理保护机制的研究进展,并提出今后可能的研究方向.【期刊名称】《土壤与作物》【年(卷),期】2015(004)002【总页数】6页(P85-90)【关键词】土壤团聚体;土壤有机碳;物理保护机制【作者】张延;梁爱珍;张晓平;陈学文【作者单位】中国科学院东北地理与农业生态研究所黑土区农业生态重点实验室,吉林长春130102;中国科学院大学,北京100049;中国科学院东北地理与农业生态研究所黑土区农业生态重点实验室,吉林长春130102;中国科学院东北地理与农业生态研究所黑土区农业生态重点实验室,吉林长春130102;中国科学院东北地理与农业生态研究所黑土区农业生态重点实验室,吉林长春130102【正文语种】中文【中图分类】S152.4+81全球气候变化引起了许多科学家对陆地生态系统中碳平衡的关注，而土壤是陆地生态系统中最大且周转时间最慢的碳库，土壤碳库的微小变化都会影响大气CO2的浓度乃至全球气候变化［1］。
土壤碳库由有机碳库和无机碳库两大部分组成，土壤无机碳库占的比例较小［2］，因而土壤有机碳 (Soil organic carbon，SOC)的分布及其转化日益成为全球碳循环研究的热点。
研究表明，土壤固碳功能贯穿土壤团聚体形成、稳定及更新周转过程的始终［3］。
表土中近90%的土壤有机碳位于团聚体内［4］。
土壤团聚体对SOC的物理保护是SOC稳定的最主要机制之一。
针对团聚体对有机碳物理保护机制的研究在近十几年才陆续出现［5］，文章从①土壤团聚体形成概念模型;② 土壤团聚体对SOC的物理保护;③土壤团聚体物理性质与SOC固定三个方面阐述国内外关于土壤团聚体对SOC物理保护机制的研究进展，并提出今后可能的研究方向。
海洋生态系统动力学模型研究进展
海洋生态系统动力学模型研究进展任湘湘;李海;吴辉碇【摘要】With increasing pressure for a profound understanding of marine ecosystems, numerical modeling becomes a powerful tool for the research. The development of marine ecosystem dynamics model in the last decades is reviewed. In general, marine ecosystem dynamics model could be classified into several different categories according to various features. Typical model COHERENS (Coupled Hydrodynamical Ecological model for REgioNal Shelf seas) is introduced in this article. The latest study focussed on marine ecosystem dynamics model are summarized, for example, interaction between marine ecosystem and global climate change, biological approach models including higher trophic levels, application of ecosystem models in forecasting and public policy. Finally, issues and challenges in the marine ecosystem model in the near future are also discussed.%海洋生态系统动力学模型作为定量地认识和分析海洋生态系统现象的有力工具,近年来得到了长足发展.本文首先回顾了海洋生态动力学模型的发展历史,着重介绍了21世纪以来生态系统动力学模型的三大发展趋势:一是进一步探索海洋生态系统复杂性,二是全球气候变化与海洋生态系统的相互作用；三是不再局限于理论研究,而进入于灾害预报与评估、公共决策等应用领域.其次介绍了海洋生态动力学模型的分类及典型海洋生态动力学数值模型COHERENS的特点、功能和最新的应用情况.最后总结归纳了目前海洋生态动力学模型研究领域的几大问题与挑战,展望了该研究领域未来的发展趋势和方向.【期刊名称】《海洋预报》【年(卷),期】2012(029)001【总页数】8页(P65-72)【关键词】海洋生态系统动力学;模型;研究进展【作者】任湘湘;李海;吴辉碇【作者单位】国家海洋环境预报中心,北京100081;国家海洋环境预报中心,北京100081;国家海洋环境预报中心,北京100081【正文语种】中文【中图分类】Q178海洋生态系统动力学的发展过程自始至终与现代海洋学的发展过程交织在一起，密不可分，这是由海洋学的特性所决定的。
土地利用覆被变化时空信息分析方法及应用
第1章土地利用/覆被变化研究概述1.1土地利用/覆被变化研究的主要内容随着人口增加、经济发展及科学技术进步，人类活动对地球表面的作用不断增强。
全球变暖、生物多样性的消失、酸雨等现象的出现，促使人们更多地关注全球变化。
土地利用与覆被变化是人类活动对地表影响的重要载体，从而成为研究地球地表化学过程、碳循环、生物多样性等全球变化和生态环境问题的基础，在全球环境变化研究中，土地利用和土地覆被动态越来越被认为是一个关键而迫切的研究课题。
