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基于稳定同位素和热扩散技术的张北杨树水分关系差异被引量：17: 2017年; 利用稳定氢同位素和热扩散技术研究张北防护林杨树的水分来源和蒸腾耗水,分析确定未退化与退化杨树的水分关系差异.结果表明:在生长季节中退化杨树主要利用0~30 cm土壤水分,未退化杨树主要利用30~80 cm土壤水分,两者的水分来源不同.旱季时,未退化杨树利用深层土壤水分和地下水的比例明显高于退化杨树.雨季中,杨树对0~30 cm土壤水分的利用比例增加,退化杨树增加幅度明显高于未退化杨树,对30~180 cm土壤水分的利用比例均减少.未退化杨树的液流速率大于退化杨树,不同天气中液流速率表现出相似的变化趋势,但未退化杨树液流的启动时间比退化杨树早.相关分析表明,未退化和退化杨树液流速率与土壤温度、风速、太阳辐射、相对湿度、空气温度均呈极显著的相关关系.退化杨树液流速率与土壤温度和空气相对湿度呈极显著负相关,与其他因素呈显著正相关,而未退化杨树仅与空气相对湿度呈极显著负相关,与其他因素均呈显著正相关关系,表明退化和未退化杨树蒸腾耗水易受环境条件的影响.退化杨树液流日累计量明显小于未退化杨树,表明其蒸腾耗水量较少;退化杨树水分来源浅,蒸腾耗水的减少并不能阻止林分退化.; 苗博孟平张劲松何方杰孙守家; 关键词：杨树

基于树轮稳定碳同位素的张北杨树防护林退化原因解析被引量：21: 2017年; 三北防护林是京津冀地区重要的生态屏障,但近十年来张北县4/5的杨树防护林出现退化现象,接近1/3的杨树濒临死亡或枯死,导致杨树防护林生态功能下降.本研究用稳定碳同位素方法追溯研究了退化与未退化杨树年轮中δ^(13)C值和内在水分利用效率(WUE_i)的差异,分析导致杨树退化和死亡的原因及其来源.结果表明:相同年龄杨树的直径随着退化程度增加而下降,退化杨树树轮的δ^(13)C值变化范围为-25.26‰^-22.97‰,未退化杨树为-26.15‰^-23.50‰,从1997年开始,退化杨树δ^(13)C值高于未退化杨树.退化与未退化杨树WUE_i值从1997年开始出现差异但不显著,2002年后其差异达到显著水平,退化与未退化WUE_i的差值ΔWUE_i连续正值可能是退化与未退化杨树产生分化的重要原因之一.退化和未退化杨树WUE_i与降雨量、相对湿度和潜在蒸散量(ET_0)的相关关系均不显著,但与气温和地下水埋深呈极显著的线性关系.1997年极端干旱事件是杨树林退化的起点,随后土地利用方式的改变导致地下水的过度使用,加剧了干旱持续时间和强度,进而加速杨树防护林的退化和死亡.; 孙守家李春友何春霞张劲松孟平; 关键词：小叶杨树轮稳定碳同位素土地利用方式

华北低山丘陵区土壤CH_4通量对脉冲降雨的响应被引量：3: 2015年; 基于箱式—激光法的CH4通量自动观测系统(SF-3000)研究脉冲降雨对华北低山丘陵区刺槐人工林土壤CH4通量连续变化的影响。同步观测试验点地表以下5 cm深度处土壤温度(T5)及其土壤含水量(S5)、林内大气温度(Ta)和相对湿度(HR)以及总辐射(Ra)等气象因子。结果表明:降雨显著抑制了土壤CH4通量,这种抑制作用一般能维持几天左右。在降雨前,刺槐人工林土壤CH4通量的日变化表现出"V"型结构;而在降雨后,却较复杂,呈"W"和"V"型两种结构。在不同降雨强度影响下,土壤CH4通量在不同时期的差异显著,但各气象要素在不同时期差异显著不同。; 庄静静张劲松孟平郑宁王风芹贾长荣李建中; 关键词：全球气候变化 CH4通量刺槐人工林

