生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期聯(lián)網(wǎng)觀測(cè)研究的必要性及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀與存在

1、 1) 、生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期聯(lián)網(wǎng)觀測(cè)研究的必要性及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題？ 2) 必要性：近幾十年來(lái)，由于人口迅速增減、經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，以及人類對(duì)自然資源的掠奪式經(jīng)營(yíng)，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(yíng)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(huì)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(wèn)題，必須通過(guò)多學(xué)科、多部門(mén)的和拳繡規(guī)模的長(zhǎng)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(guò)程耦合的負(fù)載過(guò)程，緊緊依靠短期的試驗(yàn)和觀測(cè)，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(dòng)還是長(zhǎng)期趨勢(shì)，需要建立長(zhǎng)期的動(dòng)態(tài)觀測(cè)。

2、為了對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境的變化狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，進(jìn)而尋求解決資源和環(huán)境問(wèn)題的方法，一些國(guó)家、地區(qū)、國(guó)際組織或重要的國(guó)際合作項(xiàng)目，建立了以監(jiān)測(cè)和解決資源和環(huán)境問(wèn)題為目標(biāo)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)或研究網(wǎng)絡(luò)，共同構(gòu)成了國(guó)際長(zhǎng)期生態(tài)研究網(wǎng)絡(luò)。 3) 國(guó)際現(xiàn)狀：國(guó)際上著名的生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)觀測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)包括：國(guó)際陸地生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)(TEME、全球陸地氣候觀測(cè)系統(tǒng)(GTO)、全球氣候觀測(cè)系統(tǒng)(GCOS全球海洋觀測(cè)系統(tǒng)(GOOS地球觀測(cè)系統(tǒng)(EOS、全球通M觀測(cè)網(wǎng)(FLUXNET、國(guó)際穩(wěn)定同位素觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)(BASIN等。建立長(zhǎng)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(zhǎng)期發(fā)展模式及其演變過(guò)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(guò)程。b:把網(wǎng)絡(luò)各個(gè)站的長(zhǎng)期觀測(cè)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(shí)。C:創(chuàng)建詳細(xì)全面的數(shù)據(jù)庫(kù)可以向所有的科研團(tuán)體開(kāi)放。D:為后代留下一項(xiàng)長(zhǎng)期全面觀測(cè)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(guó)內(nèi)現(xiàn)狀：經(jīng)建成的生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)有：中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)(CER)N、中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)通量觀測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)(ChinaFLUX、中國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)(CFERN)中國(guó)農(nóng)業(yè)肥料實(shí)驗(yàn)研究網(wǎng)絡(luò)、中國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)、中國(guó)荒漠化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)、中國(guó)農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)、中國(guó)地面氣象觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)、中國(guó)海洋觀測(cè)系統(tǒng)、中國(guó)七大水系的水文水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)、國(guó)家海洋污染

4、監(jiān)測(cè)網(wǎng)、中國(guó)酸雨監(jiān)測(cè)網(wǎng)和中國(guó)地下水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)。目前，CERN已擁有分布于全國(guó)各主要生態(tài)型區(qū)的36個(gè)生態(tài)站、5個(gè)學(xué)科分中心和1個(gè)綜合中心，已成為我國(guó)重要的野外科學(xué)觀測(cè)、試驗(yàn)研究平臺(tái)，成為國(guó)際公認(rèn)的三大國(guó)家級(jí)長(zhǎng)期生態(tài)研究網(wǎng)絡(luò)之一。中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)(CERN是為了監(jiān)測(cè)中國(guó)生態(tài)環(huán)境變化，綜合研究中國(guó)資源和生態(tài)環(huán)境方面的重大問(wèn)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(kāi)始組建成立的。目前，該研究網(wǎng)絡(luò)由13個(gè)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站、9個(gè)森林生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站、2個(gè)草地生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站、6個(gè)沙漠生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站、1個(gè)沼澤生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站、2個(gè)湖泊生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站、3個(gè)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(gè)學(xué)科分中心和1個(gè)綜合研究中心所組成。 5) 4)存在問(wèn)題：世界范圍內(nèi)：已有的通量觀測(cè)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(guó)家經(jīng)濟(jì)水平的限制，觀測(cè)站主要分布在積極發(fā)達(dá)的北美洲、歐洲。中國(guó)：a:野外臺(tái)站分屬不同的主管部門(mén)，沒(méi)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(zhǎng)期觀測(cè)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)性的爭(zhēng)辯、數(shù)據(jù)資源浪費(fèi)嚴(yán)重。C:還沒(méi)建立起國(guó)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(cè)研究網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)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(duì)于中國(guó)陸地生

