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青海湖北岸草甸草原CO_(2)通量年际动态及其驱动机制

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生态学报 2023年第3期43卷 1102-1112页

作者：马文婧李英年张法伟韩琳海北藏族自治州气象台西海810200 成都信息工程大学大气科学学院成都610200 中国科学院西北高原生物研究所西宁810001

青藏高原草甸草原是生态系统中重要的植被类型,准确评估高寒草甸草原生态系统碳源汇状况及碳储量变化尤为重要。基于涡度相关系统观测,分析了2009年至2016年8年期间青海湖北岸草甸草原环境因子以及碳通量的变化特征,运用结构方程模型(S... 详细信息

青藏高原草甸草原是生态系统中重要的植被类型,准确评估高寒草甸草原生态系统碳源汇状况及碳储量变化尤为重要。基于涡度相关系统观测,分析了2009年至2016年8年期间青海湖北岸草甸草原环境因子以及碳通量的变化特征,运用结构方程模型(SEM)分析环境因子对总初级生产力(GPP)、净生态系统CO_(2)交换量(NEE)、生态系统呼吸(Re)的调控机制。结果表明:2009—2016年8年NEE日均值在-2.02—0.88 gC m^(-2)d^(-1)之间,5—9月NEE为负值,表现为碳吸收,雨热同期的6、7、8月是CO_(2)净吸收最强的时期,平均每月吸收CO_(2)39.85 gC m^(-2)month^(-1),NEE负值日数约占全年的48%,10月—翌年4月为正值,表现为碳释放,初春3月和秋末11月是CO_(2)净释放最强的时期;Re日均值为1.69 gC m^(-2)d^(-1),受季节温度的影响,呈夏季强,冬季弱的态势,夏季的生态系统呼吸强度大约是冬季的8倍,秋季较春季呼吸强度更大;GPP日均值为3.15 gC m^(-2)d^(-1),随着光照辐射强度不断增大,生长季的光合生产能力显著强于非生长季,夏季最强,秋季较春季更强。从年际尺度分析可得研究区为一碳汇区,8年平均碳吸收强度为63.51 gC m^(-2)a^(-1),2015年碳吸收最强NEE为-95.80 gC m^(-2)a^(-1),2016年碳吸收最弱NEE为-30.60 gC m^(-2)a^(-1)。通过SEM分析可得:气温(Ta)对Re和GPP有显著提高的作用,GPP对NEE有极显著负响应,而Re对NEE有极显著提高作用。暗示在气候变暖的背景下,未来气温升高,青海湖北岸草甸草原生态系统碳汇功能可能会加强。

关键词： CO_(2)通量草甸草原结构方程驱动机制碳汇功能

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中国生态脆弱区联网协同观测及其在承载力研究中的应用

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应用生态学报 2022年第8期33卷 2271-2278页

作者：宜树华陈世苹李英年胡中民南通大学脆弱生态环境研究所/南通大学地理科学学院江苏南通226019 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093 中国科学院西北高原生物研究所西宁810001 海南大学生态与环境学院海口570228

生态脆弱区约占中国国土面积的60%以上,全球变化和人类活动导致该区域生态系统退化加剧,资源环境承载力降低。准确量化生态脆弱区资源环境承载力对于应对全球变化风险挑战和加快生态文明建设进程具有重要意义。然而,现有的区域资源环境... 详细信息

生态脆弱区约占中国国土面积的60%以上,全球变化和人类活动导致该区域生态系统退化加剧,资源环境承载力降低。准确量化生态脆弱区资源环境承载力对于应对全球变化风险挑战和加快生态文明建设进程具有重要意义。然而,现有的区域资源环境承载力评估方法很难体现生态系统结构、过程和功能变化在资源环境要素与承载力之间的传导作用。因此,构建网络化的野外观测体系以及获取资源环境要素-生态系统结构功能和过程-生态系统承载力变化的综合数据集,是发展资源环境承载力理论和评估方法的必要途径。本文介绍了通量以及无人机协同监测网络,包括思路、实践以及其在生态脆弱区生态系统结构、过程和功能研究中取得的初步成果。同时,基于目前已取得的成果和进展展望了联网协同观测在承载力评估方面的应用。

关键词：通量观测无人机航拍联网观测承载力草地

三江源区60a不同气候态极端气温事件时空分布特征

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生态学报 2022年

作者：赵梦凡赵彤颜亮东李英年温婷婷祁栋林苏文将青海省气象科学研究所青海省防灾减灾重点实验室中科院西北高原生物研究所/青海省寒区恢复生态学重点实验室青海省气候中心

利用1961—2020年三江源区23个国家气象站点的逐日最高温度和最低温度资料，通过划分1961—1990年、1971—2000年、1981—2010年和1991—2020年4个气候态（分别记做第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ气候态），分析不同气候态中极端高温和极端低温事件... 详细信息

