陸地生態(tài)系統(tǒng)CO 2 凈交換的年際變異及其機(jī)制研究
發(fā)布時(shí)間:2022-06-01 21:36
陸地生態(tài)系統(tǒng)能夠吸收約30%的人為排放的CO2,具有減緩全球變暖的能力。該過(guò)程在生態(tài)系統(tǒng)尺度上表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)與大氣間的CO2凈交換(NEE),在區(qū)域尺度上表現(xiàn)為碳匯/源。模型模擬NEE與碳匯/源是預(yù)測(cè)氣候變化背景下全球陸地生態(tài)系統(tǒng)能否持續(xù)吸收CO2的唯一手段;然而,目前的各類模型既無(wú)法再現(xiàn)NEE的年際動(dòng)態(tài),也無(wú)法精準(zhǔn)地估算碳匯/源。只有深入研究NEE年際變異背后的機(jī)制,總結(jié)出碳匯/源估算值不確定性的來(lái)源,才能改善模型性能,提高模型預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度。本研究在生態(tài)系統(tǒng)水平上,對(duì)全球65個(gè)通量站點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了綜合分析,目的是探討生物與氣候因子對(duì)NEE年際變異的影響;在區(qū)域尺度上,綜合分析了近30年來(lái)以中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)凈初級(jí)生產(chǎn)力(NPP)與碳匯為對(duì)象的研究,目的是闡明不同研究出現(xiàn)巨大差異的原因,為今后的工作提供有效的建議。主要結(jié)果如下:(1)為了在生態(tài)系統(tǒng)尺度上研究生物與氣候因子對(duì)NEE年際變異的影響,我們以中國(guó)江西省千煙洲亞熱帶人工林為例,用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法將NEE的年際變異拆分成由生物因子引起的生物效應(yīng)與由氣候因子引起的氣候效應(yīng),并探討了兩種效應(yīng)對(duì)NEE年際變異的相對(duì)貢獻(xiàn),以及兩種效應(yīng)間的關(guān)系。結(jié)...
【文章頁(yè)數(shù)】:167 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 氣候變化與碳循環(huán)
1.1.1 氣候變化
1.1.2 碳循環(huán)與碳通量
1.1.3 全球變暖與碳循環(huán)的關(guān)系
1.2 生態(tài)系統(tǒng)NEE年際變異及其空間格局
1.3 生態(tài)系統(tǒng)NEE年際變異的驅(qū)動(dòng)力
1.3.1 氣候驅(qū)動(dòng)力
1.3.2 非氣候驅(qū)動(dòng)力
1.3.3 驅(qū)動(dòng)力的復(fù)雜性
1.4 NEE的測(cè)定方法
1.5 研究生態(tài)系統(tǒng)NEE年際變異的方法
1.6 全球及區(qū)域尺度碳通量的不確定性
1.7 本研究的科學(xué)問(wèn)題、意義及研究框架
第二章 生物與氣候效應(yīng)對(duì)亞熱帶人工林NEE年際變異的影響
2.1 引言
2.2 材料與方法
2.2.1 站點(diǎn)概況
2.2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.2.3 缺失值插補(bǔ)及碳通量的拆分
2.2.4 經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?br> 2.2.5 統(tǒng)計(jì)分析
2.3 結(jié)果
2.3.1 氣候變量及碳通量的年際變異
2.3.2 模型參數(shù)與模型的性能
2.3.3 氣候效應(yīng)與生物效應(yīng)
2.4 討論
2.4.1 驅(qū)動(dòng)NEE年際變異的氣候與生物因子
2.4.2 氣候效應(yīng)與生物效應(yīng)間的關(guān)系
2.4.3 模型的性能、局限與應(yīng)用
2.5 小結(jié)
第三章 生物與氣候效應(yīng)對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)NEE年際變異的影響
3.1 引言
3.2 材料與方法
3.2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與站點(diǎn)概況
3.2.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理
3.2.3 缺失數(shù)據(jù)的插補(bǔ)與碳通量的拆分
3.2.4 生物效應(yīng)與氣候效應(yīng)的拆分
3.2.5 統(tǒng)計(jì)分析
3.3 結(jié)果
3.3.1 碳通量及生物與氣候效應(yīng)的年際變異
3.3.2 生態(tài)系統(tǒng)尺度生物與氣候效應(yīng)的相對(duì)貢獻(xiàn)
3.3.3 生物與氣候效應(yīng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)間NEE年際變異差異的影響
3.3.4 生物與氣候效應(yīng)間的關(guān)系
3.3.5 模型的性能
3.4 討論
3.4.1 生態(tài)系統(tǒng)尺度上生物效應(yīng)對(duì)NEE年際變異的相對(duì)貢獻(xiàn)