6、態(tài)系統(tǒng)對(duì)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(cè)試驗(yàn)基礎(chǔ)薄弱；對(duì)于生物多樣性，CERN勺大部分站沒(méi)有生物多樣性的觀測(cè)能力。2、光合作用時(shí)，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(guò)程中各主要環(huán)節(jié)的碳同位素的分餾效應(yīng)，C02經(jīng)過(guò)氣孔的擴(kuò)散和葉綠體內(nèi)的同化過(guò)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(guò)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(guò)程中同位素分儲(chǔ)效應(yīng)系數(shù)(約為4.4%);b3為Rubisco竣化反應(yīng)的同位素分儲(chǔ)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(guò)程中的同位素分餾過(guò)程也與C3植物差別很大，一般用公式表示該過(guò)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(guò)程的同位素分儲(chǔ)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(jiǎn)述用18O或D同位素技術(shù)研究植物水分利用效率來(lái)源的原理與方法？p294 1) 原理:對(duì)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(guò)程中通常無(wú)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(shí)，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(guò)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(guò)測(cè)定植物體內(nèi)的氫氧同位素組成來(lái)研究植物在長(zhǎng)期的生理代謝過(guò)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(guò)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(guò)程類似，可以用以下共識(shí)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(dòng)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(dòng)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(wèn)題？?jī)?yōu)點(diǎn)：BREB法對(duì)梯度的測(cè)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(duì)LE的總誤差，比空氣動(dòng)力學(xué)方法的誤差小。在沒(méi)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(duì)估算感熱和潛熱的變化提供了一個(gè)合理的幅度。BREB法不需要測(cè)量風(fēng)速廓線資料。BREB法對(duì)風(fēng)浪區(qū)的要求不是很嚴(yán)格的。不足：有時(shí)會(huì)出現(xiàn)計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況在數(shù)量級(jí)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(shí)（此時(shí)，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(méi)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(lái)的，該方法物理意義明確，計(jì)算簡(jiǎn)便，在計(jì)算精度要求不太高的通量觀測(cè)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(cè)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(shí)才近似成立，而在非中性層結(jié)時(shí)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(shí)若仍使用該假設(shè)條件，會(huì)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(méi)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(wèn)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(cè)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(cè)時(shí)，要求儀器設(shè)置的層數(shù)最好在兩層以上。5、土壤呼吸測(cè)定技術(shù)主要包括哪些？在今后的科研活動(dòng)是否考慮進(jìn)行土壤呼吸方面的研究，在土壤呼吸測(cè)定的野外實(shí)踐中應(yīng)注意哪些問(wèn)題，如何獲得高質(zhì)量數(shù)據(jù)？土壤呼吸測(cè)定技術(shù)從微觀到宏觀有：靜（動(dòng)）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(cè)定從士壤表面釋放的CO4木度變化率（dCO2/dt）來(lái)確定的。理想情況下士壤

13、呼吸測(cè)定應(yīng)該不影響近地表層大氣CO2T散梯度，在這個(gè)前提下，土壤呼吸通量的量值可以通過(guò)觀測(cè)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(cè)技術(shù)的關(guān)鍵，因?yàn)檫@關(guān)系到觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確與否。需要注意的問(wèn)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(cè)的基本原理是什么？野外觀測(cè)時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？(1) 渦度相關(guān)技術(shù)是通過(guò)測(cè)定和計(jì)算物理量(溫度，C02和H2O等)的脈動(dòng)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(cè)和求算通量的過(guò)程中幾乎沒(méi)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(shí)刻的變化

14、量都可以分解為平均值與脈動(dòng)的和。u=i+u'。來(lái)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(xiě)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(cè)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(cè)定高度q對(duì)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(dòng)的協(xié)方差湍流通螯密度)“(2) 雨雪及異常天氣條件對(duì)觀測(cè)儀器的干擾和破壞；觀測(cè)塔對(duì)局地環(huán)流的影響及對(duì)信號(hào)的影響；

