生態(tài)系統(tǒng)長期聯(lián)網(wǎng)觀測研究的必要性及國內(nèi)外現(xiàn)狀與存在

1、 1) 、生態(tài)系統(tǒng)長期聯(lián)網(wǎng)觀測研究的必要性及國內(nèi)外現(xiàn)狀與存在的問題？ 2) 必要性：近幾十年來，由于人口迅速增減、經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，以及人類對自然資源的掠奪式經(jīng)營，在全球范圍內(nèi)使得生態(tài)系統(tǒng)退化及生存環(huán)境的惡化，造成毀林、荒漠化、洪澇災(zāi)害、水體富營養(yǎng)化及其物種的消失，甚至絕滅等一系列十分嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)害，這已成為威脅人類生存及社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因子。目前要解決這些問題，必須通過多學(xué)科、多部門的和拳繡規(guī)模的長期合作才能完成。另外，由于生態(tài)系統(tǒng)的變化是多要素和多過程耦合的負(fù)載過程，緊緊依靠短期的試驗(yàn)和觀測，許多現(xiàn)象往往難以發(fā)現(xiàn)，也難以判斷生態(tài)系統(tǒng)的變化是短期波動還是長期趨勢，需要建立長期的動態(tài)觀測。

2、為了對生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境的變化狀況進(jìn)行監(jiān)測，進(jìn)而尋求解決資源和環(huán)境問題的方法，一些國家、地區(qū)、國際組織或重要的國際合作項(xiàng)目，建立了以監(jiān)測和解決資源和環(huán)境問題為目標(biāo)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測或研究網(wǎng)絡(luò)，共同構(gòu)成了國際長期生態(tài)研究網(wǎng)絡(luò)。 3) 國際現(xiàn)狀：國際上著名的生態(tài)系統(tǒng)觀測觀測研究網(wǎng)絡(luò)包括：國際陸地生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)(TEME、全球陸地氣候觀測系統(tǒng)(GTO)、全球氣候觀測系統(tǒng)(GCOS全球海洋觀測系統(tǒng)(GOOS地球觀測系統(tǒng)(EOS、全球通M觀測網(wǎng)(FLUXNET、國際穩(wěn)定同位素觀測網(wǎng)絡(luò)(BASIN等。建立長期生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)的目的在于在不同空間尺度上理解生態(tài)系統(tǒng)的長期發(fā)展模式及其演變過程。具體包括：a:從生態(tài)學(xué)

3、角度上，了解各類生態(tài)系統(tǒng)在不同尺度上的格局與過程。b:把網(wǎng)絡(luò)各個站的長期觀測研究和理論發(fā)展信息進(jìn)行整合集成，進(jìn)而總結(jié)出樸實(shí)的生態(tài)學(xué)知識。C:創(chuàng)建詳細(xì)全面的數(shù)據(jù)庫可以向所有的科研團(tuán)體開放。D:為后代留下一項(xiàng)長期全面觀測和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、極豐富的樣品和物種標(biāo)本遺產(chǎn)。 4) 3)國內(nèi)現(xiàn)狀：經(jīng)建成的生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)有：中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)(CER)N、中國陸地生態(tài)系統(tǒng)通量觀測研究網(wǎng)絡(luò)(ChinaFLUX、中國森林生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)(CFERN)中國農(nóng)業(yè)肥料實(shí)驗(yàn)研究網(wǎng)絡(luò)、中國水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、中國荒漠化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、中國農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、中國地面氣象觀測網(wǎng)絡(luò)、中國海洋觀測系統(tǒng)、中國七大水系的水文水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)、國家海洋污染

