共查询到19条相似文献，搜索用时 234 毫秒
1.
生物地球化学循环模型DNDC及其应用 总被引：4，自引：1，他引：4
生物地球化学模型是模拟研究化学元素动态的新兴领域,可用于陆地生态系统内植物、有机物和无机营养元素动态变化和循环。DNDC模型(DeNitrification-DeComposition Model)是美国新罕布什尔州大学陆地海洋空间研究中心开发研制的,最初是为了模拟农田生态系统固碳、氮流失和水平衡而创建,目前该模型可以模拟草地、湿地、林地等陆地生态系统碳氮动态过程。DNDC模型已经在美洲、欧洲、澳洲以及亚洲的一些地区得到了验证和运用。DNDC模型可用来分析陆地植物生长规律、土壤硝化和反硝化作用、温室气体和痕量气体排放预测研究、不同土壤类型及气候条件对森林生态系统碳氮通量变化的影响以及气候变化对生物地球化学循环的影响预测等。 相似文献
2.
WOFOST模型的发展及应用 总被引：6，自引：0，他引：6
作物生长模拟模型已经成为一门新兴的科学,可以为农业资源的管理利用、农业最大收益的获取提供科学的依据。WOFOST(W orld Food Stud ies)模型是荷兰瓦根宁农业大学和世界粮食研究中心共同开发研制的,是模拟特定的土壤和气候条件下一年生作物生长的动态的、解释性模型。WOFOST模型已经在欧洲、非洲以及亚洲的一些地区得到了运用和验证,可用于水稻、玉米、小麦等多种一年生作物的模拟。WOFOST模型可用来分析作物产量风险,不同年份产量的变化,土壤类型及气候变化对产量变化的影响;确定播种策略以及农业机械使用的关键时期;该模型还可用于估计某种作物最大潜在产量,提高灌溉和施肥的增产效益,对生长在不利条件以及地区的作物产量进行预测等。该模型对可持续农业的发展具有积极的指导作用。 相似文献
3.
应用DSSAT模型对吉林省黑土玉米最佳栽培技术的模拟和校验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
目前,应用农业模型去寻找改进农业生态系统的最佳农艺措施被认为是比单一的田间试验更为有效的途径之一。在应用和引进模型当中,一个很关键的环节是确定模型的输入参数对产量和土壤养分的敏感性,因为在一个地区的敏感性并不能保证在其它地区具有同样的影响。正因为如此,本文对农业技术转化决策系统（DSSAT）模型的农业管理参数进行敏感性分析。在吉林省黑土 （ollisols） 地区,于2008年田间试验条件下进行玉米 （ea mays L.）生长模拟（叶面积指数,地上干物质,籽粒重量）应用当地平均产量和生长期对玉米品种参数进行校验。模拟结果的综合分析表明,玉米提前播种8～10d比正常播种减产大约10%。玉米产量随播种密度呈现抛物线趋势;既当低密度下,产量曲线递增,但是当密度大于5株m-2时,产量增加平缓。产量和氮肥施用量呈典型的效应递减曲线,最佳施氮量为200～240 kg hm-2。最佳追肥时间为6月15日至6月28日。本研究证明DSSAT模型能够用于中国其它地区的玉米生长模拟,并且,本研究建立的敏感性分析方法能够用于其它作物,如水稻和小麦。进一步的研究需要包括测试土壤有机碳氮对作物生长管理参数的敏感性。 相似文献
4.
土壤水氮迁移转化与作物生长耦合模拟 总被引：2，自引：5，他引：2
定量描述农田土壤-作物系统中水氮迁移转化规律,对水氮资源高效利用和水土环境保护具有重要的意义。以土壤水、热和溶质迁移转化动力过程为基础,综合考虑气象因素变化和土壤水氮动态变化及其对作物生长的影响,构建了土壤水、热、氮迁移转化与作物生长耦合模拟模型。并应用该模型对2007－2008年冬小麦生育期内的土壤水分、氮素转化运移以及冬小麦产量、生物量、腾发量（ET）进行模拟,模拟结果与实测数据均吻合良好。可应用该模型模拟不同作物种类、不同灌水施肥条件下土壤水分与氮素动态变化过程和作物生长状况,进而获得农田水肥优化管理模式。 相似文献
5.
