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臭氧污染与陆地生态系统生产力

植物生态学报 2007年第2期31卷 219-230页

作者：任巍田汉勤中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 美国奥本大学林业与野生生物学院

空气污染的严重性、普遍性和不断发展的趋势及其对陆地生态系统生产力造成的重大影响已引起科学工作者的高度重视,成为一个急需解决的重要课题。对流层臭氧(O3)在空气污染现状与未来发展趋势中占据重要角色,该文重点探讨了O3对陆地生态... 详细信息

空气污染的严重性、普遍性和不断发展的趋势及其对陆地生态系统生产力造成的重大影响已引起科学工作者的高度重视,成为一个急需解决的重要课题。对流层臭氧(O3)在空气污染现状与未来发展趋势中占据重要角色,该文重点探讨了O3对陆地生态系统生产力的光合、分配、生长和产量形成等主要过程的影响及其对整个生态系统的长期效应,并评述了相关研究方法进展。主要结论包括:O3在生产力形成过程中的每个环节中都有着不同程度的负面影响,通过影响光合作用和气孔导度,减少根冠比改变碳分配量,而最终导致粮食生产和森林生物量损失率高达30%;气候变化、CO2和O3协同作用对植物影响较为复杂,有促进也有抑制;生态系统模拟已成为研究O3污染影响陆地生态系统生产力的主要方法之一,在区域评估和未来气候预测方面都具有重要作用。

关键词：空气污染臭氧陆地生态系统生产力生态系统模式

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气候变化、火干扰与生态系统生产力

植物生态学报 2007年第2期31卷 242-251页

作者：吕爱锋田汉勤中国科学院地理科学与资源研究所美国奥本大学林业与野生生物学院

综述了气候变化、火干扰与生态系统生产力之间的相互作用关系以及目前相关的研究进展。侧重介绍了气候变化与火干扰之间的相互作用关系以及火干扰对生态系统生产力的影响。气候变化通过作用于可燃物质数量、湿度和火灾天气来影响火干扰... 详细信息

综述了气候变化、火干扰与生态系统生产力之间的相互作用关系以及目前相关的研究进展。侧重介绍了气候变化与火干扰之间的相互作用关系以及火干扰对生态系统生产力的影响。气候变化通过作用于可燃物质数量、湿度和火灾天气来影响火干扰的发生频率和强度,而火干扰过程释放大量温室气体和烟尘物质反过来也会对气候变化产生影响。另外,火干扰过程改变了火烧迹地的土壤生物地球化学性质、养分循环和分配以及大气组成,进而对生态系统对CO2的吸收能力产生影响。正确理解三者之间的逻辑关系,对于我们有效地利用火管理提高区域生态系统碳吸收,减少碳排放,减缓全球变化速率,都具有重要的指导意义。

关键词：气候变化火干扰生态系统生产力火管理

全球变化对陆地生态系统枯落物分解的影响(英文)

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生态学报 2001年第9期21卷 1549-1563页

作者：陈华 Mark E.Harm on 田汉勤 Department of Forest Science Oregon State University The Ecosystem Center Marine Biological Laboratory WoodsHole

了解枯落物分解对大气二氧化碳浓度增高、气候变暖和降水变化的反应 ,对深入理解陆地生态系统土壤有机物形成和碳的固化能力 (Carbon sequestration)十分重要。通过分析业已发表的文献、实验室根系分解实验和美国西北部针叶林叶片的分... 详细信息

了解枯落物分解对大气二氧化碳浓度增高、气候变暖和降水变化的反应 ,对深入理解陆地生态系统土壤有机物形成和碳的固化能力 (Carbon sequestration)十分重要。通过分析业已发表的文献、实验室根系分解实验和美国西北部针叶林叶片的分解实验 ,旨在评估大气二氧化碳浓度增高、气候变暖和降水变化对陆地生态系统枯落物分解的可能影响。大气二氧化碳浓度增高可通过降低枯落物质量和增加草原生态系统土壤水分间接地影响枯落物分解。根据 1 7项研究结果 ,大气二氧化碳浓度加倍可导致木本和草本枯落物平均氮含量降低 1 9.6%和 9.4 %;木质素 /氮比值增高 3 6.3 %和5 .5 %。枯落物质地的降低通常导致枯落物分解减慢。气候变暖一般加速枯落物的分解 ,但是用于表示这种促进作用的Q10 随着温度的增高而降低。全球降水变化对陆地生态系统枯落物分解的影响不但取决于现有水分条件而且还取决于降水变化的程度。以美国西北部地区的针叶林为例 ,降水改变对森林生态系统枯落物分解的影响将是多元的 ,有的增加 ,有的降低 ,而有的相对不变。最后。

关键词：全球变化枯落物分解基质质量分解速率常数陆地生态系统

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干旱对陆地生态系统生产力的影响

植物生态学报 2007年第2期31卷 231-241页

作者：田汉勤徐小锋宋霞美国奥本大学林业与野生生物学院中国科学院地理科学与资源研究所

该文综述了干旱对陆地生态系统生产力的影响,分析了其影响机制,并总结了植被对干旱的响应与适应及其机理机制。干旱通过抑制光合作用来降低陆地生态系统总初级生产力,干旱还可以降低生态系统的自养呼吸和异养呼吸。同时干旱还可以通过... 详细信息

