中国科学 D 辑 地球科学 2004, 34 (增刊Ⅱ): 131~140 131
长白山森林生态系统CO 2和水热通量的模拟研究*
王秋凤
①④
牛 栋②
于贵瑞①
** 任传友①④
温学发
①④
Chen Jingming ③ Ju Weimin ③
(①中国科学院地理科学与资源研究所, 北京 100101; ②中国科学院资源环境科学技术局生态处, 北京 100864; ③Department of Geography, University of Toronto, Toronto M5S 3G3, Canada; ④中国科学院研究生院, 北京 100039)
摘要 以基于过程的BEPS 模型为基础, 根据长白山温带阔叶红松林生态系统的生态过程机制, 建立了能够描述半小时尺度生态系统通量日变化的模拟模型BEPS. 应用该模型对2003年长白山温带阔叶红松林生长季内的CO 2和水热通量的模拟结果表明: 模型模拟的净生态系统生产力 (NEP ), 潜热通量(LE ), 显热通量(H s )与涡度相关系统的实测数据相关性较好, R 2值分别达到0.68, 0.75, 0.71. 模拟的长白山温带阔叶红松林生态系统的年累积NEP 为300.5 gC ·m ?2, 与实测值也非常接近, 说明应用该模型可以较好地模拟长白山温带阔叶红松林生态系统的CO 2, 水和热量交换过程. 根据模型对不同气候变化情景下的NEP 和蒸散(ET )的分析得出: 长白山温带阔叶红松林生态系统的NEP 对气候变化比较敏感, 在气候变暖条件下该生态系统的碳汇功能可能会减弱. 此外, 作为基于过程的模型, BEPS 对最大羧化速率(V cmax )和最大气孔导度(g max )等植物生理生态特征参数的变化反应也比较敏感.
关键词 碳循环 水循环 BEPS 模型 涡度相关技术 ChinaFLUX
2004-07-14收稿, 2004-11-02收修改稿
* 国家自然科学基金项目(批准号: 30225012)和国家重点基础研究发展规划项目(编号: 2002CB412501)及中国科学院知识创新工程重大项目(编号: KZCX1-SW-01-01A)共同资助 ** E-mail: yugr@https://www.doczj.com/doc/1c10878578.html,
CO 2等温室气体排放所导致的全球变暖, 以及世界范围内的淡水资源短缺问题, 已经向科学家、政策制定者和公众们提出了严峻的挑战, 从而使陆地生态系统碳循环和水循环研究成为全球变化科学(global change science)研究中的核心科学问题. 为了能准确地预测未来的全球变化趋势, 寻求地球生态系统碳循环和水循环调控管理的有效途径, 必须要
了解陆地生态系统碳循环和水循环的各种过程与反馈机制. 生态系统能量与物质(水和碳)通量动力学模型是分析陆地生态系统碳循环和水循环过程机制和预测循环通量的一种有效手段. 20世纪90年代以来这一领域的研究取得了重大进展, 许多科学家从各自不同的学科角度建立了一系列碳水耦合循环模型. 这些模型大致可以分为生物地理模型、生物物理模
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型、生物地球化学模型和遥感模型几种类型, 代表性的模型有BIOME-BGC[1], BATS[2], FOREST-BGC[3], AVIM [4], SiB2[5], TEM[6,7], IBIS[8], BEPS[9,10]等. 其中, BEPS模型以其所需参数较少, 实用性强的特点, 被广泛应用于不同区域和不同尺度生态系统的研究之中[10~14].
上述各模型虽然可以用于生态系统碳水循环过程的模拟, 但由于数据的限制, 模型的验证仍然是一个值得关注的问题. 涡度相关技术以其可以实时长期地观测生态系统碳水和能量通量的特点, 不仅为生态系统碳循环和水循环研究提供了坚实的数据基础, 同时也为碳水循环模型的参数确定和模拟结果检验提供了可靠的数据来源. 近年来, 涡度相关技术已成为多个生物圈的生物地球化学循环国际计划的主要技术手段, 已经建立了可以覆盖不同地区的多个通量观测网络, ChinaFLUX也于2002年正式建成[15,16].
长白山温带阔叶红松林是我国东北东部中温带湿润气候区最重要的森林植被类型, 为全球变化中国东北样带东部最典型的生态系统[17], 也是ChinaFLUX的观测站点之一. 对该生态系统进行水碳通量模拟研究, 开发具有本土特色的通量过程模拟模型, 不仅可以为ChinaFLUX其他类型生态系统的碳水循环模拟提供借鉴, 更重要的是, 可以为站点观测的通量数据向更大尺度的外推提供模型化方法的基础. 本文的目的在于, 利用长白山的通量观测数据, 探讨BEPS 模型应用和改进的技术途径, 以及模型的参数化方法, 并利用模型模拟长白山温带阔叶红松林生态系统的CO2和水热通量变化过程特征, 分析气候变化和植被的生理生态参数变化对生态系统通量的影响, 以期为区域或全球尺度的碳循环和水循环及其与环境变化之间的相互作用机理研究提供基础.
1 材料与方法
1.1 研究区域概述
本研究所选区域为中国科学院长白山森林生态系统定位站一号标准地, 位于吉林省东南部. 该区地势平坦. 属受季风影响的温带大陆性气候, 年平均气温为3.6℃, 平均年降水713 mm (1982~2000年的多年平均值), 盛行东南风. 植被类型为长白山温带阔叶红松林, 林型为成熟原始林, 主要优势种有红松(Pinus koraiensis), 紫椴(Tilia amurensis), 蒙古栎(Quercus mongolica), 水曲柳(Fraxinus mandshurica) 和色木槭(Acer mono). 红松的平均冠层高度为26 m, 平均胸径为32~46 cm, 森林密度约为560 株/ha (>8 cm). 生长旺季整个冠层的最大LAI约为6 m2·m?2. 该区的土壤为火山灰母质上发育成的山地暗棕色森林土, 表层有机质层较厚.
1.2 实验设计与数据获取
长白山通量观测塔位于42°24′09″N, 128°05′45″E, 海拔738 m. 塔高62 m, 塔上设置了开路涡度相关测量系统和7层常规气象观测系统, 同步观测林地冠层的CO2、水热通量和气象条件. 其中开路涡度相关系统是由一个三维超声风速仪 (CSAT3, CAMPBELL, USA)和一个快速响应的红外气体分析仪 (LI-7500, LI-COR Inc., USA) 构成, 安装高度为40 m, 传感器朝向盛行风方向. 在通量测定的同时, 对土壤水分和土壤温度进行实时观测, 其中土壤水分采用TDR (CS616-L, Compbell, USA)测定, 设置了三个不同深度(5, 20, 50 cm), 土壤温度采用105T(Campbell, USA)测定, 测定的深度分别为1, 5, 20, 50和100 cm.
通量原始数据采样频率为10 H Z, 气象数据的采样频率为0.5 H Z. 本研究中采用各变量的30 min平均值, 数据的计算由LoggerNet (Compbell Science Ins.) 软件自动完成. 观测从2002年8月24日开始, 本文取2003年的数据进行分析. 通量数据在使用前经过了一系列的订正和数据筛选工作: 对30 min的通量数据进行坐标轴倾斜校正, 并用Webb[18]提出的方法对水热传输引起的密度效应进行校正. 以夜间摩擦风速u* >0.2 m·s-1为标准对数据进行了筛选(临界u*的确定参见文献[19, 20]). 计算净生态系统交换(NEE)时还要考虑储存项的影响, 本研究中储存项使用Li-7500测定的CO2浓度进行估算(计算方法参见文献[21]).
2 模型描述
2.1 BEPS模型概述
BEPS(Boreal Ecosystem Productivity Simulator)模型是Liu等[9]以FOREST-BGC为基础建立的一个
增刊Ⅱ
王秋凤等: 长白山森林生态系统CO 2和水热通量的模拟研究
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基于过程的生物地球化学循环模型, 可以用于模拟生态系统的碳、水和能量平衡. 模型中涉及了生态系统的生化、生理和物理等多个过程, 综合了生态学、生物物理学、植物生理学、气象学和水文学的方法, 该模型最初用于模拟加拿大北方森林生态系统的生产力, 之后被Bunkei [14], 刘明亮1)等人分别用于东亚地区和中国陆地生态系统生产力的模拟. Liu 等[9~11]
和Chen 等[13]对BEPS 模型也进行了多次改进, 形成了适合于不同研究目的、以日为最小时间分辨率的多个版 本[10~13].
2.2 模型中的主要控制方程
2.2.1 模型中碳循环过程的主要控制方程
(1) 光合作用. 模型中光合作用模拟的基础是Farquhar 的叶片尺度瞬时光合模型, Chen 等[13]对其进行了空间尺度扩展, 得到的模型如下:
21/2
1
(()[(()2
)4(()(),
c a m
d a m d m a a d A C K g V R C K g V R V C C K R g Γ=
++??++????+)] (1)
21
(( 2.3)0.2[(( 2.3)2
0.2)4(0.2() ( 2.3)]),
j a d a d a a d A C g J R C g J R J C C R g ΓΓΓΓ=
++??++????+) (2) 式(1)和(2)中A c 和 A j 分别为Rubisco 限制和光限制的净光合速率, C a 为大气中的CO 2浓度, V m 为最大羧化速率, R d 为白天叶片的暗呼吸, K 为酶动力学函数, Γ为没有暗呼吸时的CO 2补偿点, J 为电子传递速率, g 为气孔导度. 光合速率取A c 和 A j 中的较小值.