4、監(jiān)測網(wǎng)、中國酸雨監(jiān)測網(wǎng)和中國地下水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)。目前，CERN已擁有分布于全國各主要生態(tài)型區(qū)的36個生態(tài)站、5個學(xué)科分中心和1個綜合中心，已成為我國重要的野外科學(xué)觀測、試驗(yàn)研究平臺，成為國際公認(rèn)的三大國家級長期生態(tài)研究網(wǎng)絡(luò)之一。中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)(CERN是為了監(jiān)測中國生態(tài)環(huán)境變化，綜合研究中國資源和生態(tài)環(huán)境方面的重大問題，發(fā)展資源科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和生態(tài)學(xué)，于1988年開始組建成立的。目前，該研究網(wǎng)絡(luò)由13個農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站、9個森林生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站、2個草地生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站、6個沙漠生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站、1個沼澤生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站、2個湖泊生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站、3個海洋生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站，以及水分、土壤、大氣、生物、

5、水域生態(tài)系統(tǒng)5個學(xué)科分中心和1個綜合研究中心所組成。 5) 4)存在問題：世界范圍內(nèi)：已有的通量觀測站與植被類型上分布不均勻，多數(shù)是關(guān)于森林生態(tài)系統(tǒng)的；地區(qū)上分不受國家經(jīng)濟(jì)水平的限制，觀測站主要分布在積極發(fā)達(dá)的北美洲、歐洲。中國：a:野外臺站分屬不同的主管部門，沒有形成布局合理、規(guī)范統(tǒng)一、聯(lián)合共享的網(wǎng)絡(luò)體系。B:野外研究站的數(shù)據(jù)共享機(jī)制不健全，長期觀測和試驗(yàn)數(shù)據(jù)沒有進(jìn)行系統(tǒng)性的爭辯、數(shù)據(jù)資源浪費(fèi)嚴(yán)重。C:還沒建立起國家層面的生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)的信息管理與數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)°D:生態(tài)系統(tǒng)觀測研究網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測與研究技術(shù)隊(duì)伍不穩(wěn)定，野外研究站的經(jīng)費(fèi)投入不足，缺乏自我維持和發(fā)展機(jī)制。E;對于中國陸地生

6、態(tài)系統(tǒng)對全球氣候變化適應(yīng)性的樣帶研究，控制實(shí)驗(yàn)和專項(xiàng)觀測試驗(yàn)基礎(chǔ)薄弱；對于生物多樣性，CERN勺大部分站沒有生物多樣性的觀測能力。2、光合作用時，C3植物與C4植物的穩(wěn)定性碳同位素的分餾效應(yīng)有何不同？p289C3植物光合作用過程中各主要環(huán)節(jié)的碳同位素的分餾效應(yīng)，C02經(jīng)過氣孔的擴(kuò)散和葉綠體內(nèi)的同化過程,使A13C值從-8%降到了-20%?-35%.通常情況下，C3植物的光合作用過程中的同位素效應(yīng)可用下列即13C=a(1-Ci/Ca)+b3(Ci/Ca)=a+(b3-a)(Ci/Ca)式中：a為CO2勺擴(kuò)散過程中同位素分儲效應(yīng)系數(shù)(約為4.4%);b3為Rubisco竣化反應(yīng)的同位素分儲效應(yīng)系數(shù)

7、(約為30%。)；Ci/Ca為胞間CO2和空氣中CO2濃度比值。C3植物體內(nèi)的13C同位素含量，一般介于-20%?-35%之間。C4植物因在葉片結(jié)構(gòu)，光合酶系統(tǒng)等方面與C3植物有很大差異，所以在光合作用過程中的同位素分餾過程也與C3植物差別很大，一般用公式表示該過程的同位素分餾效應(yīng)的大小即13C=a(1-Ci/Ca)+(b4+b3f)(Ci/Ca)=a+(b4+b3f-a)(Ci/Ca)b4表示PEF酶竣化反應(yīng)過程的同位素分儲效應(yīng)系數(shù)(約為-5.7%),f表示CO2從維管束鞘細(xì)胞內(nèi)泄漏的比率。通常在0.20?0.37之間，式中的其他參數(shù)與C3植物相同。因C4植物吸收的CO2效率很高，所以其體內(nèi)