目前，“3S”技术（遥感（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS））的发展，为全球土地利用/覆被变化的研究提供了多尺度的信息源，从而进一步促进了土地利用/覆被变化的研究（田光进，2002）。
土地利用是人类根据土地的特点，按一定的经济与社会目的，采取一系列生物和技术手段，对土地进行的长期性或周期性的经营活动。
它是一个把土地的自然生态系统变为人工生态系统的过程。
土地覆被是指自然营造物和人工建筑物所覆盖的地表诸要素的具有多维空间信息的综合体，它反映“地球陆地表层和近地面层的自然状况”，是自然过程和人类活动共同作用的结果（Turner I B L et al，1994；Turner I B L et al，1995），包括地表植被、土壤、冰川、湖泊、沼泽湿地及各种建筑物，具有特定的时间和空间属性，其形态和状态可在多种时空尺度上变化（史培军等，2000；陈泮勤等，1999；Turner B.L.Ⅱ，1993）。
土地利用和土地覆被作为地球表层系统最突出的景观标志，二者是相互联系、相互作用，密不可分的（图1-1）。
土地利用变化侧重于土地的社会经济属性，它既是土地覆被变化的直接和间接驱动力，也是土地覆被变化的响应。
土地覆被则侧重于土地的自然属性，它更多地是土地利用的结果表现。
土地覆被的特征如土壤、植被的特点是土地使用方式和目的的重要基础和影响因素。
现代土地覆被的变化在很大程度上是人类利用土地的结果，最为明显的两种后果为：土地覆被类型的量变即渐变（modification）和质变即转换（conversion）（Turner I B L et al，1994）。
黑龙江大兴安岭地区生态系统碳储量的评估
黑龙江大兴安岭地区生态系统碳储量的评估作者：马吉军王娣王立功来源：《林业科技》 2015年第2期马吉军1王娣2王立功3（1.南瓮河国家级自然保护区管理局，大兴安岭松岭165012；2.大兴安岭松岭林业局，松岭165012；3.大兴安岭农林科学院，加格达奇165000）摘要：利用大兴安岭森林资源统计数据，对大兴安岭生态系统的碳储量及14年来的变化进行分析的结果表明：2013年大兴安岭生态系统碳库总储量194183.45万t，土壤碳储量168309.58万t，占总储量的87%；年平均森林植被碳汇量128.3万t；生态系统平均碳密度246.05 t/hm2。
关键词：大兴安岭；生态系统；碳储量中图分类号： S 781.55+7 文献标识码： A森林生态系统的碳储量是估算陆地生态系统与大气间温室气体CO2交换量的关键因子，因此，对森林生态系统的碳储量进行准确评估也越来越受到人们的关注。
森林碳储量的研究始于上世纪50年代，但多是对全球、气候带、国家尺度的碳储量及动态进行研究。
随着研究的深入及联合国气候变化框架协议的实施，在区域尺度内研究陆地生态系统的碳汇功能已成为国际上生态学研究的热点。
黑龙江大兴安岭地区作为全国最大的国有林区，其生态地位非常重要，对其生态系统碳储量进行科学评估，将有助于正确评价生态环境资源对国民经济发展的贡献，以及社会经济发展对生态环境资源的影响，也将有助于为生态环境资源的管理和决策提供依据。
1研究区域概况黑龙江大兴安岭地区地处我国北部边陲，地理位置50°05′~53°33′N，121°11′~127°01′E，北部和东部隔黑龙江与俄罗斯相望，西邻内蒙古大兴安岭林区，南接内蒙古大杨树林业局和黑河地区，是国家重要的生态功能区，地跨黑龙江和内蒙古两省区，总面积8.35万km2，森林覆盖率达80.87%。
该区属寒温带大陆性季风气候，四季和昼夜温差大，无霜期80~120天，年平均降水450~500mm，年平均气温-2℃，年日照时数约2 600 h，最低气温-53℃，素有“高寒禁区”之称。
大气氮沉降对森林土壤碳输入输出过程的影响
大气氮沉降对森林土壤碳输入输出过程的影响袁吉有1**，苏以荣2(1. 云南大学 生态学与环境学院，云南省高原山地生态系统与退化环境修复重点实验室，云南 昆明 650091；2. 中国科学院 亚热带农业生态研究所，湖南 长沙 410125)摘要：森林是大面积氮沉降的直接承受者，森林土壤碳库占森林生态系统整个碳库的45%，不断加剧的氮沉降对森林土壤碳库输入输出产生了深刻影响，进而影响森林生态系统的结构、过程和功能. 作者综述了国内外有关氮输入影响森林土壤碳库输入输出的4个过程：凋落物分解、细根周转、土壤呼吸、可溶性有机碳淋失，并概述了氮输入对4个过程可能的影响机理，探讨了当前森林土壤碳输入输出过程对氮沉降响应研究存在的问题，指出未来该领域研究的重点和方向.关键词： 氮沉降；森林土壤碳库；碳输入输出；响应；机制中图分类号：X171.1 文献标志码：A 文章编号：0258−7971(2021)03−0577−10近几十年来，化石燃料燃烧、含氮化肥的生产和使用、畜牧业发展和人口增长等人类活动向大气排放了大量的氮化物，导致氮化物在大气中积累并向陆地和水域系统沉降[1]. 相关报道表明，相较于工业革命前，欧洲和北美的大气氮沉降量至少增加了3～10倍[2]，中国也已成为继欧洲、北美之后的第3大沉降区[3]. 随着人类社会经济活动的进一步增加，这种趋势在未来还将继续下去，预计到2050年大气氮沉降量将达到195 Tg·a −1[4]，使之成为影响全球变化的重要现象之一.森林是陆地生态系统中重要的组成部分，也是大面积氮沉降的直接承受者[5]. 