本書由從事陸地生態系統響應全球變化野外控制實驗研究的多個國內團隊合作完成,比較全面地梳理了全球變化野外控制實驗的技術細節和相關進展,并結合典型案例介紹了碳循環關鍵過程對全球變化的響應。全書共6章,涵蓋了主要的全球變化要素,如大氣CO2和O3濃度升高、氣候變暖、極端氣候事件、氮磷沉降、自然干擾和生物入侵。
國家優秀青年科學基金獲得者。研究領域為生態系統生態學、全球變化生態學、土壤生態學。曾獲中國生態學學會青年科技獎(2018),現任Soil Biology and Biochemistry、Ecology、Journal of Ecology等多個期刊的副主編或編委。
目錄
第1章 模擬大氣CO2和O3濃度升高的控制實驗方法與技術 1
1.1 背景 1
1.2 室內生長箱 2
1.3 開頂式氣室及典型案例 2
1.3.1 開頂式氣室的發展歷程 2
1.3.2 開頂式氣室的經典案例 4
1.3.3 開頂式氣室技術的利弊 4
1.4 開放式氣體濃度增加系統的發展歷程及控制原理 5
1.4.1 國內外開放式氣體濃度增加系統的發展歷史與現狀 5
1.4.2 開放式氣體濃度增加系統實驗的基本原理和裝置分類 8
1.5 當前O3污染對生態系統影響的評估方法 13
1.5.1 原位調查 13
1.5.2 化學防護劑 13
1.6 總結與展望 15
參考文獻 16
第2章 陸地生態系統野外增溫控制實驗的技術與方法 19
2.1 背景 19
2.2 陸地生態系統野外增溫控制實驗的基本特征與主要分類 20
2.2.1 陸地生態系統野外增溫控制實驗的基本特征 20
2.2.2 陸地生態系統野外增溫控制實驗的主要分類 23
2.3 被動增溫方法的主要技術及典型案例 25
2.3.1 土壤移位實驗 25
2.3.2 溫室增溫 26
2.3.3 開頂箱增溫 27
2.4 主動增溫方法的主要技術及典型案例 30
2.4.1 紅外輻射器增溫 30
2.4.2 土壤加熱電纜增溫 32
2.5 新一代增溫實驗的主要技術及典型案例 34
2.5.1 全土壤剖面增溫 34
2.5.2 全生態系統增溫 36
2.5.3 野外增溫聯網實驗 38
2.6 總結與展望 38
參考文獻 39
第3章 極端氣候事件的野外控制實驗方法與規范 43
3.1 背景 43
3.2 極端氣候事件的研究方法比較 44
3.2.1 基于原位通量觀測的機會主義研究方法 44
3.2.2 野外控制實驗 45
3.3 極端高溫/熱浪的野外控制實驗方法 45
3.3.1 實驗點選擇 46
3.3.2 野外熱浪實驗控溫設施 46
3.3.3 野外熱浪實驗的設置 46
3.3.4 代表性極端高溫野外控制實驗 47
3.4 極端干旱的野外控制實驗方法 56
3.4.1 實驗點選擇 56
3.4.2 野外調控降水量的設施 56
3.4.3 野外干旱實驗的設置 57
3.4.4 重復和區組大小 58
3.4.5 挖溝 58
3.4.6 代表性極端干旱野外控制實驗 58
3.5 總結與展望 64
參考文獻 64
第4章 模擬氮磷沉降野外控制實驗的技術及規范 68
4.1 背景 68
4.2 模擬氮磷沉降對陸地生態系統影響的研究方法進展 69
4.3 全球氮磷添加野外控制實驗特征 70
4.3.1 添加劑量 71
4.3.2 添加頻率 72
4.3.3 持續時間 73
4.3.4 肥料類型 74
4.3.5 樣方面積 75
4.4 代表性氮磷添加控制實驗 76
4.4.1 草地氮磷添加實驗網絡 76
4.4.2 森林氮磷添加實驗網絡 77
4.4.3 森林冠層氮添加實驗網絡 77
4.5 總結與展望 79
參考文獻 80
第5章 自然干擾實驗的技術及規范 84
5.1 背景 84
5.2 火干擾研究方法 84
5.2.1 火干擾觀測實驗方法總結與對比 84
5.2.2 火干擾野外控制實驗的特點與關鍵參數 85
5.2.3 野外火燒跡地對比調查 85
5.2.4 典型火干擾野外控制實驗 86
5.3 病蟲害干擾研究方法 88
5.3.1 病蟲害干擾研究方法總結與對比 88
5.3.2 自然病蟲害暴發后的對比研究方法 91
5.3.3 病蟲害野外控制實驗的研究方法 91
5.3.4 典型病蟲害野外控制實驗 91
5.4 總結與展望 95
參考文獻 96
第6章 野外生物入侵實驗的技術與方法 99
6.1 背景 99
6.2 生物入侵野外調查實驗 99
6.2.1 簡介 99
6.2.2 地理格局中的緯度梯度法 100
6.2.3 地理格局中的小尺度研究 101
6.2.4 地理格局和遺傳多樣性 103
6.3 生物入侵同質園實驗 105
6.3.1 簡介 105
6.3.2 同質園實驗研究生物入侵經典案例 105
6.4 總結與展望 109
參考文獻 109
附錄 氮添加對陸地生態系統碳循環影響的研究文獻 111