一、箱法在草地温室气体通量野外实验观测中的应用研究（论文文献综述）
贾磊[1]（2021）在《基于多通道密闭式动态箱法对养殖塘CH4和CO2通量特征研究》文中研究说明随着淡水养殖业快速发展,养殖塘对大气CH4和CO2的贡献成为全球温室气体循环研究中的热点问题。作为世界上最大的淡水养殖国家,中国占全球水产养殖产量的58%。池塘养殖作为我国主要淡水养殖方式,占淡水养殖总面积的一半以上,且呈逐年增长的趋势。因此,明确我国淡水养殖塘CH4和CO2排放特征及其影响因素已成为准确估算内陆水体碳排放亟待解决的科学问题。本研究选取位于长江中下游地区的安徽省一处典型的淡水养殖塘,基于多通道密闭式动态箱法,在评价密闭式动态箱法对于小型养殖塘温室气体通量观测适用性的基础上,对不同季节养殖塘CH4和CO2通量进行多点连续观测,明确了其时空变化特征及其影响因子,主要研究结果如下:（1）密闭式动态箱观测养殖塘CH4和CO2通量结果的准确性和代表性评价如下:箱体透光性对密闭式动态箱观测结果的准确性具有显着的影响。就CO2通量而言,当CO2呈现排放状态时,暗箱相比明箱会高估85.5%的CO2通量,当CO2呈现吸收状态时,暗箱相比明箱则会低估53.0%的CO2通量。就CH4通量而言,暗箱相比明箱会低估39.4%的CH4扩散通量,而明、暗箱对于CH4冒泡通量的观测结果无显着差异。箱体内外气压差对CO2通量、CH4扩散通量以及冒泡通量准确性的影响均不显着。箱体内气体混合程度对密闭式动态箱法观测CO2通量准确性的影响显着,其中未混合的箱体会高估20.3%的CO2通量。而箱体内气体混合程度对密闭式动态箱法观测CH4通量准确性无显着影响,但为准确区分CH4冒泡通量和扩散通量,保持箱体内气体浓度均一是十分必要的。与涡度相关观测方法观测的结果进行对比,结果表明密闭式动态箱的观测结果能够代表养殖塘CH4和CO2通量。对于CO2通量,密闭式动态箱法保证了观测的CO2通量信号来自养殖塘水体。对于CH4通量,密闭式动态箱法多点观测结果与涡度相关系统观测结果显着相关,同时能够反映养殖塘不同区域CH4通量的空间变异性。基于密闭式动态箱法（保证箱体透明,箱体内外不存在气压差并且箱体内气体混合均一）进行多点观测能得到准确的养殖塘CH4和CO2通量。（2）养殖塘CH4通量的时空变化特征及其影响因素研究发现,养殖塘CH4扩散通量、冒泡通量和总通量在季节尺度上均呈现出:夏季>春季>冬季>秋季的特征。其中,夏、春、冬、秋季节的CH4总通量分别为:2.619、1.036、0.012和0.008μmol m-2 s-1,该养殖塘年均甲烷总通量为0.919μmol m-2 s-1。在各季节中,冒泡均为CH4排放的主要途径,春、夏、秋、冬冒泡通量占总通量比例分别为89.04%、68.29%、78.95%和60.52%,平均为74.14%。在日尺度上,CH4扩散通量和冒泡通量均与水温呈显着正相关,其温度敏感性分别为7.78和12.72,与扩散通量相比,冒泡通量对水温的敏感性更强,在小时尺度上,春季CH4扩散通量与水温呈正相关,与风速呈负相关。秋季CH4扩散通量与水温和风速均呈正相关,冒泡通量和总通量与水温均呈正相关。就空间格局而言,养殖塘CH4总通量、扩散通量、冒泡通量均呈现出明显的空间变化特征。人为管理及离岸距离是CH4通量空间变化的主要影响因素。在没有人工投食和增氧措施的情况下,CH4通量由岸边浅水区向中间区域逐渐增大,冬季中间区域CH4通量是岸边浅水区的34.70倍,春季中间区域的CH4通量是岸边浅水区的2.98倍。在人工投食及增氧措施的影响下,夏季人工投食区CH4通量为自然生长区的3.4倍,人工增氧区CH4通量比自然生长区低58.7%。（3）养殖塘CO2通量的时空变化特征及其影响因素研究发现,养殖塘CO2通量呈现明显的昼夜差异,春季夜间（18:00～次日6:00）的平均通量为1.788μmol m-2 s-1,白天（6:00～18:00）的平均通量为1.343μmol m-2 s-1。CO2通量呈现出春季(1.194μmol m-2 s-1)>夏季(0.882μmol m-2 s-1)>秋季(0.213μmol m-2 s-1)>冬季(-0.007μmol m-2 s-1)的特征,该养殖塘CO2年平均排放通量为0.571μmol m-2 s-1。在小时尺度上,春季CO2通量与风速、水温和气压均呈现显着负相关;夏季CO2通量与风速呈显着正相关,而与水温呈显着负相关;秋季CO2通量与气温和水温呈显着负相关,而与气压呈正相关;冬季CO2通量和水温呈显着正相关。在日尺度上,CO2通量的主要影响因子为水温,且CO2通量和水温呈正相关,基于水温的线性回归模型可以解释14.2%的CO2通量。就空间格局而言,养殖塘CO2通量受人工管理措施影响显着,具体表现为,在春季和冬季没有人为管理措施的情况下,CO2通量无显着空间差异,而夏季CO2通量呈现出明显的空间变化特征,人工投食区CO2通量高于其它区域,是自然生长区的2.1倍,是人工增氧区的3.5倍。
杨秀影[2]（2021）在《锡林浩特典型草原区甲烷通量的研究》文中进行了进一步梳理针对干燥土壤是否吸收温室气体CH4的环境问题,急需理清干旱半干旱地区的草原土壤对CH4的作用机理。本文利用实测的CH4通量和土壤、植被等因子,分析实测CH4通量的变化规律以及其与环境因子的相关性;利用DNDC模拟CH4日通量,分析研究区CH4通量的时空分布特征;采用情景分析法筛选出未来10年最有利于实现草原CH4汇的预测方案,并分析其增温潜势和年变化特征。主要研究内容和结果如下:（1）实测CH4通量的特征及其与环境因子的相关性。本文利用静态箱-气相色谱法测定了2019年7月和2020年7月的11个样地的CH4通量,并实验测定了各样地土壤（土壤容重、pH、黏土比例、SOC含量）、植物（一年生/多年生植物的根/茎/叶/籽粒的生物量、生物量比例、碳氮比）参数,野外实测了各样地的土壤温度（0cm和5cm）。实测CH4通量均为负值,说明7月的草原土壤为CH4吸收汇。CH4吸收通量的日变化规律为昼高夜低,日间13:00～18:00是CH4吸收通量的高值时段,可累积约全天CH4吸收通量的43%。日间7:00的CH4通量最为接近日均CH4通量。林地、草原、裸地、沙地、耕地、交通用地类型均吸收CH4气体,而且自然的土地利用类型（林地、草原、裸地、沙地）的CH4吸收通量要高于耕地和交通用地,然而湿地的土壤水分过高形成厌氧环境会释放CH4。土壤SOC、黏土比例和土壤容重对CH4通量的影响不显着,土壤pH、5cm土壤温度对CH4吸收通量有显着正影响;过多的地上植物生物量会抑制土壤吸收CH4的速率,较高的地下植物生物量则会促进土壤吸收CH4的速率,植物的C/N的升高不利于土壤吸收CH4。（2）DNDC模型的敏感性分析及精度验证。基于实测的土壤、植被、降雨中N浓度等参数,中国气象数据网站的气象资料、GOSAT官方网站的CO2浓度数据和放牧统计数据,进行了DNDC模型CH4通量的敏感性环境因子分析,筛选出CH4通量的敏感环境因子为气温、降水、土壤黏土比例、土壤容重和土壤SOC含量。气温和土壤SOC含量的升高可以促进土壤吸收CH4,降水、土壤容重和土壤黏土比例升高则会减缓土壤对CH4的吸收。其次,利用2019年和2020年实测的CH4通量进行DNDC模拟值的精度验证,两者的相关系数R为0.77（P<0.01）,说明模拟值和实测值具有极显着的相关性。在Arc GIS中,分别进行CH4通量的模拟值和实测值的空间插值,利用500随机点分别提取区域的CH4通量实测值和模拟值,进行线性拟合,两者的R2=0.72。因此,DNDC模拟的CH4通量具有较高的准确性,可以利用DNDC模型模拟草原CH4通量。（3）CH4通量的时空分布特征。a)DNDC模拟的两年CH4日通量的时间变化。2019和2020年的3月～11月,土壤均表现为吸收CH4。11个样地在各月的变化趋势基本一致,在每个月内,各样地的CH4通量大小有差异,这与样地间土壤、植被等环境因子有关。2019年和2020年同月的CH4日通量的变化曲线不一样,主要源于降水时间和降水量的差异;而两年同月的CH4通量变化幅度接近,这是由于气温变化幅度相近。并且,受两年气温降水的年变化的影响,2019年CH4吸收通量最大峰值出现在7月,季节的吸收通量表现为夏季>秋季>春季>冬季。2020年CH4吸收通量最大峰值出现在5月,季节的吸收通量表现春季>夏季>秋季>冬季。2019年11个样地的累积CH4吸收通量的平均值(0.6529kg·h-1)高于2020年(0.6391kg·h-1)。b)DNDC模拟的两年CH4日通量的空间变化。