利用1961—2020年三江源区23个国家气象站点的逐日最高温度和最低温度资料，通过划分1961—1990年、1971—2000年、1981—2010年和1991—2020年4个气候态（分别记做第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ气候态），分析不同气候态中极端高温和极端低温事件的阈值、频次和强度的时空分布特征并探索其变化原因。空间分布上，极端温度阈值基本表现为海拔越高阈值越低且东西向逐渐降低，不同气候态存在一定的非对称性增温的特征。极端高温频次和强度的空间分布区域性和规律性均优于极端低温，表现为第Ⅰ、Ⅱ气候态自西向东递减，第Ⅲ、Ⅳ气候态自西向东递增的径向空间分布特征；时间变化上，极端高温频次和强度均呈现弱增加-迅速增加-增速放缓的整体增加趋势，而极端低温不同气候态中频次和强度时间变化趋势特征并非全部一致，表现为频次显著增加极端性降低-频次增加极端性增加-频次显著减少极端性显著降低，极端性的下降与三江源区生态保护政策的实施保持一致。进一步归因分析后发现，极端气温与多个环流系统遥相关且存在较好的因果关系，国省碳排放也对极端气温时间序列变化有较好的滞后响应。

关键词：极端温度气候态三江源变化特征

青藏高原高寒草甸群落特征和代表性植物生存状态对草地退化的响应

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生态学杂志 2022年第1期41卷 18-24页

作者：罗方林张法伟王春雨张光茹李英年中国科学院西北高原生物研究所西宁810008 中国科学院大学北京100049

植物群落和代表性植物的生存状态是反映草地退化程度的重要标志之一。以青海省果洛州玛沁县的未退化、轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化的高寒草甸为研究对象,分析了植物群落特征、代表性植物地上性状及生存状态对退化程度的响... 详细信息

植物群落和代表性植物的生存状态是反映草地退化程度的重要标志之一。以青海省果洛州玛沁县的未退化、轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化的高寒草甸为研究对象,分析了植物群落特征、代表性植物地上性状及生存状态对退化程度的响应。结果表明:群落物种组成由禾本科、莎草科过渡到杂类草,Shannon多样性指数、Simpson优势度指数、Pielou均匀度指数先平稳变化后降低,群落平均高度、Patrick丰富度均先增加后降低,群落盖度依次降低,群落特征指标均在极度退化时最低(P<0.05);总体来看,与轻度退化样地相比,中度退化、重度退化和极度退化样地的植物株高均显著降低,分别降低了6.8%、36.8%和31.6%(P<0.05);生存状态指数表现为小嵩草(Kobresia pygmaea)逐渐降低,山地早熟禾(Poa orinosa)和垂穗披碱草(Elymus nutans)的生存状态指数分别在轻度退化和中度退化时最高,肉果草(Lancea tibetica)和黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)的生存状态指数分别在重度退化和极度退化样地中最大。说明高寒草甸退化导致群落特征发生变化,生物多样性降低,莎草科和禾本科植物的生存状态以及优势地位下降,而杂类草的生存状态和优势地位逐渐上升。

关键词：高寒草甸退化阶段生物多样性植物功能性状

一次热浪事件对祁连山海晏草甸草原CO_(2)通量的影响过程

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生态科学 2023年第6期42卷 33-43页

作者：马文婧李英年张法伟韩琳成都信息工程大学大气科学学院成都610200 海北藏族自治州气象台西海810200 中国科学院西北高原生物研究所西宁810001

全球气候变化引发的“热浪”事件对高寒草地碳循环有显著影响。热浪作为一种典型的极端气候事件,直接影响植物生长呼吸的同时也间接影响土壤呼吸,进而导致生态系统呼吸及其“常通量”层的CO_(2)通量发生变化。热浪对青藏高原草地生态系... 详细信息