氮沉降增加势必影响森林生态系统的结构、过程和功能，如营养元素生物地球化学循环、土壤酸化、物种多样性等[6-9].森林生态系统作为陆地生态系统中最大的碳库，其中森林土壤碳库又占森林生态系统整个碳库的45%[10-12]，因此土壤碳库在研究森林生态系统碳循环中具有重要意义. 相关研究表明，森林土壤碳氮库具有明显的相互耦合关系[13]，随着大气氮沉降的增加，森林土壤碳收支过程也日益受到广泛关注，并成为全球变化科学领域的热点问题. 在20世纪80年代，欧美已经开始研究氮沉降对森林生态系统结构和功能的影响，并逐渐形成了长期定位的研究网络，如美国已经形成覆盖全美的氮沉降监测网络[14]. 随着研究工作的不断深入，森林土壤碳周转对氮沉降的响应也受到广泛关注[1, 15]. 中国也先后启动了“973计划”等在内的多个专项科研计划，如中国陆地生态系统碳−氮−水通量的相互作用关系及其对环境变化的响应和适应机制研究. 同时，在森林碳、氮循环领域开展了大量研究，并报道了一系列的相关研究成果[16]. 已有的研究表明，进入到森林生态系统中的大气氮沉降少部分被植物利用，绝大部分进入到土壤中，进入到土壤中的大气氮沉降极易被土壤微生物利用或者与土壤中有机物或盐基离子相结合，直接或间接影响土壤碳的输入与输出[17]. 因此，深入了解大气氮沉降与土壤碳收支之间的联系，有助于更全面地理解土壤碳循环过程. 本文以开展的相关研究为基础，从氮沉降对凋落物分解、细根周转、土壤呼吸和土壤可溶性有机碳淋失等方面入手，综述了氮沉降对森林土壤碳输入输出过程的影响，以期为该领域的进一步研究提供借鉴与参考.1 氮沉降对森林凋落物分解的影响20世纪80年代欧洲和北美就已经开展了氮沉降对森林凋落物分解的影响研究[18]，总的来看，收稿日期：2020-09-07； 接受日期：2020-12-14； 网络出版日期：2021-01-14基金项目：国家自然科学基金(41867009).** 通信作者：袁吉有(1978−)，男，云南人，讲师，主要研究全球变化生态学与土壤生态学. E-mail ：**************.cn.云南大学学报（自然科学版），2021, 43（3）:577~586Journal of Yunnan University: Natural Sciences EditionDOI: 10.7540/j.ynu.20200474氮沉降对凋落物分解的影响有促进、抑制和无影响3种情况. 如Hobbie等[19]研究发现，模拟氮沉降对凋落物分解有促进作用. Vestgarden[20]研究发现氮添加能促进凋落物的分解，Anderson等[21]的研究也得出相似的结论. Kuperman等[22]通过分析可能影响凋落物分解的因子，得出氮沉降是加速凋落物分解的最重要的因素. 廖利平等[23]对杉木凋落物分解研究中发现，硝态氮促进凋落物的分解.张毓涛等[24]在天山模拟氮沉降对云杉凋落物叶分解的影响中也发现，氮输入促进了云杉凋落物叶的分解，Wu 等[25]也得出相似结果. 也有一些学者研究发现，氮输入抑制森林凋落物的分解，如Magill 和Aber[26]在红松和阔叶混交林的模拟氮沉降试验中发现，氮沉降的增加抑制了凋落物的分解. 徐国良等[27]发现氮输入对季凤林凋落物的分解具有一定的抑制作用. 樊后保等[28]对杉木人工林凋落物的分解研究中发现，高氮对杉木凋落物的分解也有一定的抑制作用. 还有研究发现，氮输入对凋落物的分解无影响，如莫江明等[29]在鼎湖山模拟氮沉降试验中发现，6个月的低氮处理对混交林中的马尾松凋落物分解没有明显的影响. 另外也有研究表明，氮输入初期通常会促进凋落的分解，后期会抑制凋落物的分解. 如Zhang等[30]在对模拟氮沉降对冷杉凋落物分解的试验中发现，氮添加在早期（0～15 d）促进凋落物的分解，后期（47 d后）抑制了凋落物的分解.关于氮沉降促进森林凋落物分解的机理可能是：①短期内，氮输入缓解了微生物活动的氮素限制，有利于微生物的生长，促进了凋落物的分解[31-32]；②氮输入增加将会导致植物氮的吸收量和积累量增加，从而使森林凋落物中氮含量提高及其他化学元素含量的变化，高氮含量的凋落物能促进凋落物的分解[3,15,20,33]；③氮输入将增加植物生物量和凋落物输入量，从而改变森林地表植被组成和凋落物所处的微环境，使一些氮指示物种丰度增加，从而产生易分解凋落物，导致凋落物分解速率明显加快[34-37]；④氮输入能导致纤维素酶、木质素酶活性增强，从而促进凋落物的分解[9,19,38-40]. 氮沉降抑制森林凋落物分解的机理可能是：①氮输入改变了微生物的群落结构和多样性，降低了微生物的生物量和活性，从而抑制了凋落物的分解速率[32,41-43]；②氮输入将增加凋落物中的木质素和纤维素含量，并且在分解过程中形成稳定化合物和难分解的腐殖化合物，从而降低凋落物分解的速率[44-46]；③氮输入通过抑制白担子菌或者腐担子菌的生长来限制木质素降解酶的产生，从而延缓凋落物的分解[38,47-48]；④氮输入可能会引起C或者P对微生物降解的限制，使得凋落物分解缺乏能量，从而延缓凋落物的分解速率[22,49]；⑤ 氮输入能抑制碎化凋落物的土壤动物的活动或引起土壤动物死亡，从而延缓凋落物的分解[50]. 无影响的机理可能是：①从整个凋落物分解过程看，氮输入对凋落物分解的增加效应与抑制效应相互抵消[50-51]；②森林生态系统本身不受氮的限制，或森林对氮输入的适应能力较强，使得氮输入对凋落物的分解无影响[51-52]；③凋落物碳源质量太差，无法引起分解者对氮输入的反应[50].2 氮沉降对森林土壤细根周转的影响细根是指直径小于2 mm的根，其生理活性强，是树木水分和养分吸收的主要器官[53-54]. 