2019年研究区月、季、年的CH4吸收通量均呈现西北低东南高的空间分布格局,2020研究区月、季、年的CH4吸收通量均呈现北高南低的空间分布格局。CH4通量空间格局的差异与气温降水空间格局密切相关,高温和年降水量300mm左右的区域CH4吸收通量较高,说明这些环境条件有利于土壤对CH4的吸收。2019年和2020年草原的CH4年吸收总量的均值分别为1.1714×106kg C和1.1135×106kg C,说明典型草原是一个较大的CH4汇。（4）CH4通量的情景分析及增温潜势（GWP）。a)基于DNDC模型敏感性检验,筛选出CH4通量的敏感环境因子为气象因子（气温、降水）和土壤因子（土壤SOC、土壤容重和土壤黏土比例）,以这5种环境因子作为情景分析的变量因子。2001～2020年气温波动上升,降水波动下降,2000～2020年土壤SOC呈下降的趋势,土壤容重和黏土比例呈上升的趋势,以此进行未来10年各因子变化的情景设置。情景因子自由组合得到16种预测方案,利用DNDC模拟出未来10年每种预测方案的CH4通量。CH4通量的年际变化趋势受气象和土壤因子的共同影响,而且气象因子组的影响大于土壤因子组。b)预测方案⑴T1P1S1D1C1下,2021～2030年CH4吸收通量的10年累积值较高,即保持气温降水过去10年的水平和土壤因子（土壤SOC、容重、黏土比例）过去20年的平均水平,该情景组合既有利于草原土壤发挥CH4吸收汇的作用,又符合草原生态系统健康发展的需求,因此,该情景组合优选为最佳预测方案。c)最佳预测方案的情景组合下,未来10年CH4通量的年均GWP表现出波动降低的趋势,平均GWP为-18.273kg·hm-2,略大于2019年(GWP=-18.281kg·hm-2)、小于2020年(GWP=-17.895kg·hm-2),说明该预测方案可以有效地促进草原吸收CH4,因此,把草原环境恢复到2020年以前的20年的平均水平,才能使草原保持最优的环境,将更有利于典型草原土壤吸收CH4,以达到减缓温室效应的目标。
李月[3]（2021）在《基于CoupModel模型的大兴安岭多年冻土区泥炭沼泽碳交换模拟研究》文中研究指明在全球变暖背景下,北方的高纬度地区是对气候变化响应的高度敏感区域。由于高纬度地区的碳源/汇问题对于气候变化的响应仍具有不确定性,利用模型刻画该区泥炭沼泽对全球气候变化的响应工作意义重大。大兴安岭地区位于中国的东北部,是亚欧大陆高纬冻土区向南最突出的部分,也是我国受气候变暖影响最为显着的冻土区之一。以研究大兴安岭多年冻土区泥炭沼泽碳循环对气候变化的响应为目标,本研究基于生物地球化学模型（Coup Model）,完成了以下研究内容:大兴安岭泥炭沼泽生长季碳交换的变化特征和影响因素分析;模型结构与参数的确定,生长季水分、热量运移和物质传输过程模拟;未来不同情景预测数据分析以及泥炭沼泽碳交换的长期变化模拟。获得的主要结论如下:（1）大兴安岭多年冻土区泥炭沼泽2016年和2019年生长季生态系统CO2净交换（NEE）和生态系统呼吸（ER）呈现出明显的季节规律,泥炭沼泽生态系统从大气中吸收CO2主要发生在6～8月,7月份呼吸作用强度表现最强。（2）大兴安岭多年冻土区泥炭沼泽2016年和2019年两年生长季热量和水分运移模拟结果表现为浅层模拟结果均较深层的模拟结果准确;NEE和ER模拟结果均较实测结果略低,融化深度则相对实测结果较深。（3）大兴安岭多年冻土区泥炭沼泽2021～2100年RCPs预测情景下,RCP2.6、RCP6.0和RCP8.5的平均气温分别达到了-2.68℃、-2.04℃和-0.19℃,相较过去60年平均气温（-4.17℃）分别增加了1.49℃、2.13℃和3.98℃;三种情景下未来80年生长季平均气温分别为11.60℃、12.31℃和13.82℃,较过去60年生长季平均气温（10.61℃）分别增加了0.99℃、1.70℃和3.21℃。未来情景模式下的降水呈现增加趋势,RCP2.6、RCP6.0和RCP8.5平均值分别为660.90 mm、674.82 mm和719.89 mm;RCP2.6、RCP6.0和RCP8.5情景下多年生长季平均降水量分别为529.98 mm、539.86mm和572.05 mm。（4）大兴安岭多年冻土区泥炭沼泽2021～2100年RCP2.6、RCP6.0和RCP8.5情景下的多年平均湿度总体呈下降趋势,分别为85.67%、85.58%和85.10%。结合气温的变化,可初步推测大兴安岭多年冻土区环境将向暖干化趋势发展。（5）根据未来气候变化趋势预设了两种植被演替方案,两种方案的NEE、ER和GPP总体变化趋势相似。以2053年为分界点,受增温速率影响,RCP8.5的NEE出现降低趋势,ER和GPP快速升高;两种植被方案条件下NEE、ER和GPP的模拟结果均呈现显着性差异（p<0.01）;在同等增温情景下,由于生态系统植被类型的改变,导致植物的光合作用、呼吸作用和土壤呼吸作用均会受到影响,方案二的NEE、ER和GPP的模拟结果均大于方案一。（6）使用方差分析方法对两种植被方案条件下的NEE和ER影响因素分析得出,RCP2.6、RCP6.0和RCP8.5情景下的两种方案的NEE、ER和GPP均受气温影响（p<0.1）;特别是RCP2.6情景下的方案二ER和GPP仅受气温影响（p<0.1）。RCP2.6情景下的方案一的ER和GPP以及RCP8.5情景下的方案二的NEE和ER还受湿度影响（p<0.1）。此外,三种情景的两种方案中的NEE、ER和GPP在不同程度上还受降水和辐射影响。
张婉颖[4]（2021）在《南极苔原卤甲烷和羰基硫源汇过程及机制》文中指出卤甲烷（氯甲烷、溴甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷等）是重要的温室气体,是大气中Cl和Br自由基的主要载体,可以向平流层大气中传输卤素自由基,催化破坏平流层的臭氧。羰基硫（COS）是大气中丰度最高的还原性硫化合物,参与形成硫酸盐气溶胶并影响辐射平衡;COS通量也可用来评估陆地生态系统的初级生产力。近些年来,学者们对海洋、湿地、森林、草原和稻田等生态系统卤甲烷和羰基硫源汇通量变化规律、影响因素及机制等开展了广泛的研究,但是这些研究多集中于中低纬度地区,而在高纬度地区研究较少。南极是全球增温最剧烈的地区之一,拥有7.2万平方公里的无冰区苔原;全球变暖导致南极冰川融化,沿海无冰区苔原面积进一步扩大。然而,目前还未见有针对南极苔原卤甲烷和COS源汇过程及其机制研究的报道。此外,南极沿海苔原上栖息的大量企鹅、海豹等海洋动物的活动,对苔原生态系统卤素和硫生物地球化学循环过程产生了重要影响,特别是挥发性的卤甲烷和COS产生与消耗过程,进而可能影响当地的大气环境与组分。因此,在全球变化背景下,开展南极苔原环境卤甲烷和COS源汇过程及其机制的研究是十分必要的。本文选取了西南极法尔兹半岛和阿德雷岛作为研究区域,通过静态箱室法测定了南极普通高地苔原和典型海洋动物（企鹅、海豹等）聚居区苔原卤甲烷和COS的源汇通量,分析了苔原卤甲烷和COS通量空间变化特征及其影响因素,评估了其对区域大气化学组分的影响;系统采集了南极普通高地苔原、沼泽苔原、企鹅与海豹聚居区及其邻近的苔原土壤样品,通过室内模拟土壤温度和水分梯度培养实验、冻-融培养实验、有氧/厌氧培养实验以及热灭菌培养实验等,研究了南极苔原生态区土壤在不同环境条件下卤甲烷和COS通量变化特征;探究了苔原土壤卤甲烷和COS的产生与消耗过程及其机制;综合讨论了全球变化背景下典型海洋动物活动和环境因子,对南极苔原土壤卤甲烷和COS源汇通量的影响及其生态环境效应。主要研究内容和研究结果如下:（1）南极苔原卤甲烷（氯甲烷和溴甲烷）源汇过程及机制通过野外静态箱法和室内土壤培养实验相结合,探究了苔原卤甲烷源汇过程及其机制。野外观测结果表明:南极普通高地苔原由于土壤和苔藓植被的综合作用表现为 CH3Cl 的排放源（46±11 nmol m-2 d-1）,而企鹅（-110±7 nmol m-2 d-1）和海豹（-52±2 nmol m-2 d-1）聚居区苔原表现为CH3Cl的自然汇。室内土壤培养实验结果表明:苔原土壤是CH3Cl（-18.1～-2.8pmol g-1 d-1）和CH3Br（-1.32～-0.24pmolg-1d-1）的汇。普通高地苔原土壤对卤甲烷的消耗速率显着高于企鹅与海豹聚居区及其邻近的苔原土壤。海洋动物活动显着提高了土壤中有机质和卤素等海洋性元素的浓度,促进了土壤中卤甲烷的产生速率,进而减弱了其汇的强度。热灭菌和厌氧培养实验发现苔原土壤均由CH3Cl汇转变成净排放源,表明苔原土壤对CH3Cl的吸收主要受微生物氧化过程调控,而卤甲烷的产生是不需氧的、非生物的地球化学过程。