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Nitrogen addition mediates the response of foliar stoichiometry to phosphorus addition: a meta-analysis

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Ecological Processes 2021年第1期10卷 804-816页

作者： Chengming You changhui peng Zhenfeng Xu Yang Liu Li Zhang Rui Yin Lin Liu Han Li Lixia Wang Sining Liu Bo Tan Paul Kardol Forestry Ecological Engineering in the Upper Reaches of the Yangtze River Key Laboratory of Sichuan Province and National Forestry and Grassland Administration Key Laboratory of Forest Resources Conservation and Ecological Safety on the Upper Reaches of the Yangtze River and Rainy Area of West China Plantation Ecosystem Permanent Scientifc Research Base Institute of Ecology and ForestrySichuan Agricultural University211 Huimin RoadWenjiang DistrictChengdu 611130SichuanPeople’s Republic of China. Department of Biological Science Institute of Environment SciencesUniversity of Quebec at MontrealCase Postale 8888Succursale Centre-VilleMontrealQC H3C 3P8Canada. Laboratory for Ecological Forecasting and Global Change College of ForestryNorthwest A&F UniversityNo.3 Taicheng RoadYangling 712100People’s Republic of China. Department of Community Ecology Helmholtz-Centre for Environmental Research-UFZTheodor-Lieser-Strasse 406110 HalleSaaleGermany. College of Animal Science and Technology Sichuan Agricultural UniversityChengdu 611130People’s Republic of China. Department of Forest Ecology and Management Swedish University of Agricultural Science90183 UmeåSweden.

Background:Changes in foliar nitrogen(N)and phosphorus(P)stoichiometry play important roles in predicting the efects of global change on ecosystem structure and ***,there is substantial debate on the efects of P addition on foliar N and P stoichiometry,particularly under diferent levels of N ***,we conducted a global meta-analysis to investigate how N addition alters the efects of P addition on foliar N and P stoichiometry across different rates and durations of P addition and plant growth types based on more than 1150 ***:We found that P addition without N addition increased foliar N concentrations,whereas P addition with N addition had no *** positive efects of P addition on foliar P concentrations were greater without N addition than with N ***,the efects of P addition on foliar N,P and N:P ratios varied with the rate and duration of P *** particular,short-term or low-dose P addition with and without N addition increased foliar N concentration,and the positive efects of short-term or low-dose P addition on foliar P concentrations were greater without N addition than with N *** responses of foliar N and P stoichiometry of evergreen plants to P addition were greater without N addition than with N ***,regardless of N addition,soil P availability was more efective than P resorption efciency in predicting the changes in foliar N and P stoichiometry in response to P ***:Our results highlight that increasing N deposition might alter the response of foliar N and P stoichiometry to P addition and demonstrate the important efect of the experimental environment on the *** results advance our understanding of the response of plant nutrient use efciency to P addition with increasing N deposition.

关键词： Ecological stoichiometry Plant nutrient regime Nutrient resorption efciency Soil N and P availability Global change Global synthesis

Exposures to temperature beyond threshold disproportionately reduce vegetation growth in the northern hemisphere

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National Science Review 2019年第4期6卷 786-795页

作者： Xiuchen Wu Weichao Guo Hongyan Liu Xiaoyan Li changhui peng Craig D.Allen Cicheng Zhang Pei Wang Tingting Pei Yujun Ma Yuhong Tian Zhaoliang Song Wenquan Zhu Yang Wang Zongshan Li Deliang Chen State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology Beijing Normal University Faculty of Geographical Science Beijing Normal University College of Urban and Environmental Science Peking University Institute of Environment Sciences University of Quebec at Montreal US Geological Survey Fort Collins Science CenterJemez Mountains Field Station Institute of the Surface-Earth System Science Research Tianjin University State Key Laboratory of Urban and Regional Ecology Research Center for Eco-Environmental Sciences Chinese Academy of Sciences Regional Climate Group Department of Earth SciencesUniversity of Gothenburg

