Keeling曲線在陸地碳循環(huán)中的應(yīng)用和解析

日期： 2011-04-29

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D. E. Pataki1?J. R. Ehleringer1?L. B. Flanagan2?D. Yakir3?D. R. Bowling1 C. J. Still4,5

1猶他大學(xué)生物系?2 Lethbridge大學(xué)生命科學(xué)系3 Weizmann研究所4加州大學(xué)Berkeley大氣中心?5加州大學(xué)地理系

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GLOBAL BIOGEOCHEMICAL CYCLES, VOL. 17, NO. 1, 1022, doi:10.1029/2001GB001850, 2003

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摘要：光合與呼吸作用對(duì)大氣產(chǎn)生的影響可以被用來(lái)研究全球碳匯/源的估計(jì)，以及用于區(qū)分生態(tài)系統(tǒng)通量。因此Keeling plot的研究方法正越來(lái)越多地被用于確定生態(tài)系統(tǒng)呼吸(d13CR)的碳同位素組成，以較好地理解生態(tài)系統(tǒng)的同位素鑒別。本文我們分析了來(lái)自北美和南美33個(gè)實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)的146個(gè)keeling曲線，以研究生態(tài)系統(tǒng)呼吸的格局(d13CR)。為了解析來(lái)自不同研究的結(jié)果，我們討論了Keeling曲線方法的假設(shè)條件，并推薦了可用于確定生態(tài)系統(tǒng)呼吸的標(biāo)準(zhǔn)方法。方法包括用于解釋x變量誤差的回歸計(jì)算方法，以及夜晚期間生態(tài)系統(tǒng)呼吸的估計(jì)。我們統(tǒng)一計(jì)算了所有生境的生態(tài)系統(tǒng)呼吸。我們發(fā)現(xiàn)C3生態(tài)系統(tǒng)存在很大程度上的時(shí)空變化，具體的變化范圍從-19.0到-32.6‰。平均C3生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)值是-18.3‰。降雨是生態(tài)系統(tǒng)呼吸時(shí)空變化的主要驅(qū)動(dòng)力，(1)新固定的碳對(duì)生態(tài)系統(tǒng)呼吸具有很大的影響；(2)早前的氣候條件對(duì)生態(tài)系統(tǒng)呼吸有明顯的影響。這些結(jié)果解釋了可利用水分作為大氣13CO2的關(guān)鍵控制因子的重要性，強(qiáng)調(diào)了生態(tài)系統(tǒng)呼吸(d13CR)作為解釋環(huán)境對(duì)植被冠層和生態(tài)系統(tǒng)影響的有效工具的潛力。

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關(guān)鍵詞：碳循環(huán)、碳同位素、生態(tài)系統(tǒng)呼吸、二氧化碳、陸地生態(tài)系統(tǒng)

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pataki_etal2003_702.pdf

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ASD | LabSpec地物光譜儀在反演土壤水分特征曲線方面的應(yīng)用

2024 - 11 - 07

對(duì)地表入滲和蒸發(fā)通量的分配，以及準(zhǔn)確量化不同空間尺度下土壤與大氣之間的質(zhì)量和能量交換過(guò)程，都需要了解土壤的水文性質(zhì)（如土壤水分特征曲線和導(dǎo)水率特征曲線）。土壤水分特征曲線（SWRC）描述了在基質(zhì)勢(shì)下土壤水分含量的平衡情況，是重要的水文特性，與土壤孔隙的大小分布和結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，受土壤結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、有機(jī)物和粘土礦物等因素的影響。傳統(tǒng)測(cè)量SWRC的實(shí)驗(yàn)室方法繁瑣，數(shù)據(jù)往往不完整，且只覆蓋有限的水分含量范圍。近年來(lái)，近程和遙感技術(shù)得到了廣泛關(guān)注，特別是在光學(xué)域內(nèi)的土壤反射光譜已被用于獲取土壤礦物學(xué)和化學(xué)成分、有機(jī)物含量、粒度分布及水分含量等信息。這些研究為衛(wèi)星遙感提供了大尺度測(cè)繪的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)方法主要依賴光譜轉(zhuǎn)移函數(shù)，盡管能有效推斷土壤水力特性，但需大量數(shù)據(jù)進(jìn)行模型校準(zhǔn)。本文提出了一種新的實(shí)驗(yàn)室方法，通過(guò)水分含量依賴的短波紅外（SWIR）土壤反射光譜直接估計(jì)SWRC，利用最近開(kāi)發(fā)的前向輻射傳輸模型，僅...

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LI-2100 | 基于水分利用策略和植物性狀確定坡耕地玉米種植適宜土壤厚度

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水資源在糧食生產(chǎn)和生態(tài)修復(fù)中的關(guān)鍵作用，特別是在頻繁出現(xiàn)的高溫、干旱等極端天氣條件下，威脅糧食生產(chǎn)，加速土地退化。研究指出，中國(guó)作為人均水資源低于世界平均水平的國(guó)家，農(nóng)業(yè)用水已占全國(guó)總用水量的60%以上，但整體用水效率較低且區(qū)域差異顯著。尤其在山區(qū)和丘陵地區(qū)，土壤侵蝕和厚度減少嚴(yán)重影響了蓄水能力，加劇了干旱頻發(fā)和作物減產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，本文強(qiáng)調(diào)了通過(guò)優(yōu)化農(nóng)業(yè)管理實(shí)踐，提高用水效率，以緩解干旱脅迫，維持作物產(chǎn)量的重要性。本次田間試驗(yàn)在中國(guó)科學(xué)院鹽亭紫色土農(nóng)業(yè)生態(tài)站進(jìn)行，該站位于中國(guó)四川盆地中北部，海拔400-600m（東經(jīng)105° 27’，北緯 31°16’）（圖 1）。該地區(qū)屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候，平均氣溫 17.3℃。年平均降水量為826mm，蒸發(fā)量為680 mm。降雨分布不均，約70%的年降水發(fā)生在夏秋季，季節(jié)性干旱頻繁，主要發(fā)生在春季和初夏。圖1...

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2018–2019年大興安嶺北部近地表土壤凍融期森林土壤CO2和CH4通量

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