总体上,南极苔原土壤对卤甲烷的吸收速率大于产生速率,表现为卤甲烷净汇。土壤水分含量为20%-35%时,CH3Cl和CH3Br吸收速率最大。冻融循环模拟实验表明,随冻融循环次数增加,冻结期间CH3Cl产生速率逐渐降低,融化期间吸收速率逐渐增加。温度梯度土壤培养实验表明,温度增加促进了普通苔原土壤卤甲烷的吸收,全球变暖会持续放大南极苔原对卤甲烷的吸收效应。（2）南极苔原三氯甲烷产生过程及机制通过野外静态箱室法观测了企鹅与海豹聚居区苔原和普通高地苔原三氯甲烷（CHCl3）通量,并进行了一系列室内土壤培养实验,结果表明:南极苔原是CHCl3的自然源（35±27 nmol m-2 d-1）。企鹅聚居区苔原CHCl3排放通量（66±20 mmolm-2 d-1）显着高于普通高地苔原和海豹聚居区苔原。室内土壤培养实验表明:受企鹅活动影响的苔原土壤CHCl3产生速率最高（3.5～7.5 pmolg-1 d-1）,是普通高地苔原土壤的3～6倍。CHCl3排放速率与土壤湿度、TOC和Cl含量呈显着正相关（p<0.05）,与pH呈显着负相关（p<0.05）。厌氧和热灭菌培养实验表明,苔原土壤CHCl3的产生是微生物调节的、需氧生化反应过程,同时受土壤pH值、透气性以及水分含量的影响。企鹅活动向其聚居区苔原土壤输入了大量的有机质、氯离子等,改变了苔原土壤理化性质,影响土壤微生物丰度及其代谢活性,从而促进了微生物调控的CHCl3产生过程。温度梯度和冻融循环培养实验表明,温度低于0℃下,CHCl3产生速率相对于4℃降低了 70%,但仍为CHCl3的源。考虑到CHCl3排放的季节变化,估算得到南极苔原每年向大气中排放约0.1 Gg CHCl3,是当地大气中CHCl3重要排放源。（3）南极苔原四氯甲烷消耗及其生命周期估算通过结合野外静态箱室法和室内苔原土壤培养实验,量化了苔原CCl4通量,估算了其生命周期。结果表明:南极苔原是CCl4的自然汇（-2.8±0.5nmolm-2d-1）;不同苔原土壤对CCl4吸收速率没有显着差异（p>0.05）。CC14吸收速率与土壤温度、土壤水分、pH、TOC、TP、TN和C1含量均无显着的统计学相关性（p>0.05）。热灭菌处理后,苔原土壤对CCl4的吸收均显着增加;厌氧培养实验结果显示南极苔原土壤均为CC14的弱排放源,综合分析表明,南极苔原土壤对CC14的吸收降解需要氧气,但不需微生物调节的地球化学过程。南极苔原每年约从大气中吸收降解约12吨CC14。进一步拓展计算表明,CC14对土壤的偏生命周期约为369年,支持了 CCl4大气生命周期被低估的新观点。（4）南极苔原羰基硫产生与消耗过程及机制通过野外静态箱室法和室内土壤培养实验相结合,探究了苔原COS产生与消耗过程及机制。结果表明:南极普通高地苔原是大气中COS的汇（-0.97±0.57 pmol m-2s-1）,海豹（0.87 ± 0.69 pmol m-2s-1）和企鹅（1.35±0.38 pmol m-2s-1）聚居区苔原是COS的源。COS产生速率与土壤水分、TOC、TN、TP和TS呈显着正相关（p<0.05）。厌氧和热灭菌土壤培养实验结果显示南极苔原土壤均为COS排放源,海洋动物聚居区及其邻近苔原土壤COS排放速率显着增加,表明COS的消耗是苔原地表植被和土壤中微生物的新陈代谢过程所致;COS的产生是非生物的、不需氧气的地球化学过程。企鹅与海豹等海洋动物向聚居区苔原土壤输入了大量有机质和海洋源硫,促进了土壤COS的非生物产生过程。海洋动物聚居区苔原土壤COS产生速率与土壤温度呈显着正相关（p<0.05）,企鹅活动提高了苔原土壤COS排放过程的温度敏感性（Q10=1.68）。土壤COS通量最高占整个苔原通量的50%左右,因此在利用COS通量估算苔原生态系统初级生产力时,需测量土壤COS通量并加以校正。
李茹霞,耿元波[5]（2020）在《应用13C同位素标记法区分羊草草原生态系统呼吸》文中研究说明草原生态系统呼吸在碳循环和气候变化过程中发挥重要作用,它包括土壤呼吸和地上部植物体呼吸,且不同的生态系统呼吸组分对于环境变化有不同的响应机制。为区分生态系统呼吸,探讨草原呼吸对温室气体排放的贡献,研究利用稳定同位素13C自然标记法和13C脉冲标记法,并结合静态箱-Keeling plot方法对内蒙古锡林河流域羊草草原生态系统呼吸进行了区分,并分析比较2种方法的区分结果。结果表明:1)实验中13C自然标记样方和13C脉冲标记样方生境一致,两者土壤温度和土壤含水量无显着差异,13C自然标记法和13C脉冲标记法的区分结果具有可比性。2)对比自然标记法,脉冲标记法显着提高了生态系统呼吸、土壤呼吸和地上部植物呼吸的δ13C值（P<0.05）。3)13C自然标记法和13C脉冲标记法区分结果Fs/Feco（土壤呼吸通量/生态系统呼吸通量）在2011年分别是（75.2±4.3）%和（73.8±2.9）%,在2012年分别是（89.2±2.0）%和（89.1±1.4%）。统计分析结果表明,2种方法获得的区分结果无显着差异（2011:P=0.567; 2012:P=0.674）,表明自然状态下,羊草草原生态系统呼吸、地上部植物体呼吸和土壤呼吸之间的δ13C值差异足够用来区分生态系统呼吸,这一发现能够提高同位素标记法区分生态系统呼吸的效率,进而为生态系统碳循环过程的精细研究提供参考。
赵佳玉[6]（2020）在《长江三角洲淡水养殖塘水-气界面CH4排放动态研究》文中进行了进一步梳理养殖塘作为淡水养殖水体以及内陆小型水体的重要组成部分,是CH4排放的热点。准确评估淡水养殖塘水-气界面CH4通量的时间变化特征及其环境人为控制机制有助于降低当前内陆水体碳平衡估算的不确定性。本研究选取中国淡水养殖塘分布最为集中的长江三角洲区域内----安徽省滁州市全椒县官渡村一处大片养殖塘作为研究对象,基于涡度相关法（Eddy covariance,EC）、通量-梯度法（Flux-gradient,FG）和密闭动态箱式法对养殖塘水-气界面温室气体通量进行原位定点观测,在评价两种微气象学通量观测方法（EC和FG）应用于小型水体温室气体通量观测适用性的基础上,对养殖塘水-气界面CH4通量进行了高频连续观测,明确了 CH4通量的时间变化特征及排放量;分析了气象要素、人工管理因子在不同时间尺度上对CH4通量的控制作用,以及量化了 CH4通量在小型水体碳循环中的占比;评估了小型水体水-气界面碳交换产生的综合温室效应,主要研究结果如下:（1）EC和FG观测方法在小型水体温室气体通量观测中适用性的评价高频信号损失和信号污染是在小型水体应用EC技术的主要挑战。本研究结果表明由于累积频谱损失造成EC观测的三种气体（H2O、CH4和CO2）通量误差分别为8%、18%和14%,在EC架设高度低和CH4分析仪较长的光腔路径综合作用下,CH4通量的累积频谱损失量最高。为满足观测信号源于目标鱼塘,EC具有相对较低的观测高度,但其观测信号依然受到目标区域外其他土地类型气体交换信号的干扰,其中观测的CO2通量受信号污染影响程度最为严重,H2O通量次之,CH4通量受影响最小。FG方法在小型水体应用过程中的主要不确定性来源于气体湍流扩散系数的计算,本研究利用空气动力学模型（Aerodynamic,AE,应用Obukhov稳定度方程校正）、修正后的波文比模型（Modified Bowen-ratio,MBR,使用H2O作为参考气体）以及中性层结下的风廓线模型（Wind profile,WP）计算了目标气体的湍流扩散系数,研究结果表明AE模型与EC观测结果具有最好的一致性和最小的误差。同时,本研究利用野外实测数据验证了 Horst（1999）研究中关于通量贡献源区的理论假设,即基于两层高度廓线模型的通量源区小于基于几何平均高度梯度模型的源区、也小于同样使用几何平均高度的一维EC观测的源区,综合以上分析结果,最适用于小型水体温室气体通量观测的微气象学方法为利用三维超声风速仪结合AE模型计算气体湍流扩散系数,结合高精度的气体分析仪获取目标气体浓度梯度的组合方案。（2）养殖塘水-气界面CH4交换通量多时间尺度变化特征及排放途径基于EC在2016年至2019年对该研究地点养殖塘水-气界面CH4通量的高频连续观测,结果表明观测期间内养殖塘均表现为稳定的CH4排放源,四年排放均值为3.68±2.95 μg m-2s-1,该排放量显着高于国内外多数其他水生生态系统（如自然池塘、湖泊以及水库等）的研究结果。养殖塘水-气界面CH4交换通量无明显的日变化特征,但具有夏季高、冬季低的季节变化和年际变化特征。该养殖塘CH4冒泡排放是CH4排放的主要途径,占总排放的比例约为74%。