全球气候变化引发的“热浪”事件对高寒草地碳循环有显著影响。热浪作为一种典型的极端气候事件,直接影响植物生长呼吸的同时也间接影响土壤呼吸,进而导致生态系统呼吸及其“常通量”层的CO_(2)通量发生变化。热浪对青藏高原草地生态系统CO_(2)通量的影响如何?以青藏高原东北隅高寒草甸草原为研究对象,以涡度相关系统为观测手段,结合连续观测的CO_(2)通量及微气象数据,研究2010—2019年10年间发生的一次“热天”维持时间较长的热浪事件(2015年7月25日至8月2日的热浪事件)对净生态系统碳交换量(NEE)、生态系统呼吸(Re)与总初级生产力(GPP)的影响过程。结果表明热浪的发生会带来短暂的高温和干旱,热浪期(7月25日至8月2日)相比于热浪前期(7月17日至7月24日),气候因子日最高气温(Ta_(max))、日平均气温(Ta)、日最低气温(Ta_(min))、日较差(ADT)、5 cm土壤温度(Ts)、饱和水汽亏(VPD)分别提高了42%、64%、146%、23%、46%、35%;热浪后期(8月3日至8月10日)比热浪前期降水量(PPT)降低77%。热浪结束后,气温及土壤温度不会马上降回热浪前的状态,热浪后期比热浪前期Ta_(max)、Ta、Ta_(min)、Ts分别提高5%、22%、142%、12%。此次热浪事件中热浪前期和热浪后期较热浪期逐时及逐日CO_(2)通量均显著降低,热浪前期、热浪后期相比热浪期逐时CO_(2)净吸收分别降低20.3%、37.6%;逐时Re分别降低16.8%,13.8%;逐时GPP分别降低17.6%、21.7%。热浪前期和热浪后期逐日CO_(2)净吸收比热浪期分别下降20.5%、37.8%,逐日Re分别下降16.7%、13.6%,逐日GPP较热浪期分别下降17.4%、21.7%。

关键词：草甸草原热浪 CO_(2)通量涡度相关系统

三江源区近60年不同气候态极端气温事件时空分布特征

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生态学报 2022年第14期42卷 5616-5629页

作者：赵梦凡赵彤颜亮东李英年温婷婷祁栋林苏文将青海省气象科学研究所西宁810001 青海省防灾减灾重点实验室西宁810001 中科院西北高原生物研究所/青海省寒区恢复生态学重点实验室西宁810008 青海省气候中心西宁810001

利用1961—2020年三江源区23个国家气象站点的逐日最高温度和最低温度资料,通过划分1961—1990年、1971—2000年、1981—2010年和1991—2020年4个气候态(分别记做第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ气候态),分析不同气候态中极端高温和极端低温事件的阈... 详细信息

利用1961—2020年三江源区23个国家气象站点的逐日最高温度和最低温度资料,通过划分1961—1990年、1971—2000年、1981—2010年和1991—2020年4个气候态(分别记做第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ气候态),分析不同气候态中极端高温和极端低温事件的阈值、频次和强度的时空分布特征并探索其变化原因。空间分布上,极端温度阈值基本表现为海拔越高阈值越低且东西向逐渐降低,不同气候态存在一定的非对称性增温的特征。极端高温频次和强度的空间分布区域性和规律性均优于极端低温,表现为第Ⅰ、Ⅱ气候态自西向东递减,第Ⅲ、Ⅳ气候态自西向东递增的径向空间分布特征;时间变化上,极端高温频次和强度均呈现弱增加-迅速增加-增速放缓的整体增加趋势,而极端低温不同气候态中频次和强度时间变化趋势特征并非全部一致,表现为频次显著增加极端性降低-频次增加极端性增加-频次显著减少极端性显著降低,极端性的下降与三江源区生态保护政策的实施保持一致。进一步归因分析后发现,极端气温与多个环流系统遥相关且存在较好的因果关系,国省碳排放也对极端气温时间序列变化有较好的滞后响应。

关键词：极端温度气候态三江源变化特征

祁连山海北高寒草甸地区植物生长期的光合有效辐射特征

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高原气象 2002年第1期21卷 90-95页

作者：李英年周华坤中国科学院西北高原生物研究所青海西宁810001

分析了祁连山海北高寒草甸地区 1998年植物生长期内光合有效辐射 (PAR)的日、季节变化特征。结果表明 :PAR日变化与太阳总辐射 (Eg)日变化趋势一致 ,表现为单峰型变化过程 ,日总量最大可达 11.7MJ·m-2 左右。植物生长期内的 4月下旬～ ... 详细信息

分析了祁连山海北高寒草甸地区 1998年植物生长期内光合有效辐射 (PAR)的日、季节变化特征。结果表明 :PAR日变化与太阳总辐射 (Eg)日变化趋势一致 ,表现为单峰型变化过程 ,日总量最大可达 11.7MJ·m-2 左右。植物生长期内的 4月下旬～ 9月中旬季节变化较为复杂 ,雨季来临之前的 4～ 6月较高 ,其它时间较低 ,旬平均最高在 5月达 85 .2 3MJ·m-2 。PAR在Eg中所占的比例 (η)晴天状况下日平均在 0 .36～ 0 .41之间 ,阴天稍高 ,植物生长期内 η的旬平均在 0 .32～ 0 .43之间。分析还表明 ,PAR与Eg日总量具有很好的正相关关系 ,从而可依Eg的变化量来估算PAR。同时计算表明 ,海北高寒草甸地区植物群落对PAR的光能利用率为 0 .5