8、的13C同位素含量更高一些，一般為-7%。?-15%。之間。由于C3與C4植物的觀和途徑的差異，其葉片的碳同位素比差異較大,C3植物碳同位素比為-20%-35%，C4植物碳同位素比-7%-15%。簡述用18O或D同位素技術(shù)研究植物水分利用效率來源的原理與方法？p294 1) 原理:對植物而言，氫氧元素以水的形式從根部進(jìn)入植物體內(nèi)，蒸發(fā)作用使水向葉片遷移，在此過程中通常無同位素的分謂作用，因此，植物體內(nèi)水分的笊和18O主要受吸收水的和A18O狀況控制。植物蒸騰在達(dá)到同位素穩(wěn)定平衡狀態(tài)時，所釋放水汽的同位素組成與木質(zhì)部中的水分同位素特征密切相關(guān)。在植物光合作用過程中，植物從葉片水中攝取氫氧同位素并

9、被轉(zhuǎn)移到不同的化合物中，因此可以通過測定植物體內(nèi)的氫氧同位素組成來研究植物在長期的生理代謝過程中的水分利用狀況，從而可以間接研究植物周圍環(huán)境的水份變化。 2) 2)方法:土壤水分在蒸發(fā)過程中所釋放的水汽同位素組成(D和18O的變化與植物葉片的蒸騰作用的同位素分餾過程類似，可以用以下共識計(jì)算；RV=(1/ak)RS/(a*-Rah)(1-h)H為空氣濕度，RS為士壤政發(fā)部位水分的同位素比率，Ra為空氣中水汽的同位素比率，a*和ak分別為同位素平衡和動力學(xué)分餾系數(shù)。意哪些4、波文比/能量平衡技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)？在今后的科研活動是否考慮應(yīng)用此技術(shù)，如果應(yīng)用在野外實(shí)踐中應(yīng)注問題？優(yōu)點(diǎn)：BREB法對梯度的測M

10、誤差和假設(shè)湍流交換系數(shù)K=Kw的誤差所導(dǎo)致的對LE的總誤差，比空氣動力學(xué)方法的誤差小。在沒有平流熱輸送的條件下，在BREB法中，凈輻射和土壤熱通量之和，對估算感熱和潛熱的變化提供了一個合理的幅度。BREB法不需要測量風(fēng)速廓線資料。BREB法對風(fēng)浪區(qū)的要求不是很嚴(yán)格的。不足：有時會出現(xiàn)計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況在數(shù)量級上相差很大BREB法在實(shí)際應(yīng)用中，還存在著更為嚴(yán)重的不足，用BREB法計(jì)算出nLE，可能與實(shí)際方向相反。誤差累積。在日出、日落（Rn-G接近于0）或發(fā)生水平降水時（此時，溫度梯度與水汽壓梯度方向相反），B值接近于-1,BREB法誤差增大,甚至結(jié)果沒有物理意義,（1）優(yōu)點(diǎn):波文比/能量平衡技

11、術(shù)（BowenRatio/EnergyBalaneeTechniques,BREB是基于能量平衡原理而發(fā)展起來的，該方法物理意義明確，計(jì)算簡便，在計(jì)算精度要求不太高的通量觀測中被廣泛采用。（2）缺點(diǎn)：首先，凈輻射Rn和土壤熱通量G的觀測誤差將造成計(jì)算結(jié)果的系統(tǒng)性偏差。其次，波文比法也是假設(shè)近地面層熱量和水汽的湍流交換系數(shù)相等，即Kh=Kw但這一假設(shè)僅在中性層結(jié)時才近似成立，而在非中性層結(jié)時并不成立，尤其是在穩(wěn)定層結(jié)情況下，Kh/Kw>1隨著層結(jié)穩(wěn)定度的增大,Kh>Kw此時若仍使用該假設(shè)條件，會造成波文比法計(jì)算的潛熱通量值偏低。最后，由有限差分形式取代偏微分形式引起的誤差。波文比法采

