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第一章 森林生态系统碳循环生物地球化学过程——以阔叶红松林森林生态系统为例 1

第一节 森林生态系统碳循环的生物地球化学过程特征和机理 2

一、森林生态系统碳循环的过程特征 2

二、森林生态系统碳循环的机理 7

第二节 长白山阔叶红松林群落的光合作用 8

一、阔叶红松林主要树种的光响应过程特征 9

二、CO2浓度对阔叶红松林主要树种光合速率的影响 10

第三节 土壤的呼吸过程 11

一、土壤呼吸 12

二、倒木呼吸 33

三、阔叶红松林典型树种树干呼吸的研究 38

第四节 森林生态系统碳分配格局及动态 42

一、研究方法 42

二、研究结果 45

三、讨论 46

第五节 森林凋落物 47

一、森林凋落量 48

二、环境因子对森林凋落量的影响 56

三、凋落物分解研究 62

四、不同研究区凋落物分解率的变化规律 68

五、影响凋落物分解的主因素分析 73

六、阔叶红松林内红松针叶的分解特征 77

第六节 森林生态系统生物*土壤*大气碳交换耦合过程 83

一、实验地的气候与水文状况 84

二、实验地的植被与土壤状况 85

三、结果与讨论 85

第七节 气候变化对森林生态系统碳蓄积和碳循环的影响 88

一、全球变化对凋落物分解的影响 90

二、全球变化对中国凋落物分解的影响 90

第八节 影响森林生态系统碳收支的主要因素 91

一、基于涡度相关方法对森林碳通量的估算 92

二、全年碳收支及季节动态 98

第九节 森林生态系统碳增汇潜力 101

一、中国森林生态系统碳源、碳汇强度的现实空间分布格局 101

二、土地利用和森林经营活动对生态系统碳增汇潜力的影响 118

第十节 目前研究中存在的主要问题及未来研究方向展望 125

一、中国森林生态系统碳收支研究存在的主要问题 125

二、中国森林生态系统碳收支的研究展望 128

参考文献 131

第二章 草地生态系统碳循环过程研究 146

第一节 研究区域概况和主要的研究方法 149

一、研究区域概况 149

二、主要研究方法 156

第二节 温带草地生态系统碳、氮气体循环过程 161

一、草地呼吸过程碳循环特征 162

二、草地CH4氧化吸收过程碳循环特征 175

三、草地N2 O气体通量特征 185

第三节 温带草原土壤-植被系统碳素和氮素密度及主要循环过程 193

一、锡林河流域草地土壤亚系统碳素密度及空间分布 195

二、温带草地植被亚系统碳素和氮素密度 201

三、锡林河流域草原土壤、植被亚系统碳、氮元素的周转 202

四、草地生态系统碳、氮元素耦合关系初探 211

第四节 自然环境要素对草地生态系统碳、氮循环过程的影响 215

一、水热因子对草地土壤碳、氮密度变化与分布规律的影响 215

二、水热因子对草地碳、氮气体通量的影响及其协同作用分析 217

三、土壤中碳、氮元素的含量及分布对温带草地碳、氮气体过程的影响 229

第五节 人类活动对温带草地碳、氮元素密度与碳、氮气体排放和吸收的影响 233

一、放牧对温带草地碳、氮气体排放和吸收过程的影响 233

二、农垦对温带草地碳、氮气体排放和吸收过程的影响 239

三、农垦和放牧对草地土壤碳密度的影响 246

第六节 目前研究中存在的主要问题及未来研究方向展望 247

参考文献 248

第三章 农田生态系统碳生物地球化学循环过程 258

第一节 农田土壤呼吸 259

一、土壤呼吸的变化规律 260

二、光合作用产物对土壤呼吸的作用 266

三、作物产量与土壤呼吸的关系 270

四、土壤性质和环境条件对土壤呼吸的影响 272

第二节 农田土壤有机碳结合形态之间的相互关系及意义 277

一、土壤有机碳的结合形式 277

二、农田土壤轻组有机碳和重组有机碳之间的相互关系 279

三、土壤有机碳结合形态与矿化的关系 283

第三节 农田土壤有机碳含量的主要影响因素 287

一、利用长期试验资料计算土壤平衡有机碳含量 288

二、土壤有机碳含量与作物产量的关系 290

三、土壤利用方式对有机碳含量的影响 292

四、秸秆还田对增加土壤有机碳含量的作用 294

五、耕作方式与土壤有机碳含量的关系 296

第四节 我国东部地区农田土壤有机碳含量变化 297

一、东部主要农田土壤有机碳的循环特征 297

二、我国东部主要农田土壤有机碳库的平衡状况分析 302

三、亚热带地区水稻土有机碳的平衡值及固碳潜力 303

第五节 我国农田土壤有机碳含量变化趋势 307

一、近20年来我国农田土壤有机碳含量变化 307

二、亚热带水稻土的固碳潜力 308

三、我国农田土壤有机碳储量变化趋势分析 309

第六节 目前研究中存在的主要问题及未来研究方向展望 310

参考文献 312

第四章 湿地生态系统碳循环的主要生物地球化学过程 321

第一节 湿地碳的生物地球化学 321

一、湿地碳的生物地球化学循环 321

二、气候变化与湿地碳过程 322

三、人类活动与湿地碳循环 323

四、湿地碳的微生物过程 326

五、中国湿地分布概况 327

第二节 湿地碳的累积与分解过程 328

一、沼泽湿地碳的累积过程 328

二、沼泽湿地碳的分解过程 334

三、沼泽湿地碳过程的主要影响因素分析 341

四、湿地碳排放及影响因子 350

五、季节性冻融与湿地碳排放 366

六、沼泽湿地垦殖对土壤碳过程的影响 370

七、氮素输入影响下湿地碳过程变化 378

第三节 目前研究中存在的主要问题及未来研究方向展望 383

参考文献 385