利用方程(1)和(2)分别计算阳生叶和阴生叶的光合作用后, 冠层总光合由方程(3)求得:
canopy sun sun shade shade A A LAI A LAI =+, (3)
其中A canopy 为冠层总光合, A sun 为阳生叶的光合, A shade 为阴生叶的光合, LAI sun 和LAI shade 分别为阳生叶和阴生叶的叶面积指数.
(2) 呼吸作用. 生态系统的呼吸分为自养呼吸和异养呼吸两部分. 其中自养呼吸又包括维持呼吸(R m )和生长呼吸(R g ), 维持呼吸可由下式计算:
25
3
102510
1
T i m i i R M Q α
?==∑, (4)
式(4)中i = 1, 2, 3分别代表叶、树干和根, M i 为各器
官的生物量, 25
i
α为各器官的呼吸系数, Q 10为呼吸作用的温度敏感系数, T 为空气温度.
根据Bonan 的研究, 生长呼吸占总第一性生产力(GPP )的25%, 因此有[22]:
0.25,g R GPP = (5)
模型中的土壤呼吸主要考虑土壤水分和土壤温
度的影响.
,10s ()()h h R R f f T θ=, (6)
其中, R h ,10为土壤温度为10℃时的土壤呼吸速率.
2.2.2 模型中水循环过程的主要控制方程
模型中的水循环过程考虑了大气降水、冠层截留、穿透降水、融雪、雪的升华、冠层蒸腾、冠层和土壤蒸发、地表径流及土壤水分变化等多个过程. 其中地上部分的蒸散用下式计算:
plant plant soil ground plant ET T E E S S =++++, (7)
其中ET 为蒸散量, T Plant 为植被的蒸腾量, E plant 和E soil 分别为植被和土壤的蒸发量, S plant 和S ground 分别为植物表面雪的升华和地面雪的升华量, 式中各项均采用修正后的Penman-Monteith 方程计算.
2.3 BEPS 模型的建立和参数化方法
BEPS 模型最小的时间分辨率为日, 不能描述以小时为尺度的生态系统通量的日动态变化. 本文根据长白山温带阔叶红松林生态系统碳和水热通量的部分测定资料, 对其进行了必要的调整, 重新界定了模型中的一些植被和土壤参数, 形成了具有半小时分辨率的BEPS 模型(图1).
2.3.1 模型的建立
由于时间尺度不同, 考虑的过程也必然不同. 研究中以BEPS 模型的框架为基础, 植被光合、蒸腾等主要过程的模拟仍采用原思路, 但由于BEPS 模型中对地下过程的考虑较粗, 根据生态系统过程机制,
1) 刘明亮. 中国土地利用/土地覆被变化与陆地生态系统植被碳库和生产力研究. 中国科学院遥感应用研究所, 博士学位论文, 2001
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中国科学 D 辑 地球科学
第34卷
图1 BEPS 模型主要过程示意图
BEPS 模型细化了对土壤过程的模拟.
首先, 充分考虑了土壤内部的热量和水分传输过程, 借鉴Sellers 的方法[5], 对土壤进行了分层处理. 各层次土壤水分的模拟采用方程(8):
1,1
,
2,3,4,soil i i i i i i I E Q T i d Q Q T i N dt θ????=?=???=?L (8)
式中i 表示土壤的不同层次, θi 为土壤不同层次的含水量, I 为降落到土壤表面的降水, Q i 为土层间水分的传输, T i 为不同土层中的植被蒸腾损失水分.
有研究表明, 土壤与大气的碳交换大约占陆地表层生态系统碳总量的2/3[23]. 因此对土壤呼吸估算的精度将在很大程度上影响整个生态系统的碳交换量的评价. 可是在BEPS 模型中, 只考虑了土壤水分和土壤温度对土壤呼吸的影响, 而实际上土壤呼吸还受土壤有机质的组成、土壤质地等因子的影响. 因此, 根据CENTURY 模型[24]中的相关模块, 把土壤分为9个碳库, 如茎叶凋落物、根系凋落物、土壤微生物、快和慢分解土壤腐殖质等. 每个碳库有各自的分解和转化参数, 并与土壤温度、土壤湿度、土壤质地和凋落物性质(木质素与氮的比值)有关, 土壤呼吸速率可以用下式描述:
9
max s 1()()()()i
h i i R C K f T f f li f te θ==∑, (9)
式(9)中的i = 1, 2,…9分别代表土壤中不同的碳库, C i
为土壤中各碳库的含碳量, max i
K 为各碳库的最大分
解速率, f (T s )为土壤温度对土壤分解速率的影响因子,
f (θ)为土壤水分对土壤分解速率的影响因子, f (li )为纤维素影响因子, f (te )为土壤质地影响因子.
2.3.2 模型参数化
BEPS 模型对土壤过程考虑较细, 所需的土壤参数较多, 主要的土壤参数包括土壤质地、土壤容重、土壤有机质含量、土壤饱和导水率、土壤导热率等. 上述各参数均可以通过土壤质地资料进行估算. 利用长白山温带阔叶红松林实测的土壤质地数据, 根据Saxton 等[25]提出的经验方程, 对模型所需的各土壤参数进行了估算. 为了使模型能够模拟长白山森
林生态系统的通量特征, BEPS 模型对相应的与植被有关的参数也做了调整. 所采用的主要植被参数、取值及来源列于表1.
表1 模型中的主要植被参数
参数
取值 来源 最大气孔导度/mm ·s 8 文献[26] 叶片集聚指数
0.6 文献[9] 最大羧化速率/μmol ·m ?2
·s ?1
50 文献[10] 上层最大叶面积指数/m 2·m ?2 4.5 CERN 数据 下层最大叶面积指数/m 2
·m ?
2
2.5 CERN 数据 上层最小叶面积指数/m 2
·m ?2 1.5 CERN 数据 下层最小叶面积指数/m 2·m ?2 0 CERN 数据 上层冠层高度/m 26 实测值 下层冠层高度/m
8
实测值
3 结果分析
3.1 气象变量的变化特征
太阳辐射、大气温度、相对湿度和降水等气象变量是BEPS 模型的主要驱动变量, 其变化直接影响 模型的输出结果. 图2给出了2003年长白山温带阔叶红松林生态系统的太阳辐射、大气温度、相对湿度和降水的年变化. 由图2可知, 太阳辐射作为影响大气温度的主要因素, 其变化与大气温度的变化趋势基本一致(图2(a), (b)); 2003年观测期间太阳辐射日总量的最大值为1.68×104 W ·m ?2, 平均值为7.39×
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王秋凤等: 长白山森林生态系统CO 2和水热通量的模拟研究
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图2 2003年长白山温带阔叶红松林生态系统的气象条件
(a) 太阳辐射; (b) 大气温度; (c) 相对湿度; (d)降水. 其中太阳辐射和降水为日总量, 相对湿度和大气温度为日平均值
103 W ·m ?2; 年平均气温为4.8℃, 高于多年平均值的3.6℃, 最高气温为24.0 ℃, 最低气温为?24.9℃; 年降水量约为537 mm, 低于多年平均值, 60%以上的降水集中在生长季的6~8月期间. 与历史平均值比 较,
2003年长白山的气候特征为偏暖偏干年份.
3.2 模拟结果
3.2.1 土壤温度与土壤水分的模拟
土壤温度和土壤水分是影响土壤有机质分解的重要因子, 对土壤呼吸估计的准确性有重要影响.
2003年长白山温带阔叶红松林生长季期间, 50 cm 的土壤含水量均大于田间持水量 (26.9%), 5 cm 和20
cm 的土壤含水量均大于凋萎系数(12%), 说明该地区水分充足, 几乎不存在水分限制. 对该生态系统不同深度土壤温度和土壤含水量的模拟结果表明, 模拟值与实测值基本吻合. 表 2 给出了土壤温度和土壤水分模拟值与实测值之间的回归统计特征. BEPS 模型对土壤温度的模拟效果好于土壤水分, 二者的R 2
值均达到了极显著水平.
表2 土壤温度与土壤水分模拟值与实测值的回归分析结果
深度/cm
直线回归斜率
R 2
n
1 1.0036 0.94077680 5 1.0133 0.91647680 土壤温度
20 0.9965 0.922 7680 5 1.1066 0.7398
7680 20 0.9036 0.60057680 土壤水分
50 0.8445 0.5089
7680
3.2.2 CO 2通量的模拟
在研究植被与大气之间的CO 2交换时, 通常以净生态系统碳交换(NEE )来表示生态系统的CO 2通量, 而在碳循环研究中, 更为普遍关注的是净生态系统生产力(NEP ), 以便能更清晰地判断一个生态系统是碳源还是碳汇. 因此, 本文采用净生态系统生产力来表示CO 2通量. 在数值上, NEP ＝ ?NEE .