森林生态系统中老根不断被新生细根取代，新生细根通过生长形成老根或者衰亡分解，称其为细根周转[55-56].细根周转是森林土壤碳库的重要来源之一[53]，氮沉降主要通过改变细根化学成分、年生长量、寿命和周转速率影响森林土壤中细根碳的输入[57]. 有研究表明，氮沉降增加森林细根生物量和周转速率，如Majdi等[58]在挪威对云杉进行模拟氮沉降试验，研究结果表明氮输入增加了细根生长量和生物量，云杉细根的中值寿命缩短了25%，提高了细根的周转速率. Johnson等[59]在美国对黄松的模拟氮沉降试验中也发现细根周转有所提高. Leppälammi-Kujansuu 等[60]在挪威对云杉22 a的氮输入试验中发现，氮输入显著增加了总的细根生物量，且表层土壤中细根的增加尤为明显. Yuan 等[61]发现无论是在氮自然梯度增加还是氮输入情况下，细根生产量均显著增加. 也有些研究认为氮沉降降低了森林细根生物量和周转速率，如Persson等[62]在欧洲和北美森林中的模拟氮沉降试验中发现，氮饱和导致细根生物量下降，Gower等[63]和Jourdan等[64]也得出了相似的结论. Pregitzer等[65]研究发现氮输入降低了细根周转速率下降. 贾淑霞等[66]在中国东北落叶松和水曲柳中的模拟氮沉降试验发现，氮输入导致落叶松细根生物降低了18.5%，死细根降低了34.8%，水曲柳细根生物量降低了27.4%，死细根生物量降低了127.4%. 李媛媛等[67]在温带森林的模拟氮沉578云南大学学报（自然科学版） 第 43 卷降试验中发现，氮输入前期对细根分解具有促进作用，后期呈现抑制作用. 综合来看，大部分研究认为随着土壤N有效性的提高，树木细根生产量会增加，寿命缩短，周转率加快[68-69].关于氮沉降影响细根生长和周转的机理可能是：①在贫瘠的土壤中，氮输入导致土壤表层和亚表层养分充足，从而增加了细根生物量[58]；②氮输入导致土壤有效氮增加，细根的直径、根长可能会增加，从而延长了细根寿命，降低细根周转速率[65]；③长期氮输入导致土壤氮饱和，过量氮将减少光合产物向根系的分配，从而减少细根生物量[63]；④氮输入导致土壤细根呼吸作用增强，分配到根系的碳并非用于新根的生长，而是用于维持氮的吸收和同化，从而导致细根生物量降低[64]；⑤氮输入导致植物叶面积增加，光合产物增多，将有更多的碳分配到根部，从而促进细根生长，同时，细根氮含量随着土壤有效氮的增加而增多，呼吸作用也会增强，随之而来的结果是细根会降低氮的吸收率，植物也可能缩短细根寿命来保证吸收率并降低呼吸消耗，从而使细根周转速率提高[70].3 氮沉降对森林土壤呼吸的影响土壤呼吸主要包括根系呼吸、土壤微生物呼吸、土壤动物呼吸以及含碳物质的化学氧化，是森林土壤碳库中碳的重要输出途径之一[71]. 国内外众多的研究结果表明，氮输入对森林土壤呼吸具有促进、抑制和无影响3种情况. Bowden等[72]在哈弗森林的试验结果表明，在试验开始的第1年，土壤呼吸速率随着氮输入的加入而增加. Allen等[73]的研究结果表明，氮输入增加了北美火炬松的土壤呼吸速率. Franklin等[74]研究发现，持续20 a的氮输入导致针叶林土壤呼吸降低了40%，Pregitzer等[75]和Craine等[76]的研究也得出相似的结果. 李洁冰等[77]在我国亚热带森林中开展的模拟氮沉降试验表明，氮沉降提高土壤呼吸. 莫江明等[78]在鼎湖山的模拟氮沉降试验也表明，氮输入显著地促进了常绿阔叶林的土壤呼吸，刘盛梅等[79]也得出了相似的研究结果. Bowden等[72]在赤松和落叶松混交林中的模拟氮沉降试验发现，13 a的持续高氮沉降导致土壤呼吸降低了42%. Compton等[41]在哈弗森林的模拟氮沉降试验中发现，长期氮输入使得微生物生物量减少，从而导致微生物呼吸降低，Phollips 等[80]得出类似的结果. 胡正华等[81]在北亚热带的模拟氮沉降试验中发现，氮输入降低了土壤呼吸速率. Jia等[82]进行的模拟氮沉降试验发现，氮输入导致生长季中的落叶松和水曲柳土壤呼吸分别降低了30%和24%，张徐源等[83]对夏季湿地松和曾清萍等[84]对马尾松的研究均得出，氮输入抑制了土壤呼吸. Zhou等[85]在中国西部常绿阔叶林中的模拟氮沉降试验也发现氮输入降低了土壤呼吸，Peng等[86]发现氮输入降低了亚热带常绿阔叶林的根际呼吸和异养呼吸. 也有研究表明，氮输入对森林土壤呼吸无影响[87-88]. 如Gundersen等[89]在丹麦云杉的模拟氮沉降试验发现，氮输入4 a后，云杉土壤呼吸速率无明显改变.关于氮沉降促进土壤呼吸的机理可能是：①试验初期氮输入改善了森林氮限制状态，使得植物和微生物活动增加，从而促进了土壤呼吸[90]；②氮输入通过改变根生物量，或刺激植物生长，从而促进光合作用，导致土壤呼吸速率提高[75,91]；③高氮输入提高了凋落物的质量，促进了土壤碳氮的矿质化，导致土壤呼吸速率增加[37]；④氮输入导致土壤有机碳和土壤微生物生物量碳增加，改善了微生物氮限制状况，增加了微生物活性与生物量，从而促进土壤呼吸[92-93]. 