浙江农林大学环境与资源学院浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室 作品数:282 被引量:2,666 H指数:26 相关作者: 周国模 白尚斌 顾蕾 陈俊辉 李翀 更多>> 相关机构: 南京大学国际地球系统科学研究所 中国科学院地球化学研究所 北京林业大学林学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 浙江省自然科学基金 浙江省重点科技创新团队项目 更多>> 相关领域: 农业科学 环境科学与工程 生物学 自动化与计算机技术 更多>>
面向区域土壤碳通量估算的多向插值空间采样策略 被引量:5 2015年 区域土壤碳通量的准确测量对陆地生态系统碳循环过程分析具有十分重要的作用。由于土壤碳通量空间异质性强,采用随机抽样的方法无法对区域土壤碳通量进行准确估算,而大范围的多点采样则需要大量的人力及设备成本。基于一种自制的仪器,提出了一种递增式采样的多向插值采样策略(MDI Multiple Directional Interpolation):在设定初始采样点的基础上,通过对已有采样点的测量,通过径向插值的方法计算采样点连线交点,将不同径向计算值差异最大的点作为新增采样点,以此逐步增加。通过对20幅的50×50网格区域仿真,结果表明(1)MDI布局策略能够针对土壤碳通量的变化情况而反馈采样点的疏密。(2)误差分析得出采样点数量(n=10)较少,MDI布局策略对碳通量的估算误差比随机布局策略低,比平均布局策略稍高;随采样点增多,3种布局策略误差均降低;采样点数量n=40,MDI布局策略对碳通量的估算误差(0.028)比平均布局策略的误差(0.32)降低了12.5%,比随机布局策略的误差(0.04)降低了30.0%。MDI布局策略根据土壤碳通量的变化梯度合理分配采样点,降低区域土壤碳通量监测误差。 侯建花 周国模 王国英 莫路锋缺失数据插补方法及其参数估计窗口大小对毛竹林CO_2通量估算的影响 被引量:5 2015年 【目的】通量塔观测的CO2通量数据具有较高的缺失比率,给通量塔数据的应用带来困难,因此,需要建立合理的插补方法对缺失数据进行插补,获取完整和可靠的CO2通量数据。本研究分析了不同参数估计窗口大小条件下基于夜间数据(NB)和基于白天数据(DB)的插补方法对CO2通量估算的影响,从而为选择最优的插补方法提供参考依据。【方法】以2011年毛竹林生态系统碳通量塔观测的净生态系统交换量、温度以及光合有效辐射为基础数据,给定不同的参数估计窗口大小,采用NB和DB插补方法对CO2通量缺失数据进行插补,以实测数据评价参数估计窗口大小对CO2通量估算的影响。【结果】参数估计窗口影响插补的波动程度随窗口增大而降低,窗口过大时结果不能体现局部变化,过小时结果出现异常,最优值与观测数据缺失量密切相关;在本研究案例情况下,对于NB方法,生态系统总呼吸速率Re插补的最优移动窗口和参数估计窗口分别为15天和90天,总初级生产力GPP插补的最优移动窗口和参数估计窗口分别为2天和4天;而对于DB方法,最优移动窗口和参数估计窗口分别为2天和60天;NB方法估算的年尺度GPP和Re分别高出DB方法的13.8%和26.8%,净生态系统交换量低于DB方法的32.2%;NB和DB方法得到的白天净生态系统交换量非常接近,但两者的Re分量具有较大差异。【结论】缺失数据比率对参数估计窗口大小的选择具有重要影响。通量塔缺失数据插补时,综合考虑数据缺失比率和下垫面的碳通量季节变化特征,选择合适的插补方法及其参数估计窗口对提高CO2通量估算准确性具有帮助。 徐小军 周国模 杜华强 施拥军 周宇峰关键词:缺失数据 插补方法 毛竹林 CO2通量 基于无线传感网的土壤碳通量测量装置研制 被引量:2 2021年 为了实现长期、实时、准确的土壤碳通量监测,将土壤碳通量监测技术与无线传感网技术结合起来,研制了低成本低能耗的软硬件一体化的土壤碳通量监测装置,以及相配套的接收监测数据并估算区域土壤碳通量的中央处理服务器软件。该装置具有土壤CO_(2)浓度和温湿度等环境参数感知、数据远程无线网络传输、多设备可协同工作等功能,包含电源模块、感知模块、通信模块、显示模块、处理器模块等。试验研究结果表明,该装置监测界面友好,实现了良好的人机操作环境,可方便实现对区域陆地生态系统土壤碳通量的大尺度、全方位实时准确监测。 