BEPS 模型具有较高的时间分辨率, 可以计算输出每 30 min 的NEP , 因而可以较好地反映NEP 对一天内天气条件变化的响应. 模型模拟的NEP 与实测值之间具有较好的相关关系, 模型可以解释2003年长白山温带阔叶红松林生长季期间NEP 变化的68%. 图3比较了生长季内不同时期(前期, 中期和后
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图3 2003年生长季内不同时期CO 2通量的日变化
(a) 前期(日序125~131); (b) 中期(日序195~201); (c) 后期(日序240~246), 点为实测值, 线为模拟值
期)模拟与实测的CO 2通量的日变化. 为检验在不同天气条件下模型模拟NEP 日变化的能力, 分别在各个时期选择了几个具有不同天气条件的连续观测日
(用一年中的日序表示). 图3中第126, 128, 130, 131, 195, 241~246 d 为晴天, 第125, 127, 196~201, 240 d 为多云或阴雨天. 由图3可知, 模型模拟的NEP 与实测值的日变化非常相似. 在太阳辐射较强的天气条件下光合作用也比较强, 因此晴天日间的NEP 较多云或阴雨天时要高, 由于受降水的影响, 生长季中期后六天日间NEP 值均较小, 可用的通量数据也较少, 但是模型仍较真实地描述了NEP 的日变化过程(图
3(b)). 在生长季的不同时期, 模拟的正午NEP 基本上都低于实测值, 这可能与模型中的植被参数V cmax 的参数化方法有关. 此外, 不同时期生态系统碳吸收的能力不同, 在生长季中期, 树木处于旺盛生长期, 此
时的光合作用较强, NEP 在正午时刻可以达到0.6
gC ·m ?2, 高于生长季前期(0.24 gC ·m ?2)和后期(0.53 gC ·m ?2).
3.2.3 潜热通量和显热通量的模拟
2003年长白山温带阔叶红松林生长季内不同时期(前期, 中期, 后期)模拟和实测的潜热通量(LE )具有相似的日变化特征(图4). 在夜间LE 接近于0, 由清晨开始, 随着植物蒸腾和土壤蒸发的增强, LE 不断上升, 中午达到最大, 之后由于温度逐渐下降, LE 又随之下降. 生长季中期晴天正午的LE 大于400
W ·m ?2, 高于生长季前期的230 W ·m ?2和后期的390 W ·m ?2, 说明在生长盛期植物蒸腾和土壤蒸发均较强. 在各时期中, 晴天的LE 均明显高于阴天和雨天. 生长季内三个不同时期LE 的模拟值与实测值都吻合得较好, 模拟与实测的LE 具有较强的相关性(R 2 =
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图4 2003年生长季内不同时期潜热通量的日变化
(a) 前期(日序125~131); (b) 中期(日序195~201); (c) 后期(日序240~246), 点为实测值, 线为模拟值
0.86). 生长季前期和中期模型模拟值偏高, 而生长季后期模拟值略低(图4). 这与土壤温度和土壤水分的模拟存在偏差有关.
森林蒸散是由植物蒸腾和土壤蒸发两个组分构成的. 贺庆棠
[27]
指出, 森林蒸散量中60%以上热量消
耗在森林植物的蒸腾上. 通过实验来测定蒸散中不同组分所占的比例比较困难, 而利用模型却很容易实现. 研究结果显示: 该生态系统2003年年蒸散量为297 mm, 其中植物蒸腾量189 mm, 占年总蒸散量的63.6%, 这与上述的森林蒸腾量占蒸散量的比例基本一致.
通过模型模拟与实测的显热通量的比较, 表明模型可以解释2003年生长季期间71%的H s 日变化. 但是从总体上看, 模型模拟的显热通量偏低(图5).
3.3 模型的敏感性分析
3.3.1 气候变化对长白山温带阔叶红松林生态系统CO 2和水汽通量的影响
利用涡度相关系统的实地测量数据, 可对当前气候条件下森林生态系统的CO 2和水热传输状况进行研究. 但是仅凭实测资料很难预测它们在气候变化情景下的变化情况, 而模型却为此类研究提供了一种有效工具. 应用BEPS 模型, 以当前的气候条件
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图5 2003年生长季内显热通量模拟值与实测值的比较
作对照, 采用人为控制气象条件的方法设置了不同的气候变化情景(太阳辐射、空气相对湿度和降水的增减幅度分别设为±20%, 大气温度的变幅设为±2℃), 我们分析了气候变化对长白山温带阔叶红松林生态系统CO 2和水汽通量的影响.
图6给出了当前气候条件和变化气候条件下模型模拟的累积NEP 和ET 的季节变化. 除太阳辐射外,
NEP 对其他气象变量的变化反应都比较敏感. 温度
对NEP 的影响主要通过改变生长季的长短来体现. 当温度升高时, 生长季开始时间提前而结束的时间延迟, 使生长季延长; 而温度降低, 生长季缩短. 另外, 在温度升高情景下, 年累积的NEP 呈降低的趋势, 这是由温度增加导致了呼吸作用增强所致. 相对湿度的变化主要是通过影响气孔导度, 从而影响NEP . 当相对湿度增加时, 大气与植物细胞间的水气压差减小, 气孔开放程度增加, 光合同化作用增强, NEP 增加. 降水对NEP 的影响与温度的影响相反. ET 对降水的变化最为敏感, 降水变化±20%会使ET 变化
+14%到?16%, 而ET 对相对湿度变化的响应为, 无论相对湿度增加还是减小, 模拟的ET 都不同程度地降低. 实际上, 各气象变量之间存在较强的相关性, 它们对生态系统CO 2和水热通量的影响常常交织在一起, 所以仅仅独立地考察单个因子变化对生态系统的影响是不够的, 在今后的研究中还应加强对气候变量综合影响的分析.
由图6还可以看出, 当生长季开始后(即积雪融化叶片展开后), 长白山温带阔叶红松林的碳吸收和
图6 模拟的2003年净生态系统生产力和蒸散的累积值及其对气候变化的响应
粗线表示当前气候条件下的结果, 细灰线表示气象条件值增加, 细黑线表示气象条件值减少; (a)和(e)表示辐射的影响(变化±20%); (b)和(f)表示空
气温度的影响(±2℃); (c)和(g)表示相对湿度的影响(变化±20%); (d)和(h)表示降水的影响(变化±20%)
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蒸散均迅速增加, 生长季之前的NEP和ET对一年中的其他时段的影响并不是很大, 说明长白山温带阔叶红松林的年NEP和ET累积的关键是在生长季. 模型模拟的结果表明, 2003年长白山温带阔叶红松林生态系统年NEP累积值为300.5 gC·m?2, 在实测值222±92 gC·m?2范围之内1). 进一步说明模型对碳通量模拟具有较高的精度. 同时也说明尽管该林地为成熟林, 但仍然具有碳汇的功能, 这与张娜等[28]对该生态系统的研究结果相符.
3.3.2模型对植物生理参数的响应
BEPS模型是基于过程的模型, 与植被有关的参数值的确定对模拟结果有较大的影响. 本文就模型对植物生理参数的敏感性进行了分析. 所选的参数为最大羧化速率(V cmax)和最大气孔导度(g max). 分析结果表明: V cmax对NEP的影响较大, V cmax增加20%会使NEP增加5.7%, V cmax降低20%可导致NEP减少
8.2%; 无论g max增加还是减小NEP均表现为减小;
g max对ET的影响显著, 当g max增加20%时, ET增加
1.9%, g max减小20%时, ET减小
2.2%. 因此, 在应用BEPS模型模拟碳和水通量时, 应慎重确定植物生理参数V cmax和g max, 以便获得理想的模拟结果.
4 结论
本文在BEPS模型的基础上, 根据长白山温带阔叶红松林生态系统的生态过程机制, 建立了能够描述半小时尺度生态系统通量日变化动态的模拟模型BEPSh. 应用该模型对长白山温带阔叶红松林生态系统的CO2和水热通量进行了模拟. 模拟结果显示: 净生态系统生产力、潜热通量和显热通量的模拟值和实测值均达到极显著相关, R2分别为0.68, 0.75和0.71. 模拟的NEP, LE和H s的日变化和季节变化特征也与实测结果基本吻合, 但是模型在模拟中午时段的变化特征时还存在着一定的偏差, 需要做进一步的改进.
模型模拟的2003年净生态系统生产力为300.5 gC·m?2, 说明尽管该林地为成熟林, 但仍然具有较强的碳汇功能. 模型模拟的2003年的年总蒸散量为297 mm, 占全年总降水量的60%. 对生态系统植物蒸腾和土壤蒸发分离评价结果表明, 该生态系统的植物蒸腾量为189 mm, 占年总蒸散量的63.6%.
应用BEPS模型分析了不同气候变化情景下长白山温带阔叶红松林生态系统CO2和水汽通量的响应. 结果表明: 净生态系统生产力对气候变化比较敏感, 温度升高时, 累积的NEP呈降低的趋势, 表明在全球变暖的条件下, 该生态系统的碳源功能可能会减弱.
