青藏高原是地球上海拔最高的高原，被稱為“世界屋脊”、“第三極”。青藏高原光照和地?zé)豳Y源充足。高原上凍土廣布，植被多為天然草原。它扮演著重要的生態(tài)角色，影響著全球氣候變化。這個區(qū)域的碳循環(huán)系統(tǒng)尤其引人注目。隨著全球氣候變暖，青藏高原的永凍層正在消融，導(dǎo)致大量的甲烷和其他溫室氣體被釋放到大氣中，從而影響了全球氣候變化的速度。這種現(xiàn)象對人類社會和生態(tài)系統(tǒng)都產(chǎn)生了深遠的影響，今天想向大家介紹的文章，正好與此相關(guān)?；赑icarro G2201-i碳同位素分析儀研究天然氣水合物釋放對青藏高原永凍層濕地甲烷排放的影響濕地甲烷排放是全球CH4收支中最大的自然來源，在推動21世紀(jì)氣候變化方面發(fā)揮著日益重要的作用。多年凍土區(qū)碳庫是受氣候變化影響的大型儲層，對氣候變暖具有正反饋作用。在與氣候相關(guān)的時間尺度上，融化的永久凍土中的甲烷排放是溫室氣體收支的關(guān)鍵。因此，多年凍土區(qū)濕地甲烷排放過程與濕地碳循環(huán)密切相關(guān)，對理解氣候反饋、減緩全球變暖具有重要意義。青藏高原是地球上最大的高海拔永久凍土區(qū)，儲存了大量的土壤有機碳和天然氣水合物中的熱生烴。濕地甲烷排放源識別是了解青藏高原濕地甲烷排放和碳循環(huán)過程與機制的重要問題?；诖?，來自中國地質(zhì)調(diào)查局的研究團隊于2017年測量青藏高原木里永凍層近地表和天然氣水合層鉆井（DK-8）的CH4和CO2排放量及其碳同位素組成（Picarro G2201-i碳同位素分析儀）。并...
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鹽沼是地表過濕或季節(jié)性積水、土壤鹽漬化并長有鹽生植物的地段。濱海鹽沼以草本植物為主，沿潮間帶延伸，可忍受高鹽條件和因漲潮引起的周期性淹水。鹽沼植被生產(chǎn)力高，可為許多物種提供繁殖、覓食和越冬的場所。鹽沼植被地上生物量（AGB）的估算為監(jiān)測鹽沼生態(tài)系統(tǒng)時空穩(wěn)定性、生產(chǎn)力和地上碳儲量提供了有用信息。然而，以往關(guān)于AGB的估算研究主要局限于站點水平，且通?；趩我恢脖活愋?。與野外地面調(diào)查方法相比，遙感（RS）衛(wèi)星成本低、速度快、范圍廣，在鹽沼植被結(jié)構(gòu)和生物物理指標(biāo)的空間估計方面更具優(yōu)勢。其中，UAV-LiDAR數(shù)據(jù)具有較高的時空分辨率，在濱海鹽沼三維結(jié)構(gòu)監(jiān)測中具有很大潛力。然后目前，利用UAV-LiDAR數(shù)據(jù)估算鹽沼植被AGB的研究有限。為了確定濱海鹽沼潮溝對植被群落空間分布及其生物量的影響， 來自復(fù)旦大學(xué)的研究團隊在上海崇明東灘濱海濕地（121°54′-121°55′E，31°27′-31°28′N）進行了研究，主要目的為：（1）探索UAV-LiDAR數(shù)據(jù)估算鹽沼植物AGB的潛力；（2）研究潮溝對鹽沼植物群落空間格局及其地上C儲量的影響。作者于2019年9月基于DJI M600平臺，利用LR1601-IRIS LiDAR傳感器（北京理加聯(lián)合科技有限公司，北京依銳思）收集UAV-LiDAR數(shù)據(jù)。于2019年9月27日和28日獲取光學(xué)圖像數(shù)據(jù)。于201...