In recent decades, terrestrial vegetation in the northern hemisphere(NH) has been exposed to warming and more extremely high temperatures. However, the consequences of these changes for terrestrial vegetation growth remain poorly quantified and understood. By examining a satellite-based vegetation index, tree-ring measurements and land-surface model simulations, we discovered a consistent convex pattern in the responses of vegetation growth to temperature exposure(TE) for forest, shrub and grass in both the temperate(30?-50?N) and boreal(50?-70?N) NH during the period of 1982-2012. The response of vegetation growth to TE for the three vegetation types in both the temperate and boreal NH increased convergently with increasing temperature, until vegetation type-dependent temperature thresholds were reached. A TE beyond these temperature thresholds resulted in disproportionately weak positive or even strong negative responses. Vegetation growth in the boreal NH was more vulnerable to extremely high-temperature events than vegetation growth in the temporal NH. The non-linear responses discovered here provide new insights into the dynamics of northern terrestrial ecosystems in a warmer world.

关键词： temperature exposure vegetation growth extremely high temperature non-linear response temperate and boreal northern hemisphere

Carbon and water cycling in Lake-Rich landscapes in Canada

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Carbon and water cycling in Lake-Rich landscapes in Canada

生长季增温对黄土高原甘青针茅和铁杆蒿群落及其土壤养分的影响

第三世界生态高峰会

作者： peng changhui University of Quebec at Montreal

Aquatic ecosystems play a key role in the fate of terrigenous organic matter(TOM).The understanding of the role of aquatic ecosystems in processing TOM is hampered by several uncertainties regarding the relations between terrestrial and aquatic ***,it is presently difficult to adequately evaluate the impacts of anthropogenic disturbances on the greenhouse gas(GHG)budgets of *** this study,we aim at developing a better understanding of the respective impacts of reservoirs and forest harvesting on the aquatic fate of TOM,in order to estimate the resulting changes in GHG emissions budget at the watershed *** will present the development of a new process-based model(Integrated Carbon Cycle Model-ICC model)capable of integrating(1)fine biogeochemical proxies with respect to the carbon dynamics in lakes and perturbed aquatic ecosystems such as human-made reservoirs as well as(2) modifications in TOM exports due to forest *** ICC model will be developed throngh two iterative and complementary components:a modeling approach and an empirical biogeochemical *** challenges for coupling terrestrial ecosystem models with aquatic ecosystem models will also be discussed.

关键词： ICC Carbon and water cycling in Lake-Rich landscapes in Canada

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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草业科学 2022年第10期39卷 2029-2037页

作者：朵莹邓军程杰程积民彭长辉郭梁西北农林科技大学草业与草原学院陕西杨凌712100 宁夏云雾山国家级自然保护区管理局宁夏固原756000 国家林业和草原局西北调查规划设计院陕西西安710048 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 魁北克大学蒙特利尔分校环境科学研究所加拿大蒙特利尔H3C 3P8 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100

为探究全球变暖背景下草原优势种变化规律及其土壤养分作用机制,本研究以黄土高原典型草原-宁夏云雾山国家级自然保护区优势种甘青针茅(Stipa przewalskyi)和铁杆蒿(Artemisia sacrorum)群落为研究对象,探究植物生长季增温条件下群落地... 详细信息

为探究全球变暖背景下草原优势种变化规律及其土壤养分作用机制,本研究以黄土高原典型草原-宁夏云雾山国家级自然保护区优势种甘青针茅(Stipa przewalskyi)和铁杆蒿(Artemisia sacrorum)群落为研究对象,探究植物生长季增温条件下群落地上生物量及地下不同土层土壤有机碳、全氮、速效磷、微生物生物量碳、微生物生物量氮、硝态氮、铵态氮含量变化规律。结果表明:1)生长季增温分别使甘青针茅和铁杆蒿群落地上生物量提高了122.87%和36.65%,两者对增温响应的差异与其对磷等养分利用的差异有关。2)生长季增温使不同深度土壤平均温度升高2.03~2.93℃,表层(0-5 cm)土壤温度增幅高于深层;土壤温度的升高导致土壤水分含量降低。3)表层土壤养分对于增温的响应程度强于下层,增温使甘青针茅和铁杆蒿群落表层土壤有机碳含量分别显著降低了18.47%和2.35%(P <0.05)。此外,在甘青针茅群落中,增温极显著提高了表层土壤速效磷含量、降低了微生物生物量氮含量(P <0.01)。总之,生长季增温通过影响土壤温度、水分条件进而对甘青针茅、铁杆蒿群落的土壤养分状况及其地上生物量产生影响,甘青针茅群落对增温的响应更为敏感。本研究对了解全球增温黄土高原草地生态系统不同优势种的群落变化特征以及土壤养分变化及驱动机制具有重要意义。