参考文献
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1.1.1.2国际矿泉水加工产业发展现状与趋势 世界矿泉水生产大国和消费大国主要在欧洲。世界四大瓶装水商（雀巢、达能、可口可乐、百事可乐）占整个瓶装水市场30%的份额。排名世界第一的瑞士雀巢公司产量约占欧洲的60%，世界的15%；排名世界第二的法国达能公司产量占世界的10.8%，生产的依云（Evian）瓶装矿泉水行销全世界。 近年来发达国家生产的天然饮用瓶装矿泉水稳步发展，产品种类呈现多样化，并且二次再加工矿泉水产品也逐渐成为新的发展趋势。主要包括加气和加味矿泉水、淡味矿泉水、婴儿专用天然矿泉水、保健型矿泉水等产品。 1.2.1.2国内矿泉水加工产业发展现状与趋势 全国2012年瓶（罐）装饮用水生产企业487个，总产值为859.74亿元，与2011年同比增长23.46%。 我国瓶装饮用水行业进入稳步成长阶段，形成了纯净水、矿物质水、矿泉水和天然水各领风骚的局面。其中矿物质水占28%的份额；矿泉水占8%份额。中国矿泉水市场已形成了以农夫山泉、娃哈哈、乐百氏、养生堂、雀巢为主导的一线品牌，以崂山、康师傅、可口可乐、怡力、泉阳泉等有名气的二线品牌及一些实力较差的地方中小企业矿泉水品牌的“三国鼎立”市场格局；其中一线品牌以70%左右的市场份额雄居水市场的霸主地位，二线品牌及一些地方品牌的市场份
额极低。 矿泉水的高端市场竞争初露睨端。并且开始走个性化产品道路，寻求另类的消费空间，市场上已经出现个性化矿泉水产品，如新疆帕米尔天泉公司的“冰川矿泉细胞营养水”、山东深海泉公司的“深海矿泉”、广西长寿乡的“巴马矿泉水”、吉林长白山酒业集团公司推出的“长白山沏茶专用水”、“煲汤专用水”、“保鲜水”等专用矿泉水。但国产高端矿泉水品牌多数仍鲜为人知。 我国拥有丰富的矿泉水资源，在未来几年内，随着纯净水市场的逐步萎缩，饮用天然矿泉水年平均增长率预测可达20％左右。含锂、碘、硒等特种成分的矿泉水、特殊口味、具有特殊功能的矿泉水及专用矿泉水，将是今后矿泉水的发展方向。 2.1.1.2吉林省矿泉水加工产业发展现状 长白山得天独厚的自然地质环境为我省提供了丰富的天然矿泉水资源。截止到2012年，全省发现矿泉水点707处，总涌水量76.78×104m3/d，其中已完成勘查评价并通过国家级及省级评审鉴定的矿泉水产地395处，允许开采量46.74×104m3/d。天然矿泉水在东部长白山地区多以天然泉（群）的形式出露，开采技术条件简单，便于开发利用和资源保护 吉林省重点矿泉水生产企业迅猛发展，2008年以长白山矿泉水为主导的吉林省包装饮用水产量为229万吨，2011年吉林省包装饮用水生产达513.6万吨，2012年全省包装饮用水企业49个，全省包
中国科学 D 辑 地球科学 2004, 34 (增刊Ⅱ): 131~140 131 长白山森林生态系统CO 2和水热通量的模拟研究* 王秋凤 ①④ 牛 栋② 于贵瑞① ** 任传友①④ 温学发 ①④ Chen Jingming ③ Ju Weimin ③ (①中国科学院地理科学与资源研究所, 北京 100101; ②中国科学院资源环境科学技术局生态处, 北京 100864; ③Department of Geography, University of Toronto, Toronto M5S 3G3, Canada; ④中国科学院研究生院, 北京 100039) 摘要 以基于过程的BEPS 模型为基础, 根据长白山温带阔叶红松林生态系统的生态过程机制, 建立了能够描述半小时尺度生态系统通量日变化的模拟模型BEPS. 应用该模型对2003年长白山温带阔叶红松林生长季内的CO 2和水热通量的模拟结果表明: 模型模拟的净生态系统生产力 (NEP ), 潜热通量(LE ), 显热通量(H s )与涡度相关系统的实测数据相关性较好, R 2值分别达到0.68, 0.75, 0.71. 模拟的长白山温带阔叶红松林生态系统的年累积NEP 为300.5 gC ·m ?2, 与实测值也非常接近, 说明应用该模型可以较好地模拟长白山温带阔叶红松林生态系统的CO 2, 水和热量交换过程. 根据模型对不同气候变化情景下的NEP 和蒸散(ET )的分析得出: 长白山温带阔叶红松林生态系统的NEP 对气候变化比较敏感, 在气候变暖条件下该生态系统的碳汇功能可能会减弱. 此外, 作为基于过程的模型, BEPS 对最大羧化速率(V cmax )和最大气孔导度(g max )等植物生理生态特征参数的变化反应也比较敏感. 关键词 碳循环 水循环 BEPS 模型 涡度相关技术 ChinaFLUX 2004-07-14收稿, 2004-11-02收修改稿 * 国家自然科学基金项目(批准号: 30225012)和国家重点基础研究发展规划项目(编号: 2002CB412501)及中国科学院知识创新工程重大项目(编号: KZCX1-SW-01-01A)共同资助 ** E-mail: yugr@https://www.doczj.com/doc/1c10878578.html, CO 2等温室气体排放所导致的全球变暖, 以及世界范围内的淡水资源短缺问题, 已经向科学家、政策制定者和公众们提出了严峻的挑战, 从而使陆地生态系统碳循环和水循环研究成为全球变化科学(global change science)研究中的核心科学问题. 为了能准确地预测未来的全球变化趋势, 寻求地球生态系统碳循环和水循环调控管理的有效途径, 必须要 了解陆地生态系统碳循环和水循环的各种过程与反馈机制. 生态系统能量与物质(水和碳)通量动力学模型是分析陆地生态系统碳循环和水循环过程机制和预测循环通量的一种有效手段. 20世纪90年代以来这一领域的研究取得了重大进展, 许多科学家从各自不同的学科角度建立了一系列碳水耦合循环模型. 这些模型大致可以分为生物地理模型、生物物理模
不同品牌的矿泉水为何口感差别那么大？ 我们经常说的矿泉水一般指瓶装饮用水，品牌有康师傅、农夫山泉、怡宝、冰露，以及恒大冰泉等等。纯净水则指的是桶装水和家庭过滤设备过滤之后的水。 很多人都注意到，各大品牌的水不仅是价格上有差别，更多的是则是口感上的差别，并且口感上的差别还很大。这是为什么呢？ 查了大量资料之后，今天也做一回搬运工，就像农夫山泉说的“我们不生产水，我们只做大自然的搬运工。”来解释一下为什么不同品牌的矿泉水为什么喝起来口感不同。 我们所说的“矿泉水”并不是所有的都是矿泉水，他们统称瓶装水。 我国包装饮用水分为两大板块。 一类是以诉求天然水源地的天然矿泉水，天然泉水与其它天然饮用水。 一类则是经过浄化处理，不以水源为诉求的纯净水，饮用矿物质水与其它饮用水。 细分又分为： 饮用天然矿泉水，饮用天然泉水，其他天然饮用水，饮用纯净水，饮用矿物质水。 天然矿泉水： 真正意义上的泉矿水，这一类水指从地下深处自然涌出的或经钻井采集的，含有一定量的矿物质、微量元素或其他成分，在一定区域未受污染并采取预防措施避免污染的水；在通常情况下，其他化学成分、流量、水温等动态指标在天然周期波动范围内相对稳定。 这一类水无论口感，矿物质含量还是弱碱性都是对人体最有益的。如恒大冰泉就是矿泉水。 矿物质水和饮用纯净水：
选用的水源就是我们所说的自来水，经过净化杀菌后得到的纯净水（纯冰乐），纯净水根据一定比例人工添加一些矿物质就是得到的矿物质水（康师傅矿物质水）。水源来自于自来水，所以其成本低。留意观察，市面上的康师傅、冰露瓶子上标示的其实是矿物质水或者饮用纯净水。 饮用天然泉水： 大多是地表水，所谓的地表水是指采用未受污染的水井、水库、湖泊、或高山冰川等且未经过公共供水系统处理浄化过的水源所制成的制品。由于水源直接暴露于地表上，受环境影响较大，一般都必须更严格地控制周围的环境，以避免受到偶发性的污染。 最为代表的就是农夫山泉。它的水源地来自农夫山泉有四大水源地：千岛湖，长白山，丹江口，万绿湖。这一类水口感和水的质量都比纯净水好，所含的人体所需元素也多。 回到为何口感不同，很明显，是因为水质不同，即水中含有的微量元素的差别导致的口感不同，而水质不同是因为水的来源不同。 很多人觉得一定是喝天然矿泉水最好了，其实这是个误区，首先并不能保证市面上售卖的天然矿泉水就是真正无污染的，并且加工过程以及包装的问题还能保证矿物质的纯净。 其次我们身体的矿物质摄入一般是通过日常饮食就可以了，很少通过水、并且我们的身体有一个很复杂的机理，并不一定完全吸收有益矿物质而排出有害矿物质。 所以，最好的适合长期饮用的还是纯净水，即不包含有益物质又不包含有害物质，经过去离子化，没有水垢，口感也很好。 当然，有条件的话，追求口感的话完全可以喝饮用矿泉水和天然矿泉水，喝的就是口感和安