12、用有限差分形式計(jì)算不同高度上的溫濕度差值顯然沒有梯度法中采用積分形式的計(jì)算結(jié)果精確。（3）注意的問題：a;采用同一儀器在不同高度進(jìn)行切換就可以消除由于觀測儀器引起的系統(tǒng)誤差；b;為盡i減小誤差，在用此法進(jìn)行高大植被如森林的觀測時，要求儀器設(shè)置的層數(shù)最好在兩層以上。5、土壤呼吸測定技術(shù)主要包括哪些？在今后的科研活動是否考慮進(jìn)行土壤呼吸方面的研究，在土壤呼吸測定的野外實(shí)踐中應(yīng)注意哪些問題，如何獲得高質(zhì)量數(shù)據(jù)？土壤呼吸測定技術(shù)從微觀到宏觀有：靜（動）態(tài)箱-GC聯(lián)用技術(shù)、梯度法、渦度相關(guān)技術(shù)、波文比技術(shù)。土壤呼吸M通常是宜接測定從士壤表面釋放的CO4木度變化率（dCO2/dt）來確定的。理想情況下士壤

13、呼吸測定應(yīng)該不影響近地表層大氣CO2T散梯度，在這個前提下，土壤呼吸通量的量值可以通過觀測dCO2/dt的初始斜率（土壤呼吸CO2T散速率，?c/?t）計(jì)算得到。如何獲得dCO2/dt的斜率是土壤呼吸觀測技術(shù)的關(guān)鍵，因?yàn)檫@關(guān)系到觀測結(jié)果的準(zhǔn)確與否。需要注意的問題太多，可分方法進(jìn)行闡述，重點(diǎn)是靜態(tài)箱法，渦度相關(guān)參照伏玉玲。6、渦度相關(guān)通量觀測的基本原理是什么？野外觀測時應(yīng)注意哪些問題？(1) 渦度相關(guān)技術(shù)是通過測定和計(jì)算物理量(溫度，C02和H2O等)的脈動和垂直風(fēng)速的協(xié)方差求算渦流輸通量的方法，其在觀測和求算通量的過程中幾乎沒有假設(shè)，具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，適用范圍廣。雷諾相關(guān)分解：任一時刻的變化

14、量都可以分解為平均值與脈動的和。u=i+u'。來物理量檸的通量定義為：坊二質(zhì)根據(jù)雷諾平均規(guī)則.可以改寫為：巧二云+肓7通M的定義.逋常假役兀區(qū)則渦度柑關(guān)測定的凈通氣表貳為：£=齊渦度相關(guān)技術(shù)的理論基礎(chǔ)為標(biāo)量物質(zhì)守恒方程:?標(biāo)就物質(zhì)守恒方程iSf3西暫虔_匚年祁底卓ci*cjrcthz吐從地面到測定高度q對方程進(jìn)行積分、可以得到：NEE=14-八(0)+S(z)dz=w%z)表明，以冠底鬲度方分界線，進(jìn)出上壤切植被的凈COliii¥于垂吃鳳速和CO2濃度脈動的協(xié)方差湍流通螯密度)“(2) 雨雪及異常天氣條件對觀測儀器的干擾和破壞；觀測塔對局地環(huán)流的影響及對信號的影響；

15、儀器本身存在的誤差問題；儀器的校準(zhǔn)問題；實(shí)時數(shù)據(jù)的處理和質(zhì)量控制問題；缺失數(shù)據(jù)集的插補(bǔ)策略和夜間觀測存在的問題及夜間通量數(shù)據(jù)的訂正策略問題。渦度相關(guān)技術(shù)要求儀器安裝在CO2通量不隨高度發(fā)生變化的邊界層。野外測定注意事項(xiàng)：觀測場地選擇：下墊面平坦均質(zhì)、足夠長的風(fēng)浪區(qū)、植被/生態(tài)系統(tǒng)類型典型、人為干擾小儀器設(shè)置：渦度相關(guān)傳感器朝向、分離距離、觀測高度儀器的常規(guī)校正/標(biāo)定：系統(tǒng)漂移定期維護(hù)與檢修：線路/管路老化、傳感器探頭老化、清潔探頭浮塵/霜露污染、蟲鳥干擾、雷擊、斷電等。7、生態(tài)系統(tǒng)碳水循環(huán)遙感反演的意義及存在哪些不確定性？(1) 意義：大區(qū)域，快速。用以模型參數(shù)提取和模型驗(yàn)證。全球變化的研究是