关键词：气候变暖优势种土壤温湿度地上生物量半干旱草地

空间尺度转换与跨尺度信息链接:区域生态水文模拟研究空间尺度转换方法综述(英文)

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地球科学进展 2008年第2期23卷 129-141页

作者：吴江华赵鹏祥 Nigel Roulet Jonathan Seaquist peng changhui Department of Geography McGill University Montreal Quebec 1-13A 2K6 Canada Global Environmental and Climate Change Centre ( GEC3 ) Quebec 1-13A 2K6 Canada McGill School of Environment McGill University Montreal Quebec Canada College of Forestry Northwest A ＆ F University Yangling 712100China Department of Physical Geography ＆ Ecosystems Analysis Lund University SiJlvegatan 12223 62Lund Sweden Institut des Sciences de L＇environnement Universit~ du Quebec a Montreal Montreal 1-13C 3P8 Canada

空间尺度转换是近年来区域生态水文研究领域的一个基本研究问题。其需要主要是源于模型的输入数据与所能提供的数据空间尺度不一致以及模型所代表的地表过程空间尺度与所观测的地表过程空间尺度不吻合。综述了目前区域生态水文模拟研究... 详细信息

空间尺度转换是近年来区域生态水文研究领域的一个基本研究问题。其需要主要是源于模型的输入数据与所能提供的数据空间尺度不一致以及模型所代表的地表过程空间尺度与所观测的地表过程空间尺度不吻合。综述了目前区域生态水文模拟研究中常用的空间尺度转换研究方法,包括向上尺度转换和向下尺度转换。详细论述了2种向下尺度转换方法:统计学经验模型和动态模型。前者是通过将GCM大尺度数据与长期的历史观测数据比较从而建立统计学相关模型,然后利用这个统计学经验模型进行向下的空间尺度转换.然而动态模型并不直接对GCM数据进行向下尺度的转换,而是对与GCM进行动态耦合的区域气候模型(RCM)的输出数据进行空间尺度转换.通常后者所获得的数据精度要比前者高,但是一个主要缺点就是并不是全球所有的研究区域都有对应的RCM。还详细论述了2种向上尺度转换方法:统计学经验模型和斑块模型。前者是建立一个能代表小尺度信息在大尺度上分布的密度分布概率函数,然后利用这个函数在所需的大尺度上进行积分而求得大尺度所需的信息。而后者是根据相似性最大化原则将大尺度划分为若干个可操作的小尺度斑块,然后将计算的每个小尺度斑块的信息平均化得到大尺度所需的信息。通常在计算这种斑块化的小尺度信息的时候,对每个小尺度也会采用统计学经验模型来计算代表整个斑块小尺度的信息。

关键词：生态水文模拟空间尺度转换向上空间尺度转换向下空间尺度转换

水热条件分别控制了中国温带草地NDVI的年际变化和增长趋势

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生态学报 2022年第2期42卷 766-777页

作者：何玉杰孔泽户晓张江王猛彭长辉朱求安河海大学水文水资源学院南京210098 西北农林科技大学林学院生态预测与全球变化研究中心杨凌712100 东北师范大学地理科学学院长白山地理过程与生态安全教育部重点实验室长春130024 魁北克大学蒙特利尔分校环境科学研究所蒙特利尔加拿大C3H3P8 国家地球系统科学数据中心国家科技基础条件平台北京100101

温带草地区是我国植被对气候变化响应的敏感区和陆地生态系统的生态脆弱区,是组成草地资源的重要部分。由于全球变暖,气候变化带来的极端气候影响越来越大,探究我国温带草地植被覆盖时空变化规律和水热条件变化对其生长的影响,对区域生... 详细信息