氮沉降抑制土壤呼吸的机理可能是：①氮输入导致土壤碳氮比失衡，降低土壤pH，抑制了微生物活性和碳源活性，引起凋落物分解速率降低，从而抑制土壤呼吸 [16,94]；②氮输入使细根生长量和周转受到影响，从而抑制土壤呼吸[16]；③长期氮输入导致土壤动物数量和生物量减少，从而抑制了土壤呼吸[95]；④氮输入可能对凋落物和土壤有机质分解相关的酶活性产生影响，从而导致土壤呼吸速率降低[96]；⑤氮输入可能降低真菌/细菌生物量比率，改变微生物群落结构，从而降低土壤呼吸速率[97]. 氮沉降对土壤呼吸无影响的机理可能是：①氮输入对土壤有机碳影响不明显的情况下，氮输入对土壤呼吸速率无影响[9]；②输入的氮以无机氮形式存在土壤中时，这些无机氮并不能进入系统循环，从而导致氮输入对土壤呼吸速率无影响[59,98].4 氮沉降对森林土壤可溶性有机碳产生与淋失的影响土壤可溶性有机碳是土壤有机碳的重要组成部分之一，其具有一定溶解性，易氧化、易分解、易矿化，且在土壤中移动较快[99]. 关于氮沉降对森林土壤可溶性有机碳产生与淋失影响的研究也在国第 43 卷袁吉有等：大气氮沉降对森林土壤碳输入输出过程的影响579内外进行了大量研究. Pregitzer等[100]在美国北部阔叶林进行的连续8 a的模拟氮沉降试验中发现，氮输入明显促进了土壤可溶性有机碳的生产和淋溶. Gundersen 等[89]的研究也发现，氮输入导致土壤可溶性有机碳含量增加. Fang等[101]在鼎湖山的模拟氮沉降试验中发现，氮输入导致马尾松林土壤渗透水中可溶性有机碳浓度增加. 袁颖红等[102]也发现，高氮输入情况下，土壤提取液中可溶性有机碳含量增加. Shi等[103]研究发现，低水平施氮有增加土壤DOC含量的趋势，而高水平N则抑制土壤DOC含量. Vestgarden[19]在挪威南部进行的长期模拟氮沉降试验中发现，低氮和高氮输入导致森林地被物可溶性有机碳显著降低. Cronan等[104]研究结果表明，氮输入使得土壤可溶性有机碳释放速度降低了20%. 也有研究发现，氮输入对森林土壤可溶性有机碳没有明显作用，如McDowell等[105]在哈佛森林的模拟氮沉降试验中发现，氮输入对土壤可溶性有机碳无影响，Sjöberg等[106]的研究也得出相似的结果.关于氮沉降影响森林土壤可溶性有机产生与淋失的机理可能是：①氮输入导致土壤酸化，离子强度增强，从而导致土壤可溶性有机碳含量降低[90]；②氮输入通过促进细菌生长和增加了土壤腐殖质的稳定性，从而使得土壤可溶性有机碳含量降低[82]；③氮输入可能抑制土壤中木质素的分解，从而增加土壤可溶性有机碳的含量[107].5 研究展望综上所述，大气氮沉降对森林土壤碳输入（凋落物分解、细根周转）与输出（土壤呼吸、可溶性有机碳淋溶）的影响是一个复杂而综合的过程. 整体来看，氮沉降对森林凋落物分解、土壤呼吸方面的研究较深入，也得出了一些有意义的研究成果，而氮沉降对细根周转、可溶性有机碳方面的研究较少. 综合分析国内外研究现状，以下问题还需要进一步探讨.（1）氮沉降对森林凋落物分解的影响是一个复杂而长期的过程，氮沉降可以通过影响微生物群落结构与活性、植物生长、凋落物量、凋落物含氮量、纤维素和木质素酶活性、土壤动物等方面影响凋落物的分解速率. 但纵观以往相关研究，大多数研究只集中于分析氮输入情况下几个影响因子对凋落物分解过程的影响，具有一定的局限性. 在以后的研究中，应该综合分析氮输入情况下所有影响因子对凋落分解过程的影响，且应结合CO2浓度增加和温度升高等全球变化现象，以便更加准确客观地了解氮沉降对森林凋落物分解过程的影响，明确氮沉降对森林凋落物分解过程的机理. 另外，森林生态系统类型多样以及不同地区森林生态系统营养限制类型不同，因此应开展不同地区、不同森林类型长期氮沉降对凋落物分解过程的影响.（2）现阶段，氮沉降对细根的影响研究主要集中于氮输入对细根生物量、化学成分变化、寿命以及周转速率等方面，但研究方法上有一些局限性，应进一步完善相应的研究方法. 另外，氮输入背景下土壤水分、土壤理化性质、植物多样性对细根的相应研究也待进一步深入研究，同时，在研究氮输入对细根生产量、周转速率的情况下，应进一步研究细根的解剖结构、生理方面对氮输入的响应.（3）土壤呼吸是森林土壤碳库主要的输出途径之一，氮沉降引起森林土壤呼吸变化的研究涉及到很多方面. 纵观以往研究，氮输入对土壤呼吸各组分的影响与机理还需深入研究，以便区分根系自养呼吸、微生物呼吸，从而了解氮输入对土壤呼吸的阶段性影响. 氮输入如何影响植物生长与光合作用，进而如何影响根生物量、凋落物量以及分配到根系的光合产物，最终如何影响土壤呼吸，需要进一步联动综合研究分析.（4）氮输入对森林土壤可溶性有机碳迁移与淋溶方面的研究已取得了一定的研究成果，但总体上还比较欠缺. 在今后的研究中，应加强氮输入如何影响森林土壤可溶性有机碳产生、周转和淋溶等方面的研究，综合研究分析氮输入背景下，土壤温度、湿度、pH、降水、微生物量、根系分泌物以及凋落物对可溶性有机碳产生、迁移过程和淋溶的影响.参考文献：Wright R F, Rasmussen L. 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土地利用／土地覆被变化
第九章土地利用／土地覆被变化第一节土地利用/土地覆被变化概述一、概念人类活动对地球陆地表层系统作用的步伐、程度与广度是空前的，陆地表层系统最重要的变化之一就是土地利用/土地覆被的变化。
土地利用／土地覆被变化的研究是地球表层科学研究领域中的一个重要内容，是全球变化研究的前沿和热点。