瓶装水市场成长飞快 全球去年售出1亿5000多万吨的瓶装水，若把水全倒在一起，需要3个澄清湖水库才装得下。而光是支撑这个产业，每年就必须消耗1800万桶原油，以及1300多亿加仑的水当原物料。而以自来水生饮管线十分普及的美国为例，光是去年，平均每位美国人仍消耗了167罐的瓶装各式饮料。其中关于瓶装水的需求，在这30年来竟成长了20倍，超越了咖啡、啤酒等饮料，几乎和碳酸饮品并驾齐驱。 不过，瓶装水在美国热卖，并不是因为这几年美国缺水，纯粹只是营销手段的成功。像是Aquafina、Dasani、Perrier、Evian等这些大牌子，把瓶装水塑造为健康、清新、甚至是时尚的象征。追逐时尚，却让环境付出了代价。 每瓶水碳足迹惊人 生产1公升的瓶装水罐，制程中至少需要17.5公升的水。瓶装水出了生产线后，还需要运送、上架、冷藏等。根据估算，从欧洲运送1吨的Evian矿泉水到澳洲雪梨，会排出84公斤的二氧化碳，而光是去年，澳洲人就消费了1 亿5000万公升的瓶装水，等同排放了约1万2000多吨的二氧化碳。除了运送水会造成污染外，后续空瓶处理也是一大问题，在美国，使用过的塑料瓶，最后只有2成被回收。这些讲求设计美感的PET制品，最后多半是成为垃圾掩埋场里，千年不坏的现代化石。 不过，喜爱喝瓶装水的欧美先进国家，也不是完全不知反省，最近关于瓶装水的论战，就是先由美国开始。包括纽约市长、旧金山市长、盐湖城市长等，在参与6月举办的美国市长论坛时，就已经共同发表反对瓶装水的立场。之后，纽约市还大作广告，推销城市自己的自来水。 此外，全美销售第一的瓶装水Aquafina，在环保团体的压力下，去年7月公布了瓶装水的水源。结果环保团体竟发现，该牌瓶装水内竟有24%是混着自来水，其它品牌瓶装水推估也有同样情形。这可让旧金山市市长纽森大为光火，立刻下令旧金山市政府开会时，不再另外提供瓶装水。据估计，若旧金山的公仆以后通通改喝自来水，一年就可省下公帑1650万新台币，约可以支付3600多名学童的营养午餐！ 而台湾省对于瓶装水的浪费程度，和美国相比不遑多让。台湾的自来水普及率超过9成，而台北市的自来水质量也已达到生饮标准，不过由于输水管线及客户端储水设施多属老旧，使得民众对生饮自来水有疑虑。即使如此，在台湾因煮水或滤水的成本并不高，多数民众不难取得干净的饮用水。 不过在此同时，市面上却仍出现愈来愈多的瓶装水，不论是天然的矿泉水，或是后天滤净的包装饮用水。像是当红的海洋深层水、能量水、电解水，甚至连自来水公司，现在都打算出自己品牌的瓶装水。喝进这些水到底能不能延年益寿，目前还没有案例能证实，但却已有国际智库警告，PET瓶恐怕会分解致癌物质到水里。此外，瓶装水从制造、运输到掩埋，一生所产生的二氧化碳，也将为地球带来暖化的恶果，这也直接关系到子孙的生存问题。 回收仍会对环境造成伤害
森林生态系统服务价值评估方法概述 摘要：随着人类对生态系统功能不可替代性认识的不断深入,生态系统服务价值研究逐步受到人们的重视。本文介绍了森林生态系统中没有普通意义上的市场的一些生态服务功能价值评估和计算方法,比较系统阐述了森林生态系统各种生态价值评估方法. 1 森林生态系统服务价值评估的国内外研究进展 森林生态系统服务功能的研究是近几年才发展起来的生态学研究领域, 20 世纪90 年代初期, 国外的森林生态系统服务功能研究主要以案例研究为主,方法主要为旅行价值法和意愿调查法。如日本林野厅[1]于2000年对其国家的森林公益机能进行了经济价值评价,选取的功能指标包括水源涵养等六大类指标。目前国外对森林生态系统服务功能内涵、方法等问题的研究各异, 但被普遍认可的是Daliy等人提出的生态系统服务功能的概念[2]。Daliy 认为, 生态系统服务是指“自然生态系统及其物种所提供的能满足和维持人类生活所需要的条件和过程”。在我国,生态系统服务功能研究起步较晚,欧阳志云等学者认为:“生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成及维持的人类赖以生存的自然环境条件与作用”。以李金昌、孔繁文为代表,对生态系统的评估特别是对我国森林生态系统生态价值方面进行了开创性的研究;而蒋延玲、周广胜等(1999)估算了我国38种主要森林类型生态系统服务的总价值。
但在整体的生态服务功能研究中, 自Costanza等人的“全球生态 服务与自然资本的价值估算”一文发表以后[3], 学术界引起极大的轰 动和争议.主要是以Costanza为代表的“生态经济学派”和以Pearce 为代表的“环境经济学派”,围绕该论文的一些观点、计算方法和有关 内容展开了激烈的争论.其争论的焦点主要集中在世界生态系统服务功 能价值的可计算性、计量方法和计量中技术处理问题等方面[4～7]。Pearce等人认为,世界生态系统服务功能价值的可计算性或者说其计算结果没有实际意义；在生态系统服务功能价值计量方法上,坚持应该遵 循“货币化”二原则, 即以“支付意愿”表达的“消费者偏好”和边 际分析。Costanza 等人认为,世界生态系统服务功能价值作为一个宏观量与GNP一样可以计算,世界生态系统服务功能价值计算是一个宏观经 济学问题,而不是一个微观经济学问题,因此不必建立在边际分析之上；计算过程中可以综合采用市场价格、准市场价格、替代成本等各种方法.应该说Pearce等人对Costanza等人的工作的经济学挑剔是深刻有力的。只要生态系统功能价值的计量没有与经济学接轨,它就难以为经济学家 接受并对经济实践产生影响.但是,Costanza等人的一些观点为生态系 统服务功能及其价值评价的发展奠定了坚实的基础[8]。 2 森林生态系统服务价值评估方法综述 面临全球环境问题严重威胁,自然资源有价论的呼声越来越高,所 以对森林生态系统服务功能价值评估显得尤其重要。首先是改变公众对森林生态系统服务的价值观,近一步地认知森林的生态地位。对于公众 而言,森林生态系统的经济评价能使他们更容易和准确地了解森林的作
全球变化对长白山北坡森林影响综述（东北师范大学地理科学学院吉林长春130024） 摘要:全球气候变化已是当今学术界在全世界范围内研究的一个热点,全球气候变暖已经成为了当今气候变化的主要趋势，由于人类活动的影响，20 世纪全球的平均气温升高0.6°C。近些年来，气候变化对森林的影响也到人们关注，尤其是在高纬度和高海拔地区响应更为显著且敏感。长白山地区是气候敏感区和生态环境脆弱带，气候变化对长白山森林影响会更加明显。本文通过梳理现有文献，综合了在全球变化影响下几方面长白山北坡森林的变化。关键字：气候变化长白山森林植被 一、前言 全球气候变化是指地球大气物理化学的改变,从而引起地球表面云系、温度和降水等气候格局的变化。这种变化一方面是因为地球太阳辐射、大气环流、地表状况等自然因素的作用;而另一方面,尤为重要的是人类活动造成的,石油、煤炭、天然气等化石燃料的过度使用,原始森林的大量采伐,土地利用方式的变更等,都不同程度地导致了大气中CO2、CH,、CFCS和N20等温室气体浓度的提高。 全球气候变暖势必对陆地生态系统产生极大的影响,而森林生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,森林占地球表面的1/3,它贮藏着全球陆地生态系统80%的有机碳,其碳库的任何变化,都将对大气中CO2的浓度产生不同的影响,全球气候变化不可避免的会影响到陆地上的森林生态系统，同时森林生态系统也会做出相应的响应，这必然对未来的全球气候变化产生反馈作用。 长白山位于吉林省东南部的 中朝两国交界处,41°23′N～42° 36′N,126°55′E～129°E。是东 北地区松花江、鸭绿江和图们江三 大河流的发源地,是我国著名的休 眠火山,是欧亚大陆东岸的最高山, 海拔2744 m。属温带大陆性山地 气候，降水多集中在夏季,6～9月 降水量占全年的80%。但它东边受 太平洋影响,气候潮湿多雨,从山 脚到山顶,年降水量变幅在 800-1800 mm之间,年相对湿度 为65%-74%,年均温度在-7.3-4.9℃ 之间，无霜期约140d，日照时数 1800-2300d, 综上所述，长白山地区气温低、降水多、蒸发多量小,气候非常湿润。该区地带性土壤为山地暗棕色森林土，主要优势树种为红松、椴树、蒙古栎、水曲柳和色木槭等林分为复层异龄林，林分平均高度为 26m，优势树种平均年龄约 200a。
长白山矿泉水品牌 策划方案
这是一个关于水的问题: 从青藏高原上流下来的水很多,可是最终能够奔腾不息、穿越千里阻碍而涌入大海的却只有长江和黄河? 请认真思考上面的问题,然后阅读我们的方案,到最后一页的时候你会得到你需要的结果。 方案提要 我们的前期准备工作 1、竞争对手都做了什么? 饮用水市场的竞争现状 2、我们的目标是什么? 饮用水市场的发展趋势思考 3、要告诉消费者什么? 我们的市场位置在哪里? 4、在哪里告诉她们? 前期准备工作 不打无准备之仗 认真阅读<客户简报>,项目组讨论 收集资料,通览市场全局了解市场信息
走向超市、酒店,贴近市场找寻发展机会 认真思考,挖出市场的本质,把握发展趋势 饮用水市场的竞争现状 竞争异常惨烈的行业 的饮用水市场不再是当年水比奶贵的风光,每瓶1元的均价,和每瓶0.5元的自杀价时有出现 利润微薄竞争激烈 娃哈哈、乐百氏、农夫山泉三大巨头跑马圈地,可口可乐、雀巢、康师傅等国际大品牌纷纷跟进,地方品牌大打价格战。 饮用水市场的竞争现状 高端水摄取了饮用水市场的大部分利润 高端水低高 中端水中中 低端水高低 市场份额市场利润 饮用水市场的发展趋势 矿泉水的延展方向是未来饮用水的竞争焦点 纯净水干净,可是在健康时代缺乏支撑 矿物质水有人工添加的元素,有被误认为”化工水”的
隐忧 矿泉水富含矿物质,逐渐被认可 天然水缺乏传播支撑,消费者潜意识里觉得不干净 饮用水市场的发展趋势 水源是未来饮用水市场竞争的根本 崂山、五台山、云南山泉、五大连池依托水源,摄取市场份额 康师傅推出矿物质水试图破解水源困扰 农夫山泉倒戈矿泉水,解读水源的理念 长白山矿泉水的市场位置在哪里 三分天下有其一 世界三大水源地 欧洲阿尔卑斯山依云——世界第一高端水产品 俄罗斯高加索山纳尔赞——世界第一冷矿泉品牌 中国长白山长白山——世界第一……?