温带草地区是我国植被对气候变化响应的敏感区和陆地生态系统的生态脆弱区,是组成草地资源的重要部分。由于全球变暖,气候变化带来的极端气候影响越来越大,探究我国温带草地植被覆盖时空变化规律和水热条件变化对其生长的影响,对区域生态的环境保护,实现畜牧业的可持续发展和更加合理有效地利用草地资源具有重要的现实意义。基于1982—2015年长时间序列的气象(降水、温度、太阳辐射)数据和GIMMS NDVI 3g数据,采用去趋势分析法和相关性分析法,探究近34年中国温带地区生长季草地归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)和气候因子变化格局,以及水热条件对NDVI的同步影响和滞后影响。研究结果表明:(1)1982—2015年中国温带草地生长季平均温度和月平均太阳辐射呈增长趋势,降水量为下降趋势,温带草地气候逐渐呈现“暖干化”;(2)1982—2015年中国温带草地生长季NDVI的年际变化由降水因子主导,特别是在1999年之后,降水的对于中国温带草地生长季NDVI年际变化的影响更为显著;(3)1982—2015年中国温带草地生长季NDVI为增长趋势,生长季热条件(温度和太阳辐射)的显著上升控制着NDVI的增长趋势;(4)1982—2015年中国温带草地生长季NDVI对水热因子在年际变化上存在明显的滞后响应,生长季前期NDVI对温度滞后响应最明显,生长季中后期降水则成为植被生长滞后影响的主要控制因子。

关键词：中国温带草地归一化植被指数气候因子相关性分析法

日尺度下水热因子变化对青藏高原高寒草原生产力的影响特征

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生态学报 2023年第9期43卷 3719-3728页

作者：马扶林刘小伟朵莹于宗恺张强温仲明彭长辉郭梁青海省海北牧业气象试验站海北810200 西北农林科技大学草业与草原学院杨凌712100 西北农林科技大学水土保持研究所杨凌712100 加拿大魁北克大学环境科学研究所蒙特利尔H3C3P8 湖南师范大学地理科学学院长沙410081 中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心杨凌712100

温度和降水变化显著影响高寒生态系统植被生长和系统功能。草地生产力作为草地系统功能强弱的重要体现,对气候变化,特别是温度和降水变化十分敏感。探究高寒草原生产力如何响应气候变化,对预测未来气候变化情景下高寒草地系统功能变化... 详细信息

温度和降水变化显著影响高寒生态系统植被生长和系统功能。草地生产力作为草地系统功能强弱的重要体现,对气候变化,特别是温度和降水变化十分敏感。探究高寒草原生产力如何响应气候变化,对预测未来气候变化情景下高寒草地系统功能变化意义重大。前期研究大都从年或季节尺度探究气候变化对草地生产力的影响特征,缺乏更精细时间尺度的关联分析。本研究基于1997—2020年青藏高原高寒草原长期植被观测数据及相应气候资料,应用简单线性回归及偏最小二乘回归法(Partial Least Squares regression,PLS)探究了研究区草地地上净初级生产力对日尺度温度和降水变化响应特征。结果表明:(1)近24 a来研究区年平均气温和降水量分别以0.03℃/a和4.36 mm/a的速率显著升高;(2)近24 a来研究区草地生产力显著升高(增幅为5.24 g m^(-2)a^(-1)),且与年平均温度和降水量呈显著正相关关系;(3)日尺度分析表明,不同阶段温度和降水变化对草地生产力的影响不同,其中5—8月和9—10月的温度及5—7月和9—11月的降水是影响研究区草地生产力的气候因子关键作用期,尤以生长季温度(5—8月)和降水(5—7月)变化影响更高,这表明生长季气候变化是该高寒草地生产力变化的主要驱动因素。总之,本研究指出近24 a生长季温度和降水量显著增加对高寒草原生产力具有重要促进作用,这意味着青藏高原暖湿化对高寒草原生态系统功能(草地生产力)影响不仅依赖于温度和降水变化的幅度,同时亦与温度和降水变化的方向和是否同步密切相关。

关键词：青藏高原暖湿化地上净初级生产力生长季高寒草原

基于过程模型的青藏高原湿地甲烷排放格局评估

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生态学报 2020年第9期40卷 3060-3071页

作者：张贤朱求安杨斌王洁仪陈槐彭长辉西北农林科技大学林学院生态预测与全球变化研究中心杨凌712100 河海大学水文水资源学院南京210098 中国科学院成都生物研究所成都610041 魁北克大学蒙特利尔分校环境科学研究所蒙特利尔加拿大C3H3P8

