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藏北两个临近不同高寒草地碳通量对气候条件的响应

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草业学报 2024年第6期33卷 1-16页

作者：徐玲玲牛犇张宪洲何永涛石培礼宗宁武建双王向涛中国气象局国家气象中心北京100081 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室拉萨高原生态试验站北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 西藏农牧学院动物科学学院西藏林芝860000

生态系统碳循环应对气候变化的敏感性研究是“碳中和”背景下的重要议题。青藏高原高寒草地面积广阔,碳储量丰富,脆弱性高,近年来随着观测技术尤其是涡度相关技术和模拟技术的发展,已有不少研究致力于揭示青藏高原高寒草地生态系统碳水... 详细信息

生态系统碳循环应对气候变化的敏感性研究是“碳中和”背景下的重要议题。青藏高原高寒草地面积广阔,碳储量丰富,脆弱性高,近年来随着观测技术尤其是涡度相关技术和模拟技术的发展,已有不少研究致力于揭示青藏高原高寒草地生态系统碳水通量对气候变化的响应过程。但是,相同气候背景下不同高寒草地类型对环境变化的响应规律及敏感性尚不清楚。本研究基于藏北高原两个临近的高寒草地生态系统,高寒草甸和高寒湿地涡度相关观测的碳水通量数据,对比分析了不同水分条件下藏北高寒草甸和高寒湿地碳循环的气候敏感性。结果表明,高寒草甸的碳交换量要显著小于高寒湿地,高寒草甸是碳中性的,年净CO_(2)交换量为(18.09±40.66) g C·m^(-2) ,而高寒湿地是稳定的碳汇,年净CO_(2)固定量为(155.09±32.85)g C·m^(-2) 。水分条件对高寒草甸和高寒湿地植被光响应曲线最大的光合速率(α)的影响较弱,与饱和光强下的总初级生产力(Amax)呈显著正相关关系。水分对生态系统呼吸与温度的指数响应关系的调节作用主要体现在基础呼吸值(a)上,高寒湿地a的均值是高寒草甸的3.76倍,而对两个高寒草地生态系统呼吸敏感性(Q10)的调节均不显著。高寒草甸和高寒湿地Q10的均值(1.84)以及随温度升高而减小的趋势基本一致。藏北高寒草地生态系统的碳源汇特征对环境因子的响应取决于多因素共同限制,因此,基于区域性的联网协同观测有助于更加清晰地理解高寒生态系统碳交换响应气候变化的机理。

关键词：碳循环高寒草地气候敏感性藏北高原

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我国自然植被净第一性生产力的估算与分布

自然资源 1993年第1期 15-21页

作者：张宪洲中国科学院国家计划委员会自然资源综合考察委员会北京100101

一、引言生物生产力可分为第一性生产力和第二性生产力两大类。前者指生态系统中绿色植物借助于太阳能同化CO_2制造有机物的能力;后者指各种食草动物、食肉动物以及各种真菌、细菌和某些原生物等异常有机体,利用和释放绿色植物储存的... 详细信息

一、引言生物生产力可分为第一性生产力和第二性生产力两大类。前者指生态系统中绿色植物借助于太阳能同化CO_2制造有机物的能力;后者指各种食草动物、食肉动物以及各种真菌、细菌和某些原生物等异常有机体,利用和释放绿色植物储存的太阳能而形成的第二性生物产品的能力。第一性生产力又包括总第一性生产力和净第一性生产力。

关键词：植被自然植被生产力

散射辐射对西藏高原高寒草甸净生态系统CO_2交换的影响

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地理研究 2009年第6期28卷 1673-1681页

作者：范玉枝张宪洲石培礼中国科学院地理科学与资源研究所北京100101

2003-2006年在当雄草原站用涡度相关法对西藏高原广泛分布的高寒草甸生态系统的碳通量和常规气象数据进行了连续观测。基于这些数据,根据净生态系统CO2交换量（NEE）对晴朗指数（k）和土壤温度的响应特征,分析了净生态系统CO2交换量与... 详细信息

2003-2006年在当雄草原站用涡度相关法对西藏高原广泛分布的高寒草甸生态系统的碳通量和常规气象数据进行了连续观测。基于这些数据,根据净生态系统CO2交换量（NEE）对晴朗指数（k）和土壤温度的响应特征,分析了净生态系统CO2交换量与散射辐射之间的关系。依据地面接受的散射辐射量把天气划分为云隙天、晴天和多云天。结果表明,散射辐射不能提高西藏高原高寒草甸生态系统的碳吸收水平。该生态系统的碳收支过程主要受光合有效辐射控制,碳排放过程主要受土壤温度控制;且NEE随k的变化趋势受散射辐射的影响较小,生态系统碳收支更多地受太阳辐射对土壤强烈加温的影响。三种散射辐射天气条件下,NEE随k的变化趋势基本一致,先增加后减小;NEE达最大值时的土壤温度皆为15℃左右,k值皆为0.7-0.8。