城市森林生态系统服务功能的价值评估研究 【摘要】森林作为陆地生态系统的主体，在全球生态系统中发挥举足轻重的作用，其服务功能价值的评估是研究的一个热点。本文阐述了城市森林的概念以及当前城市森林生态系统服务功能及其研究评估的方法，以求为我国可持续发展的政策与生态环境保护提供科学依据。 【关键词】城市；森林生态系统；服务功能；价值；评估 提高城市绿地系统生态服务功能，促进城市生态系统的改善，满足市民接近和回归自然的渴望，已成为城市化建设亟待解决的重大课题。提高绿地生态功能，促进城市绿化的可持续发展则是当今主流的研究方向。 1.城市森林的概念和内涵 城市森林与城市林业的概念主要差异性在于城市林业主要侧重于行业的经营和管理，将城市园林绿化纳入林业经营管理的范畴，是一个多方面的经营管理体系；而城市森林是将城市绿地主要以森林的形式进行构筑和管理，是一个比较狭义的概念[1]。因此，城市森林是建立在改善城市生态环境的基础上，借鉴地带性自然森林群落的种类组成、结构特点和演替规律，以乔木为骨架，以木本植物为主体，艺术地再现地带性群落特征的城市绿地。 2.城市森林生态系统服务功能 2.1生态服务功能的含义 广义上的生态系统服务包括生态系统产品和生态系统服务，生态系统服务是指生态系统与生态系统过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用[2]。一般而言，生态服务功能（Ecosystem services）是指自然生态系统及其物种共同支撑和维持人类生存的条件和过程；它能够比较清晰地描述人类对生命支持系统的依赖性，为人们评价各种技术和社会经济发展方式的长远影响提供了一种参考，以防止和减少自我毁灭性的经济和社会活动[3]。 2.2城市森林生态系统的生态服务功能 森林生态系统的生态服务功能是指森林生态系统及其生态过程为人类提供的自然环境条件与效用[4]。从复合生态系统的角度来看，它不仅包括该系统为人类提供食品、医药和其他工农业生产的原料这内部效益，更重要的是支撑与维持地球的生命支持系统，维持生命物质的生物地化循环与水文循环，维持生物物种与遗传多样性，净化环境，维持大气化学的平衡与稳定的外部公益作用。 3.城市森林生态系统服务功能价值评估主要研究方法
东北森林带生态保护和修复规划 东北森林带区域位于我国东北部，涉及黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古等4个省（区），含大小兴安岭森林、长白山森林和三江平原湿地等3个国家重点生态功能区。本区域作为我国“两屏三带”生态安全战略格局中东北森林带的重要载体，对调节东北亚地区水循环与局地气候、维护国家生态安全和保障国家木材资源具有重要战略意义。 一、自然生态状况 本区域地貌类型多样，分布着大兴安岭、小兴安岭、长白山地、松嫩平原和三江平原，温带季风气候显著，自南向北地跨中温带和寒温带，四季分明，夏季温热多雨、冬季寒冷干燥，降水量400—1000毫米，土壤分布有暗棕壤、白浆土和黑土。本区域是我国重点国有林区和北方重要原始林区的主要分布地，是我国沼泽湿地最丰富、最集中的区域。区域内野生植物近4000种，野生动物近2000种，是东北虎、东北豹种群数量最多、活动最频繁的区域，是东亚—澳大利西亚候鸟迁徙线最重要的栖息地之一。 二、主要生态问题 本区长期高强度的森林资源采伐和农业开垦，导致森林、湿地等原生生态系统退化。主要表现在，森林结构不合理、质量不高，中幼林面积占比大；湿地面积减少50%以上，其
中三江平原湿地面积减少了70%以上，生物多样性遭到破坏；多年冻土退缩，黑土区水土流失面积约1570万公顷，局部地区土地沙化。 三、主攻方向 坚持以“森林是陆地生态系统的主体和重要资源，是人类生存发展的重要保障”为根本遵循，以推动森林生态系统、草原生态系统自然恢复为导向，立足大小兴安岭森林生态功能区等3个国家重点生态功能区，全面加强森林、草原、河湖、湿地等生态系统的保护，大力实施天然林保护和修复，连通重要生态廊道，切实强化重点区域沼泽湿地和珍稀候鸟迁徙地、繁殖地自然保护区保护管理，稳步推进退耕还林还草还湿、水土流失治理、矿山生态修复和土地综合整治等治理任务，提升区域生态系统功能稳定性，保障国家东北森林带生态安全。 四、重大工程 大力实施天然林保护、退耕还林还草还湿、森林质量精准提升、草原保护修复、湿地保护恢复、小流域水土流失防控与土地综合整治等工程。持续推进天然林保护和后备资源培育，逐步开展被占林地森林恢复，实施退化林修复，加强森林经营和战略木材储备，通过近自然经营促进森林正向演替，逐步恢复顶级森林群落；加强林草过渡带生态治理，防治土地沙化；加强候鸟迁徙沿线重点湿地保护，开展退化河
吉林省人民政府办公厅关于贯彻落实长白山区域矿泉水资源保护与开发利用规划的实施意见 【法规类别】水资源 【发文字号】吉政办发[2015]33号 【发布部门】吉林省政府 【发布日期】2015.06.16 【实施日期】2015.06.16 【时效性】现行有效 【效力级别】XP10 吉林省人民政府办公厅关于贯彻落实长白山区域矿泉水资源保护与开发利用规划的实施 意见 （吉政办发〔2015〕33号） 各市（州）人民政府，长白山管委会，各县（市）人民政府，省政府各厅委办、各直属机构： 为全面贯彻落实《长白山区域矿泉水资源保护与开发利用规划》（吉政发〔2015〕13号，以下简称《规划》），切实加强长白山区域矿泉水资源生态保护，做到有序发展、合理开采和规范管理，实现我省矿泉水资源永续利用和产业可持续发展，经省政府同意，现提出以下实施意见： 一、进一步提高对长白山区域矿泉水资源价值和生态保护重要性的认识
（一）长白山天然矿泉水是目前国内外稀有的高品位矿泉水，是世界三大优质矿泉水之一，是我省矿泉水产业发展的核心资源品牌。长白山区域矿泉水资源保护和开发利用，涉及资源分配、产业布局、生态环保、运能建设、配套政策等诸多方面，是一项系统工程，既要遵循自然生态规律，优先满足生态环保需要，科学确定矿泉水资源开发规模，统筹生态效益和经济效益；又要深刻把握市场经济规律，充分挖掘长白山矿泉水资源的内在品质和价值，进一步提升国内外市场占有率和全球知名度。要坚持生态环保优先，确保长白山区域矿泉水资源开发有度、产业发展有序。对基于目前生态评价技术不能确定相关影响的水源，暂不进行开发，坚决杜绝以牺牲环境为代价换取经济效益的行为。 二、严守“红线”和控制“黄线” （二）严守生态环保“红线”和“黄线”。在规划区域内的自然保护区核心区、缓冲区内，以及国家级森林公园内，要严格依法进行保护与管理。在自然保护区的实验区及其他环境保护限制区内，严格生态环境准入。（省环保厅、省林业厅共同负责）（三）严守资源开发“红线”和“黄线”。禁止开采规划区域未经自然涌出的矿泉水资源，禁止采用长白山天然矿泉水资源生产其他瓶装饮用水。对规划区域内单泉或泉群自涌量开采已达70％以上的禁止扩大开发规模；限制开采日自涌量低于1100吨的矿泉水资源，单泉或泉群的自涌量开采已达50％ -70％的，限制扩大开发规模。（省国土资源厅、省水利厅共同负责） （四）严守产能总量控制“红线”和“黄线”。规划区域的矿泉水总体产能严格控制在5000万吨／年以内。产能核准总量累计达到4500万吨／年后，原则上不再发放矿泉水资源开采许可证和取水许可证。（省发展改革委、省国土资源厅、省水利厅、省工业信息化厅共同负责） 三、加强资源勘查开发和管理