关键词：高寒草甸地区植物生长期光合有效辐射光能利用率光合作用祁连山生态系统

T700碳纤维复合材料渐进损伤声发射特性分析

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T700碳纤维复合材料渐进损伤声发射特性分析

作者：李英年东北石油大学

学位级别：硕士

碳纤维复合材料以其高比强度、比模量,性能可设计、易于整体成形等诸多优点被广泛应用于军事、民用等领域,如在航天火箭、飞机、导弹、风电叶片等制造中作为结构材料、功能材料或结构与功能集成材料,并且呈逐渐从简单零部件、次承力部... 详细信息

碳纤维复合材料以其高比强度、比模量,性能可设计、易于整体成形等诸多优点被广泛应用于军事、民用等领域,如在航天火箭、飞机、导弹、风电叶片等制造中作为结构材料、功能材料或结构与功能集成材料,并且呈逐渐从简单零部件、次承力部件向大型复杂结构件、主承力结构件转化的趋势。然而其在制造成型、二次机加工、在役使用、修理等环节的无损检测亟待解决,尤其在役服务CFRP结构件,在恶劣环境或复杂工况下可能导致重大财产损失和安全事故。因此开展碳纤维复合材料无损检测研究,及时有效地发现、预测碳纤维复合材料损伤失效显得尤为重要。碳纤维复合材料损伤过程中出现的基体开裂、界面分层和纤维断裂破坏均伴有明显的声发射特征,损伤失效形式与声发射信号间存在着一定的对应关系,应用声发射技术能及时有效地检测分析这一损伤破坏过程。本文研究内容如下:(1)有限元模拟分析对单向铺层T700碳纤维复合材料试件径向拉压损伤过程和[0°/90°]14、[45°/-45°]14铺层T700碳纤维复合材料层合板屈曲渐进损伤过程进行有限元模拟分析,研究分析了各损伤失效过程,确定了损伤过程中的失效形式。(2)实验研究对单向铺层T700碳纤维复合材料试件径向拉压损伤和[0°/90°]14、[45°/-45°]14铺层T700碳纤维复合材料层合板屈曲渐进损伤进行声发射监测实验研究,研究了各损伤破坏过程中的声发射特性,建立了损伤失效形式与声发射信号间的联系。(3)基于BP神经网络的模式识别研究选取典型基体开裂、界面分层、纤维断裂信号进行参数、波形、频谱、小波包分析,提取特征向量,以此为输入设计训练BP神经网络,实现了对T700碳纤维复合材料损伤声发射信号的模式识别,宏观了解了该损伤失效过程,为声发射监测预报碳纤维复合材料损伤失效提供了实验依据。

关键词：碳纤维复合材料 T700 渐进损伤声发射有限元分析

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海北高寒灌丛草甸蒸散量特征

应用生态学报 2013年第11期24卷 3221-3228页

作者：郑涵王秋凤李英年朱先进中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院大学北京100049 中国科学院西北高原生物研究所西宁810001

蒸散是陆地生态系统水分循环的重要分量，研究典型生态系统的蒸散规律有助于认识水分循环过程，进而为水资源合理利用提供依据．本研究基于涡度相关法研究了2003—2011年海北高寒灌丛草甸生态系统的蒸散量变化特征及水分收支状况．结果... 详细信息

蒸散是陆地生态系统水分循环的重要分量，研究典型生态系统的蒸散规律有助于认识水分循环过程，进而为水资源合理利用提供依据．本研究基于涡度相关法研究了2003—2011年海北高寒灌丛草甸生态系统的蒸散量变化特征及水分收支状况．结果表明：2003—2011年，研究区蒸散量的季节变化明显，最大值一般出现在生长旺季的7—8月，达4．4—5．7mm·d-1；最小值多出现在1月或12月（0．09±0．04mm·d-1）．蒸散量的年际动态明显，为451．3～681．3mm，其中，生长季占70％以上．年蒸散量与年降水量之比的平均值为1．06±0．17，表明该生态系统的年水分收支状况基本平衡，几乎所有的降水都以蒸散的形式消耗．

关键词：蒸散涡度相关法高寒灌丛草甸青藏高原季节变化年际动态 ChinaFLUX