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Quantifying the interannual litterfall variations in China’s forest ecosystems

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Journal of Plant Ecology 2020年第3期13卷 266-272页

作者： bingrui jia Hongru Sun Wenying Yu Guangsheng Zhou State Key Laboratory of Vegetation and Environmental Change Institute of BotanyChinese Academy of SciencesBeijing 100093China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Institute of Atmospheric Environment China Meteorological AdministrationShenyang 110166China Chinese Academy of Meteorological Sciences Beijing 100081China

凋落物是森林生物地化学循环和火险预测的关键参数。然而,森林凋落物如何随林龄变化仍不清楚。因此,量化森林生态系统凋落物年际变化对减少大尺度凋落物预测的不确定性至关重要。本论文基于中国人工林和次生林凋落物连续多年(≥2年)测... 详细信息

凋落物是森林生物地化学循环和火险预测的关键参数。然而,森林凋落物如何随林龄变化仍不清楚。因此,量化森林生态系统凋落物年际变化对减少大尺度凋落物预测的不确定性至关重要。本论文基于中国人工林和次生林凋落物连续多年(≥2年)测定的数据集(N=318),采用变异系数(CV)、变化百分比(V_(P))和年际间比率量化凋落物的年际变化。研究结果表明,凋落物的年际变化随林龄增加(1–90年生)而呈下降趋势。其中,1–10年林龄的凋落物年际变化最大(平均CV=23.51%,平均V_(P)=-28.59%~20.89%),其主要原因在于树木早期快速生长,即下一年与当年凋落物比率平均为1.20。11–40年林龄的凋落物年际变化逐渐减小,但CV平均值仍在18%左右,V_(P)平均值在-17.69%~21.19%之间。41–90年林龄的凋落物年际变化最小,CV平均值仅为8.98%,V_(P)平均值维持在8%左右。因此,大于40年林龄的凋落物量较低且稳定。这一结果与已有研究的认知不同:即当林龄大于30年、20年甚至15年时,森林凋落物量达到相对稳定。本研究结果将有助于我们深入理解森林凋落物生态学,并为大尺度碳收支和生物地化学循环模型提供基础。

关键词：年凋落物产量中国森林年际变化变异系数林龄

大兴安岭北部寒温带针叶林表层土壤冻融变化特征

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土壤 2023年第5期55卷 1122-1128页

作者：张鹏贾丙瑞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 中国科学院大学北京100049

基于2009—2019年地表土壤温度和积雪数据,分析了近10 a来我国大兴安岭北部多年冻土区土壤冻融变化特征,包括冻融循环次数和天数、冻融开始和结束时间、持续时间、变动幅度等。表层土壤春季融化过程期主要发生在4月中下旬至5月中旬,秋... 详细信息

基于2009—2019年地表土壤温度和积雪数据,分析了近10 a来我国大兴安岭北部多年冻土区土壤冻融变化特征,包括冻融循环次数和天数、冻融开始和结束时间、持续时间、变动幅度等。表层土壤春季融化过程期主要发生在4月中下旬至5月中旬,秋季冻结过程期主要发生在9月中下旬至10月中旬,平均每年发生冻融39次或41 d。春季融化过程期相比秋季冻结过程期,平均冻融循环次数或天数相差并不大,研究期间内大于、小于和相近年份均有出现。但冻结期冻融循环变动幅度(主要在2.6~15.0℃)大于融化期(主要在2.6~12.5℃)。春季融化期开始时间与积雪结束时间基本吻合,而积雪开始时间均发生在秋季冻结期结束之后。因此,两个冻融期很少有积雪覆盖,冻融循环主要受气温影响。本研究为深入理解大兴安岭多年冻土对气候变化的响应、制定适宜的气候变化对策提供参考依据。

关键词：大兴安岭多年冻土寒温带兴安落叶松林冻融循环

Toward a general evaluation model for soil respiration (GEMSR)