长白山森林分布 长白山自然保护区内植物属长白山植物区系，生态系统比较完整，植物资源十分丰富。区内植被主要以红松阔叶林、针叶林、岳桦林、草甸、高山苔原等组成，从保护区边缘至山顶，高程相差近2000米，而水平距离仅45公里。在这么短的水平距离内，随着海拔高度的增加，气候、土壤、生物等变化悬殊，呈现的山地垂直分布带谱。并从下到上依次形成红松阔叶林带、针叶林带、岳桦林带、高山苔原带四个植被分布带，包罗了从温带到极地几千公里的景象，是欧亚大陆从中温带到寒带主要植被类型的缩影，具有明显的垂直分布规律。 针阔叶混交林景观带分布在海拔1100米以下，是玄武岩构成的平缓山前台地。地势平缓，山地棕色森林土为本带主要土壤类型，同时在排水不良的地区也发育着沼泽土。该地带气候温和、湿润，植被类型为红松针阔叶混交林，林相层次明显，生物群落复杂，灌木种类也较丰富，藤本植物非常发达，林下草本植物更为繁多。针阔叶混交林的代表植物中，针叶树以占优势的红松为代表。此外，尚有长白落叶松、鱼鳞松、红皮云杉、长白松等；阔叶树有春榆、蒙古栎、水曲柳、胡桃楸、白桦、山杨等。 由于植物种类繁多、生长茂密、优越的自然环境给野生动物提供了良好的栖息场所及丰富的饵料，所以这一带动物种类较多，且多为广布型种类。如东北虎、梅花鹿、麝、紫貂、马鹿、青羊、野猪、猞猁、水獭以及中华秋沙鸭、鸳鸯、金雕、黑琴鸡、榛鸡等。还有脊椎动物中的多种鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和兽类等。
针叶林景观带分布在海拔1100－1800 米之间。地形为倾斜玄武岩高原，气候冬寒夏凉，土壤主要为山地棕色泰加林土。植被以针叶林为主，种类较针阔混交林贫乏，针叶树占绝对优势，以红松、云杉、冷杉、落叶松为主。除针叶树之外，伴生有槭树、花楸等阔叶树，但林下灌木、草本种类较针阔混交林带明显减少。树冠郁闭度很大，林下阴暗潮湿，苔鲜类发达，厚度可达10厘米以上。本带动物种类大为减少，除部分鸟类、兽类和两栖类中的极北鲵外，鱼类很少出现，爬行类也只有极北蝰和腹蛇。由于气候冷温，林深树密，适于古北界树栖动物的栖息和繁殖，如紫貂、黑琴鸡等在本带仍较多。 岳桦林景观带分布在海拔1800－2000 米之间，地处长白山火山锥体的下部，坡度较陡，一般超过20以上。气候处在针叶林气候型与山地苔原气候型之间，气温低，降水多，相对湿度较大。土壤类型为山地生草森林土。风力强，树木矮小弯曲，植被为岳桦林，同时山地苔原与针叶林成分彼此互相渗透，形成复杂的植被镶嵌类型。乔木以岳桦为主，亦分布有云杉、冷杉、落叶松，伴有散生的长白落叶松、东北赤杨、花楸等。灌木以耐寒种类为主。主要有牛皮杜鹃、笃斯越桔等。动物种类较单调，数量亦少，这里仅在夏季成为偶蹄类动物如马鹿、梅花鹿等”避暑”、取食的场所。 高山苔原景观带分布在海拔2000米以上，地处长白山火山锥体中上部，地表覆盖着厚的火山灰、火山砾、浮石等。气候为高山苔原型，湿度大不，风力特强，土层脊薄。随着海拔的增高，植物逐渐稀疏，种类逐渐减少，生长期很短。该带植物矮小为葡匐状，根系肥
森林的生态服务功能 森林生态系统与生态过程所形成及维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用。主要包括森林在涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境、森林防护、生物多样性保护和森林游憩等方面提供的生态服务功能。 一·森林是人类的资源宝库. 森林能够提供大量木材和其它林产品,还能生产有很多有经济价值的产品.当然现代森林的主要生产功能还是表现为它是―个巨大的原材料供应者.木材及木制品，在建筑,交通,采掘,轻纺,水利电力筹许多生产部门是不可缺少的物资.木材的化学加工产品及各种林副产品也是重要的原材料及出口物资. 中国有繁多的经济林木树种,林副产品极为丰富，还有大量的中草药材,多种稀有珍贵的野生动物.产品的丰富多彩,实在是举不胜举.这些产品从需要上讲,不仅在国内牵涉到各行各业,不可缺少;而且其中许多产品在国际市场上享有声誉,是国家重要的出口物资。森林中有极其丰富的物种资源,仅热带雨林中的物种就占地球上全部物种的50%.在我国的森林中,既有大量的食用植物,又有很多油料植物,还有丰富的药材资源。现代的森林仍然是地球上一个重要的能源生产者，由于世界上一些化石能源渐渐枯竭,森林作为一种可以再生的能源,正在引起越来越大的重视. 二·涵养水源 森林对降水的截留、吸收和贮存，将地表水转为地表径流或地下水的作用。主要功能表现在增加可利用水资源、净化水质和调节径流三个方面。森林是土壤的绿色保护伞.茂密的枝叶能够截留降雨,减弱水流对土壤的冲刷;林下的草本植物和枯枝落叶层,如同一层松软的海绵覆盖在土壤表面,既能吸水,又能固定土壤;庞大的根系纵横交错,对土壤有很强的粘附作用.另外,森林还能抵御风暴对土壤的侵蚀.我国的有关观测结果表明,有林地水土流失量比荒坡地小得多.森林能够蓄水保肥,消洪补枯.防止水土流失,涵养水源. 森林是巨型蓄水库.降雨落到树下的枯枝落叶和疏松多孔的林地土壤里,会被蓄积起来,就像水库蓄水一样.雨过天晴,大量的水分又通过树木的蒸腾作用,蒸发到大气中,使林区空气湿润,降水增加.森林对于减轻旱涝灾害起着非常重要的作用。 三·保育土壤 森林中活地被物和凋落物层层截留降水，降低水滴对表土的冲击和地表径流的侵蚀作用；同时林木根系固持土壤，防止土壤崩塌泻溜，减少土壤肥力损失以及改善土壤结构的功能。风蚀是土壤流失的一种灾害.风力可以吹失表土中的肥土和细粒,使土壤移动,转移.在风沙危害严重的地区,更是风起沙飞,往往埋没了农田和村庄.风对农作物的直接危害更为普遍. 四·净化大气环境 森林生态系统对大气污染物（如二氧化硫、氟化物、氮氧化物、粉尘、重金属等）的吸收、过滤、阻
第16卷第3期重庆教育学院学报V ol.16N o.3 2003年5月Journal of Chongqing C ollege of Education May.2003 文章编号:1008-6390(2003)03-0059-04 退化森林生态系统 恢复与重建的基本理论及其应用 何正盛 (西南师范大学生命科学学院,重庆 400715) 摘 要:退化森林生态系统的恢复和重建工作需要接受科学理论的指导.本文论述了在恢 复与重建退化森林生态系统过程中应遵循的八条基本生态学和生态经济学原理,即生态演替 理论、地域性原理、生态位原理、生物多样性原理、物种共生原理、密度效应原理、限制因子理论 以及三效益相统一的原理,并举例说明了它们在实践中的应用. 关键词:退化森林生态系统;恢复与重建;原理;效益 中图分类号:X171.4文献标识码:A 近代以来,由于人口的持续增长、工业化和城市化的加速发展、人类对森林资源非持续地开发利用,导致了森林生态系统大面积消失和退化,并引发了日益严重的生态环境危机,已成为社会、经济可持续发展的严重障碍.保护和重建森林生态系统被看作是缓解环境危机,实现经济、社会、环境协调持续发展的根本措施.我国的森林生态系统退化现象十分严重,而且还在进一步加剧[1].保护我国现有的天然林生态系统以及恢复和重建我国退化森林生态系统,提高其生态服务功能,是改善我国生态环境状况的关键所在.退化生态系统的恢复和重建是一项复杂的系统生态工程,其目的在于建立具有人类和生态价值的新型持久生态系统[2].在进行退化森林生态系统恢复和重建工作时,我们需要把握和认识退化森林生态系统恢复与重建的基本理论,研究应遵循的基本原则.本文试论退化森林生态系统恢复与重建的生态学基本理论与生态经济学原理,并举例说明它们在实践工作中的应用,为我们的重建工作提供理论指导和实例借鉴. 1 生态演替理论 生态演替理论是退化生态系统恢复最重要的理论基础[3],生态演替按演替方向可分为顺向演替和逆向演替.生态系统的退化实质上是一个系统在超载干扰下逆向演替的动态过程[4],主要表现为生物多样性下降,生物生产力降低,系统结构和功能退化,稳定性下降以及生态效益降低.Clements F.E.的群落演替理论认为,生态演替是生物群落与环境相互作用导致生境变化的结果.生态系统的演替是渐进有序进行的,这就要求我们在进行退化森林生态系统恢复和重建过程中也要循序渐进,依据退化阶段,按照生态演替规律分步骤、分阶段地促进顺行演替,而不能急于求成,“拔苗助长”.例如,要恢复某一极端退化的裸荒地,首先应重在先锋植物的引入,在先锋植物改善土壤肥力条件并达到一定覆盖度以后,才可考虑草 收稿日期:2002-09-19 基金项目:重庆市科委攻关项目(2000-6505) 作者简介:何正盛(1975—),男,江西彭泽人,西南师范大学生命科学学院,硕士研究生,主要从事植物生态学和恢复生态学研究.