（3）养殖塘水-气界面CH4交换通量多时间尺度变化特征影响因素不同时间尺度底泥温度是CH4通量以及CH4冒泡通量的主要影响因素,均与CH4通量以及CH4冒泡通量呈现显着的正相关关系;在日尺度上,CH4通量随着空气温度的增加呈指数增加,阈值温度约为15℃,利用温度的变化量在日尺度上可以解释CH4通量约60%的变化;不同时间尺度,CH4通量随着大气压强的增加呈递减趋势。分析干塘、饲料投入量以及增氧措施在不同时间尺度对养殖塘水-气界面CH4交换通量的影响发现,增氧措施实施期间并未显着的增加或抑制养殖塘CH4排放量;干塘初期会显着的增加日尺度CH4排放量值,且同一养殖塘内饲料/肥料投入量相对较高的区域其CH4排放量值也较高;空气温度与饲料有机碳输入量的协同作用是影响养殖塘水-气界面CH4排放量年际变异的主要驱动因素。（4）养殖塘碳循环过程和水-气界面碳交换产生的综合温室效应基于养殖塘碳循环动态分析,养殖塘内有机碳输入源95%以上来自于饲料以及肥料的供应,输出过程主要以水产养殖生物摄取的碳和CH4排放为主。2016年至2019年,该研究地点养殖塘的有效饲料利用率分别为12%、14%、18%以及22%,相对较低的饲料利用率导致输入的大量有机碳以CH4形式排放到大气,其碳输出量,占总含碳气体排放和输入有机碳的比率分别约为80%（±20%）和13%（±4.86%）,此结果证明CH4是养殖塘水-气界面碳排放过程的主要贡献因子。除去排出的有机碳,滞留在养殖水体的有机碳大多沉积到水体底泥沉积物中,占有机碳输入的比率在65%以上,表明沉积物含碳量在养殖塘碳循环过程中占有不可忽视的重要地位。2016年至2019年该养殖塘CO2及CH4排放的全球增温潜势平均值为32.5 Mg CO2 eqha-1,其中CH4的平均贡献率约在90%以上。
原文文[7]（2020）在《华北低丘山地人工林生态系统甲烷通量变化特征及其影响机制》文中指出研究森林CH4通量变化过程与源汇转换格局是森林生态学、应用气象学及全球变化研究等相关学科及领域共同关注的重要科学主题。华北低丘山地地处暖温带气候区,因其特殊的地理位置和气候特征,一直是我国林业生态工程建设的重点区域之一,迄今为止该地区森林CH4通量变化及其控制机制的研究至今未见详尽的文献报道。因此,研究该地区人工林生态系统CH4通量变化特征、源汇转换过程及其影响机制,测算累计通量及其增温潜势,尤具重要科学价值和实践意义。基于闭路式涡度相关法（Close Path Eddy Covariance,CPEC）观测森林生态系统CH4通量的数据处理与质量控制技术及其理论依据还存在一定不确定性。需要根据具体下垫面情况,量化关键技术参数不确定性,评价数据质量,才能进行数据应用,而目前国内外相关研究报道缺乏。本研究于2016.7-2019.11期间,以华北南部低丘山地栓皮栎-侧柏-刺槐人工林生态系统为研究对象,在研究了解实际观测区域湍流运动特征的工作基础上,从流速、延迟时间和平均计算周期等方面,定量分析CPEC法观测CH4通量数据不确定性,进行数据质量评价,优化数据观测技术体系。采用优化后的CPEC系统,结合开路式涡度相关法（Open Path Eddy Covariance,OPEC）,获取CH4通量观测数据,进一步研究CH4通量变化特征和影响机制,并了解源、汇转换过程,探讨CH4累积通量及其相对增温潜势,旨在为森林CH4通量长期定位观测提供技术支撑,为估算暖温带气候区人工林生态系统CH4收支、人工林应对气候变化提供科学依据,为进一步深入评价华北山区林业生态工程生态效应提供基础数据。主要结果如下:（1）大气湍流谱分析表明闭路涡度相关系统（CPEC）观测数据的质量满足涡度通量高频响应的观测需求以及湍流协方差基本理论的适用条件。晴天不同稳定状态下,风速、温度、CO2、H2O、CH4功率谱在惯性副区的斜率满足-2/3和-5/3,协谱满足-4/3斜率,仪器能很好的响应高频信号,能够符合通量观测的基本要求。以OPEC观测系统为准标准,对CPEC系统在不同流速观测得的原始10Hz数据进行的谱分析,发现合适的流速范围是大于31.5L·min-1,最合适流速为35.5L·min-1,仪器10Hz采样频率合理;并计算不同合适流速下CPEC系统的延迟时间,与OPEC观测系统相比,平均延迟时间为8-9s,经延迟校正后CPEC系统数据质量比较高。在今后通量观测试验中两系统可以作为并行观测互相弥补的观测技术手段。在本研究区下垫面情况下,平均计算周期为60min、15min的CH4通量数据分别较适合于研究月及其以上尺度、日及其以下尺度CH4通量变化特征。（2）利用footprint模型分析不同风向上通量源区的分布,结果表明观测所得数据在任何风向上均能较好地观测迎风向上的通量源区,所观测得到的数据具有较好的空间代表性。无论是在生长季还是在非生长季,不稳定状态下的源区面积均小于稳定状态,非生长季源区面积大于生长季。通量源区日变化分布具有非均匀性,白天的通量源区面积大于夜间,在中午时面积最小。（3）该人工林生态系统CH4通量有明显的日变化和季节变化规律。观测期间内各月CH4通量的月平均日变化为单峰趋势,白天CH4通量值为正,为CH4源,夜间CH4通量值为负,变化不明显。生长季CH4通量日平均最大值均低于非生长季。月平均日最大CH4通量值出现在3月,最小值出现在10月。不同时期的典型晴天和雨天CH4日变化特征发现:生长季和非生长季中晴天均具有明显日变化,雨天的日变化趋势多变,生长季中雨天的最大通量值明显低于晴天,生长季和非生长季的交接时期,雨天日变化不明显,而在非生长季与晴天变化趋势一致;人工林CH4通量具有明显的季节变化。3月份通量值达到全年最高高峰,6月达到全年第一个低峰,在10月降低到全年最低峰。华北低丘山地人工林是一个大气CH4源,CH4通量年排放量为2017年>2018年>2019年>2016年,主要原因是2016年降水量最大,约为2017年的2倍。研究降雨前、中、后期的CH4通量日变化特征发现,降雨对其有滞后效应,滞后期约3天左右,同时,降雨还会改变CH4日通量源/汇的短暂转换。降水强度和降水频率导致观测的CH4年通量结果不同。（4）基于PCA和RDA分析显示不同水热因子对CH4通量的影响存在显着差异。年尺度上,各水热因子与CH4通量均呈显着相关。但日尺度上,夏、冬两季,大气温度、相对湿度、净辐射和光合有效辐射均与CH4通量有显着相关关系,不同深度的土壤温度和土壤含水量与CH4通量均有一定的相关性,其中0-5cm土壤含水量与CH4通量的相关性最高,其次是5-10cm土壤温度。而降雨量对CH4通量的影响比较复杂。分析自然连续降雨（2016年10月19日-28日;2017年10月1日-15日）的不同时期各水热因子与CH4通量的关系显示:降雨前期,大气温度、净辐射、各层土壤温度与CH4通量有显着正相关,各层土壤含水量均与CH4通量有显着负相关;降雨影响期,相对湿度、净辐射、各层土壤温度以及10-20cm土壤含水量对CH4通量有显着负相关,只有5-10cm土壤含水量与CH4通量有显着正相关;降雨滞后期,CH4通量与气温、净辐射和0-5cm土壤温度对具有显着正相关关系,与相对湿度、10-15cm、15-20cm土壤温度和5-10cm、10-20cm土壤含水量具有显着负相关关系;降雨中期,相对湿度和各层土壤含水量正相关极显着,气温和各层土壤温度对CH4通量显性负相关;降雨末期,CH4通量与气温、净辐射和0-5cm土壤温度具有显着正相关关系,与相对湿度、10-20cm土壤含水量具有显着负相关关系。通过路径分析各主要影响的水热因子与CH4通量的综合效应,降水量、大气温度、净辐射、5-10cm土壤温度和相对湿度是影响CH4通量的主要因子,其对CH4通量的路径系数分别为0.61,0.58,-0.49,0.24,0.11,其中净辐射对其呈显着负相关关系。光合有效辐射和5-10cm土壤含水量对CH4通量的路径系数分别为0.05和0.02,影响相对较小。同时,净辐射和降雨量分别通过大气温度、土壤含水量等间接对CH4通量产生影响（5）本人工林生态系统春、夏、秋、冬四个季节的甲烷累积通量分别为0.03、0.021、0.012、0.019 kg·hm-2,占全年的比例为33.37、26.82、4.53和25.28%,其相对温室潜势分别为0.728 kg·CO2·hm-2、0.588 kg·CO2·hm-2、0.308 kg·CO2·hm-2和0.56 kg·CO2·hm-2,其年累积通量为0.078 kg·hm-2·a-1,该人工林生态系统甲烷气体的相对温室潜势为2.184kg·CO2·hm-2。