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Science China(Life Sciences) 2008年第3期51卷 254-262页

作者： ZHOU GuangSheng, jia bingrui, HAN GuangXuan & ZHOU Li Key Laboratory of Vegetation and Environmental Change, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China Key Laboratory of Vegetation and Environmental Change Institute of Botany Chinese Academy of Sciences Beijing China

Soil respiration is an important component of terrestrial carbon budget. Its accurate evaluation is es- sential to the study of terrestrial carbon source/sink. Studies on soil respiration at present mostly focus on the temporal variations and the controlling factors of soil respiration, but its spatial variations and controlling factors draw less attention. Moreover, the evaluation models for soil respiration at present include only the effects of water and heat factors, while the biological and soil factors controlling soil respiration and their interactions with water and heat factors have not been considered yet. These models are not able to accurately evaluate soil respiration in different vegetation/terrestrial ecosystems at different temporal and spatial scales. Thus, a general evaluation model for soil respiration (GEMSR) including the interacting meteorological (water and heat factors), soil nutrient and biological factors is suggested in this paper, and the basic procedure developing GEMSR and the research tasks of soil respiration in the future are also discussed.

关键词： soil respiration controlling factors general evaluation model

Nitrogen Deposition and Its Spatial Pattern in Main Forest Ecosystems along North-South Transect of Eastern China

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Chinese Geographical Science 2014年第2期24卷 137-146页

作者： ZHAN Xiaoyun YU Guirui HE Nianpeng FANG Huajun jia bingrui ZHOU Mei WANG Chuankuan ZHANG Junhui ZHAO Guangdong WANG Silong LIU Yunfen YAN Junhua Synthesis Research Center of Chinese Ecosystem Research Network Key Laboratory of Ecosystem Network Observation and ModelingInstitute of Geographic Sciences and Natural Resources ResearchChinese Academy of Sciences University of Chinese Academy of Sciences Institute of Botany Chinese Academy of Sciences College of Ecology and Environmental Science Inner Mongolia Agricultural University College of Forestry Northeast Forestry University Institute of Applied Ecology Chinese Academy of Sciences Institute of Forest Ecology Environment and Protection Chinese Academy of Forestry South China Botany Garden Chinese Academy of Sciences

A continuous three-year observation(from May 2008 to April 2011)was conducted to characterize the spatial variation of dissolved inorganic nitrogen(DIN)deposition at eight main forest ecosystems along the north-south transect of eastern China(NSTEC).The results show that both throughfall DIN deposition and bulk DIN deposition increase from north to south along the NSTEC.Throughfall DIN deposition varies greatly from 2.7 kg N/(ha·yr)to 33.0 kg N/(ha·yr),with an average of 10.6 kg N/(ha·yr),and bulk DIN deposition ranges from 4.1 kg N/(ha·yr)to 25.4 kg N/(ha·yr),with an average of 9.8 kg N/(ha·yr).NH4+-N is the dominant form of DIN deposition at most sampling sites.Additionally,the spatial variation of DIN deposition is controlled mainly by precipitation.Moreover,in the northern part of the NSTEC,bulk DIN deposition is 17%higher than throughfall DIN deposition,whereas the trend is opposite in the southern part of the NSTEC.The results demonstrate that DIN deposition would likely threaten the forest ecosystems along the NSTEC,compared with the critical loads(CL)of N deposition,and DIN deposition in this region is mostly controlled by agricultural activities rather than industrial activities or transportation.