构建了森林流域基于物理过程的分布式水文模型。该模型界面明晰,参数较少、容易获取,具有明确的物理意义,而且能模拟降雨、气温、植被、冻土和地形等因素对系统水文过程的影响。通过改变模型中降雨输入和森林植被组成等参数的方法可以探讨森林生态系统水文过程对降雨输入和森林植被变化的响应。 相似文献
6.
BEPS模型在华北平原冬小麦估产中的应用 总被引：5，自引：1，他引：4
粮食是一切生产和生活的根本,准确地估计冬小麦的产量,对国家制定粮食政策至关重要。该文利用北部生态系统生产力模拟（BEPS,boreal ecosystem productivity simulator）模型能够模拟森林植被净第一性生产力的特点,分析了BEPS模型在冬小麦估产中的适用性和局限性。针对冬小麦和森林植被冠层的不同生长特点,假设冬小麦冠层具有水平均一、垂直分层的结构,利用辐射传输方程,将原BEPS模型中的两片大叶模型改造为多层-两片大叶模型;同时,利用前人提出的收获指数（HI,harvest index）的概念,将冬小麦的净第一性生产力转化为经济产量,从而实现利用遥感机理模型对冬小麦产量的估算。将改进后的模型用于华北平原冬小麦估产中,并利用国家级农业气象站点的实测产量资料对模拟结果进行验证,复相关系数达到0.817,说明改进后的BEPS模型可以用于华北平原冬小麦的估产研究。 相似文献
7.
应用DSSAT模型对吉林省黑土玉米最佳栽培技术的模拟和校验研究I.模型品种参数校验和产量的敏感性分析 总被引：1，自引：0，他引：1
目前,应用农业模型去寻找改进农业生态系统的最佳农艺措施被认为是比单一的田间试验更为有效的途径之一.在应用和引进模型当中,一个很关键的环节是确定模型的输入参数对产量和土壤养分的敏感性,因为在一个地区的敏感性并不能保证在其他地区具有同样的影响.正因为如此,本文对农业技术转化决策系统(DSSAT)模型的农业管理参数进行敏感性分析.在吉林省黑土(ollisols)地区,于2008年田间试验条件下进行玉米(Zea mays L.)生长模拟(叶面积指数,地上于物质,籽粒重量),应用当地平均产量和生长期对玉米品种参数进行校验.模拟结果的综合分析表明:玉米提前播种8～10d比正常播种减产大约10%;玉米产量随播种密度呈现抛物线趋势,既当低密度下,产量曲线递增,但是当密度大于5株m-2时,产量增加平缓;产量和氮肥施用量呈典型的效应递减曲线,最佳施氮量为200～240 kg hm-2;最佳追肥时间为6月15日至6月28日.本研究证明DSSAT模型能够用于中国其他地区的玉米生长模拟,并且,本研究建立的敏感性分析方法能够用于其他作物,如水稻和小麦.进一步的研究需要包括测试土壤有机碳氮对作物生长管理参数的敏感性. 相似文献
8.
生态系统模型一般参数较多,且在应用时存在时空尺度问题,易产生不确定性。通过模型不确定性分析,可以加深对模型结构的理解,提高模型预报的可靠性。植被界面过程模型(VIP)是一个综合考虑了陆地生态系统能量收支、水文循环和碳氮等生命元素吸收转化等过程的生态/水文动力学模型。本文采用GLUE(General-ized Likelihood Uncertainty Estimation)方法,以拟合度系数作为似然判据,利用华北平原冬小麦生长季内的田间观测数据分析VIP模型中的作物生长、土壤水分运动以及光合速率模块中8个参数以及模型预报的不确定性。研究表明,最大光合速率Vmax、饱和含水量wcsat、田间持水量wcfield参数为敏感性参数,其对似然判据的影响大,其余参数是相对不敏感参数。在置信度为95%水平下,发现观测值大都接近或者包含在置信预报区域内,说明可以通过参数校准得到很好的模型模拟效果。 相似文献
9.