3.4.2 生物與氣候效應(yīng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)間NEE年際變異差異的影響
3.4.3 碳循環(huán)過(guò)程對(duì)氣候變異的響應(yīng)方式
3.4.4 模型性能及應(yīng)用價(jià)值
3.5 小結(jié)
第四章 氣候變異對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)NEE的直接與間接影響
4.1 引言
4.2 材料與方法
4.2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源
4.2.2 光合與呼吸參數(shù)的計(jì)算
4.2.3 結(jié)構(gòu)方程模型
4.3 結(jié)果
4.3.1 各生態(tài)系統(tǒng)類型中氣候的直接與間接影響
4.3.2 生態(tài)系統(tǒng)水分狀況對(duì)氣候與碳通量關(guān)系的影響
4.3.3 模型的性能
4.4 討論
4.4.1 氣候?qū)μ纪康闹苯佑绊?br> 4.4.2 氣候?qū)μ纪康拈g接影響
4.4.3 不確定性分析
4.5 小結(jié)
第五章 中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)凈初級(jí)生產(chǎn)力與碳匯的不確定性分析
5.1 引言
5.2 材料與方法
5.2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源
5.2.2 數(shù)據(jù)分析
5.3 結(jié)果
5.3.1 中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)NPP的不確定性與年際變異
5.3.2 中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯的不確定性與年際變異
5.3.3 中國(guó)各主要生態(tài)系統(tǒng)類型的NPP與碳匯
5.3.4 中國(guó)NPP空間格局的不確定性
5.4 討論
5.4.1 來(lái)自數(shù)據(jù)源的不確定性分析
5.4.2 來(lái)自估算方法的不確定性分析
5.4.3 NPP與碳匯的年際變異
5.4.4 NPP空間格局的不確定性分析
5.4.5 國(guó)際間的比較
5.5 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄一 數(shù)據(jù)信息
附錄二 文中所用縮寫列表
附錄三 攻讀博士學(xué)位期間完成的論文
后記
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]馬尾松菌根化苗木對(duì)干旱的生理響應(yīng)及抗旱性評(píng)價(jià)[J]. 王藝,丁貴杰. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2013(03)
[2]氣候變化情景下中國(guó)自然植被凈初級(jí)生產(chǎn)力分布[J]. 趙東升,吳紹洪,尹云鶴. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2011(04)
[3]基于MODIS數(shù)據(jù)的2002~2006年中國(guó)陸地NPP分析[J]. 王李娟,牛錚,曠達(dá). 國(guó)土資源遙感. 2010(04)
[4]近50年中國(guó)光合有效輻射的時(shí)空變化(英文)[J]. 朱旭東,何洪林,劉敏,于貴瑞,孫曉敏,高彥華. Journal of Geographical Sciences. 2010(06)
[5]Spatial Interpolation of Daily Precipitation in China:1951-2005[J]. 李維京,Chang-Hoi HO,錢維宏. Advances in Atmospheric Sciences. 2010(06)
[6]Simulation and Evaluation of Terrestrial Ecosystem NPP with M-SDGVM over Continental China[J]. 毛嘉富,丹利,王斌,戴永久. Advances in Atmospheric Sciences. 2010(02)
[7]雨雪冰凍災(zāi)害對(duì)中亞熱帶人工林的影響——以江西省千煙洲為例[J]. 馬澤清,王輝民,王紹強(qiáng),李慶康,王義東,汪宏清. 植物生態(tài)學(xué)報(bào). 2010(02)
[8]1981~2000年中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)NPP時(shí)空變化特征分析[J]. 王磊,丁晶晶,季永華,梁珍海,阮宏華,劉世榮. 江蘇林業(yè)科技. 2009(06)
[9]基于凈初級(jí)生產(chǎn)力的中國(guó)生態(tài)足跡均衡因子測(cè)算[J]. 劉某承,李文華. 自然資源學(xué)報(bào). 2009(09)