16、以地球系統(tǒng)科學(xué)為指南的。遙感作為獲取地球表面時空多變要素信息的先進(jìn)方法，是地球系統(tǒng)科學(xué)研究的重要組成部分，是對全球變化進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測的不可替代的手段。陳述彭先生指出，沒有遙感，就提不出全球變化這樣的科學(xué)問題。所以遙感對地學(xué)本身有巨大的推動作用。(2) 不確定性：變量較多時，點(diǎn)面擴(kuò)展時的，區(qū)域估算的不確定性較大；參數(shù)模型及其模型中所涉及因素的不確定性；尺度范圍以及研究對象的不確定性；觀測值由于受到環(huán)境因素影響的不確定性；理論方法的不確定性；對NPF反演：1。空間尺度轉(zhuǎn)換；2。對光和利用率反演不確定，混合相元問題；3。FPAR對蒸散反演來講：1。即時尺度向日尺度和季節(jié)尺度轉(zhuǎn)換；2?？臻g異質(zhì)性，造成的

17、亞分辨率尺度問題；3。地表反照率的反演，模型建立中使用朗伯體來反演參數(shù)，實(shí)際并非如此，可以使用多角度遙感來改進(jìn)；4。地表溫度反演，溫度是碳水循環(huán)中的驅(qū)動因素，對整個模型的運(yùn)行影響極大，可以使用紅外遙感來進(jìn)行反演改進(jìn)；8士壤呼吸由哪幾部分組成？環(huán)境變化（溫度升高、降水增加減少、COtft度升高、氮沉降增加）可能會對士壤呼吸產(chǎn)生什么樣的影響？并簡要敘述一下影響的內(nèi)在機(jī)理。（ 1）土壤呼吸包括：土壤微生物呼吸；土壤動物呼吸；根呼吸三個生物學(xué)過程和一個化學(xué)氧化過程。（ 2）溫度升高，很多模型都預(yù)測這種變化的結(jié)果可能會導(dǎo)致土壤呼吸的增強(qiáng)，促進(jìn)土壤碳的排放。全球氣候變化模型也會預(yù)示全球變暖將會導(dǎo)致土壤含碳

18、量的下降。一般來講，在水分等不構(gòu)成限制因素的條件下，溫度升高將會極大的促進(jìn)土壤呼吸。全球溫度升高會使分解作用受低溫限制的地區(qū)減少，加快CO狄土壤的釋放。Harvard森林近10年的土壤呼吸對溫度響應(yīng)的野外控制試驗(yàn)結(jié)果表明，溫度升高并不能長久地增加土壤呼吸，他們將之歸因于土壤有限的活性碳庫，當(dāng)這部分碳釋放進(jìn)入大氣以后，增溫就不能再刺激土壤呼吸作用了。土壤呼吸對氣溫升高產(chǎn)生適應(yīng)的可能原因（ 1）反應(yīng)底物不足。當(dāng)土壤異養(yǎng)微生物處于底物供應(yīng)不足的環(huán)境中時，土壤呼吸對溫度升高不敏感，潛在地產(chǎn)生了適應(yīng)。影響底物有效性的因子包括土壤粘粒含量、有效水分以及礦質(zhì)土壤的質(zhì)量。如果適應(yīng)是由有限基質(zhì)供應(yīng)造成的，則土壤