周宇峰 吴晓平 周国模 屠国青关键词:无线传感 地形和采样数量对浙江省森林凋落物碳密度插值精度的影响 被引量:5 2013年 将浙江省分成平原沿海地区、丘陵-盆地和山地3个地形单元,研究地形和采样数量对浙江省森林凋落物碳密度克里格插值精度的影响.结果表明:浙江省平原沿海地区、丘陵-盆地和山地的森林凋落物碳密度半变异函数基台效应在28.3%~72.4%之间,具有中等空间相关性;不同地形的克里格插值精度高低顺序为平原沿海地区>丘陵-盆地>山地,随着地形复杂程度增加,其插值精度降低;同一地形单元内的克里格插值精度随采样数量增加而提高,以山地的插值精度提高最为明显.在地形复杂区域有必要设置较多的采样点以提高插值的精度. 张佳佳 傅伟军 杜群 张国江 姜培坤关键词:地形 两种有机蔬菜盛果期土壤呼吸特征的比较 2015年 以"碧玉"黄瓜和"新品春宝"豇豆为试材,探讨2种有机种植蔬菜盛果期土壤呼吸的变化特征,对大棚内的样点进行土壤呼吸的动态监测。结果表明:在相同施肥灌溉等常规田间管理的前提下,黄瓜的土壤呼吸速率平均值高于豇豆的土壤呼吸平均值,分别为1.27μmol·m-2·s-1和0.83μmol·m-2·s-1。由于试验阶段高温导致的黄瓜土壤呼吸特征的特殊性,总体来看,黄瓜的土壤呼吸速率与土壤温湿度、大气温湿度和气压的关系走势,与豇豆的相应关系走势呈相反趋势。但是回归方程表明,黄瓜和豇豆的土壤呼吸速率分别与土壤5cm温度和大气温度的变化呈显著指数相关关系(P<0.01);黄瓜和豇豆土壤呼吸速率与土壤湿度和大气湿度呈显著线性相关关系(P<0.05);黄瓜土壤呼吸速率与大气压强相关性不显著(P>0.05),豇豆土壤呼吸速率与大气气压呈正相关,但相关性不显著。 吴丹娜 江洪 黄鹤凤 袁建关键词:土壤呼吸速率 盛果期 长期粗放经营毛竹林土壤微生物群落演变特征 被引量:3 2017年 [目的]通过分析土壤微生物生物量及群落结构的演变趋势,筛选影响土壤微生物群落的关键环境因子,揭示土壤微生物群落对毛竹林长期粗放经营的响应机理。[方法]选取不同粗放经营年限(5 a、9 a、15 a、18 a)毛竹林,以天然马尾松林(Masson pine,MP)作为对照,采用磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acids,PLFA)分析方法表征土壤微生物量及群落结构。[结果]结果表明,毛竹林土壤微生物总PLFA含量以及细菌、真菌、放线菌等PLFA含量均显著低于马尾松林(P<0.05),但不同经营年限毛竹林之间没有显著差异。土壤碱解氮及有效磷含量对土壤微生物总PLFA含量以及细菌、真菌、原生动物等PLFA含量影响显著(P<0.05),而土壤碱解氮、p H值以及有机质含量对放线菌PLFA含量影响显著(P<0.05)。长期粗放经营过程中毛竹林土壤微生物丰富度及多样性均呈逐渐下降趋势。非度量多维尺度转换排序(Non-metric multidimensional scaling,NMDS)分析结果表明,毛竹林土壤微生物群落结构与马尾松林有明显区分(R=0.388 1,P=0.009)。土壤含水量、碱解氮、有效磷以及p H值合计解释了90.28%的微生物群落结构变异量,其中土壤含水量、碱解氮、有效磷贡献显著(P<0.05)。[结论]长期粗放经营降低了毛竹林土壤微生物量,改变了群落结构,其生态风险还有待于进一步评估。 牛利敏 苗倞婧 彭定聪 徐秋芳 邬奇峰 秦华关键词:毛竹 粗放经营 土壤微生物 磷脂脂肪酸 稻田生态系统中植硅体的产生与积累——以嘉兴稻田为例 被引量:22 2013年 在嘉兴杭嘉湖平原实验基地,以嘉花11、浙粳37、宁81、祥湖301、秀水09等5个品种水稻及其0—10cm表层土壤为研究对象,运用微波消解和Walkley-Black的方法,研究了稻田生态系统中植硅体的产生和积累通量,为了解植硅体在稻田生态系统硅和碳生物地球化学循环中的作用提供科学参考。结果表明:(1)植硅体含量在不同品种水稻中嘉花11、宁81和祥湖301高于浙粳37和秀水09,在各器官中鞘>叶>茎>根>穗;(2)水稻植株植硅体产生通量为1269.59 kg hm-2a-1,其中地上部分为1203.44 kg hm-2a-1,地下部分为66.15 kg hm-2a-1,在种植50a的稻田0—10cm土壤中的积累通量为40.38 kg hm-2a-1;(3)选择嘉花11等高植硅体含量品种进行推广种植,对提高水稻植硅体产生通量及其包裹大气中CO2通量有很大的作用。 