[10]Uncertainty analysis of CO2 flux components in subtropical evergreen coniferous plantation[J]. LIU Min1,2,3, HE HongLin1, YU GuiRui1, LUO YiQi4, SUN XiaoMin1 & WANG HuiMin1 1 Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China; 2 Gradute School of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3 School of Geography Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210097, China; 4 Department of Botany and Microbiology, University of Oklahoma, 770 Van Vleet Oval, Norman, OK 73019, USA. Science in China(Series D:Earth Sciences). 2009(02)
碩士論文
[1]近五年來(lái)中國(guó)陸地植被凈第一性生產(chǎn)力時(shí)空變化特征分析[D]. 張海龍.南京師范大學(xué) 2006
本文編號(hào):3652882
【文章頁(yè)數(shù)】:167 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 氣候變化與碳循環(huán)
1.1.1 氣候變化
1.1.2 碳循環(huán)與碳通量
1.1.3 全球變暖與碳循環(huán)的關(guān)系
1.2 生態(tài)系統(tǒng)NEE年際變異及其空間格局
1.3 生態(tài)系統(tǒng)NEE年際變異的驅(qū)動(dòng)力
1.3.1 氣候驅(qū)動(dòng)力
1.3.2 非氣候驅(qū)動(dòng)力
1.3.3 驅(qū)動(dòng)力的復(fù)雜性
1.4 NEE的測(cè)定方法
1.5 研究生態(tài)系統(tǒng)NEE年際變異的方法
1.6 全球及區(qū)域尺度碳通量的不確定性
1.7 本研究的科學(xué)問(wèn)題、意義及研究框架
第二章 生物與氣候效應(yīng)對(duì)亞熱帶人工林NEE年際變異的影響
2.1 引言
2.2 材料與方法
2.2.1 站點(diǎn)概況
2.2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.2.3 缺失值插補(bǔ)及碳通量的拆分
2.2.4 經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?br> 2.2.5 統(tǒng)計(jì)分析
2.3 結(jié)果
2.3.1 氣候變量及碳通量的年際變異
2.3.2 模型參數(shù)與模型的性能
2.3.3 氣候效應(yīng)與生物效應(yīng)
2.4 討論
2.4.1 驅(qū)動(dòng)NEE年際變異的氣候與生物因子
2.4.2 氣候效應(yīng)與生物效應(yīng)間的關(guān)系
2.4.3 模型的性能、局限與應(yīng)用
2.5 小結(jié)
第三章 生物與氣候效應(yīng)對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)NEE年際變異的影響
3.1 引言
3.2 材料與方法
3.2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與站點(diǎn)概況
3.2.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理
3.2.3 缺失數(shù)據(jù)的插補(bǔ)與碳通量的拆分
3.2.4 生物效應(yīng)與氣候效應(yīng)的拆分
3.2.5 統(tǒng)計(jì)分析
3.3 結(jié)果
3.3.1 碳通量及生物與氣候效應(yīng)的年際變異
3.3.2 生態(tài)系統(tǒng)尺度生物與氣候效應(yīng)的相對(duì)貢獻(xiàn)
3.3.3 生物與氣候效應(yīng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)間NEE年際變異差異的影響
3.3.4 生物與氣候效應(yīng)間的關(guān)系
3.3.5 模型的性能
3.4 討論
3.4.1 生態(tài)系統(tǒng)尺度上生物效應(yīng)對(duì)NEE年際變異的相對(duì)貢獻(xiàn)
3.4.2 生物與氣候效應(yīng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)間NEE年際變異差異的影響
3.4.3 碳循環(huán)過(guò)程對(duì)氣候變異的響應(yīng)方式
3.4.4 模型性能及應(yīng)用價(jià)值
3.5 小結(jié)
第四章 氣候變異對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)NEE的直接與間接影響
4.1 引言
4.2 材料與方法
4.2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源
4.2.2 光合與呼吸參數(shù)的計(jì)算
4.2.3 結(jié)構(gòu)方程模型
4.3 結(jié)果
4.3.1 各生態(tài)系統(tǒng)類型中氣候的直接與間接影響
4.3.2 生態(tài)系統(tǒng)水分狀況對(duì)氣候與碳通量關(guān)系的影響
4.3.3 模型的性能
4.4 討論
4.4.1 氣候?qū)μ纪康闹苯佑绊?br> 4.4.2 氣候?qū)μ纪康拈g接影響
4.4.3 不確定性分析