水稻吸氮量和干物质积累的模拟试验研究 总被引：10，自引：0，他引：10
本文描述了土壤氮和肥料氮素对水稻不同时期生长的影响及水稻对氮素吸收和在各组织器官的分布模式 ,借助水稻生长模型ORYZA - 0 ,通过田间和水槽的氮肥试验结果对水稻模型和氮素动态模块进行了验证。结果表明 ,模型模拟的水稻生物量、产量、叶片吸氮量和地上部吸氮量与实测值呈明显的正相关 ,其相关系数分别为 :生物量r=0.9889;产量r =0.9992 ;叶片吸氮量r =0.9597;地上部吸氮量r =0.9234。模拟生物量、产量和实测的生物及产量的相关性较高 ;而对叶片吸氮量、地上部吸氮量的模拟值与实测值的相关性稍低一些。但总体来看 ,该模型不仅能较准确地模拟水稻生长动态 ,而且可以模拟水稻氮吸收和积累的行为动态 相似文献
10.
太行山区主要森林生态系统水源涵养能力 总被引：9，自引：1，他引：8
森林生态系统水源涵养功能是林冠层、枯落物层和土壤层对大气降水进行再分配的过程。本文通过文献收集整理太行山地区森林植被林冠一次降水截留量、枯落物层持水量和土壤层贮水量数据,分析该地区主要森林植被对降水的截留和贮蓄能力,采用综合蓄水能力法对森林植被的综合涵养水源能力进行评价,旨在为合理经营和管理森林生态系统提供依据。结果表明:1)土壤非毛管孔隙度与生态系统综合持水量呈正相关,且最大持水量占整个森林生态系统综合持水量的90%以上,表明土壤层作为森林生态系统水文效应最重要的一层,是整个森林系统水分循环的主要贮蓄库和调节器;2)针叶林中油松和侧柏的冠层一次降水截留量显著高于其他林型,其林冠结构更加适应该地区气象条件,林冠层降水再分配能力也优于其他林型;3)混交林郁闭度低,有利于林下灌、草丛的生长,其枯落物现存量比纯林和人工林更高,虽然林冠一次截留量低但林下具有丰富的枯落物层而更易涵养水源;4)天然林综合蓄水能力整体高于人工林,侧柏人工林和油松人工林综合蓄水能力仅次于刺槐、侧柏和油松天然林。综上可见,合理利用森林资源防止水土流失、天然林长期封育和合理控制优势树种密度及增加植被覆盖率对太行山地区植被恢复和生态建设具有重要意义。为提高该区综合水源涵养能力,可增加乡土树种油松和侧柏人工林的种植面积。 相似文献
11.
北京山区生物多样性分析与碳储量评估 总被引：6，自引：3，他引：6
基于森林资源二类调查数据,应用InVEST模型对北京山区生物多样性和碳储量进行了评估和估算,并讨论了二者之间的相互关系。结果表明,在所有森林生态类型中,单位面积生物多样性得分最高的是天然桦树林,为0.76;得分最小是人工油松林,为0.49。北京山区总碳储量为49 193 742t,总碳储量最大的是人工经济林,为10 402 900t;得分最小的是天然针叶林,为423 132t。各森林类型的单位面积平均碳储量均较高。一般来说,生物多样性较大的森林生态类型碳储量也较大,生物多样性与碳储量有一定的相关性,但并不十分明显。 相似文献
12.
T. M. Smith J. F. Weishampel H. H. Shugart G. B. Bonan 《Water, air, and soil pollution》1992,64(1-2):307-326
The response of terrestrial C storage to GCM derived climate change scenarios was investigated over a range of temporal and spatial scales. The potential changes in the global distribution of major ecosystem complexes were examined by combining changes in land cover and corresponding soil type with C storage estimates for each of the ecosystem types. All scenarios consistently showed an overall increase in global carbon storage. On a more regional basis, the potential impacts of climate change on the structure, composition and biomass dynamics of major forest types within the North American Boreal zone were investigated using individual based stand models. Biomass fluxes were found to be dependent on the tree species, site and GCM parameters. A method to simulate corresponding changes in intra- and interannual patterns of CO2 flux by combining a gap model with an ecosystem model which incorporates photosynthesis, respiration (both canopy and decomposer) and transpiration is demonstrated. 相似文献
13.