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植被根系水分吸收在水分運移過程中發(fā)揮著重要作用，且在土壤-植物-大氣界面具有多重影響，尤其是半干旱和干旱生態(tài)系統(tǒng)中。具有高生態(tài)可塑性的各種荒漠物種的根系水分吸收模式適應(yīng)了有效水資源，從而產(chǎn)生了物種特異性抗旱機制。因此，測量根系活動和量化每個貢獻者大小的定性和定量方法，特別是在（半）干旱地區(qū)，尚未得到廣泛研究，并且仍然是當(dāng)前研究工作的挑戰(zhàn)。已有許多研究應(yīng)用水穩(wěn)定同位素方法研究了植物的吸水模式，但研究對象多集中在樹木和灌木上，且許多文獻提到干旱地區(qū)不可預(yù)測的降水事件對最常見的植物吸水模式的顯著影響?；诖?，在本研究中，來自中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所和自然資源部地下水科學(xué)與工程重點實驗室的研究團隊以戟葉鵝絨藤-一種常見的荒漠共生藤本植物為研究對象，采用基于水穩(wěn)定同位素的多源線性混合模型識別和量化了其在生長期的水分吸收模式，同時消除了脈沖降水事件對根系吸水顯著的短期影響。旨在深入了解戟葉鵝絨藤和其他荒漠藤本物種的吸水模式，從而加深對干旱區(qū)生態(tài)水文地質(zhì)循環(huán)中水分運移過程的理解，并為可持續(xù)發(fā)展以及荒漠植被的管理和維護提供科學(xué)依據(jù)。民勤縣數(shù)字高程模型和河網(wǎng)，青土湖的相對地理位置 （即研究區(qū)，五角星）和采樣位置。作者于2019年8月12日收集了降雨。并于2019年8月20日、2019年8月22日和2019年8月24日收集了3個不同地點的戟葉鵝絨藤莖部和不同層土壤（0-10 cm、10-3...
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植物和微生物生長繁殖均需要氮。盡管這通常導(dǎo)致兩者對氮的競爭，但在數(shù)百萬年的共同進化中，植物和微生物已發(fā)展成了互利共生的相互關(guān)系。微生物固定和植物吸收之間的時間耦合在氮循環(huán)維持中起著關(guān)鍵作用。植物和微生物生物量的不同季節(jié)動態(tài)很大程度上決定了不同生態(tài)系統(tǒng)組分間的氮流動。值得注意的是，冬季微生物氮固定可能直接影響生長季植物氮供應(yīng)。氣候變化極大地改變了全球降雪格局，進而改變土壤溫度、土壤水分和凍融頻率，這不僅會影響覆雪期氮循環(huán)，還會影響凍融期氮流失。最終，在冬季氣候變化下，植物和微生物之間氮交換的時間耦合可能會重塑。然而，目前尚不清楚積雪深度的變化是否會影響植物和微生物氮利用之間的時間聯(lián)系以及如何影響。在過去的40年，北極濤動和大氣環(huán)流的變化增加了中國東北地區(qū)冬季積雪深度。為了探索冬季氣候變化下植物和微生物氮循環(huán)之間季節(jié)內(nèi)和季節(jié)間相互作用如何影響生態(tài)系統(tǒng)氮固持，中科院植物所劉玲莉研究團隊在中國科學(xué)院內(nèi)蒙古草原生態(tài)系統(tǒng)定位研究站（IMGERS，43°38′N，116°42′E；1200 m a.s.l.）依托長期降雪控制實驗平臺，結(jié)合15N示蹤試驗以及N2O高通量監(jiān)測手段，旨在檢驗以下假設(shè)：1）微生物在冬季有較強的氮獲取能力，而植物則在生長季表現(xiàn)出更高的氮競爭能力；2）生長季植物氮吸收與非生長季土壤微生物氮固定量呈正相關(guān)，以及3）凍融階段增雪通過增加氣態(tài)氮排放和淋溶流失來...
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位于青藏高原東北部的青海湖，擁有著豐富的自然景觀，既優(yōu)美壯麗又獨具特色。然而，在氣候變化和人類過度開墾畜牧等因素的影響下，青海湖的環(huán)境逐漸惡化，生態(tài)遭到破壞，沙漠化面積也日益擴大。據(jù)統(tǒng)計，青海湖周邊地區(qū)現(xiàn)有沙化土地170.7萬畝、占區(qū)域土地總面積的11.7%。在植被恢復(fù)的過程中，青海湖地區(qū)的典型固沙植物沙蒿、沙棘和烏柳等對土壤養(yǎng)分及土壤有機質(zhì)的提高發(fā)揮了較大的作用，其中自然植被沙蒿對土壤養(yǎng)分的改良效果最明顯。沙蒿 (學(xué)名:Artemisia desertorum)是菊科蒿屬多年生半灌木狀植物，天然生長在沙漠地區(qū)，分布甚廣。在我國主要分布在黑龍江、內(nèi)蒙古、陜西、寧夏、甘肅、青海、新疆、四川、西藏等地，多生長于草原、草甸、森林草原、高山草原、荒坡、礫質(zhì)坡地、干河谷、河岸邊、林緣及路旁等。沙蒿枝條匍匐生長，有利于防風(fēng)阻沙，具有適應(yīng)性強、耐干早、抗風(fēng)蝕、喜沙埋、生長快、固沙作用強等特點，為固沙先鋒植物。接下來我們來了解一篇關(guān)于青藏高原東北部高寒沙地沙蒿根系在沙丘不同地貌部位的吸水策略的論文。沙漠化是青藏高原東北部的主要土地退化問題之一。青海湖位于青藏高原東北部，屬于高寒半干旱氣候影響下的生態(tài)脆弱區(qū)和全球氣候變化敏感區(qū)，青海湖周邊土地沙漠化嚴(yán)重。以前針對本區(qū)固沙植物的研究主要集中在植物的防風(fēng)固沙機理與生態(tài)功能上，對植物與水分關(guān)系的關(guān)注較少，尤其是本土物種在不同微地貌導(dǎo)致的不同供水條件下。基于...