19、碳含量低的生態(tài)系統(tǒng)可能比碳含量高的生態(tài)系統(tǒng)更能適應(yīng)氣候變暖。（ 2）土壤有效水分的限制。一般來說，過干和過濕的環(huán)境都不適于土壤呼吸的進(jìn)行。氣候變暖通常伴隨著降水的分布格局和強(qiáng)度的變化，在一些地區(qū)降水過多，而另一些地區(qū)降水過少，形成了一些過干或過濕的地區(qū)，從而降低土壤呼吸的強(qiáng)度；（ 3）氮素過量。氣溫的升高勢必導(dǎo)致土壤氮素礦化速率的增加和土壤可利用氮素的增加，從而導(dǎo)致植物C/N降低，植物體向土壤中分泌的有機(jī)物減少，進(jìn)而限制了土壤呼吸的進(jìn)行。（ 4）生物適應(yīng)性。通過改變土壤微生物群落組成和調(diào)節(jié)微生物的生理過程來對溫度升高產(chǎn)生適應(yīng)。在高溫的條件下，前期微生物可以加快代謝，隨時間的延長，微生物逐漸適應(yīng)

20、了高溫的環(huán)境，自身代謝隨之趨于穩(wěn)定。在不考慮微生物種群變化的情況下，土壤呼吸的溫度敏感性降低可能是由生理變化引起的。如真菌可以改變它的呼吸作用以適應(yīng)溫度的改變。（ 3）CO2濃度的升高必然對土壤呼吸產(chǎn)生顯著的影響。在其他因子不變的條件下，一定程度的大氣CO2濃度上升引起的施肥效應(yīng)和抗蒸騰效應(yīng)將有利于植物的生長，從而增加植物的生物量；這必將引起植物凋落物向土壤的傳輸量的增大，從而提高土壤的有機(jī)質(zhì)的輸入量，其中一小部分保持未分解狀態(tài)，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)中根密度增大、地下碳的分配量和儲存量增加。有利于微生物分解有機(jī)碳，增加土壤微生物釋放的CO2量。因此CO2勺濃度升高可以增大有機(jī)質(zhì)對土壤碳庫的輸入，但同時

21、也可能通過促進(jìn)土壤呼吸而促進(jìn)CO2勺排放，加速地下碳的損失。4）在濕潤的生態(tài)系統(tǒng)，或有干濕交替季節(jié)變化的比較濕潤的季節(jié)中，降水事件對土壤呼吸可能產(chǎn)生明顯的抑制現(xiàn)象；而在干旱的生態(tài)系統(tǒng)，或干濕交替季節(jié)變化的比較干旱的季節(jié)里，降水事件可能會強(qiáng)烈的激發(fā)土壤呼吸。降水一方面是土壤水分最主要的來源，另一方面也會促進(jìn)地上有機(jī)殘體隨之向下運(yùn)輸，使之成為土壤呼吸最總要的有機(jī)質(zhì)。降水過程往往使土壤水分在短期內(nèi)迅速增加，土壤的通透性、土壤溶液中可溶性和有機(jī)質(zhì)濃度等土壤理化性質(zhì)也會發(fā)生相應(yīng)的變化，而且不同植物根系和不同微生物對這些變化做出的反應(yīng)可能各不相同，降水的不同形式及其強(qiáng)度的大小、歷時的長短等都不可避免的要對

22、土壤C02勺排放速率產(chǎn)生或大或小的影響。（5）氮沉降。大部分溫帶生態(tài)系統(tǒng)中植物的生產(chǎn)力大部分是受氮的限制，同時輸入氮會增強(qiáng)凈生產(chǎn)力。一方面氮輸入可能會促進(jìn)微生物的分解，增強(qiáng)土壤的呼吸，促進(jìn)可變碳的轉(zhuǎn)移。另一方面，在森林生態(tài)系統(tǒng)中長期氮沉降會使土壤中植物木質(zhì)素的溶解酶活性減少，從而降低土壤的呼吸作用。土壤呼吸受抑制的可能的原因（1）根系活性下降。因?yàn)槲⑸飪?yōu)先利用SOh中短期活性組分，根際沉積的分泌物可被微生物迅速利用，地上和地下凋落物的減少/損失將降低微生物對土壤呼吸的貢獻(xiàn)。（2）活性真菌生物量及酶活性的降低。施氮樣地真菌生物量顯著低于對照。酚氧化酶是一種由白腐菌產(chǎn)生的木質(zhì)素降解酶。施氮降低了