恒大冰泉的营销渠道之我见 一、引言 2013年11月9日晚的恒大亚冠夺冠庆典上，“恒大冰泉”的标识元素首次出现。2013年11月10日在恒大亚冠夺冠的第二天，恒大集团在广州总部举行恒大冰泉上市发布会，全面解开恒大冰泉的神秘面纱，正式对外宣布进军高端矿泉水市场。 恒大冰泉长白山天然矿泉水，即恒大冰泉，从净化处理、瓶胚注塑、灌装等生产线均引进世界上最先进的生产设备克朗斯等，全自动化生产，安全高效；源头取水灌装，从取水、净化、吹瓶、灌装、瓶贴、包装、码垛、品控等工艺均采用世界上最先进的生产工艺，保障质量。 二、销售渠道 恒大冰泉的发布，将唤起国内人们对健康好水的关注，带动更多的人注重饮用高品质的天然矿泉水，恒大集团是中国规模最大的房地产企业，拥有国内最大的业主群体，自营高品质、安全的矿泉水品牌，影响面最广最为深远。恒大冰泉坚持“一处水源供全国”模式，坚持“高端品质，亲民价格”微利模式，保障每一滴水均来自长白山，为广大老百姓提供安全健康养生的天然矿泉水，从根本上改善现代人的亚健康状态，全面提升国民体质。 由于恒大冰泉的“高端品质，亲民价格”模式，这也决定了其目标消费市场是中高端消费人群，因此个人认为其销售渠道主要有以下几种： 第一、其公司本身总部与高端消费会所建立互惠互利的销售模式，通过五星级酒店、高端养生会所、洗浴足疗中心、汽车5s店等高端消费场所销售其产品； 第二、形成恒大自己的销售亮点，拥有自己一体式的销售模式，只要有恒大的地方就有恒大冰泉； 第三、可以采用捆绑销售，与恒大的其他相关产品一同销售，或是采取买恒大相关产品才送恒大冰泉； 第四、通过传统的经销商进行销售，但要限制其经销商数量； 第五、与少数高端商场建立联系，销售高质量的饮水，使高端消费者在商场也可以购买其产品； 第六、通过网络建立其直销网点，实行线上对线下的网络销售模式，针对中高端客户销售产品； 第七、与各大高端健身场所联系，例如高尔夫球场等俱乐部、运动场所；
森林生态系统服务功能及其生态经济价值评估初探 3 ———以海南岛尖峰岭热带森林为例 肖 寒3 3 欧阳志云 赵景柱 王效科 (中国科学院生态环境研究中心,北京100080) 【摘要】 以尖峰岭地区为研究区域,探讨了森林生态系统服务功能的内涵,并使用市场价值、影子工程、机会成 本和替代花费等方法评价了海南岛尖峰岭地区热带森林生态系统服务功能的生态经济价值.结果表明,在尖峰岭地区,面积为44667.00hm 2的热带森林生态系统服务功能价值平均每年66438.49万元,其中林产品价值为7164.11万元,涵养水源价值为39429.21万元,保持土壤减少侵蚀价值为247.26万元,固定CO 2减轻温室效应的价值为1316.24万元,营养物循环价值为428.55万元,净化空气的价值为17853.12万元.关键词 生态系统服务功能 森林生态系统 生态服务价值 尖峰岭 Forest ecosystem services and their ecological valu ation A case study of tropical forest in Jianfengling of H ainan is 2land.XIAO Han ,OU Y AN G Zhiyun ,ZHAO Jingzhu ,WAN G Xiaoke (Research Center f or Eco 2Environmental Sci 2ences ,Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100080).2Chin.J.A ppl.Ecol.,2000,11(4):481～484. This paper attempts to present forest ecosystem services and their indirect economic value of Jianfengling tropical forest in Hainan Island.The results show that average annual integrated ecosystem service value of Jianfengling tropical for 2est ,which covers 44667.00hm 2,adds up to 664.38million yuan (Chinese RMB ),of which ,about 71.64million yuan is of the output of standing trees and other forest products ,about 394.29million yuan of water 2holding ,about 2.47million yuan of soil conservation against erosion ,about 13.16million yuan of carbon fixation for reducing green house effect ,about 4.29million yuan of nutrient retention for N ,P ,K ,Ca and Mg ,about 178.53million yuan of air purification. K ey w ords Ecosystem services ,Forest ecosystem ,Ecoservice valuation ,Jianfengling mountain. 3中国科学院知识创新项目(RCEES9903)、国家自然科学基金重点 项目(79930800)和国家自然科学基金资助项目(79670089). 33通讯联系人. 1999-10-12收稿,2000-05-29接受. 1 引 言 生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形 成与维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用[5,12].生态系统为人类提供了食物、医药及其他工农业生产的原料,更重要的是支撑与维持了地球的生命支持系统,维持生命物质的生物地化循环与水文循环,维持生物物种与遗传多样性,净化环境,维持大气化学的平衡与稳定.人们已经认识到,生态服务功能是人类生存与现代文明的基础.研究发现科学技术能影响生态服务功能,但不能替代自然生态系统服务功能[6].由于人类对生态系统服务功能及其重要性不了解,导致了生态环境的破坏,从而对生态系统服务功能造成了明显损害,威胁人们的安全与健康,危及社会经济的发展.随着对可持续发展机制研究的深入,人们发现维持与保育生态服务功能是实现可持续发展的基础. 近年来,国际上对生态系统服务功能的研究十分重视,生态学家、生态经济学家及其它相关领域的科学 家共同合作,从生态系统过程、生态服务功能及其生态经济价值等多个方面开展综合研究,不断充实与丰富 生态系统服务功能的内涵,探索其评价技术及生态经济价值的评估方法.美国生态学会组织了以Gretchen Daily 负责的研究小组,对生态系统服务功能进行了系统研究,并且形成了能反映当前这一课题研究最新进展的论文集[4],国际科学联合会环境委员会曾成立Constanza 负责的专门研究组以研究生物多样性间接经济价值及其评估方法,以及生物多样性与生态系统服务功能关系.Costanza 等13位科学家的研究认为全球生态系统服务的价值为16～54万亿美元?a -1,平均为33万亿美元?a -1[3],Pimentel 等[15]研究报道,全球仅水土流失导致水库淤积所造成的损失约60亿美元.分析与评价生态系统服务功能的生态经济价值已成为当前生态学与生态经济学研究的前沿课题.在我国,生 应用生态学报 2000年8月 第11卷 第4期 CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Aug.2000,11(4)∶481～484
长白山森林生态系统服务功能介绍 摘要：长白山森林生态系统是亚洲东部最典型的，保存最为完好的温带山地森林生态系统，对维持松花江、鸭绿江和图们江三大流域生态系统的结构和功能具有重要作用。涵养水源服务价值是长白山森林生态系统服务价值的主要部分，占总体服务价值的66％，涵养水源和净化空气作为森林生态系统最动摇的生态功能，其服务价值占总价值的80％，而木材生产的服务价值仅占总价值的7％；由此可见，木材并不是森林生态系统服务价值的主要部分，充分发展长白山森林生态系统其他的生态功能，才是发挥其生态系统服务价值的最佳途径。本文将介绍长白山森林生态系统的服务功能，让大家更加了解长白山森林，并能充分发挥长白山森林生态系统的作用。 关键词：长白山，生态系统，服务功能，价值 森林生态系统服务功能是指森林生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用（Daily,1997）。森林生态系统主要服务功能体现为维持生命物质的生物地球化学循环与水文循环，维持生物物种多样性与遗传性，净化大气环境，维持大气化学的。平衡与稳定，提供人类生存所需要的林产品等（Costanza,1997;Alexander,1997）。由于人类对森林生态系统的功能及其重要性的片面了解，在工业革命时期，对森林生态系统采取了掠夺和破坏性经营，从而导致了森林生态系统的面积和质量严重下降，致使森林生态系统服务功能严重衰弱，甚至消失，很大程度地威胁到人类的的安全与健康，制约了社会经济的发展（Bormannetal,1968）。近年来，随着一些全球性的和区域性的环境问题，国际上对森林生态系统服务功能的研究越来越重视。本文针对东北亚最具典型的，保存最为完好的，原始的长白山森林生态系统服务功能进行系统介绍。 长白山森林生态系统系统服务功能有： (一)森林生态旅游服务功能 森林生态系统旅游服务价值有两方面的涵义：旅客的直接消费价值，它体现了森林生态系统生态旅游服务价值的经济表现程度；森林生态系统生态旅游服务功能的总体价值，这一总体价值是动态的它随着生态系统的结构，功能及其资源量动态变化而变化的。长白山高山苔原和森林生态系统旅游服务功能存在其动态的潜在的价值，它随着生态资源负荷能力的生态旅游负荷能力的变化而变化，这一潜在的生态旅游服务价值反映了其生态系统的生态旅游负荷能力，是生态系统生态旅游服务价值的完全体现。 (二)森林生态系统林副产品服务功能 长白山森林生态系统林副产品主要分8大类，分别为植物药才，动物药材，干果，食用菌，野菜，纤维及蜂蜜产品，动物肉类，动物毛皮等。长白山森林生系统林副产品的服务价值进入市场部分自1993年以后逐渐减少，提别是动物药材，动物食肉，动物毛皮。在林副产品生态服务价值中，野菜类产品最高；动物肉类次之；植物药材，动物药材，干果，食用菌类等次之，动物毛皮最低。长白山森林生态系统是我国东北3大河流（松花江、鸭绿江和图们）的发源地，这一地带性森林生态系统的保护对维持3大河流的流域生态系统等具有重要意义。保护区林副产品的减少也正说明了自然保护区及大江大河源头之被保护策略已落到实处。