关键词：中国东部南北样带森林生态系统空间格局氮沉降空间变化特征沉积差异 DIN 交通控制

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积雪变化对中国森林凋落物分解影响研究进展

冰川冻土 2021年第6期43卷 1840-1847页

作者：张鹏孙鸿儒贾丙瑞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 中国科学院大学北京100049

森林凋落物的分解对于维持生态系统物质循环和养分平衡具有重要意义,并受到不同积雪厚度下冻融格局的影响。冻融期(包括冻结过程期、完全冻结期、融化过程期)是冻土区凋落物分解的重要时期,该时期分解的凋落物量约占全年分解总量的一半... 详细信息

森林凋落物的分解对于维持生态系统物质循环和养分平衡具有重要意义,并受到不同积雪厚度下冻融格局的影响。冻融期(包括冻结过程期、完全冻结期、融化过程期)是冻土区凋落物分解的重要时期,该时期分解的凋落物量约占全年分解总量的一半。积雪减少通常会导致土壤温度降低、冻融循环次数增加,进而影响凋落物分解。通过综述近10年来积雪变化对我国森林凋落物分解影响的研究成果发现,积雪厚度减少在冻融期通常会抑制凋落物质量损失、碳元素释放和纤维素降解,生长季则起到促进作用,从全年来看多数表现为抑制作用。因此,冻融作用造成凋落物的物理破坏,对其分解的促进作用主要发生在后续生长季。积雪厚度减少在冻融期通常抑制氮元素释放,生长季和全年则无明显规律;磷元素和木质素目前研究还存在很大差异。最后,进一步阐述了积雪变化对凋落物分解影响研究存在的问题及未来研究发展方向。

关键词：积雪冻融作用凋落物分解质量损失元素释放+

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大兴安岭林区10小时时滞可燃物湿度的模拟

生态学报 2012年第22期32卷 6984-6990页

作者：胡天宇周广胜贾丙瑞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 中国科学院研究生院北京100049 中国气象科学研究院北京100081

随着森林防火预报精细化的需求,小时尺度可燃物湿度的准确模拟成为火险预报的关键。利用2010年8月连续无降雨天气条件下我国大兴安岭林区10h时滞可燃物湿度和相应气象因子的半小时动态观测资料,从可燃物的失水和吸水过程对目前广泛使用... 详细信息

随着森林防火预报精细化的需求,小时尺度可燃物湿度的准确模拟成为火险预报的关键。利用2010年8月连续无降雨天气条件下我国大兴安岭林区10h时滞可燃物湿度和相应气象因子的半小时动态观测资料,从可燃物的失水和吸水过程对目前广泛使用的Fosberg模型和Van Wagner模型进行评估,进而发展了准确模拟10h时滞可燃物失水和吸水过程的可燃物湿度模型。结果表明:Fosberg模型对10h时滞可燃物的失水过程模拟较好(R2=0.96,P<0.01),而Van Wagner模型对10h时滞可燃物的吸水过程模拟较好(R2=0.83,P<0.01),但均不能独立地准确模拟10h时滞可燃物的湿度变化。通过分析可燃物失水与吸水过程,考虑可燃物在静风条件下的水汽交换,优化了Van Wagner模型参数,建立了综合反映可燃物失水与吸水过程的10h时滞可燃物湿度模型。据比较,该模型可准确地模拟10h时滞可燃物的湿度变化(R2=0.88,P<0.01),可为精细化火险预报提供技术支撑。

关键词： 10h时滞可燃物湿度平衡含水率可燃物湿度模型

2014-2018年呼中北方林森林生态系统碳水通量观测数据集

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中国科学数据（中英文网络版） 2023年第2期8卷 2-11页

作者：燕宇杰周莉周广胜贾丙瑞宋家欣张森郑州大学地球科学与技术学院郑州450001 中国气象科学研究院灾害国家重点实验室北京100081 中国科学院植物研究所北京100093

北方林在全球碳库中占有重要份额,且对气候变暖的响应极为敏感,在气候变化和碳循环研究中备受关注。中国北方林森林生态系统定位研究站(呼中站),位于我国最大的寒温带针叶林生态系统自然保护区内,是中国通量观测研究网络(ChinaFLUX)成... 详细信息