该文综述了干旱对陆地生态系统生产力的影响,分析了其影响机制,并总结了植被对干旱的响应与适应及其机理机制。干旱通过抑制光合作用来降低陆地生态系统总初级生产力,干旱还可以降低生态系统的自养呼吸和异养呼吸。同时干旱还可以通过影响其它干扰形式来间接影响陆地生态系统生产力,如增加火干扰的发生频率和强度,增加植物的死亡率,增加病虫害的发生等。在生态系统水平上干旱可以降低碳固定,减弱碳汇功能,甚至把生态系统从碳汇改变成碳源。目前生态系统水平上的干旱影响研究主要通过两种方法实现,一种是模型模拟,另一种就是大型模拟实验。作为陆地生态系统生产力的实现者,在干旱胁迫条件下,植物也会采取积极的适应策略以减弱干旱对生态系统生产力的影响,其适应策略主要分以下3种:在一些周期性发生干旱的地区,植物会调整生长期以避开干旱或通过休眠来减弱干旱所造成的伤害;还有一些植物会通过调节体内的代谢过程,改变一些生理特性来抵御干旱;而长期生活在干旱条件下的植物则通过进化来改变了自身的生理生化代谢过程,形成耐旱机制。目前,植物对干旱响应的分子学机制,以及生态系统水平上对干旱的响应和适应仍然是薄弱的领域,也必然成为未来研究的重点。

关键词：干旱全球变化陆地生态系统生产力适应

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火干扰与生态系统的碳循环

生态学报 2005年第10期25卷 2734-2743页

作者：吕爱锋田汉勤刘永强中国科学院地理科学与资源研究所美国奥本大学林业与野生生物学院奥本al36849 美国农业部林务局森林科学实验室雅典ga30602

火干扰是陆地生态系统碳循环的重要影响因子。它改变着整个系统的碳循环过程与碳分布格局。正确评估火干扰在碳循环过程中的作用,对推进全球碳循环研究有着重要的意义。从4个方面系统的回顾了火干扰对碳循环的影响过程及其研究方法:(1)... 详细信息

火干扰是陆地生态系统碳循环的重要影响因子。它改变着整个系统的碳循环过程与碳分布格局。正确评估火干扰在碳循环过程中的作用,对推进全球碳循环研究有着重要的意义。从4个方面系统的回顾了火干扰对碳循环的影响过程及其研究方法:(1)火烧过程中含碳痕量气体排放的估算;(2)火烧迹地恢复过程中净第一性生产力(NPP)与土壤呼吸的变化;(3)火干扰对生态系统碳源/汇的影响;(4)模型方法在火干扰与生态系统碳循环研究中的应用。目前火灾碳排量的估算方法业已成熟,但进行更精确的估算必须基于对受干扰生态系统的性质以及火势的时空变异性质的准确理解;相比之下,对于间接的、更为重要的影响,即对火烧迹地恢复过程中碳循环变化的研究则显不足。由于数据缺乏,现有研究大多限于对碳循环某一方面的观测与定量描述,缺乏全面的机理性分析。对此,实地观测、模型模拟与遥感观测的跨尺度集成将成为未来火干扰研究的一个主要方向。

关键词：火干扰碳循环生态系统模型 NPP 土壤呼吸

土地利用/覆盖变化对陆地生态系统碳循环的影响

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植物生态学报 2007年第2期31卷 189-204页

作者：陈广生田汉勤美国奥本大学林业与野生生物学院

土地利用/覆盖变化是学术界最为关注的环境变化问题之一,它能够影响陆地生态系统的生物多样性、水、碳和养分循环、能量平衡,引起温室气体释放增加等其它环境问题。不同类型的土地利用/覆盖变化对生态系统碳循环的作用不同,由高生物量... 详细信息

土地利用/覆盖变化是学术界最为关注的环境变化问题之一,它能够影响陆地生态系统的生物多样性、水、碳和养分循环、能量平衡,引起温室气体释放增加等其它环境问题。不同类型的土地利用/覆盖变化对生态系统碳循环的作用不同,由高生物量的森林转化为低生物量的草地、农田或城市后,大量的CO2将释放到大气中。全球土地利用/覆盖变化具有很强的空间变异性,对生态系统碳循环的影响同样具有明显的空间差异:热带地区的土地利用/覆盖变化造成大量的碳释放,而中高纬度地区土地利用/覆盖变化则表现为碳汇。目前,土地利用/覆盖变化引起的生态系统碳循环变化主要是通过模型模拟来估算的。尽管土地利用/覆盖变化及其相关过程与生态系统碳循环的关系已经比较清楚,但是,由于土地利用/覆盖变化过程复杂且影响广泛,对于如何量化两者之间的关系还存在很多不确定性。目前的量化过程主要是利用经验数据来实现的,机理性不强,使得对土地利用/覆盖变化造成的陆地生态系统CO2释放量的估测差异很大。除了进一步加强长期定位研究以获得土地利用/覆盖变化与生态系统碳循环过程的定量关系外,土地利用/覆盖变化模型与植被动态模型、生态系统过程模型的耦合也是今后模型发展的主要方向之一。采用合理的管理措施能够大量增加土地利用/覆盖变化过程中的碳储存量,降低碳释放量,因此在模型中耦合管理措施来研究土地利用/覆盖变化过程对生态系统碳循环的影响是未来几年的工作重点。