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水分是植物生長不可或缺的因素，水分有效性的波動直接影響植物的生長、數(shù)量和空間分布。在全球氣候變化下，區(qū)域降水格局已經(jīng)發(fā)生了改變。植物不同水源的貢獻率反映了生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的響應(yīng)程度。因此，追蹤和分析植物水源可以為研究全球氣候變化提供參考。祁連山位于青藏高原東北緣，是中國西北地區(qū)重要的生態(tài)屏障。因此，研究亞高山生境植物水源對于理解祁連山生態(tài)和水文過程具有重要意義。已有很多學(xué)者利用氫氧穩(wěn)定同位素（δ2H和δ18O）進行了諸如此類的研究，但關(guān)于亞高山生境不同坡向植物水源的研究鮮少報道?；诖?，在本研究中，來自西北師范大學(xué)和中科院西北生態(tài)環(huán)境資源研究所的研究團隊監(jiān)測了青藏高原東北緣祁連山東段冷龍嶺北坡的上池溝（37°38′10″N，101°51′9″E，3080 m a.s.l.，圖1）的降水、土壤水、木質(zhì)部水、降水和泉水的穩(wěn)定同位素組成以及相關(guān)環(huán)境變量（氣象和土壤水變量），利用LI-2100全自動真空冷凝抽提系統(tǒng)（北京理加聯(lián)合科技有限公司）提取土壤和木質(zhì)部中的水分，并利用ABB LGR T-LWIA-45-EP液態(tài)水同位素分析儀測定所有水樣的δ2H值和δ18O值?；谶@些數(shù)據(jù)，分析了不同水體穩(wěn)定同位素的變化，并利用多源線性混合模型（IsoSource）計算不同水源對植物的相對貢獻率。本研究目標(biāo)是：（1）觀察相同和不同生境下亞高山灌木的水源以及（2）研究亞高山灌木對水...
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全球變暖增加了當(dāng)?shù)卮髿鈱λ值男枨螅瑢?dǎo)致許多地區(qū)降水減少，兩者都會導(dǎo)致干旱。水汽可以在輻射冷卻到露點溫度以下的表面凝結(jié)成露水。露水因其對地表水平衡的重要貢獻而被認(rèn)為是一個重要水源，尤其是在半干旱和干旱地區(qū)。干旱地區(qū)，年露水量占降雨量的9%-23%。在熱帶島嶼旱季，露水可以作為一種替代水源。露水對干旱地區(qū)或干旱期植物的生存、生長和發(fā)育十分重要，例如帶來夜間水分以及通過植物氣孔或特殊的物理特征（如氣生植物）直接被葉片吸收利用。因此，露水可以增加葉片的凈光合產(chǎn)物積累，提高植物水分利用效率。露水還參與了大氣中的化學(xué)過程，例如亞硝酸鹽氧化物的晝夜（和夜間）循環(huán)。從1961-2010，中國露水頻率降低了5.2天/10年，這主要是因為近地表增溫和相對濕度（RH）下降。此外，中國干旱區(qū)露水頻率下降率（50%）高于半濕潤和濕潤地區(qū)（40%和28%）。因此，隨著全球氣候變化，不同地區(qū)露水具有不同的趨勢，需了解不同氣候區(qū)域的露水特征以更好地預(yù)測未來露水動態(tài)變化。δ2H和δ18O是天然和傳統(tǒng)的水文示蹤劑，在追蹤與不同類型水（例如降雨、降雪、露水、霧、地表水、植物水和冰芯）相關(guān)的不同水文氣象過程中發(fā)揮著重要作用。兩種質(zhì)量分餾過程，平衡分餾和動力學(xué)分餾，是水相變過程中同位素差異的根本原因。它們分別由飽和水汽壓和不同同位素的擴散速率決定。17O-excess（17O-excess = ln（δ17O + 1）-...