Modeling soil respiration based on carbon, nitrogen, and root mass across diverse Great Lake forests
Jonathan G. Martin Paul V. Bolstad Soung-Ryoul Ryu Jiquan Chen 《Agricultural and Forest Meteorology》2009,149(10):1722-1729
The variability in the net ecosystem exchange of carbon (NEE) is a major source of uncertainty in quantifying global carbon budget and atmospheric CO2. Soil respiration, which is a large component of NEE, could be strongly influential to NEE variability. Vegetation type, landscape position, and site history can influence soil properties and therefore drive the microbial and root production of soil CO2. This study measured soil respiration and soil chemical, biological and physical properties on various types of temperate forest stands in Northern Wisconsin (USA), which included ash elm, aspen, northern hardwood, red pine forest types, clear-cuts, and wetland edges. Soil respiration at each of the 19 locations was measured six times during 1 year from early June to mid-November. These data were combined with two additional data sets from the same landscape that represent two smaller spatial scales. Large spatial variation of soil respiration occurred within and among each forest type, which appeared to be from differences in soil moisture, root mass and the ratio of soil carbon to soil nitrogen (C:N). A soil climate driven model was developed that contained quadratic functions for root mass and the ratio of soil carbon to soil nitrogen. The data from the large range of forest types and site conditions indicated that the range of root mass and C:N on the landscape was also large, and that trends between C:N, root mass, and soil respiration were not linear as previously reported, but rather curvilinear. It should be noted this function appeared to level off and decline at C:N larger than 25, approximately the value where microbial nitrogen immobilization limits free soil nitrogen. Weak but significant relationships between soil water and soil C:N, and between soil C:N and root mass were observed indicating an interrelatedness of (1) topographically induced hydrologic patterns and soil chemistry, and (2) soil chemistry and root production. Future models of soil respiration should address multiple spatial and temporal factors as well as their co-dependence. 相似文献
14.
色季拉山4种林型土壤呼吸及其影响因子 总被引：3，自引：0，他引：3
土壤碳是森林生态系统最大的碳库,是其森林生态系统碳循环的极其重要组分。森林土壤呼吸时陆地生态系统土壤呼吸的重要组成部分,其动态变化对全球碳平衡有着重要的影响,然而目前对藏东南地区森林土壤呼吸的研究还比较薄弱。为探讨不同林型土壤呼吸差异及其影响因子,采用Li-8100便携式土壤呼吸测定仪,研究了藏东南色季拉山4种原始森林生态系统(高山灌丛AS、方枝柏SS、杜鹃RF、急尖长苞冷杉AGSF)的土壤碳动态。结果表明:(1)藏东南色季拉山寒温带森林土壤呼吸具有明显的日变化和季节变化。在日变化方面,CO2的排放通量存在明显的日变化规律,排放通量在白天16:00左右最高,最低值出现在凌晨6:00左右,一天内土壤呼吸作用均呈单峰型曲线变化。季节变化方面,CO2排放的通量的季节变化趋势表现为6月份随着天气转暖和植被生长土壤呼吸作用逐渐增大,7月份气温最高时土壤呼吸作用也达到最大值随后,9月份气温逐渐下降,土壤呼吸作用也逐渐降低。(2)4种森林类型的土壤呼吸速率在植物生长季内与土壤表层(10 cm)土壤温度均呈不同程度的正相关,而与土壤含水量的相关性较弱。土壤温度是决定藏东南色季拉山土壤呼季节变化的主要因子。该研究为明确森林生态系统土壤呼吸变化规律及其影响因素的控制提供参考,同时对估算地区碳平衡、评估区域碳源汇具有重要意义。 相似文献
15.
森林采伐对林地表层土壤主要特征及其生态过程的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
森林采伐是森林经营过程中的一类常见作业,而森林重要生态过程都离不开林地表层(土壤及覆盖物),为此,理解和把握森林采伐对林地表层的影响对于合理经营和管理森林生态系统,实现生态系统的可持续发展等具有重要意义。本文在简单回顾了采伐对森林组成、结构及其功能的影响基础上;介绍了森林采伐对林地表层温度、湿度、土壤结构、pH值、养分(C、N、P、S)等理化特性的影响;分析了土壤生物对森林采伐的反馈过程;阐述了森林采伐对林地水文、C、N转化等生态过程的作用。最后,从研究方法、研究目标和研究内容三个方面提出森林采伐影响林地表层研究的发展趋势,指出森林采伐的边缘效应和空间异质性;森林采伐后土壤生物的响应;森林采伐后的水、C、N转化和循环等生态过程及其耦合作用是目前及今后研究的三大热点。 相似文献
16.