周攀[8]（2020）在《盐城滨海湿地温室气体交换对模拟增温的响应及其意义》文中认为滨海湿地生态系统处于陆海交互的关键区域,较高的初级生产力和特殊的厌氧环境使其成为重要碳汇的同时也产生大量二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4）。在全球变暖的背景下,滨海湿地温室气体交换如何变化?其碳汇功能能否维持?这些问题的不确定性限制了我们对该区域碳循环的认识。本文以盐城滨海芦苇和互花米草两种典型湿地为研究对象,运用开顶箱增温（OTC）和静态箱观测的方法研究增温对生态系统温室气体交换的影响。重点探讨了该区域呼吸释放CO2通量(Reco)、净生态系统CO2通量（NEE）和CH4通量对短期模拟增温的响应特征,阐明了控制生态系统温室气体交换的主要因素,为滨海湿地区域性碳收支平衡预算和评估全球变暖的潜在效应提供新的实验数据。主要结论如下:（1）盐城滨海芦苇湿地和互花米草湿地的温室气体交换具有季节性变化特征,在整个生长季表现为该生态系统是CO2碳汇和CH4碳源。Reco、NEE和CH4通量在生长季初期和末期较低。Reco在7月达到峰值。NEE在植物生长季呈现负值,生态系统主要表现为吸收CO2。CH4通量在9月达到峰值。植物生物量在生长季初期（5月）对NEE和Reco影响较大。（2）互花米草生境表层土壤电导率对CO2通量有显着影响（p<0.01）。互花米草生境的Reco大于芦苇生境,而CH4通量则相反。这一研究暗示了植物入侵可能引起生态系统呼吸通量增加,增加生态系统的碳损失量。但从温室效应来看,植物入侵不会增加总的增温潜势。（3）增温对生态系统碳交换通量影响存在显着的季节差异:在植物生长初期增温使湿地植物生物量有所增加,但高温条件下增温会抑制植物生长;在植物生长季初期（4月和5月）,增温增加了Reco,在生长季中后期（7月和9月）,增温减少了Reco;芦苇生境生长季的中后期（7月和9月）,增温NEE平均净吸收通量下降了51.9%。互花米草生境在2018年生长季中前期（5月和7月）,NEE平均净吸收通量下降了34.1%,由此推测入侵地生态系统可能具有更好的抗逆性;CH4通量受增温的影响较小。
陈盟,张杰,刘巧,郭艳杰,张丽娟,吉艳芝[9]（2020）在《葡萄园土壤呼吸特征及CO2排放监测方法比较》文中进行了进一步梳理基于开路式土壤碳通量测量系统和静态箱法对酿酒葡萄园和鲜食葡萄园的碳通量进行全年观测,观测结果表明:开路式土壤碳通量测量系统和静态箱法均能观测到施肥、翻耕或降水后引起CO2的剧烈排放,施肥后高水平排放通常持续7 d左右,峰值一般在第3到5天时出现;在对葡萄园的土壤CO2通量观测中,2种方法测得结果一致性较好,开路式土壤碳通量测量系统测得结果普遍高于静态箱法结果,不同季节存在8.30%到387.41%的差异,差值大小随通量降低而增高;在全年观测中,春季累计排放通量最大,随季节更替逐渐降低。葡萄园CO2排放主要集中于春、夏2季,其土壤CO2排放量占全年总排放量额75%以上。开路式土壤碳通量测量系统观测结果与静态箱法观测结果趋势一致性较好,2种方法在对葡萄园土壤CO2通量观测中均取得良好的效果。因此,开路式土壤碳通量测量系统的观测结果具有可信性,而开路式土壤碳通量测量系统具有操作简便,自动化程度高,可直接获得观测数据的优点,较静态箱法有一定改进和提高。
陈盟[10]（2019）在《设施菜田温室气体浓度分布特征及N2O排放监测方法比较研究》文中进行了进一步梳理本研究通过三个阶段试验对设施菜田N2O、CO2排放进行了深入探究,首先观测了设施菜田棚室内部N2O、CO2浓度的空间分布特征,并同步以静态箱法观测土壤N2O通量特征,对比二者,分析设施菜田棚室最终N2O、CO2排放与土壤排放之间关系。第二阶段为尝试引入反演式气体扩散模型直接观测设施菜田排入大气的N2O、CO2气体,但由于模型功能所限,仅成功完成了N2O的观测。第三阶段同步使用反演式气体扩散模型和静态箱/气相色谱法观测设施菜田N2O通量特征,对比观测结果,分析造成差异的各项因素,验证了新方法的可行性。本研究最终结论如下:（1）设施菜田静态箱法最佳采气时间为9:00-12:00,但N2O通量结果可能存在14%-67%的误差,CO2通量结果可能存在6%-17%的误差,因此设施菜田每日单次观测可能不足以均衡全天N2O排放的时间差异性。（2）棚室内不同高度N2O浓度特征规律较为一致,与静态箱法测得土壤N2O通量特征吻合,N2O浓度随高度增加呈下降趋势,均高于外界背景浓度,表明棚室对N2O气体具有一定滞留作用（3）在短期高频观测中,土壤N2O通量特征与棚内N2O浓度分布特征规律一致;土壤CO2通量特征与棚内CO2浓度分布特征规律相反。表明棚内N2O主要排放源为土壤,CO2属于多源排放,棚室内作物和环境因素对CO2最终排放的影响力高于土壤。（4）反演式气体扩散模型的自动采样装置可以明显捕捉到棚区上方的N2O浓度变化,棚区空置期3.5米高处N2O浓度变化范围为0.673-0.689 mg·m-3,种植期N2O浓度变化范围为0.695-0.716 mg·m-3,种植期明显高于空置期。（5）静态箱/气象色谱法和反演式气体扩散模型在观测设施菜田N2O日排放特征时具有较好的一致性。静态箱/气象色谱法测得三天平均排放通量为252.51μg·m-2·h-1,高于反演式气体扩散模型观测结果192.21μg·m-2·h-1,高出26.75%。（6）在静态箱/气象色谱法和反演式气体扩散模型对棚室番茄全生长季的观测中,两种方法观测结果同样具有较好的一致性,在整个生长季中,静态箱测得土壤净排放通量为1817.49g·hm-2,排放因子为0.45%;反演式气体扩散模型测得土壤净排放通量为1250.95 g·hm-2,排放因子为0.32%,较静态箱测得结果低了29%。综上可知,设施菜田环境对N2O、CO2排放有较强影响,仅观测土壤排放无法具体衡量设施菜田N2O、CO2的最终排放。本研究尝试引入的反演式气体扩散模型与静态箱/气相色谱法N2O观测结果具有较好的一致性,表明反演式气体扩散模型适用于设施菜田N2O排放观测,为观测设施菜田N2O排放提供了新思路,为建立健全我国氮排放清单提供了新方法。
二、箱法在草地温室气体通量野外实验观测中的应用研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、箱法在草地温室气体通量野外实验观测中的应用研究（论文提纲范文）
（1）基于多通道密闭式动态箱法对养殖塘CH4和CO2通量特征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.3 研究目标及内容 |
| 第二章 研究区域概况与研究方法 |
| 2.1 研究区域概况 |
| 2.2 观测方法 |
| 2.3 实验方案 |
| 第三章 密闭式动态箱法性能评估 |
| 3.1 密闭式动态箱系统测量准确性评估 |
| 3.2 密闭式动态箱系统测量代表性评估 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 养殖塘CH_4通量时空变化特征及其影响因素 |
| 4.1 养殖塘CH_4扩散和冒泡通量时间变化特征 |
| 4.2 养殖塘CH_4扩散和冒泡通量空间变化特征 |
| 4.3 养殖塘CH_4通量的影响因素 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 养殖塘CO_2通量时空变化特征及其影响因素 |
| 5.1 养殖塘CO_2通量时间变化特征 |
| 5.2 养殖塘CO_2通量空间变化特征 |
| 5.3 养殖塘CO_2通量的影响因素 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 讨论 |
| 6.1 养殖塘多通道密闭式动态箱法适用性评价 |
| 6.2 养殖塘CH_4和CO_2通量的时空格局及其排放水平 |
| 6.3 养殖塘CH_4和CO_2通量影响因素 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
（2）锡林浩特典型草原区甲烷通量的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题意义及背景 |
| 1.2 CH_4通量的研究进展 |
| 1.2.1 CH_4源 |
| 1.2.2 CH_4汇 |
| 1.2.3 CH_4通量的原位测定研究进展 |
| 1.2.4 CH_4通量的模型模拟研究进展 |
| 1.3 自然环境因子对土壤CH_4通量的影响 |
| 1.3.1 温度对CH_4通量的影响 |