关键词：土地利用/覆盖变化陆地生态系统模型碳循环碳源/汇

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农田灌溉对印度区域气候的影响模拟

生态学报 2011年第4期31卷 1038-1045页

作者：毛慧琴延晓冬熊喆田汉勤中国科学院大气物理研究所全球变化东亚区域研究中心北京100029 中国科学院研究生院北京100039 美国奥本大学林业与野生生物学院奥本AL36849美国环境保护部卫星环境应用中心北京100094

为满足人类对粮食的需求,全球灌溉农田面积迅速扩张,农田灌溉对区域气候的影响引起广泛地关注。利用区域环境系统集成模式(RIEMS2.0)和最新的土地利用变化资料,选取农田灌溉面积最大的印度区域作为研究区域,进行雨养农田和灌溉农田的对... 详细信息

为满足人类对粮食的需求,全球灌溉农田面积迅速扩张,农田灌溉对区域气候的影响引起广泛地关注。利用区域环境系统集成模式(RIEMS2.0)和最新的土地利用变化资料,选取农田灌溉面积最大的印度区域作为研究区域,进行雨养农田和灌溉农田的对比试验,探讨农田灌溉对区域气候的影响。结果表明:(1)农田灌溉使得印度区域年平均气温降低1.4℃,年平均降水率增加0.35mm/d。农田灌溉对印度区域气候的影响存在明显的季节波动,季风前期及6月份该区域气候对下垫面变化的响应最为敏感;7-9月各气候要素变化较小。(2)农田灌溉使得印度区域地表净辐射增加,且地表净辐射在潜热通量和感热通量之间的分配发生了较大的改变,潜热通量增加,感热通量减少;对地表起冷却作用;同时由于土壤湿度增加,蒸散作用增强,大气中水汽含量增加,潜热不稳定能量增加,导致对流性降水增加。

关键词：农田灌溉区域气候模拟

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生物圈代谢增强:对一项观测数据的分析结果

中国科学（B辑） 2000年第2期30卷 174-182页

作者：田汉勤 C. A. S. Hall 齐晔 The Ecosystem Center.Marine Biological Laboratory College of Environmental Science and Forestry State University of New YorkSyracuse Departmen of Enivironmental Science Policy and Management University of California Berkeley

运用Ｈａｌｌ等人的研究方法，对大气二氧化碳浓度，化石能源燃烧释放，以及海洋ＣＯ_2吸收等数据进行分析，得到自１９５８～１９９２年间北半球生态系统的生产量和呼吸量的变化．分析表明，从１９５８～１９７２年的１５年间，生物... 详细信息

运用Ｈａｌｌ等人的研究方法，对大气二氧化碳浓度，化石能源燃烧释放，以及海洋ＣＯ_2吸收等数据进行分析，得到自１９５８～１９９２年间北半球生态系统的生产量和呼吸量的变化．分析表明，从１９５８～１９７２年的１５年间，生物圈的生产量和呼吸量没有明显改变；然而，两者自从７０年代初以来却有明显提高，其提高幅度在北半球的高纬度地区较为显著，而南半球的净初级生产和异养呼吸大体保持不变．在具有观测数据的３５年间，生产量和呼吸量的比率基本保持不变；换言之，全球生物圈正在提高其转化率和代谢率．

关键词：生态系统代谢生物圈净初级生产异养呼吸

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全球变化生态学:全球变化与陆地生态系统

植物生态学报 2007年第2期31卷 173-174页

作者：田汉勤万师强马克平美国奥本大学林业与野生生物学院中国科学院植物研究所植被与环境变化重点实验室北京100093

工业革命以来,伴随着人类社会的飞速发展,地球系统的物质循环也在不断加速,与此同时,大量的工业污染物和有害废弃物累积于大气、水体、土壤和生物圈中,如氟里昂积存于大气中,有机化合物富集于水生生物体内,化石燃料燃烧释放的污染物和... 详细信息

工业革命以来,伴随着人类社会的飞速发展,地球系统的物质循环也在不断加速,与此同时,大量的工业污染物和有害废弃物累积于大气、水体、土壤和生物圈中,如氟里昂积存于大气中,有机化合物富集于水生生物体内,化石燃料燃烧释放的污染物和温室气体进入大气、水体、土壤和生物体等。

关键词：陆地生态系统全球变化生态学工业污染物地球系统生物体内有害废弃物有机化合物