中国典型陆地生态系统水分利用效率及其对气候的响应 总被引：1，自引：1，他引：1
水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)是陆地生态系统碳-水耦合的重要指标之一,也是研究陆地生态系统响应全球变化的重要参数。深入了解生态系统WUE的长时序变化特征及其影响因素,对生态系统碳水循环研究以及水资源合理开发具有重要意义。该研究基于2003—2010年中国8个碳通量观测站的通量数据、气象数据分析WUE的年内、年际变化特征及其与关键气候因子之间的响应关系。研究表明:1)处于热带季风气候区的千烟洲、西双版纳、鼎湖山3个站点的WUE全年波动较大,无明显规律,其余5个站点的WUE则表现出明显的季节变化特征,均表现为在4—7月份之间,呈现显著增加的特征,在7—8月份达到最高值,8—10月份,WUE逐渐下降,在11月至次年2月份,植被WUE接近于0;2)2003—2010年间,高寒草甸(当雄)年均WUE值最低(0.18 g/kg),热带雨林(西双版纳)最高(4.20 g/kg)。人工针叶林(千烟洲)、热带雨林(西双版纳)、落叶阔叶林和针叶混合林(长白山)植被WUE呈下降趋势,其余5个生态系统年均WUE呈增加趋势;3)8 d时间尺度上,高寒草甸、农田、草原生态系统WUE分别与气温呈正相关;森林生态系统WUE与气温呈负相关,其中人工针叶林生态系统WUE与气温的负相关系数(r=-0.607,P0.01)明显高于常绿阔叶林和针阔混交林;相比森林和农田生态系统,高寒草甸、草原生态系统WUE与相对湿度和降水具有较高的相关性;4)森林生态系统可通过土壤管理调控、冠层修剪等方式提高水分利用效率;农田生态系统需从灌溉方式、作物育种方面提高水分利用效率;高寒草甸及草原生态系统需采取人工种草、休牧以及划区轮牧等方式增强草原碳汇,从而提高水分利用效率。 相似文献
17.
基于分布式测算方法的福建省森林生态系统服务功能评估 总被引：1，自引：0，他引：1
森林生态系统服务功能评估是国内外研究热点之一,评估指标体系和评估方法目前仍然处于不统一阶段.利用分布式测算方法,基于福建省2007年森林资源2类调查数据,根据中华人民共和国林业行业标准LY/T 1721-2008《森林生态系统服务功能评估规范》,对福建省9个地市的主要植被类型生态系统服务功能进行评估.结果表明:1)2007年,福建省森林生态系统服务功能总价值为7012.73亿元,其价值量由大到小的顺序为涵养水源、生物多样性保护、固碳制氧、净化大气环境、保育土壤、森林游憩、积累营养物质、森林防护,其中涵养水源、生物多样性保护和固碳制氧价值合计占总价值的81.55％;2)福建省各市森林生态系统服务功能价值量由大到小的顺序为南平市、三明市、龙岩市、宁德市、漳州市、福州市、泉州市、莆田市、厦门市;3)不同林分类型生态系统服务功能价值量由大到小的顺序为马尾松、阔叶林、杉木、竹林、经济林、灌木林、桉树、木麻黄:4)不同龄组提供的生态系统服务功能价值量由大到小的顺序为中龄林、成过熟林、幼龄林、近熟林. 相似文献
18.