| 1.3.2 降水对CH_4通量的影响 |
| 1.3.3 土壤因子对CH_4通量的影响 |
| 1.3.4 植物因子对CH_4通量的影响 |
| 1.3.5 降雨中氮含量对CH_4通量的影响 |
| 1.3.6 土地利用类型的CH_4通量的研究 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 第二章 研究区及数据获取与处理 |
| 2.1 研究区 |
| 2.2 数据的获取及处理 |
| 2.2.1 气体采集 |
| 2.2.2 气象数据 |
| 2.2.3 土壤数据 |
| 2.2.3.1 土壤温度 |
| 2.2.3.2 历史土壤理化性质 |
| 2.2.4 DNDC模型基础数据 |
| 2.3 数据的处理与方法 |
| 第三章 草原实测的CH_4通量 |
| 3.1 CH_4通量的原位测定 |
| 3.2 CH_4通量的日变化 |
| 3.3 CH_4通量的样地差异 |
| 3.3.1 草原类型的土壤CH_4通量 |
| 3.3.2 土地利用类型的土壤CH_4通量 |
| 3.4 CH_4通量与自然环境因子 |
| 3.4.1 CH_4通量与土壤因子的相关分析 |
| 3.4.1.1 CH_4通量与土壤理化属性 |
| 3.4.1.2 CH_4通量与土壤温度 |
| 3.4.2 CH_4通量与植物因子 |
| 3.4.2.1 CH_4吸收通量与植物生物量 |
| 3.4.2.2 CH_4吸收通量与植物生物量比例 |
| 3.4.2.3 CH_4吸收通量与植物碳氮比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于DNDC模型的CH_4通量 |
| 4.1 DNDC模型的原理 |
| 4.2 模型的参数获取 |
| 4.2.1 地理位置 |
| 4.2.2 气象数据 |
| 4.2.3 土壤数据 |
| 4.2.4 植被数据 |
| 4.2.5 放牧数据 |
| 4.3 模型的敏感性分析 |
| 4.3.1 模型敏感性的参数设置 |
| 4.3.2 敏感性分析方法 |
| 4.3.3 敏感性结果分析 |
| 4.4 模型的精度验证 |
| 4.5 CH_4通量的时间变化 |
| 4.5.1 CH_4通量的月变化 |
| 4.5.2 CH_4通量的季节变化 |
| 4.5.3 CH_4通量的年变化 |
| 4.6 CH_4通量的空间分布 |
| 4.6.1 CH_4月均通量的空间分布 |
| 4.6.2 CH_4季均通量的空间分布 |
| 4.6.3 CH_4年累积通量的空间分布 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 草原CH_4通量的情景分析和增温潜势 |
| 5.1 CH_4通量的情景分析 |
| 5.1.1 情景方案设置 |
| 5.1.1.1 气温情景 |
| 5.1.1.2 降水情景 |
| 5.1.1.3 土壤因子情景 |
| 5.1.1.4 预测方案 |
| 5.1.2 情景结果分析 |
| 5.1.2.1 情景预测的年际间CH_4通量 |
| 5.1.2.2 情景预测的CH_4累积通量 |
| 5.1.3 最佳预测的CH_4年通量 |
| 5.2 草原CH_4通量的增温潜势 |
| 5.2.1 增温潜势GWP |
| 5.2.2 CH_4通量的增温潜势 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及研究成果 |
（3）基于CoupModel模型的大兴安岭多年冻土区泥炭沼泽碳交换模拟研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 国内外研究进展 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 1.6 创新点 |
| 第2章 研究区域概况 |
| 2.1 地理概况 |
| 2.2 地质地貌 |
| 2.3 气候表现 |
| 2.4 土壤特征 |
| 2.5 植被类型 |
| 第3章 生长季碳交换变化特征及影响因素分析 |
| 3.1 环境因子变化特征 |
| 3.2 生态系统CO_2净交换(NEE)变化特征及影响因素分析 |
| 3.3 生态系统呼吸作用(ER)变化特征及影响因素分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 泥炭沼泽主要环境要素和碳交换模拟 |
| 4.1 模型关键过程描述 |
| 4.2 模型结构设置 |
| 4.3 相关参数选取 |
| 4.4 模拟结果分析 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 基于过程模型的碳交换模拟预测和环境要素分析 |
| 5.1 大兴安岭地区过去气候变化特征 |
| 5.2 CMIP5未来气候模式 |
| 5.3 大兴安岭地区未来气候变化特征 |
| 5.4 增温模式下的碳交换模拟结果与差异性分析 |
| 5.5 影响生态系统碳交换的环境要素分析 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 研究结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究不足及展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学习期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）南极苔原卤甲烷和羰基硫源汇过程及机制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 背景概述 |
| 1.1.1 卤甲烷背景概述 |
| 1.1.2 羰基硫背景概述 |
| 1.2 研究进展 |
| 1.2.1 卤甲烷研究进展 |
| 1.2.2 三氯甲烷研究进展 |
| 1.2.3 四氯甲烷研究进展 |
| 1.2.4 羰基硫研究进展 |
| 参考文献 |
| 第2章 研究内容与意义 |
| 2.1 研究背景与意义 |
| 2.2 研究目标 |
| 2.3 研究内容 |
| 2.4 技术路线 |
| 参考文献 |
| 第3章 研究区域与方法 |
| 3.1 研究区域概况 |
| 3.2 野外痕量气体通量观测 |
| 3.3 痕量气体产生与消耗苔原土壤培养实验 |
| 3.3.1 南极自然条件下土壤培养实验 |
| 3.3.2 有氧/厌氧条件下土壤培养实验 |
| 3.3.3 生物/非生物作用下土壤培养实验 |
| 3.3.4 温度影响下土壤培养实验 |
| 3.3.5 水分影响下土壤培养实验 |
| 3.3.6 冻融循环影响下土壤培养实验 |
| 3.4 样品分析与检测 |
| 3.4.1 野外样品中痕量气体浓度的测定 |
| 3.4.2 室内培养实验中痕量气体浓度测定 |
| 3.4.3 土壤理化性质分析 |
| 3.5 数据统计与分析 |
| 3.5.1 痕量气体通量计算 |
| 3.5.2 Q_(10)的计算 |
| 3.5.3 数据处理工具与方法 |
| 参考文献 |
| 第4章 南极苔原卤甲烷源汇过程及机制 |
| 4.1 苔原土壤理化性质与卤素含量 |
| 4.2 苔原土壤卤甲烷吸收速率和通量特征 |
| 4.3 苔原土壤卤甲烷吸收速率与环境因子间的关系 |
| 4.4 温度和冻融循环对苔原土壤氯甲烷和溴甲烷通量的影响 |
| 4.5 苔原土壤氯甲烷和溴甲烷产生与消耗的机制 |
| 4.6 海洋动物活动对南极苔原土壤氯甲烷和溴甲烷通量的影响 |
| 4.7 苔原土壤作为卤甲烷吸收汇的环境意义 |
| 参考文献 |
| 第5章 南极苔原三氯甲烷产生过程及机制 |
| 5.1 苔原三氯甲烷通量特征 |
| 5.2 苔原土壤三氯甲烷产生机制 |
| 5.3 不同环境因子对苔原土壤三氯甲烷通量的影响 |
| 5.4 海洋动物活动对苔原土壤三氯甲烷通量的影响 |
| 5.5 苔原土壤温度及冻融循环与三氯甲烷通量之间的关系 |
| 5.6 苔原土壤三氯甲烷排放的区域性影响评估 |
| 参考文献 |
| 第6章 南极苔原四氯甲烷消耗及其生命周期估算 |
| 6.1 苔原四氯甲烷通量特征 |
| 6.2 苔原土壤四氯甲烷消耗机制 |
| 6.3 苔原土壤四氯甲烷通量与环境因子的关系 |
| 6.4 温度对苔原土壤四氯甲烷通量的影响 |
| 6.5 南极苔原土壤四氯甲烷汇强评估 |
| 参考文献 |