李自民 宋照亮 姜培坤关键词:稻田 植硅体 秸秆还田 基于回归与随机模拟的区域森林碳分布估计方法比较 被引量:20 2011年 以临安市为例,利用2004年森林资源清查样地数据和同年度Landsat TM影像数据,采用一元二次非线性回归和序列高斯协同模拟方法分别模拟森林地上部分碳密度及其分布,并对模拟结果进行比较分析。结果表明:一元二次非线性回归估计得研究区森林碳储量为2365404.37t,碳密度平均值为9.0000t·hm-2,最大值为73.7144t·hm-2,最小值为0.7156t·hm-2;序列高斯协同模拟得研究区森林碳储量为3291659.83t,碳密度平均值为12.5233t·hm-2,最大值为78.9133t·hm-2,最小值为0.0833t·hm-2;根据2004年森林资源清查样地数据,按随机抽样方法估计研究区森林碳储量为2708897.90t,样地碳密度平均值为10.3065t·hm-2,其最大值为96.9625t·hm-2,最小值为0;序列高斯协同模拟结果更接近地面样地估计结果,而且碳密度分布范围更合理;一元二次非线性回归估计结果与地面样地估计结果之差的累积平方和为9857.4619,而序列高斯协同模拟结果与实测结果之差的累积平方和为8018.4625;序列高斯协同模拟较一元二次非线性回归在估计区域森林碳空间分布上有明显优势。 沈希 张茂震 祁祥斌关键词:森林碳储量 碳密度 TM影像 不同农林废弃物生物质炭对雷竹林酸化土壤的改良效果 被引量:17 2018年 以竹材边角料、玉米Zea mays秸秆和山核桃Carya cathayensis蒲壳制备的生物质炭为材料,采集浙江省杭州市临安区集约经营模式下雷竹Phyllostachys violascens林酸化土壤进行90 d的黑麦草Lolium perenne盆栽试验,探究不同原料生物质炭添加对黑麦草生长及土壤养分、酸度、微生物丰度和酶活性的影响。结果表明:玉米秸秆炭和山核桃蒲壳炭显著提高了黑麦草生物量、土壤有机碳质量分数、全氮质量分数和pH值,而显著降低了土壤交换性氢和交换性铝的质量摩尔浓度(P<0.05);竹炭处理仅显著提高了土壤有机碳质量分数,降低了交换性氢质量摩尔浓度(P<0.05)。相比对照,玉米秸秆炭可以显著提高真菌丰度,提高幅度为53%;而山核桃蒲壳炭和竹炭可以提高细菌丰度,提高幅度分别为71%和66%。相比玉米秸秆炭和竹炭,山核桃蒲壳炭可以更大程度地促进土壤脱氢酶、β-葡萄糖苷酶、纤维二糖苷酶和酸性磷酸酶活性。山核桃蒲壳炭和玉米秸秆炭处理下黑麦草生物量的提高主要归因于这2种生物质炭对土壤酸度、养分、微生物丰度和相关酶活性的改善作用。综合而言,山核桃蒲壳炭和玉米秸秆炭对雷竹林酸化土壤的化学性质和生物学性质具有较好的改良能力,而竹炭效果较差。 包骏瑶 赵颖志 严淑娴 白珊 李松昊 徐秋芳 叶正钱 沈颖 陈俊辉关键词:森林土壤学 生物质炭 雷竹林 土壤酶 施用竹叶生物质炭对板栗林土壤CO_2通量和活性有机碳库的影响 被引量:10 2014年 于2012年7月—2013年7月,在浙江省临安市典型板栗林样地采用静态箱-气相色谱法测定了施用竹叶生物质炭后板栗林土壤CO2排放速率及土壤温度、含水量、水溶性有机碳(WSOC)和微生物生物量碳(MBC)含量变化.结果表明:板栗林土壤CO2排放通量呈现显著的季节性变化特征.在试验的第1个月中,生物质炭处理土壤CO2排放通量显著高于对照(无生物质炭),但之后无显著差异;生物质炭处理的土壤CO2通量年均值和年累积排放量与对照相比无显著差异.生物质炭处理土壤MBC含量年均值(362 mg·kg-1)显著高于对照(322 mg·kg-1),而土壤WSOC年均值无显著差异.土壤CO2排放通量与不同土层土壤温度之间均具有显著相关性;生物质炭处理的土壤呼吸温度敏感系数Q10值显著高于对照;土壤CO2排放通量与WSOC含量之间具有显著相关性,而与土壤含水量和MBC含量均无显著相关性.综上所述,施用竹叶生物质炭对板栗林土壤CO2年累积排放量无显著影响,但增加了土壤Q10值;土壤温度和WSOC含量是影响板栗林土壤CO2排放的主要因素. 王战磊 李永夫 姜培坤 周国模 刘娟关键词:板栗林 CO2排放 生物质炭 水溶性有机碳 微生物生物量碳