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【溫室氣體】人類活動造成溫室氣體排放急劇增加，全球地表溫度持續(xù)上升，顯著改變了自然生態(tài)系統(tǒng)碳水循環(huán)格局。極端氣候事件，尤其是極端干旱事件發(fā)生的頻率和強度不斷升高，對土壤含水量、土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能、土壤異養(yǎng)呼吸（Rh）以及土壤甲烷（CH4）通量具有重要影響。高寒泥炭地?fù)碛芯薮蟮奶純α?，對氣候變化高度敏感。雖然目前圍繞高寒泥炭地碳排放開展了一些研究，但對高寒泥炭地生態(tài)系統(tǒng)碳排放對極端干旱響應(yīng)的微生物機制仍不清楚?；诖?，中國林業(yè)科學(xué)研究院濕地研究所的研究團隊以青藏高原東部若爾蓋國家級自然保護區(qū)高寒泥炭地（33°47′56.62′′ N，102°57′28.44′′ E，3430 m.a.s.l.）為研究對象，依托模擬極端干旱的野外控制實驗平臺，通過原位觀測和室內(nèi)試驗相結(jié)合，旨在解決以下問題：（1）不同植物生長期，極端干旱如何影響Rh和CH4通量?（2）極端干旱如何影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能群?以及（3）驅(qū)動Rh和CH4通量變化的主要因素是什么？作者于2019年6月18日至9月25日測量了Rh（PS-9000便攜式土壤碳通量自動測量系統(tǒng)（北京理加聯(lián)合科技有限公司））和CH4通量（一個閉路靜態(tài)室（0.5×0.5×0.5 m）+ABB LGR便攜式溫室氣體分析儀（UGGA，GLA132-GGA））。試驗三個生長期結(jié)束時，作者測量了樣地0-20 ...
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CO2和CH4排放增加是全球變暖的主要原因（IPCC，2013），人類活動導(dǎo)致大約44%和60%的CO2和CH4排放到大氣中。人類活動如攔河筑壩干擾濕地的結(jié)構(gòu)和功能，引發(fā)大量土壤CO2和CH4排放。然而，目前對濕地水庫CO2和CH4排放及其碳同位素特征的影響機制知之甚少?；诖耍瑸榱颂钛a研究空白，在本研究中，來自云南大學(xué)和中科院武漢植物園的研究團隊在三峽消落區(qū)原位條件下調(diào)查了4個海拔梯度（即不同淹水狀態(tài)）（175 m，160–175 m，145–160 m和＜147 m）飽和和排干狀態(tài)下CO2和CH4排放模式及其碳同位素特征，以及相關(guān)的控制因子。他們作出了如下假設(shè)：1）由于淹水下優(yōu)勢植物種的轉(zhuǎn)變，土壤條件（例如土壤基質(zhì)質(zhì)量，土壤水分和溫度）的變化將會改變CO2排放以及CO2的δ13C值；2）CH4排放模式及其同位素特征對淹水更敏感，反映了土壤厭氧環(huán)境的增加；3）不同淹水狀態(tài)下（例如飽和和排干狀態(tài)下）將會導(dǎo)致酶表達和微生物屬性的改變，進而極大影響CO2和CH4排放。圖1 重慶忠縣研究區(qū)位置（a）；三峽消落區(qū)采樣地衛(wèi)星圖像及沿海拔梯度詳細(xì)的靜態(tài)通量室放置圖（b）。作者于2017年6-8月測量了土壤/水大氣界面CO2和CH4的交換率。利用ABB LGR CO2同位素分析儀分析CO2的濃度及δ13C，并利用ABB LGR甲烷碳同位素分析儀分析CH4的濃度及δ13C。【結(jié)果】高海拔地區(qū)CO2...
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生態(tài)系統(tǒng)呼吸（Re）和甲烷（CH4）通量是兩個重要的土壤-大氣碳交換過程，已經(jīng)在局地尺度上得到充分記錄。然而，在流域尺度上，對青藏高原多年凍土區(qū)這些過程的空間格局和控制因素尚不清楚。基于此，為了填補研究空白，在本研究中，來自四川大學(xué)、中國科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所、山西農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院和西南民族大學(xué)青藏高原研究所的研究團隊在青藏高原風(fēng)火山（34°40′-34°46′ N和92°50′–92°62′ E；4580-5410 m a.s.l.；圖1a）測量了兩個生長季節(jié)（2017年和2018年）不同坡向（北向（陰坡）和南向（陽坡））和不同海拔（低、中和高坡位）的生態(tài)系統(tǒng)呼吸（Re）和CH4通量，旨在闡明青藏高原草地流域尺度的Re和CH4通量模式并量化生物和非生物因子調(diào)節(jié)Re和CH4通量的相對貢獻。作者利用LGR UGGA便攜式溫室氣體分析儀+PS-3000便攜式土壤呼吸系統(tǒng)（北京理加聯(lián)合科技有限公司）+SC-11便攜式呼吸室（北京理加聯(lián)合科技有限公司）于2017年和2018年生長季節(jié)（6-12月）每30天測量一次Re和CH4通量。同時，還測量了土壤溫度、體積含水量、地上生物量和地下生物量、土壤有機質(zhì)、pH、土壤全氮、土壤容重、溶解性有機碳、微生物量碳、微生物量氮、土壤蔗糖酶活性、NH4+-N和NO3--N濃度。...
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