甲烷(CH4)是大气中最丰富的碳氢化合物,是仅次于二氧化碳(CO2)的温室气体。湿地是甲烷的重要来源,在全球碳循环中发挥着重要作用,其排放的甲烷占所有天然甲烷排放源的70%,占全球甲烷排放总量的24.8%。青藏高原平均海拔4000 m以上,占有... 详细信息

甲烷(CH4)是大气中最丰富的碳氢化合物,是仅次于二氧化碳(CO2)的温室气体。湿地是甲烷的重要来源,在全球碳循环中发挥着重要作用,其排放的甲烷占所有天然甲烷排放源的70%,占全球甲烷排放总量的24.8%。青藏高原平均海拔4000 m以上,占有中国约三分之一的湿地。近几十年来,由于全球气候变暖和降水增加,该地区甲烷排放率和湿地面积都发生着巨大变化,因此,青藏高原湿地CH4排放的长期变化在很大程度上仍存在较大的不确定性。利用TRIPLEX⁃GHG模型模拟了青藏高原湿地1978—2008年CH4排放的动态特征,研究结果表明:(1)1978—2008年青藏高原湿地CH4排放速率呈逐渐增加趋势。(2)青藏高原大多数湿地区域CH4排放速率为0—6.13 g CH4 m^-2a^-1;东北部分湿地区域CH4排放速率为6.14—20.19 g CH4 m^-2 a^-1;较高的CH4排放速率分布于青藏高原南部湿地区域,为56.14—74.97 g CH4 m^-2a^-1。(3)青藏高原湿地CH4排放量在1978、1990、2000年和2008年分别为0.21、0.23、0.27和0.32 Tg CH4 a^-1。在1978—1990年,尽管CH4排放速率增加,但湿地面积减少,因此这一时期青藏高原湿地CH4排放量并未发生明显变化。随后由于降水增加和冰川融化,使得湿地面积逐渐增加,青藏高原湿地CH4排放量也呈现增加趋势。

关键词：青藏高原甲烷 TRIPLEX⁃GHG模型气候变化湿地变化

植物功能性状对动态全球植被模型改进研究进展

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科学通报 2018年第25期63卷 2599-2611页

作者：杨延征王焓朱求安温仲明彭长辉林光辉清华大学地球系统科学系、地球系统数值模拟教育部重点实验室北京100084 全球变化与中国绿色发展协同创新中心北京100875 西北农林科技大学林学院生态预测与全球变化研究中心杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所杨凌712100 Department of Biological Sciences Institute of Environmental SciencesUniversity of Quebec at MontrealMontreal H3C 3P8Canada 清华大学深圳研究生院海洋科学与技术学部深圳518055

动态全球植被模型(dynamic global vegetation models,DGVMs)在模拟和预测陆地生态系统对气候变化响应中表现出很大的不确定性,重要原因之一在于动态全球植被模型将定义植物功能型的性状值设置为常数,忽略了植物功能性状对环境变化的响... 详细信息

动态全球植被模型(dynamic global vegetation models,DGVMs)在模拟和预测陆地生态系统对气候变化响应中表现出很大的不确定性,重要原因之一在于动态全球植被模型将定义植物功能型的性状值设置为常数,忽略了植物功能性状对环境变化的响应.动态全球植被模型现有的植物功能型框架已经严重地阻碍了其发展,因此迫切需要一种新的方法来克服这种局限性.植物功能性状不仅可以反映植物对环境连续变化的响应,而且与生态系统的结构和功能密切相关,可提升当前动态全球植被模型对生态系统过程的模拟和功能的预测.本文从动态全球植被模型发展和植物功能型局限性入手,详细介绍了植物功能性状发展现状及其对动态全球植被模型改进的重要价值,归纳总结了植物功能性状对动态全球植被模型改进的主要方法,并指明植物功能性状对动态全球植被模型改进的发展方向.以期通过凝练植物功能性状在构建下一代动态全球植被模型中发挥作用,推动动态全球植被模型在我国的发展和应用.

关键词：动态全球植被模型(DGVMs) 植物功能型植物功能性状模型改进