土地利用是人类根据土地的特点，按一定的经济与社会目的，采取一系列生物和技术手段，对土地进行的长期性或周期性的经营活动；主要表现为土地用途转移和土地利用集约度的变化，侧重于土地的经济属性；土地覆被是指自然营造物和人工建筑物所覆盖的地表诸要素的综合体，包括地表植被、土壤、冰川、湖泊、沼泽、湿地及各种建筑物（如道路等）。
主要表现为土地质量与类型的变化和土地属性的转变，侧重于土地的自然属性。
土地利用是土地覆被变化最重要的影响因素，土地覆被的变化反过来又作用于土地利用。
人类通过各种活动如土地利用、工业生产等有意无意地导致土地覆被的变化，但土地覆被状况及变化不完全受控于人类，人类活动只是导致土地覆被变化的许多因素之一。
土地利用/土地覆被变化的表现极为复杂，其动因与广泛的人类活动及自然变化相关，其结果将影响全部人类的生存和发展，其研究涉及从自然科学到社会科学的众多学科。
人类的土地利用方式多种多样，包括各种方式的耕作、放牧、伐木、聚落与城市、基础设施、自然保护、旅游休闲、军事等。
土地覆被变化现象也是形形色色的，可归纳为三种：一是土地覆被的退化，即某种覆被类型虽未改变，但其质量已经降低，例如由于过度放牧引起草地退化，伐木引起森林覆被密度降低；二是土地覆被的转换，即某种覆被类型完全改变成另一种类型，例如耕地被城市或工业建设占用，林地被全部砍伐并开垦为牧草地或耕地；三是土地覆被的改良，指某种覆被得到维护、修复、更新，例如土壤改良、耕地梯化、草地改良、森林抚育、灌溉系统的建立与完善。
三种土地覆被变化中，转换和改良比较容易引起人们的重视，也比较容易监测；而退化却较难观测，因而其记录最不完备。
陈宜瑜长期生态学研究比任何时候都重要_什么是生态学
陈宜瑜长期生态学研究比任何时候都重要_什么是生态学中国科学院中国生态系统研究网络(CERN)对中国各主要生态系统和环境状况进行了长期、全面的监测和研究，对生态学发展的意义举足轻重，并为改善我国生态系统管理状况、保证自然资源可持续利用、促进社会经济可持续发展提供了科学技术支撑。
国家自然科学基金委员会主任陈宜瑜院士曾是中国科学院主管CERN工作的副院长，目前担任CERN科学委员会主任，一直特别关注国内外长期生态学研究网络的发展。
近日，就目前中国长期生态学研究的有关情况，陈宜瑜接受了《科学时报》记者的专访。
《科学时报》：对于国家生态与环境方面信息的反映，需要大跨度、长期的数据支持，中国科学院有的生态站已有50年历史，CERN的建设与发展也近20年，现在能多大程度满足国家需求？陈宜瑜：CERN经过十几年的建设和发展，已成为国家野外科学观测体系中的骨干成员，也是我国开展生态系统和全球变化监测、研究和科学普及的重要力量。
CERN生态站针对国家和地方的经济发展、生态环境建设的需要，广泛开展了技术开发、试验示范和宏观政策等方面的研究工作，在华北平原的盐碱地治理、南方红壤丘陵综合治理和生态恢复、水体富营养化和污染治理、黄土高原水土流失区综合治理、荒漠化防治以及一些重大工程的生态环境保护等方面，都作出了突出的科技贡献。
经过多年的发展壮大，如今已经形成覆盖全国各典型区域和类型、设施比较先进的野外台站网络，为国家生态建设、环境保护、农业发展、减灾防灾、资源利用乃至道路建设和防护(包兰铁路、青藏铁路)等作出了重要贡献，促进了相关学科的发展，培养了一批具有献身精神、吃苦耐劳的高水平人才队伍。
中国科学院在资源、环境、生态和农业领域的野外台站近百个，它们在学科发展、国家建设方面都取得了许多了不起的成就。
近年来，科技部加强了我国野外台站方面的工作，2005年启动了国家生态系统观测研究网络建设，来自各部门的51个生态站成为国家生态系统研究网络成员。
2020年智慧树知道网课《城市生态系统科学：理论,实践,方法》课后习题章节测试满分答案
绪论单元测试1【判断题】(1分)城市的不透水地表影响了人们的生活，动植物的生存环境。
A.错B.对2【多选题】(2分)本课程会讲授我们如何利用生态原则来（）和（）城市的信息、工具以及思路。
A.控制B.建设C.管理D.调节3【多选题】(2分)本课程将会讲授关于（）代谢和（）代谢的知识。
A.能量B.物质C.动植物D.环境4【判断题】(1分)人类为了各类便捷的基础设施，付出了很多代价，例如大量的金钱。
A.错B.对5【单选题】(1分)韧性是一条河流、一片森林、一个生态系统所具备的自我（）的能力。
A.移动B.修复C.控制D.运作第一章测试1【判断题】(1分)从目标来划分，可以将系统分为自然系统和社会系统。
A.错B.对2【判断题】(1分)系统科学是研究系统的结构与功能关系、演化和调控规律的科学，是一门新兴的综合性、交叉性学科。
A.错B.对3【判断题】(1分)城市是以非农业人口集聚形成的较大居民点（包括按国家行政建制设立的市、镇）。
A.对B.错4【单选题】(1分)根据城市化发展理论（四阶段理论），在城市化后期阶段，城市发展的特征是：A.城市数量迅速增多，城市规模不断扩大B.城乡差别近于消除，出现郊区化与逆城市化C.城市数量继续增多，城市规模进一步扩大D.城市数量少，城市规模小5【多选题】(2分)城市生态系统的功能有（）A.恢复功能B.生产功能C.耗费功能D.输出功能E.资源提供6【多选题】(2分)自然生态系统的功能是由系统中各种流表现出来的，具体可分为三类（）A.能量流B.物质流C.信息流D.生物流7【多选题】(2分)城市生态学研究的三种范式是（）A.ecologyincityB.ecologytocityC.ecologyforcityD.ecologyofcity8【判断题】(1分)马世俊和王如松阐述了人类主导的城市生态系统应该作为社会经济—自然复合生态系统进行研究和管理。
