本书由从事陆地生态系统响应全球变化野外控制实验研究的多个国内团队合作完成,比较全面地梳理了全球变化野外控制实验的技术细节和相关进展,并结合典型案例介绍了碳循环关键过程对全球变化的响应。全书共6章,涵盖了主要的全球变化要素,如大气CO2和O3浓度升高、气候变暖、极端气候事件、氮磷沉降、自然干扰和生物入侵。
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国家优秀青年科学基金获得者。研究领域为生态系统生态学、全球变化生态学、土壤生态学。曾获中国生态学学会青年科技奖(2018),现任Soil Biology and Biochemistry、Ecology、Journal of Ecology等多个期刊的副主编或编委。
目录
第1章 模拟大气CO2和O3浓度升高的控制实验方法与技术 1
1.1 背景 1
1.2 室内生长箱 2
1.3 开顶式气室及典型案例 2
1.3.1 开顶式气室的发展历程 2
1.3.2 开顶式气室的经典案例 4
1.3.3 开顶式气室技术的利弊 4
1.4 开放式气体浓度增加系统的发展历程及控制原理 5
1.4.1 国内外开放式气体浓度增加系统的发展历史与现状 5
1.4.2 开放式气体浓度增加系统实验的基本原理和装置分类 8
1.5 当前O3污染对生态系统影响的评估方法 13
1.5.1 原位调查 13
1.5.2 化学防护剂 13
1.6 总结与展望 15
参考文献 16
第2章 陆地生态系统野外增温控制实验的技术与方法 19
2.1 背景 19
2.2 陆地生态系统野外增温控制实验的基本特征与主要分类 20
2.2.1 陆地生态系统野外增温控制实验的基本特征 20
2.2.2 陆地生态系统野外增温控制实验的主要分类 23
2.3 被动增温方法的主要技术及典型案例 25
2.3.1 土壤移位实验 25
2.3.2 温室增温 26
2.3.3 开顶箱增温 27
2.4 主动增温方法的主要技术及典型案例 30
2.4.1 红外辐射器增温 30
2.4.2 土壤加热电缆增温 32
2.5 新一代增温实验的主要技术及典型案例 34
2.5.1 全土壤剖面增温 34
2.5.2 全生态系统增温 36
2.5.3 野外增温联网实验 38
2.6 总结与展望 38
参考文献 39
第3章 极端气候事件的野外控制实验方法与规范 43
3.1 背景 43
3.2 极端气候事件的研究方法比较 44
3.2.1 基于原位通量观测的机会主义研究方法 44
3.2.2 野外控制实验 45
3.3 极端高温/热浪的野外控制实验方法 45
3.3.1 实验点选择 46
3.3.2 野外热浪实验控温设施 46
3.3.3 野外热浪实验的设置 46
3.3.4 代表性极端高温野外控制实验 47
3.4 极端干旱的野外控制实验方法 56
3.4.1 实验点选择 56
3.4.2 野外调控降水量的设施 56
3.4.3 野外干旱实验的设置 57
3.4.4 重复和区组大小 58
3.4.5 挖沟 58
3.4.6 代表性极端干旱野外控制实验 58
3.5 总结与展望 64
参考文献 64
第4章 模拟氮磷沉降野外控制实验的技术及规范 68
4.1 背景 68
4.2 模拟氮磷沉降对陆地生态系统影响的研究方法进展 69
4.3 全球氮磷添加野外控制实验特征 70
4.3.1 添加剂量 71
4.3.2 添加频率 72
4.3.3 持续时间 73
4.3.4 肥料类型 74
4.3.5 样方面积 75
4.4 代表性氮磷添加控制实验 76
4.4.1 草地氮磷添加实验网络 76
4.4.2 森林氮磷添加实验网络 77
4.4.3 森林冠层氮添加实验网络 77
4.5 总结与展望 79
参考文献 80
第5章 自然干扰实验的技术及规范 84
5.1 背景 84
5.2 火干扰研究方法 84
5.2.1 火干扰观测实验方法总结与对比 84
5.2.2 火干扰野外控制实验的特点与关键参数 85
5.2.3 野外火烧迹地对比调查 85
5.2.4 典型火干扰野外控制实验 86
5.3 病虫害干扰研究方法 88
5.3.1 病虫害干扰研究方法总结与对比 88
5.3.2 自然病虫害暴发后的对比研究方法 91
5.3.3 病虫害野外控制实验的研究方法 91
5.3.4 典型病虫害野外控制实验 91
5.4 总结与展望 95
参考文献 96
第6章 野外生物入侵实验的技术与方法 99
6.1 背景 99
6.2 生物入侵野外调查实验 99
6.2.1 简介 99
6.2.2 地理格局中的纬度梯度法 100
6.2.3 地理格局中的小尺度研究 101
6.2.4 地理格局和遗传多样性 103
6.3 生物入侵同质园实验 105
6.3.1 简介 105
6.3.2 同质园实验研究生物入侵经典案例 105
6.4 总结与展望 109
参考文献 109
附录 氮添加对陆地生态系统碳循环影响的研究文献 111