关键词：高寒草甸生态系统散射辐射西藏高原净生态系统CO2交换量

青藏高原4月～10月光合有效量子值的气候学计算

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地理学报 1997年第4期52卷 361-365页

作者：张宪洲张谊光周允华中国科学院国家计划委员会自然资源综合考察委员会中国科学院国家计划委员会地理研究所

根据１９９４年４月～１０月青藏高原太阳分光辐射的实测资料，计算出太阳总辐射中，光合有效辐射（ＰＡＲ）所占比例η＝０．４３９±０．００９，ＰＡＲ每１Ｊ的能量含有４．４３μｍｏｌ的量子。在青藏高原的气候学计算中，可用下式... 详细信息

根据１９９４年４月～１０月青藏高原太阳分光辐射的实测资料，计算出太阳总辐射中，光合有效辐射（ＰＡＲ）所占比例η＝０．４３９±０．００９，ＰＡＲ每１Ｊ的能量含有４．４３μｍｏｌ的量子。在青藏高原的气候学计算中，可用下式估算旬平均的ＰＡＲ能量日总量ＨＰＡＲ（ＭＪ·ｍ－２ｄ－１）和量子日总量ＵＰＡＲ（ｍｏｌ·ｍ－２ｄ－１）：ＨＰＡＲ＝（０．３９９＋０．０３６ｌｇＥ＊）ＨＵＰＡＲ＝（１．７６８＋０．１５９ｌｇＥ＊）Ｈ式中Ｈ（ＭＪ·ｍ－２ｄ－１）为总辐射旬平均日总量，Ｅ＊＝Ｅ·Ｐ０／Ｐ，Ｐ０（ｈｐａ）为标准大气压，Ｐ（ｈｐａ）为测点大气压，Ｅ（ｈｐａ）为地面水汽压。

关键词：青藏高原光合有效量子值气候学太阳辐射

西藏高原低大气压下冬小麦表观光合量子产额及其对温度和胞间CO_2浓度变化的响应

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中国科学（D辑） 2004年第A2期34卷 161-166页

作者：石培礼张宪洲钟志明中国科学院地理科学与资源研究所北京100101

西藏高原海拔高，大气压低，气温低且日较差变幅大，植物的光合作用受到显著的影响．单叶表观光合量子产额(αA)是反映植物光能利用和光合物质生产效率的基本参数，准确确定西藏高原的αA在研究高原C3植物光合作用和全球变化建模中具有... 详细信息

西藏高原海拔高，大气压低，气温低且日较差变幅大，植物的光合作用受到显著的影响．单叶表观光合量子产额(αA)是反映植物光能利用和光合物质生产效率的基本参数，准确确定西藏高原的αA在研究高原C3植物光合作用和全球变化建模中具有重要意义．在海拔3688m，大气压为654×10^2Pa的拉萨高原生态试验站，利用Li-Cor 6400光合仪测定了冬小麦旗叶在不同温度和胞间CO2浓度下的光响应曲线．利用0～150μmolm^-2·s^-1光量子通量密度下与净光合速率的初始斜率为αA指标，分析了高原稀薄大气环境下C3作物冬小麦的αA随叶温和胞间CO2浓度的变化规律．在30℃下，西藏高原冬小麦旗叶αA为0．0476±0．0038，与低海拔地区C3植物相比相差不大．αA主要受到温度和[CO2]／[O2]分压比的综合影响，以往测得αA可能由于仪器和数据处理方法的系统误差而低估了西藏高原真实值．αA随温度升高呈线性降低，温度每升高1℃，αA降低0．0007，随温度降低的梯度与低海拔地区相似．αA受到[O2]的显著影响，在一定[O2]下，随胞间CO2浓度增加而升高，呈双曲线关系．与低海拔地区相比，高原αA对CO2升高反应更敏感．

关键词：冬小麦低海拔地区 CO2浓度光合温度旗叶西藏高原表观产额全球变化

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藏北高原牧区人工草地建设布局的适宜性分析

生态学报 2019年第15期39卷 5517-5526页

作者：段呈石培礼张宪洲宗宁中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

人工草地是缓解天然草地退化和提升草地生产力的一种有效途径,但人工草地建设发展需注重区域布局、种植区划、经营管理等战略问题,尤其是在高寒牧区建立人工草地,目前还存在诸多值得探讨的科学问题。为此,选取藏北高原高寒牧区为研究区... 详细信息