A.错B.对9【多选题】(2分)城市绿地的重要性体现在（）A.没有什么特别的用处，设计是为了好看而设计B.使动物能在城市中移动，为动物提供踏脚石，使生物可以在城市景观中移动C.帮助人类应对环境变化，将人与自然联系在一起D.仅仅作为观赏用地，装点道路，使人心情愉悦10【单选题】(1分)环境的可持续性是指满足当前和几代人的资源和服务需求而不损害生态系统的健康，并提出只有满足（）的条件才能使人类社会满足其需求A.适应、稳定、相互独立B.适应、韧性、相互联系C.平衡、韧性、相互联系D.平衡、稳定、相对独立11【单选题】(1分)生物地球化学大循环的特点是()A.范围大、速度慢、周期长B.范围小、速度快、周期短C.范围大、速度快、周期长D.范围小、速度慢、周期短12【多选题】(2分)信息流是流通体系的神经，是流通体系存在和运动的内在机制，其功能主要表现在以下几个方面：A.决策功能B.调控功能C.联接功能D.再分配功能E.导向功能13【单选题】(1分)联合国的千年生态系统评估报告将生态系统服务的价值分为了两大类，分别是（）A.使用价值和非使用价值B.经济价值和生存价值C.直接价值和间接价值D.自然价值和社会价值14【单选题】(1分)霍尔方法与切克兰德方法的不同在于，前者和后者的核心内容分别是（）A.比较学习，优化分析B.优化分析，比较学习C.比较学习，管理分析D.管理分析，比较学习15【单选题】(1分)寻找较优的系统结构被称作为政策分析或优化，包括（）A.参数优化、功能优化、边界优化B.数据优化、功能优化、边界优化C.数据优化、结构优化、边界优化D.参数优化、结构优化、边界优化第二章测试1【多选题】(2分)以下属于上海改善人居环境的举措的有（）A.多样的文娱休闲设施与机构建设——丰富市民业余生活B.生态建筑建设——将生态建设技术从理论引向实际C.改善交通环境——“移位左转规划”策略D.多项举措完善社会保障制度，优化收入分配格局E.“质量文化”教育理念2【多选题】(2分)巴黎政府改善住房条件的三大政策是（）A.加大新城建设B.实施“住房个人补助”计划C.提高住房保障，减轻住户压力D.实施老城居住环境改造3【判断题】(1分)“蓝带建设”：由溪流、湿地以及其他城市自然水网组成“蓝带”，建设在城市雨水管道的入海口附近，可以帮助在雨水入海前进行最后的自然净化以及缓冲作用。
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973计划：中国陆地
生态系统碳循环及其
驱动机制研究
精品资料
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项目编号：2002CB412500
项目名称：中国陆地生态系统碳循环及其驱动机制研
究
起止年月：2002年12月-2007年8月
项目首席科学家：
刘纪远 中国科学院地理科学与资源研究所
项目依托部门：中国科学院
经费预算：2000万元
精品资料
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一、主要研究内容
项目以中国科学院重大项目为基础，以国家科学创新为主导，以环境外交谈
判战略需求为总目标，瞄准陆地生态系统碳汇/源的时空格局、碳循环的调控和驱
动机制及未来情景3大前沿性科学问题，采用陆地生态系统碳通量/储量与碳循环
过程的综合观测、生物过程适应性实验研究以及典型河流碳通量及碳输运过程研
究为支撑系统的自下而上途径，与以土地利用/土地覆被变化和遥感数据库为基础
的自上而下研究途径的有机结合的研究思路。综合研究中国陆地生态系统碳循环
的自然调控机理、人为因素驱动机制、生物过程对环境变化的适应机制以及碳汇/
源时空格局形成的生物地理学机制；综合评价中国陆地碳汇/源的时空格局及其历
史演变过程和未来情景；分析评估中国陆地生态系统的增汇潜力、碳库间循环周
期、生态系统管理的增汇效果和成本效益、重大林业工程的固碳效应以及河流碳
输运在陆地碳循环中的作用；跟踪国际谈判焦点问题，探讨碳汇项目的计量方法
学、中国农林业活动碳吸收汇的潜力及其增汇技术的可行性。建成初具规模的中
国陆地生态系统碳循环综合研究的科学平台，发展基于地学空间信息的现代地球
系统科学方法论，为中国社会经济的可持续发展和生态系统管理以及参与环境外
交活动和履约提供科学依据和技术支撑。
二、预期目标
1. 建立一个初具规模的中国陆地生态系统碳通量/储量和循环过程的综合观测
网络(ChinaFlux)，揭示中国陆地生态系统碳通量和储量的生物地理规律，
构建中国陆地生态系统碳循环研究的数据信息系统。
2. 初步阐明中国主要类型陆地生态系统(森林、农田、草地和湿地)碳循环过
程的生物物理机理，确定驱动碳循环的关键控制因子，揭示全球气候变
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化对陆地生态系统碳循环的影响及生态适应机制；构建我国陆地生态系
统碳循环动力学模型和遥感反演模型，实现两种模型的综合集成。
3. 阐述中国陆地生态系统碳循环的历史演变规律，评价土地利用/土地覆被变
化对碳循环过程的驱动作用，重建过去50年中国陆地生态系统碳汇和碳
源的时空格局，预测未来50年的变化趋势，辨析自然扰动和人为活动的
贡献及调控机理。
4. 阐述典型河口向近海碳输运的生物地球化学过程，评价人为活动对河流碳
输运的影响；阐明以多沙和物理输运为主的碳输运规律，揭示河口重点