15、儀器本身存在的誤差問(wèn)題；儀器的校準(zhǔn)問(wèn)題；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理和質(zhì)量控制問(wèn)題；缺失數(shù)據(jù)集的插補(bǔ)策略和夜間觀測(cè)存在的問(wèn)題及夜間通量數(shù)據(jù)的訂正策略問(wèn)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(cè)定注意事項(xiàng)：觀測(cè)場(chǎng)地選擇：下墊面平坦均質(zhì)、足夠長(zhǎng)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(cè)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(chóng)鳥(niǎo)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(shí)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(duì)全球變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的不可替代的手段。陳述彭先生指出，沒(méi)有遙感，就提不出全球變化這樣的科學(xué)問(wèn)題。所以遙感對(duì)地學(xué)本身有巨大的推動(dòng)作用。(2) 不確定性：變量較多時(shí)，點(diǎn)面擴(kuò)展時(shí)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(duì)象的不確定性；觀測(cè)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(duì)NPF反演：1。空間尺度轉(zhuǎn)換；2。對(duì)光和利用率反演不確定，混合相元問(wèn)題；3。FPAR對(duì)蒸散反演來(lái)講：1。即時(shí)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(wèn)題；3。地表反照率的反演，模型建立中使用朗伯體來(lái)反演參數(shù)，實(shí)際并非如此，可以使用多角度遙感來(lái)改進(jìn)；4。地表溫度反演，溫度是碳水循環(huán)中的驅(qū)動(dòng)因素，對(duì)整個(gè)模型的運(yùn)行影響極大，可以使用紅外遙感來(lái)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(huì)對(duì)士壤呼吸產(chǎn)生什么樣的影響？并簡(jiǎn)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(dòng)物呼吸；根呼吸三個(gè)生物學(xué)過(guò)程和一個(gè)化學(xué)氧化過(guò)程。（ 2）溫度升高，很多模型都預(yù)測(cè)這種變化的結(jié)果可能會(huì)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(huì)預(yù)示全球變暖將會(huì)導(dǎo)致土壤含碳

18、量的下降。一般來(lái)講，在水分等不構(gòu)成限制因素的條件下，溫度升高將會(huì)極大的促進(jìn)土壤呼吸。全球溫度升高會(huì)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(duì)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(zhǎng)久地增加土壤呼吸，他們將之歸因于土壤有限的活性碳庫(kù)，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(duì)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(shí)，土壤呼吸對(duì)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(lái)說(shuō)，過(guò)干和過(guò)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(guò)多，而另一些地區(qū)降水過(guò)少，形成了一些過(guò)干或過(guò)濕的地區(qū)，從而降低土壤呼吸的強(qiáng)度；（ 3）氮素過(guò)量。氣溫的升高勢(shì)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(guò)改變土壤微生物群落組成和調(diào)節(jié)微生物的生理過(guò)程來(lái)對(duì)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(shí)間的延長(zhǎng)，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(duì)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(zhǎng)，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(chǔ)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(duì)土壤碳庫(kù)的輸入，但同時(shí)

21、也可能通過(guò)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(rùn)的生態(tài)系統(tǒng)，或有干濕交替季節(jié)變化的比較濕潤(rùn)的季節(jié)中，降水事件對(duì)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(huì)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(lái)源，另一方面也會(huì)促進(jìn)地上有機(jī)殘?bào)w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(guò)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(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，而且不同植物根系和不同微生物對(duì)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(shí)的長(zhǎng)短等都不可避免的要對(duì)

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(shí)輸入氮會(huì)增強(qiáng)凈生產(chǎn)力。一方面氮輸入可能會(huì)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(zhǎng)期氮沉降會(huì)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(duì)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(duì)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(wèn)題，并描述數(shù)學(xué)模型構(gòu)造和應(yīng)用的一般過(guò)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(wú)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(cè)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(guò)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(cè)

24、預(yù)報(bào)的重要工具.4 模型能使一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)簡(jiǎn)化地被了解，并能預(yù)測(cè)它的未來(lái)。5 .可以對(duì)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(guò)與地面實(shí)測(cè)或觀察數(shù)據(jù)比較來(lái)模擬正常情況下的系統(tǒng)行為；以一種簡(jiǎn)單但包含理過(guò)程的方式建立數(shù)學(xué)關(guān)系，便于闡明過(guò)程內(nèi)部及過(guò)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(lái)自于實(shí)地和實(shí)驗(yàn)室研究的信息；研究較大時(shí)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(cè)系統(tǒng)對(duì)新情況的反應(yīng)，為管理與決策提供支持。預(yù)測(cè)、增進(jìn)理解、診斷、綜合、支持管理與決策。7 基于生態(tài)過(guò)程的機(jī)理模型是認(rèn)識(shí)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(duì)生態(tài)系統(tǒng)中一些基本過(guò)程缺乏必要的了解，不同的模型往往以各種假設(shè)加以簡(jiǎn)化，從不同的角度進(jìn)行模擬，各有側(cè)重過(guò)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(shí)別估計(jì)檢驗(yàn)。問(wèn)題：1存在因時(shí)間和空間尺度的轉(zhuǎn)換以及過(guò)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(lái)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(huì)發(fā)生改變；被選擇的氣候變量被認(rèn)為對(duì)植被起著至關(guān)重要的作用，其他的次要相互關(guān)系沒(méi)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