4.5 小結(jié)
第五章 中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)凈初級(jí)生產(chǎn)力與碳匯的不確定性分析
5.1 引言
5.2 材料與方法
5.2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源
5.2.2 數(shù)據(jù)分析
5.3 結(jié)果
5.3.1 中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)NPP的不確定性與年際變異
5.3.2 中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯的不確定性與年際變異
5.3.3 中國(guó)各主要生態(tài)系統(tǒng)類型的NPP與碳匯
5.3.4 中國(guó)NPP空間格局的不確定性
5.4 討論
5.4.1 來(lái)自數(shù)據(jù)源的不確定性分析
5.4.2 來(lái)自估算方法的不確定性分析
5.4.3 NPP與碳匯的年際變異
5.4.4 NPP空間格局的不確定性分析
5.4.5 國(guó)際間的比較
5.5 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄一 數(shù)據(jù)信息
附錄二 文中所用縮寫列表
附錄三 攻讀博士學(xué)位期間完成的論文
后記
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]馬尾松菌根化苗木對(duì)干旱的生理響應(yīng)及抗旱性評(píng)價(jià)[J]. 王藝,丁貴杰. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2013(03)
[2]氣候變化情景下中國(guó)自然植被凈初級(jí)生產(chǎn)力分布[J]. 趙東升,吳紹洪,尹云鶴. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2011(04)
[3]基于MODIS數(shù)據(jù)的2002~2006年中國(guó)陸地NPP分析[J]. 王李娟,牛錚,曠達(dá). 國(guó)土資源遙感. 2010(04)
[4]近50年中國(guó)光合有效輻射的時(shí)空變化(英文)[J]. 朱旭東,何洪林,劉敏,于貴瑞,孫曉敏,高彥華. Journal of Geographical Sciences. 2010(06)
[5]Spatial Interpolation of Daily Precipitation in China:1951-2005[J]. 李維京,Chang-Hoi HO,錢維宏. Advances in Atmospheric Sciences. 2010(06)
[6]Simulation and Evaluation of Terrestrial Ecosystem NPP with M-SDGVM over Continental China[J]. 毛嘉富,丹利,王斌,戴永久. Advances in Atmospheric Sciences. 2010(02)
[7]雨雪冰凍災(zāi)害對(duì)中亞熱帶人工林的影響——以江西省千煙洲為例[J]. 馬澤清,王輝民,王紹強(qiáng),李慶康,王義東,汪宏清. 植物生態(tài)學(xué)報(bào). 2010(02)
[8]1981~2000年中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)NPP時(shí)空變化特征分析[J]. 王磊,丁晶晶,季永華,梁珍海,阮宏華,劉世榮. 江蘇林業(yè)科技. 2009(06)
[9]基于凈初級(jí)生產(chǎn)力的中國(guó)生態(tài)足跡均衡因子測(cè)算[J]. 劉某承,李文華. 自然資源學(xué)報(bào). 2009(09)
[10]Uncertainty analysis of CO2 flux components in subtropical evergreen coniferous plantation[J]. LIU Min1,2,3, HE HongLin1, YU GuiRui1, LUO YiQi4, SUN XiaoMin1 & WANG HuiMin1 1 Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China; 2 Gradute School of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3 School of Geography Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210097, China; 4 Department of Botany and Microbiology, University of Oklahoma, 770 Van Vleet Oval, Norman, OK 73019, USA. Science in China(Series D:Earth Sciences). 2009(02)
碩士論文
[1]近五年來(lái)中國(guó)陸地植被凈第一性生產(chǎn)力時(shí)空變化特征分析[D]. 張海龍.南京師范大學(xué) 2006
本文編號(hào):3652882
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