黄河小浪底库区降水δD和δ^(18)O季节变化特征及水汽来源被引量：12: 2015年; 2011-2014年4-10月在位于我国东部季风区的黄河小浪底库区收集降水样品及相应气象资料,分析该地区大气降水的δD和δ^(18)O季节变化规律及影响因素,建立不同季节大气降水线,揭示该地区不同季节水汽来源差异.结果表明:降水的δD和δ^(18)O值变化范围较大,具有明显的季节变化,春季降水的δD和δ^(18)O值较高,夏季次之,秋季最低.4-10月及秋季降水δD和δ^(18)O与降水量存在负相关关系,4-10月降水δD与温度呈负相关关系,而季节性降水同位素与温度的相关性不显著.夏季大气水线斜率及降水过量氘(d值)较小,而秋季最大.利用HYSPLIT气团轨迹模型得出夏季水汽主要来自东南及西南海洋性季风输送,春秋季节降水受大陆和海洋性季风共同影响.; 田超孟平张劲松孙守家何春霞贾长荣李建中; 关键词：Δ^18O 大气降水线过量氘水汽来源

华北低丘山区栓皮栎人工林冠层CO_2浓度和δ^(13)C变化及其影响因素被引量：4: 2015年; 采用离轴积分腔输出光谱技术测定华北低丘山区栓皮栎人工林冠层上缘(11 m)和下部(6 m)大气CO2浓度和δ13C值,在小时尺度上分析冠层CO2浓度和δ13C变化及其影响因素.结果表明:冠层CO2浓度呈先高后低再升高的日变化趋势,而δ13C值没有明显一致的日变化规律.白天大气不稳定状态出现的频率为70.2%,在光合作用和林内湍流的共同作用下,栓皮栎冠层下部CO2浓度高于冠层上缘约1.70μmol·mol-1,而δ13C值低于冠层上缘约0.81‰.晚上大气稳定状态出现的频率为76.2%,湍流弱,冠层叶片呼出的CO2不易流动,导致冠层下部CO2浓度高于上缘约1.24μmol·mol-1,δ13C值低于冠层上缘约0.58‰.白天和晚上冠层上下缘的CO2浓度差值与δ13C差值均呈显著的相关关系.逐步回归分析表明,白天太阳辐射和相对湿度是影响冠层CO2浓度和δ13C值差异的主要环境因子,晚上温度显著影响冠层下部与上缘δ13C值的变化,这些环境因子通过增强或减弱光合和呼吸作用来影响冠层大气中CO2浓度和δ13C值的变化.; 孙守家孟平张劲松郑宁何春霞李岩泉; 关键词：栓皮栎稳定碳同位素 CO2浓度冠层光合作用

华北低山丘陵区人工林土壤CH_4通量测定代表性时段研究被引量：2: 2015年; 在日尺度上选取合适的时间段测定土壤CH_4通量,取其均值代表日均值,可使短时间内土壤CH_4通量观测数据有效反映长时间尺度上土壤CH_4通量。为此,于2014年11月─2015年10月利用土壤CH_4自动观测系统对华北低山丘陵区刺槐(Robinia pseudoacacia L)人工林的土壤CH_4通量进行昼夜连续性观测,共取得140 d完整连续数据,其中,生长季(2015年5月─2015年10月)共82 d,非生长季(2014年11月─2015年4月)共58 d。分析各月土壤CH_4通量的日均值变化特征,计算各月的代表时段与日平均的相对差异百分率,选取相对差异百分率在±10%以内作为代表性时段。各月观测代表性时段选定后,对各月代表性时刻土壤CH_4通量的平均值与日平均值进行拟合,并对其在年尺度上的有效性进行检验评估。结果表明:(1)2014年11月─2015年10月各月份的日均值变化幅度分别为-0.74^-1.16、-0.58^-0.79、-0.48^-0.67、-0.55^-0.86、-0.59^-1.49、-0.60^-0.72、-0.70^-0.80、-0.50^-0.66、-0.54^-0.71、-0.71^-0.85和-0.84^-1.09 nmol·m^(-2)·s^(-1),日较差分别为0.42、0.21、0.19、0.31、0.90、0.12、0.10、0.16、0.17、0.15、和0.24 nmol·m-2·s-1;(2)选取8:00─9:00作为生长季(2015年5月─2015年10月)土壤CH_4通量的代表性时段;选择9:00─10:00作为非生长季(2014年11月─2015年4月)的代表性时段;(3)各月的代表性时段内土壤CH_4通量平均值与24 h日平均值的相对差异分别为5.71%(正向)、4.50%(正向)、-1.98%(负向)、3.11%(正向)、6.34%(正向)、-7.37%(负向)、-1.23%(负向)、-9.03%(负向)、-4.43%(负向)、-0.71%(负向)、4.97%(正向),均在±10%以内;(4)对各月代表性时刻土壤CH_4通量的平均值与日平均值进行拟合,发现各月代表性时段土壤CH_4通量平均值与24 h日平均值数据差异最小出现在9月,最大出现在7月;(5)将选择的代表性时段内土壤CH_4通量累加至年尺度上,表明选取的代表性时段可代表研究区的全年土壤CH_4�; 庄静静张劲松孟平郑宁贾长荣李剑侠李建中; 关键词：CH4通量时段