北方林在全球碳库中占有重要份额,且对气候变暖的响应极为敏感,在气候变化和碳循环研究中备受关注。中国北方林森林生态系统定位研究站(呼中站),位于我国最大的寒温带针叶林生态系统自然保护区内,是中国通量观测研究网络(ChinaFLUX)成员站之一,自2006年起开展基于涡度相关技术的碳水通量观测。遵循ChinaFLUX通量数据处理体系,本数据集整理和统计了2014–2018年呼中站北方林森林生态系统碳水通量和辅助气象环境观测数据,数据产品分为30分钟、日、月和年4个时间尺度,可为气候变化和北方林森林生态系统至区域碳、水、能量平衡的研究提供数据支持。

关键词：涡度相关森林生态系统碳通量潜热通量感热通量蒸散北方林

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土壤微生物与根系呼吸作用影响因子分析

应用生态学报 2005年第8期16卷 1547-1552页

作者：贾丙瑞周广胜王风玉王玉辉中国科学院植物研究所植被数量生态学重点实验室

土壤呼吸作用作为陆地生态系统碳循环的重要组成部分,是当前碳循环研究中的热点问题.对于土壤呼吸作用主要组成部分土壤微生物呼吸作用和根系呼吸作用影响因子的研究,有助于准确地评估全球碳收支.本文从气候、土壤、植被及地表覆被物、... 详细信息

土壤呼吸作用作为陆地生态系统碳循环的重要组成部分,是当前碳循环研究中的热点问题.对于土壤呼吸作用主要组成部分土壤微生物呼吸作用和根系呼吸作用影响因子的研究,有助于准确地评估全球碳收支.本文从气候、土壤、植被及地表覆被物、大气CO2浓度、人为干扰等方面综述了土壤微生物呼吸作用和根系呼吸作用的主导影响因子,指出这些影响因子不仅直接或间接地影响土壤微生物呼吸作用和根系呼吸作用,而且它们之间相互作用、相互影响,且各影响因子的地位和作用会随时空尺度变化发生相应改变.在此基础上,论文提出了未来土壤呼吸作用的研究重点.

关键词：土壤呼吸作用微生物呼吸作用根呼吸作用影响因子

中国天然林凋落物量的空间分布及其影响因子分析

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中国科学：生命科学 2016年第11期46卷 1304-1311页

作者：贾丙瑞周广胜刘永志蒋延玲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 中国气象科学研究院北京100081 黑龙江呼中国家级自然保护区管理局呼中165036

森林凋落物是森林生态系统物质循环和能量流动中的重要结构和功能单元,具有不可替代的生态学作用,我国在森林凋落物方面已经开展了大量研究工作,但全国大尺度范围内森林凋落物的综合性研究还很少见报道.本研究收集整理了1970-2014年发表... 详细信息

森林凋落物是森林生态系统物质循环和能量流动中的重要结构和功能单元,具有不可替代的生态学作用,我国在森林凋落物方面已经开展了大量研究工作,但全国大尺度范围内森林凋落物的综合性研究还很少见报道.本研究收集整理了1970-2014年发表的308组中国天然林年凋落物量数据,观测地点分布范围为北纬18°15′-51°30′,东经82°53′-129°06′,海拔0-3828 m,涵盖了中国主要森林类型.研究表明,从寒温带、温带、亚热带到热带,中国天然林年凋落物量呈逐渐增加趋势,平均值分别为2.45,3.56,6.66和9.30 t hm-2.凋落物随着纬度升高呈明显下降趋势,纬度每升高1°,森林年凋落物量下降0.19-0.27 t hm-2.在全国尺度上天然林年凋落物量主要受热量因子调控,等效纬度（综合考虑了纬度与海拔的影响）和年均温均可以解释年凋落物量约60%的变化情况,随着凋落物量观测时间延长其相关性进一步得到提高,如2或3年以上观测时长的解释率分别提高约11%和15%.本研究结果可为森林生态系统管理与林火预测提供森林凋落物的定量参考.

关键词：天然林年凋落物量纬度海拔等效纬度年均温年降水