David J.P. Moore Jia Hu William J. Sacks David S. Schimel Russell K. Monson 《Agricultural and Forest Meteorology》2008,148(10):1467-1477
Modeling how the role of forests in the carbon cycle will respond to predicted changes in water availability hinges on an understanding of the processes controlling water use in ecosystems. Recent studies in forest ecosystem modeling have employed data-assimilation techniques to generate parameter sets that conform to observations, and predict net ecosystem CO2 exchange (NEE) and its component processes. Since the carbon and water cycles are linked, there should be additional process information available from ecosystem H2O exchange. We coupled SIPNET (Simple Photosynthesis EvapoTranspiration), a simplified model of ecosystem function, with a data-assimilation system to estimate parameters leading to model predictions most closely matching the net CO2 and H2O fluxes measured by eddy covariance in a high-elevation, subalpine forest ecosystem. When optimized using measurements of CO2 exchange, the model matched observed NEE (RMSE = 0.49 g C m−2) but underestimated transpiration calculated independently from sap flow measurements by a factor of 4. Consequently, the carbon-only optimization was insensitive to imposed changes in water availability. Including eddy flux data from both CO2 and H2O exchange to the optimization reduced the model fit to the observed NEE fluxes only slightly (RME = 0.53 g C m−2), however this parameterization also reproduced transpiration calculated from independent sap flow measurements (r2 = 0.67, slope = 0.6). A significant amount of information can be extracted from simultaneous analysis of CO2 and H2O exchange, which improved the accuracy of transpiration estimates from measured evapotranspiration. Conversely, failure to include both CO2 and H2O data streams can generate results that mask the responses of ecosystem carbon cycling to variation in the precipitation. In applying the model conditioned on both CO2 and H2O fluxes to the subalpine forest at the Niwot Ridge AmeriFlux site, we observed that the onset of transpiration is coincident with warm soil temperatures. However, after snow has covered the ground in the fall, we observed significant inter-annual variability in the fraction of evapotranspiration composed of transpiration; evapotranspiration was dominated by transpiration in years when late fall air temperatures were high enough to maintain photosynthesis, but by sublimation from the surface of the snowpack in years when late fall air temperatures were colder and forest photosynthetic activity had ceased. Data-assimilation techniques and simultaneous measurements of carbon and water exchange can be used to quantify the response of net carbon uptake to changes in water availability by using an ecosystem model where the carbon and water cycles are linked. 相似文献
19.
竹叶及其生物质炭输入对板栗林土壤N2O通量的影响 总被引：2，自引：1，他引：1
【目的】氧化亚氮(N2O)是温室气体的主要组成部分,其增温效应极强,陆地生态系统是N2O的主要排放源之一。人工林生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,但目前关于经营措施对人工林生态系统土壤N2O通量的影响研究较少。本文研究了竹叶及其生物质炭输入对板栗林土壤N2O排放通量的影响,为调控亚热带人工林土壤N2O排放通量提供理论基础与科学依据。【方法】定位试验于2012年7月~2013年7月在浙江省临安市三口镇典型板栗林区进行,设对照、输入竹叶、输入生物质炭3个处理,利用静态箱-气相色谱法测定板栗林土壤N2O通量的动态变化以及土壤温度、土壤含水量、水溶性有机碳(WSOC)、水溶性有机氮(WSON)、微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)、NH+4-N和NO-3-N含量。【结果】不同处理条件下,板栗林土壤N2O排放通量均呈显著的季节性变化特征,最高值出现在7月,最低值出现在1月。与对照相比,竹叶处理的土壤N2O年平均通量和年累积排放量分别增加了17.2%和12.8%,而生物质炭处理的土壤N2O年平均通量和年累积排放量分别降低了27.4%和20.5%。竹叶处理的土壤WSON、MBN、NH+4-N及NO-3-N含量增加12.4%、19.1%、8.3%和13%,而生物质炭处理的NH+4-N和NO-3-N含量分别降低了14.1%和18%。在对照、竹叶以及生物质炭处理条件下,板栗林土壤N2O排放通量与土壤温度(表层5 cm处)和WSOC含量均有显著相关性(P 0.05),与土壤MBC含量均无显著相关性。竹叶处理土壤N2O通量与NH+4-N、NO-3-N及WSON含量均有显著相关性(P0.05)。【结论】在不同处理条件下,板栗林土壤N2O排放通量均呈现明显的季节性变化特征,表现为夏季高、 冬季低。输入竹叶可显著增加板栗林土壤N2O排放通量,而输入生物质炭N2O排放通量显著降低;输入竹叶和生物质炭可能是通过影响土壤碳库与氮库特征而影响土壤N2O的排放通量。 相似文献