| 第7章 南极苔原羰基硫产生与消耗过程及机制 |
| 7.1 土壤理化性质的分析与讨论 |
| 7.2 南极苔原现场羰基硫通量特征 |
| 7.3 苔原土壤羰基硫通量 |
| 7.4 羰基硫通量与海洋动物活动和环境因子之间的关系 |
| 7.5 水分对苔原羰基硫通量的影响 |
| 7.6 温度对苔原羰基硫通量的影响 |
| 7.7 苔原羰基硫产生与消耗的机制 |
| 参考文献 |
| 第8章 主要结论 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）应用13C同位素标记法区分羊草草原生态系统呼吸（论文提纲范文）
| 1 材料与方法 |
| 1.1 研究区概况 |
| 1.2 实验设置 |
| 1.3 样品采集与分析 |
| 1.3.1 样品采集与处理 |
| 1.3.2 样品分析 |
| 1)土壤温度的测定: |
| 2)土壤含水量的测定: |
| 3)CO2浓度的测定[45]: |
| 4)气体δ13C的测定[45]: |
| 5)地上部植物δ13C值的测定[45]: |
| 6)生态系统呼吸区分计算: |
| 1.3.3 Keeling plot法确定生态系统δ13C值 |
| 1.4 数据处理 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 土壤水热条件比较 |
| 2.2 生态系统呼吸、地上部植物呼吸和土壤呼吸区分 |
| 2.2.1 自然标记法区分草原生态系统呼吸 |
| 2.2.2 脉冲标记法区分草地生态系统呼吸 |
| 2.2.3 δ13C的年际变化 |
| 2.2.4 13C自然标记法和脉冲标记法区分结果的比较 |
| 3 结论 |
（6）长江三角洲淡水养殖塘水-气界面CH4排放动态研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景和研究意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 养殖塘水-气界面CH_4通量的变化特征 |
| 1.2.2 养殖塘水-气界面CH_4通量的影响因子 |
| 1.2.3 养殖塘水-气界面CH_4通量的观测方法 |
| 1.3 研究目标、研究内容、拟解决的关键科学问题和技术路线 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 拟解决的关键科学问题 |
| 1.3.4 技术路线图 |
| 第二章 资料与方法 |
| 2.1 实验地点 |
| 2.2 观测方法 |
| 2.2.1 通量-梯度观测 |
| 2.2.2 涡度相关观测 |
| 2.2.3 密闭动态箱式法观测 |
| 2.2.4 辅助观测 |
| 2.3 涡度相关观测数据的处理与插补 |
| 2.4 通量源区计算方法 |
| 2.5 人工管理措施的评价方法 |
| 第三章 EC和FG方法在小型水体通量观测中适用性的验证 |
| 3.1 频谱校正对EC通量观测的影响 |
| 3.2 基于EC和FG方法观测的H_2O、CO_2和CH_4结果对比 |
| 3.2.1 潜热通量结果对比 |
| 3.2.2 CO_2通量结果对比 |
| 3.2.3 CH_4通量结果对比 |
| 3.3 不同湍流扩散系数模型对比 |
| 3.4 通量源区的影响 |
| 3.5 讨论与小结 |
| 3.5.1 讨论 |
| 3.5.2 本章小结 |
| 第四章 基于EC观测的养殖塘CH_4通量多时间尺度变化特征 |
| 4.1 研究地点气象要素的时间变化动态 |
| 4.2 养殖塘CH_4通量的多时间尺度变化特征 |
| 4.2.1 养殖塘CH_4通量的日变化特征 |
| 4.2.2 养殖塘CH_4通量季节变化和年际变化 |
| 4.2.3 采样时间对养殖塘CH_4排放量的影响 |
| 4.3 养殖塘CH_4冒泡通量变化研究 |
| 4.3.1 基于密闭动态箱式法观测的CH_4冒泡通量 |
| 4.3.2 基于倒置漏斗法和密闭动态箱式法冒泡通量比较 |
| 4.3.3 养殖塘CH_4通量的主要排放方式 |
| 4.4 讨论与小结 |
| 4.4.1 养殖塘CH_4排放水平 |
| 4.4.2 本章小结 |
| 第五章 养殖塘CH_4通量多时间尺度影响因子研究 |
| 5.1 气象因子对养殖塘CH_4通量的影响 |
| 5.1.1 半小时尺度CH_4通量的影响因子 |
| 5.1.2 日尺度和月尺度CH_4通量的影响因子 |
| 5.2 人工措施对养殖塘CH_4排放的影响 |
| 5.2.1 半小时尺度增氧措施对CH_4通量的影响 |
| 5.2.2 日尺度饲料投入量和干塘对CH_4通量的影响 |
| 5.3 养殖塘气象要素及人为管理对CH_4通量的协同作用 |
| 5.4 养殖塘CH_4冒泡通量的影响因子 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 小型水体水—气界面碳收支研究 |
| 6.1 小型水体水-气界面碳收支方程 |
| 6.2 小型水体碳循环动态分析 |
| 6.3 小型水体水-气界面碳交换的综合温室效应 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 研究不足与展望 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
| 攻读博士学位期间科研成果 |
| 致谢 |
（7）华北低丘山地人工林生态系统甲烷通量变化特征及其影响机制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 森林冠层CH_4通量观测方法及设备概述 |
| 1.2.2 涡度相关法观测CH_4通量的不确定性 |
| 1.2.3 森林生态系统CH_4通量研究进展 |
| 1.3 项目来源与经费支持 |
| 1.4 研究目标和主要研究内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 2 试验区概况与研究方法 |
| 2.1 研究区概况 |
| 2.1.1 试验地概述 |
| 2.1.2 观测点设置 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 观测方法 |
| 2.2.2 数据计算及处理 |
| 2.2.3 统计方法分析 |
| 3 CPEC系统观测人工林生态系统CH_4通量数据不确定性分析与数据质量评价 |
| 3.1 大气湍流谱分析 |
| 3.2 流速对CPEC系统测定森林生态系统CH_4通量的影响 |
| 3.2.1 OPEC 系统与CPEC 系统观测CH_4通量的谱特征分析 |
| 3.2.2 不同流速下CPEC系统观测CH_4通量的谱特征分析 |
| 3.2.3 不同流速下CPEC 系统与OPEC 系统观测CH_4通量的比较 |
| 3.3 CPEC系统的延迟时间 |
| 3.3.1 CPEC系统观测CH_4通量延迟时间的确定 |
| 3.3.2 经延迟校正后CPEC与 OPEC两种观测系统CH_4通量比较 |
| 3.4 涡度相关法测定人工林生态系统CH_4通量平均周期的确定 |
| 3.4.1 不同平均周期计算CH_4通量日变化特征比较 |
| 3.4.2 频谱相对贡献分析 |
| 3.5 讨论 |
| 3.6 小结 |
| 4 人工林生态系统CH_4通量的变化特征 |
| 4.1 CH_4通量源区的变化特征 |
| 4.1.1 风场分析 |
| 4.1.2 主风向上的通量源区分布 |
| 4.2 人工林生态系统CH_4通量的变化特征 |
| 4.2.1 日变化 |
| 4.2.2 季节变化和年变化 |
| 4.3 讨论 |
| 4.4 小结 |
| 5 水热因子对人工林生态系统CH_4通量的影响机制 |
| 5.1 水热状况 |
| 5.1.1 微气象因子 |
| 5.1.2 土壤温度和土壤含水量 |
| 5.2 人工林生态系统CH_4通量的影响因素及其权重 |
| 5.2.1 水热状况与CH_4通量的PCA和 RDA分析 |
| 5.2.2 不同水热因子对CH_4通量的相关性分析 |
| 5.2.3 水热因子对CH_4通量的综合效应 |
| 5.3 讨论 |
| 5.4 小结 |
| 6 人工林生态系统CH_4的累积排放量及综合温室效应 |
| 6.1 不同生态系统甲烷源汇对比 |
| 6.2 甲烷累积通量 |
| 6.3 甲烷相对温室潜势 |