23、酚氧化酶的活性。微生物群落的變化可能改變酶的生成和分解的有效性，降低土壤呼吸速率。3 ）土壤酸化。施氮樣地土壤硝化速率加快，一方面導(dǎo)致土壤pH值降低，另外土壤中輸入可產(chǎn)生質(zhì)子的NH4也可降低土壤微生物活性。試論數(shù)學(xué)模型在生態(tài)系統(tǒng)研究中的作用和問題，并描述數(shù)學(xué)模型構(gòu)造和應(yīng)用的一般過程？你認(rèn)為今后模型發(fā)展的方向如何？作用：1由于人們無法在地區(qū)和全球尺度上進(jìn)行直接和全面的全球變化的相關(guān)觀測和布局控制試驗(yàn)，因此利用模型進(jìn)行模擬估算已成為生態(tài)學(xué)，尤其是全球變化生態(tài)學(xué)研究的一種重要而廣泛應(yīng)用的研究方法，即通過模型的模擬外推將一些實(shí)驗(yàn)點(diǎn)上所得到的生態(tài)學(xué)假設(shè)演繹到地區(qū)乃至全球的范圍，已成為實(shí)現(xiàn)多尺度轉(zhuǎn)換和預(yù)測

24、預(yù)報的重要工具.4 模型能使一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)簡化地被了解，并能預(yù)測它的未來。5 .可以對不同尺度、不同區(qū)域范圍的生態(tài)系統(tǒng)加以數(shù)學(xué)模型的模擬。6 .通過與地面實(shí)測或觀察數(shù)據(jù)比較來模擬正常情況下的系統(tǒng)行為；以一種簡單但包含理過程的方式建立數(shù)學(xué)關(guān)系，便于闡明過程內(nèi)部及過程之間的因果聯(lián)系，從機(jī)理上進(jìn)一步理解系統(tǒng)行為；整理和利用來自于實(shí)地和實(shí)驗(yàn)室研究的信息；研究較大時空范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的行為，可以替代大規(guī)模的試驗(yàn)；預(yù)測系統(tǒng)對新情況的反應(yīng)，為管理與決策提供支持。預(yù)測、增進(jìn)理解、診斷、綜合、支持管理與決策。7 基于生態(tài)過程的機(jī)理模型是認(rèn)識和定量表達(dá)跨尺度相互作用的最有效方法，8 由于生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性，加上對生態(tài)系統(tǒng)中一些基本過程缺乏必要的了解，不同的模型往往以各種假設(shè)加以簡化，從不同的角度進(jìn)行模擬，各有側(cè)重過程：1明確目標(biāo)；2確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)；3建立數(shù)學(xué)模型；4模型檢驗(yàn)；5靈敏度分析；6使用和實(shí)施識別估計(jì)檢驗(yàn)。問題：1存在因時間和空間尺度的轉(zhuǎn)換以及過程機(jī)理描述等方面的原因而產(chǎn)生較大的不確定性2經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷幕炯僭O(shè)植被和物種在現(xiàn)在和將來都與氣候處于平衡狀態(tài)；氣候變化后，植被和氣候的關(guān)系不會發(fā)生改變；被選擇的氣候變量被認(rèn)為對植被起著至關(guān)重要的作用，其他的次要相互關(guān)系沒有考慮。假設(shè)只是假設(shè)，還不能被證明是否此種假設(shè)存在。3模型的普適