降雨对华北石质山地侧柏林土壤温湿度及水分运移的影响被引量：6: 2015年; 以华北石质山地侧柏林为研究对象,运用氢稳定同位素(δD)技术,结合大气、土壤的温湿度,探讨雨季和旱季降雨对不同深度土壤温湿度动态及水分运移的影响。结果表明:土壤温度在雨季随降雨产生先减小后增大,随土壤深度增加而降低,而旱季初期则随降雨持续减小,且随土壤深度的增加而升高。雨季和旱季,土壤湿度随降雨先增大后减小,且均随土壤深度的增加而下降。雨季前期土壤湿度较低时,中雨可使表、中层土壤湿度增加较多,且该层土壤水δD贫化,即降雨优先补给表、中层土壤;而前期降雨充足时,中雨使下层土壤湿度增加较多,而所有土壤水δD均贫化,即降雨可较快入渗到深层土壤。大雨使所有土层湿度增加且差异较小、δD贫化,即降雨可迅速入渗全部土层。旱季初期,中雨使表层湿度增加较多,即使前期土壤湿度较低时,雨后全部土壤水δD均贫化,即中雨也可较快入渗到深层土壤,进一步补给地下水。表层枯落物水δD值受降雨δD值直接影响,随降雨产生先贫化后富集;而浅层、深层地下水δD值皆较稳定,几乎不受短期降水影响,可为干旱季节植被生长提供重要水源。; 田超孟平张劲松孙守家黄辉贾长荣李建中; 关键词：土壤温度土壤湿度土壤水分运移

CO_2浓度增加和施氮对栓皮栎幼苗生理生态特征的影响被引量：21: 2014年; 通过人为控制CO2浓度(700、400μmol·mol-1)和氮素水平(120 kg N·hm-2),研究了CO2浓度增加和氮沉降及其交互作用对北界(辽宁庄河)栓皮栎幼苗生理生态特征的影响.结果表明:CO2浓度升高使栓皮栎幼苗叶片的形态、光合色素含量和氮含量有减小的趋势,暗呼吸速率较对照降低63.3%,可溶性糖增加2.6%.氮沉降对栓皮栎叶片的形态和光合色素含量有明显的促进作用,叶N含量增加而K含量降低,N/K值增加26.7%.CO2和N交互作用对幼苗叶形态和光合作用有明显的促进作用,叶片最大净光合速率和光饱和点分别是对照的1.4倍和2.6倍,暗呼吸速率和光补偿点分别降低65.9%和50.0%.CO2浓度升高和N沉降均对栓皮栎幼苗生长有一定的促进作用,可能导致栓皮栎分布界线北移.; 杜启燃雷静品刘建锋王鹏程肖文发潘磊; 关键词：施氮生理生态特征

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国家林业公益性行业科研专项(201404206)

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