| 6.4 小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.1.1 CPEC系统观测森林生态系统CH_4通量数据不确定性分析与数据质量评价 |
| 7.1.2 人工林生态系统CH_4通量的变化特征 |
| 7.1.3 水热因子对人工林生态系统CH_4通量的影响机制 |
| 7.1.4 人工林生态系统CH_4的累积排放量及综合温室效应 |
| 7.2 特色及创新之处 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间的学术研究 |
| 致谢 |
（8）盐城滨海湿地温室气体交换对模拟增温的响应及其意义（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究的目的与意义 |
| 1.3 国内外研究进展 |
| 1.3.1 湿地碳循环过程研究 |
| 1.3.2 温室气体交换野外观测方法 |
| 1.3.3 野外模拟增温装置研究 |
| 1.3.4 不同陆地生态系统温室气体交换对增温的响应 |
| 1.4 技术路线图 |
| 第二章 材料与方法 |
| 2.1 研究区概况 |
| 2.1.1 自然地理条件 |
| 2.1.2 区域地质概况 |
| 2.2 实验设计 |
| 2.3 样品的采集与处理 |
| 2.2.1 土壤 |
| 2.2.2 温室气体交换 |
| 2.2.3 生物量 |
| 2.2.4 环境因子 |
| 第三章 实验结果 |
| 3.1 盐城滨海湿地环境和植物因素对模拟增温的响应 |
| 3.1.1 环境因素 |
| 3.1.2 植物因素 |
| 3.2 盐城滨海湿地温室气体交换对模拟增温的响应 |
| 3.2.1 湿地呼吸释碳对模拟增温的响应 |
| 3.2.2 湿地光合固碳对模拟增温的响应 |
| 3.2.3 湿地甲烷通量对模拟增温的响应 |
| 3.3 模拟增温下盐城滨海湿地温室气体交换对环境因素和植物因素的响应 |
| 3.3.1 环境因素 |
| 3.3.2 植物因素 |
| 第四章 讨论 |
| 4.1 盐城滨海湿地环境与植物因素对模拟增温响应的分析 |
| 4.1.1 环境因素 |
| 4.1.2 植物因素 |
| 4.2 盐城滨海湿地温室气体交换对模拟增温响应的分析 |
| 4.2.1 湿地呼吸释碳对模拟增温的响应分析 |
| 4.2.2 湿地光合固碳对模拟增温的响应分析 |
| 4.2.3 湿地甲烷通量对模拟增温的响应分析 |
| 4.3 模拟增温下盐城滨海湿地温室气体交换对环境因素和植物因素的响应分析 |
| 4.3.1 环境因素 |
| 4.3.2 植被因素 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）葡萄园土壤呼吸特征及CO2排放监测方法比较（论文提纲范文）
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验地概况 |
| 1.2 土壤CO2排放监测 |
| 1.2.1 基于静态箱法的CO2通量观测 |
| 1.2.2 基于开路式土壤碳通量测量系统的CO2通量观测 |
| 1.3 数据处理 |
| 1.3.1 静态箱法通量数据的计算 |
| 1.3.2 季度平均排放通量和累计排放通量 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 葡萄园土壤春季施肥期CO2排放特征 |
| 2.2 葡萄园土壤夏季施肥期CO2排放特征 |
| 2.3 葡萄园土壤秋季施肥期CO2排放特征 |
| 2.4 葡萄园土壤全年CO2排放特征 |
| 2.5 全年累计通量特征 |
| 3 讨论 |
| 3.1 不同品种葡萄园区CO2排放结果的差异性分析 |
| 3.2 开路式土壤碳通量测量系统与静态箱法测定结果的差异性分析 |
| 4 结论 |
（10）设施菜田温室气体浓度分布特征及N2O排放监测方法比较研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 设施蔬菜生产现状及氮素损失 |
| 1.2.2 温室气体测定方法研究进展 |
| 1.2.3 土壤温室气体的产生与排放 |
| 1.2.4 土壤N_2O、CO_2排放影响因素 |
| 1.2.5 设施菜田日光温室环境因素研究现状 |
| 1.3 研究内容及方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 试验地概况 |
| 2.1.1 徐水试验位点 |
| 2.1.2 博野试验位点 |
| 2.2 试验方案 |
| 2.2.1 徐水试验位点试验布置 |
| 2.2.2 博野试验位点试验布置 |
| 2.3 样品采集与处理 |
| 2.3.1 静态箱/气相色谱法样品采集与测定 |
| 2.3.2 反演式气体扩散模型的样品采集与测定 |
| 2.4 数据处理 |
| 2.4.1 静态箱/气相色谱法计算公式 |
| 2.4.2 反演式气体扩散模型的相关计算及数据质量控制 |
| 2.4.3 排放因子的相关计算 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 设施菜田N_2O、CO_2时空分布特征研究 |
| 3.1.1 高频监测设施菜田N_2O通量特征及浓度分布特征 |
| 3.1.2 高频监测设施菜田CO_2通量特征及浓度分别特征 |
| 3.1.3 长期观测设施菜田N_2O通量特征及浓度分布特征 |
| 3.1.4 长期观测设施菜田CO_2通量特征及浓度分布特征 |
| 3.1.5 土壤N_2O、CO_2累计排放量及净温室效应 |
| 3.1.6 小结 |
| 3.2 基于反演式气体扩散模型观测设施菜田N_2O排放 |
| 3.2.1 供试棚区N_2O背景浓度观测 |
| 3.2.2 反演式气体扩散模型数据筛选 |
| 3.2.3 棚区N_2O排放通量监测 |
| 3.2.4 小结 |
| 3.3 结合静态箱法和反演式气体扩散模型观测设施菜田N_2O排放 |
| 3.3.1 棚区N_2O日排放规律 |
| 3.3.2 棚室番茄全生长季N_2O排放特征 |
| 3.3.3 两种方法测定结果的比较 |
| 3.3.4 小结 |
| 4 讨论 |
| 4.1 设施菜田N_2O、CO_2时空分布特征 |
| 4.2 设施菜田半封闭小气候环境对温室气体排放的影响 |
| 4.3 设施菜田应用反演式气体扩散模型的关键要素 |
| 4.4 微气象学法与静态箱/气相色谱法测定结果的差异性分析 |
| 4.5 不同方法测定结果与IPCC清单N_2O排放系数比较的意义 |
| 5 结论 |
| 6 展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间发表论文 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
四、箱法在草地温室气体通量野外实验观测中的应用研究（论文参考文献）
- [1]基于多通道密闭式动态箱法对养殖塘CH4和CO2通量特征研究[D]. 贾磊. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [2]锡林浩特典型草原区甲烷通量的研究[D]. 杨秀影. 内蒙古工业大学, 2021(01)
- [3]基于CoupModel模型的大兴安岭多年冻土区泥炭沼泽碳交换模拟研究[D]. 李月. 吉林大学, 2021(01)
- [4]南极苔原卤甲烷和羰基硫源汇过程及机制[D]. 张婉颖. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [5]应用13C同位素标记法区分羊草草原生态系统呼吸[J]. 李茹霞,耿元波. 草业学报, 2020(06)
- [6]长江三角洲淡水养殖塘水-气界面CH4排放动态研究[D]. 赵佳玉. 南京信息工程大学, 2020(01)
- [7]华北低丘山地人工林生态系统甲烷通量变化特征及其影响机制[D]. 原文文. 中国林业科学研究院, 2020(01)
- [8]盐城滨海湿地温室气体交换对模拟增温的响应及其意义[D]. 周攀. 中国地质大学(北京), 2020
- [9]葡萄园土壤呼吸特征及CO2排放监测方法比较[J]. 陈盟,张杰,刘巧,郭艳杰,张丽娟,吉艳芝. 林业与生态科学, 2020(01)
- [10]设施菜田温室气体浓度分布特征及N2O排放监测方法比较研究[D]. 陈盟. 河北农业大学, 2019(03)