人工草地是缓解天然草地退化和提升草地生产力的一种有效途径,但人工草地建设发展需注重区域布局、种植区划、经营管理等战略问题,尤其是在高寒牧区建立人工草地,目前还存在诸多值得探讨的科学问题。为此,选取藏北高原高寒牧区为研究区,基于遥感数据,土壤数据,气象数据,地形和土地利用数据,结合野外实地调查,从可利用土地资源角度考虑,通过分析藏北现有人工草地建设的立地条件,识别出区域适宜人工草地建设的潜在分布区,并与现有人工草地分布位置及其面积进行对比分析和验证,以期为区域未来人工草地建设布局提供科学指导。研究结果表明:在各种约束因子的限制下,藏北满足人工草地建设条件的适宜区域极其有限,难以发展大面积的人工草地建设工程。水热条件和海拔是限制区域人工草地建设的主要地理因素,尤其是那曲地区,绝大部分区域无法满足人工牧草生长活动的积温需求。因此,区域牧草种植规划中需重点考虑牧草品种的生物学特性。另一方面,在藏北高寒牧区建立人工草地必须慎重,今后人工草地种植规划还需要加强牧草的抗寒性和抗旱性研究,在人工草地的管理方面要特别关注已建人工草地的可持续性和稳定性,防止出现草地退化和沙化等问题。

关键词：藏北高原高寒牧区人工草地布局适宜性分析

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青藏高原冬小麦田辐射能量收支的初步研究

应用气象学报 1997年第2期8卷 236-241页

作者：张宪洲王辉民张谊光中国科学院自然资源综合考察委员会

通过对青藏高原冬小麦田净全辐射各分量的观测资料分析，论述了净全辐射及其各分量的日变化特征；计算得出冬小麦抽穗—乳熟期麦田平均反射率为１３．３％，净全辐射占总辐射百分率：白天７５％，包括夜间６７．４％；指出了净全辐射和... 详细信息

通过对青藏高原冬小麦田净全辐射各分量的观测资料分析，论述了净全辐射及其各分量的日变化特征；计算得出冬小麦抽穗—乳熟期麦田平均反射率为１３．３％，净全辐射占总辐射百分率：白天７５％，包括夜间６７．４％；指出了净全辐射和总辐射间存在良好的线性关系。

关键词：青藏高原冬小麦辐射能量收支麦田

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西藏玉米生物生产力及其光能利用率特征

资源科学 2001年第5期23卷 58-61页

作者：成升魁张宪洲许毓英钟志明中国科学院地理科学与资源研究所北京100101

利用实测资料 ,对高原玉米田的干物质累积及太阳能利用率特征等进行了探讨 ,结果表明 :①高原玉米干物质累积量可高达 2 5t hm2 ～ 30t hm2 :其中露地玉米干物质积累量为 2 5t hm2 ,地膜玉米干物质累积量可达 30t hm2 ,比露地玉米高 1 5... 详细信息

利用实测资料 ,对高原玉米田的干物质累积及太阳能利用率特征等进行了探讨 ,结果表明 :①高原玉米干物质累积量可高达 2 5t hm2 ～ 30t hm2 :其中露地玉米干物质积累量为 2 5t hm2 ,地膜玉米干物质累积量可达 30t hm2 ,比露地玉米高 1 5%左右 ;②地膜玉米鲜重也明显高于露地玉米 ,最终鲜重可达 90t hm2 ,比露地玉米高 5%左右 ;③西藏玉米干物质累积量比内地平原地区玉米干物质积累量高 2 0 %～ 33% ;④高原露地玉米田的最大太阳能利用率出现在灌浆期 ,可达 3 5% ,拔节到成熟期的平均太阳能利用率为1 8% ;⑤高原露地玉米田和高原冬小麦田的平均太阳能利用率没有明显差别 ;⑥从西藏玉米资源开发前景看 ,在青藏高源海拔 370 0m以下的广大农牧区 ,发展地膜籽粒玉米和露地青贮玉米具有不可替代的优势。

关键词：青藏高原玉米生产力光能利用率西藏生物生产力特征日照

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利用生产模拟对青藏高原小麦高产原因的分析

自然资源学报 1998年第4期13卷 290-296页

作者：张宪洲刘允芬张谊光周允华中国科学院自然资源综合考察委员会中国科学院地理研究所

在大量的实测资料基础上，通过模拟计算得到了在当前气候条件下、水肥适宜的青藏高原冬小麦干物质累积动态曲线。模拟计算表明：青藏高原夏季气候温凉，小麦生育期延长，因而干物质累积时间长，高原小麦高产主要以干物质累积时间长取胜... 详细信息

在大量的实测资料基础上，通过模拟计算得到了在当前气候条件下、水肥适宜的青藏高原冬小麦干物质累积动态曲线。模拟计算表明：青藏高原夏季气候温凉，小麦生育期延长，因而干物质累积时间长，高原小麦高产主要以干物质累积时间长取胜，有利的夏季温度条件是高原小麦高产的最主要原因；青藏高原冬小麦干物质潜在产量可达３２ｔ／ｈｍ２·ａ，籽粒潜在产量可达１４４ｔ／ｈｍ２·ａ，为平原的１４５倍。

关键词：青藏高原冬小麦生产模拟高产原因