沉积区的碳的早期沉积作用；定量认识河口碳输运过程在陆地生态系统
碳循环中的作用。
5. 评估中国陆地生态系统固碳潜力及其成本效益、重大生态环境建设工程对
碳增汇/减排的贡献，跟踪国际有关碳循环的谈判热点，为我国参与气候
变化谈判提供对策和建议。
三、课题分解方案：
课题1：典型陆地生态系统碳通量/储量的比对研究
研究内容与目标：
以中国科学院碳通量观测研究网络(ChinaFlux)为基础，补充2个草地通量观
测站以及河流碳输运观测点，完善中国碳通量/储量与碳循环过程的综合观测体
系。进行碳储量区域调查，对比森林、草地、湿地和农田生态系统碳通量/储量和
碳循环过程特征，揭示我国典型生态系统碳通量/储量的时空分异规律以及河流碳
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输运的基本特征，为中国陆地生态系统碳循环格局的分析和碳循环模型的建立、
以及增汇措施可行性研究提供基础数据。
承担单位：中国科学院地理科学与资源研究所
课题负责人：于贵瑞，孙晓敏
主要承担人员：宋献方，张秀梅，陈淑珠，王绍强，何洪林，王艳芬，石培礼
经费比例：25%
课题2： 陆地生态系统碳循环的生物过程适应性实验研究
研究内容与目标：
选择水稻/小麦轮作生态系统、温带森林生态系统和温带草地样带不同植物功能
群为对象，通过FACE、OTC和降雨/温度控制，实地实验模拟大气CO2浓度升
高和气候变暖条件下农田、温带森林和温带草地生态系统碳循环的生物过程适应
性，揭示碳循环中的光合碳固定、物质形态及土壤呼吸等关键生物过程的适应性
机制，确定驱动碳循环的关键控制因子，预测未来气候条件下我国典型陆地生态
系统碳固定潜力的变化。
承担单位：中国科学院沈阳应用生态研究所
中国科学院南京土壤研究所
课题负责人：韩士杰、谢祖彬
主要承担人员：贺金生，刘 钢
经费比例：11%
课题3：陆地生态系统碳循环动力学机制与模型
研究内容与目标：
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阐明中国主要陆地生态系统类型（森林、草原、农田）碳循环过程的生物物
理机理与过程特征，确定陆地生态系统碳库间的循环周期和碳库的有效保存时
间。在ChinaFLUX的支持下，发展陆地生态系统碳循环的动力学模型，利用模
型方法评价中国陆地生态系统碳源/汇的时空格局状况、碳增汇/减排潜力及其国
际贡献。
承担单位：中国科学院亚热带区域农业研究所
中国科学院大气物理研究所
课题负责人：吴金水、黄 耀
主要承担人员：季劲钧，董云社，延晓冬，刘国华，莫兴国
经费比例：16%
课题4： 黄河河口碳通量及向近海碳输运过程
研究内容与目标：
确定经黄河入海输出的碳量和形态。阐述黄河河口向近海碳输运的生物地球
化学过程，评价人为活动对河口碳输运的影响；阐明以多沙和物理输运为主的河
口碳输运规律，定量认识河口碳输运过程在陆地生态系统碳循环中的作用。
承担单位：中国海洋大学
课题负责人：张龙军
主要承担人员：于增慧
经费比例：5%
课题5：长江河口碳通量及碳沉积过程
研究内容与目标：
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阐明长江河口碳的输出通量、形态转化及向近海输运过程，建立河口向近海
的碳输运模式，阐述沉积碳的来源和早期成岩作用过程，重建沉积柱中碳埋藏的
历史演变，评估人为活动对河口碳输运和沉积过程的影响。
承担单位：国家海洋局第二海洋研究所
课题负责人：潘建明
主要承担人员：陈中原
经费比例：5%
课题6： 陆地生态系统碳格局的遥感反演与时空尺度转换
研究内容与目标：
通过本项目的研究，建立符合中国实际情况的碳循环相关参数的反演算法,
确定利用高光谱遥感反演碳循环相关信息的方法论，建立适合我国陆地生态系统
的碳循环遥感反演模型，基于时空尺度转换关系以及遥感模型和动力学模型的集
成，从遥感的角度给出我国陆地生态系统碳格局。
承担单位：中国科学院遥感应用研究所
中国科学院地理科学与资源研究所
课题负责人：陈良富、岳天祥
主要承担人员：刘琪璟，刘荣高，赵永超
经费比例：11%
课题7：中国陆地生态系统碳汇/源的历史、现状与未来情景
研究内容与目标：
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基于中国资源环境遥感数据库的多期LUCC数据及中国陆地生态系统详细分
类体系数据，构建中国陆地生态系统的土壤碳/植被碳/碳通量碳的时空数据库，
阐明中国陆地生态系统碳汇/源的近期演变的驱动机制，重建过去50年中国陆地
生态系统碳汇/源的演变历史，综合评价中国陆地碳汇/源的现状，预测未来50年
土地利用/土地覆被变化与碳汇/源的可能趋势。
承担单位：中国科学院地理科学与资源研究所
中国林业科学研究院资源信息研究所
课题负责人：刘纪远，鞠洪波
主要承担人员：张增祥，高志强，刘明亮，李克让
经费比例：17%
课题8：气候公约谈判和履约对策的综合基础研究
研究内容与目标：
建立人类活动碳吸收汇的估算模型，研究碳汇项目计量的方法学问题，阐述
中国人类活动碳吸收汇的潜力与增汇技术的可行性，评价重大生态环境建设项目
的固碳效应；密切关注国际有关气候公约谈判中的热点科学问题，开展跟踪研
究，为我国参与国际合作提供服务。
承担单位：中国农业科学院农业气象研究所
中国林业科学研究院森林生态环境研究所
课题负责人：李玉娥、张小全
主要承担人员：郭李萍，郭志华，王礼茂
经费比例：10%