全球变化生物学

1、南京农业大学 Nanjing Agricultural University 全球变化生物学全球变化生物学 - -地下生态学地下生态学 主要内容主要内容 Main Contents 1 2 3 地下生态学和传统土壤学的区别地下生态学和传统土壤学的区别 地下生态学的研究内容地下生态学的研究内容 4 地下生态学的新技术手段地下生态学的新技术手段 地下与地上的相互作用地下与地上的相互作用 5 地下生态学与全球变化的热点问题地下生态学与全球变化的热点问题 地下生态学和传统土壤学的区别地下生态学和传统土壤学的区别 区别区别研究内容研究内容相互作用相互作用新技术手段新技术手段与热点问题的关联与热点问题的关

2、联 全球变化生物学全球变化生物学 地下生态学和传统土壤学的区别地下生态学和传统土壤学的区别 南京农业大学 Nanjing Agricultural University A A 区别区别 研究对象研究对象BC 定义定义 地下生态学地下生态学：从不同学科层次探索地下 部分的结构、功能、过程以及与地上部 分的联系。 地下生态学地下生态学：根系（细根、菌根）；土 壤（水分、养分、呼吸、碳氮水循环）； 生态系统地上和地下（径流、光合）。 土壤学：土壤学：地球表面能够生长绿色植物 的疏松层为对象，研究其中的物质运 动规律及其与环境间关系的科学。 土壤学：土壤学：土壤组成；土壤的物理、化学 和生物学特性；

3、土壤的发生和演变；土 壤的分类和分布；土壤的肥力特征以及 土壤的开发利用改良和保护。 地下生态学的研究内容地下生态学的研究内容 区别区别研究内容研究内容相互作用相互作用新技术手段新技术手段与热点问题的关联与热点问题的关联 全球变化生物学全球变化生物学 地下生态学的研究内容地下生态学的研究内容 南京农业大学 Nanjing Agricultural University 地下地下 生态学生态学 植物根系生植物根系生 态和生物地理态和生物地理 地下动地下动 物和微生物物和微生物 生态系统地下生态系统地下 和地上部分的关联和地上部分的关联 地下生地下生 物多样性物多样性 地下与地上的相互作用地下与地

4、上的相互作用 区别区别研究内容研究内容相互作用相互作用新技术手段新技术手段与热点问题的关联与热点问题的关联 全球变化生物学全球变化生物学 地下与地上的相互作用地下与地上的相互作用 南京农业大学 Nanjing Agricultural University 所有陆地生态系统都包含生产者和 分解者，二者相互依存。生产者通 过地上生态系统过程(简称地上过 程)为整个系统提供有机物质,而分 解者则通过地下过程对凋落物进行 分解、释放营养元素使整个系统的 物质得以循环。 地下生态学的新技术手段地下生态学的新技术手段 区别区别研究内容研究内容相互作用相互作用新技术手段新技术手段与热点问题的关联与热点问题

5、的关联 全球变化生物学全球变化生物学 地下生态学的研究内容地下生态学的研究内容 南京农业大学 Nanjing Agricultural University 01BTC根系生态监测系统法 02TDR时域反射法和FDR频域法 03SCG土壤剖面CO2梯度监测系统法 05环境DNA技术 04蒸渗仪技术 区别区别研究内容研究内容相互作用相互作用 新技术手段新技术手段与热点问题的关联与热点问题的关联 全球变化生物学全球变化生物学 地下生态学的新技术手段地下生态学的新技术手段 南京农业大学 Nanjing Agricultural University BTC根系生态监测系统是利用微根 管(Minirh

6、izotron，又称微根窗) 技术进行非破坏性监测分析根系动 态的仪器。这是一种非破坏性、定 点直接观察和研究植物根系的方法， 能连续监测单个细根从出生到死亡 的变化过程，也能记录细根乃至根 毛和菌根的生长、生产和物候等特 征。 芬兰的欧洲赤松林根系季节变化芬兰的欧洲赤松林根系季节变化 Advancing the use of minirhizotrons in wetlandsAdvancing the use of minirhizotrons in wetlands，IversenIversen， 20112011 加利福尼亚草原旱季土壤菌根的周转和生产力加利福尼亚草原旱季土壤菌根的周转

7、和生产力 Treseder Treseder，20102010 区别区别研究研究内容内容相互作用相互作用 新技术手段新技术手段与热点问题的关联与热点问题的关联 全球变化生物学全球变化生物学 地下生态学的新技术手段地下生态学的新技术手段 南京农业大学 Nanjing Agricultural University TDR TDR时域反射法时域反射法 利用电磁脉冲技术，测量时金属波导体被用来传 输TDR信号，产生一个1GHz的高频电磁波，电磁 波沿着波导体传输，并在探头周围产生一个电磁 场。信号传输到波导体的末端后又反射回发射源。 传输时间(10ps-2ns)与土壤含水量密切相关。 FDR FDR

8、频域法频域法 根据探测器发出的电磁波在不同介电常数物质中 反馈出来的电磁波不同，计算土壤水分，土壤介 质点特性受电磁频率、温度和盐度、土壤颗粒形 态及其所包含水的形态影响。 区别区别研究内容研究内容相互作用相互作用新技术手段新技术手段与热点问题的关联与热点问题的关联 全球变化生物学全球变化生物学 地下生态学的新技术手段地下生态学的新技术手段 南京农业大学 Nanjing Agricultural University TRIME-PICO TDRTRIME-PICO TDR土壤水分测量系统土壤水分测量系统，是目前国际上公认的最为准确的 土壤水分测量仪，可测定土壤表面和剖面水分含量，精度最高可达

9、1%。 区别区别研究内容研究内容相互作用相互作用新技术手段新技术手段与热点问题的关联与热点问题的关联 全球变化生物学全球变化生物学 地下生态学的新技术手段地下生态学的新技术手段 南京农业大学 Nanjing Agricultural University 土壤不同层面（深度）CO2的持续监测对于 理解土壤CO2动态极为重要，可以阐明由土 壤到大气CO2通量随季节、光照、温度、湿 度及土壤特性的变化特征。 SCGSCG土壤剖面土壤剖面COCO2 2梯度监测系统梯度监测系统是由土壤 剖面不同埋深的CO2传感器、土壤温度传感 器、土壤水分传感器、土壤表层呼吸室 （备选）、数据采集器及地面气象站组成。

10、 区别区别研究内容研究内容相互作用相互作用新技术手段新技术手段与热点问题的关联与热点问题的关联 全球变化生物学全球变化生物学 地下生态学的新技术手段地下生态学的新技术手段 南京农业大学 Nanjing Agricultural University 蒸渗仪技术蒸渗仪技术是通过对原位 （或实验）土壤-植物柱体系统 （Soil Monolith）的精确监测 和土壤水分析，以研究土壤碳 氮水循环包括水分平衡、物质 平衡、土壤溶质运移等的重要 监测技术，是目前唯一公认的 基于水量平衡原理的蒸散监测 方法，在欧洲等广泛应用于农 田、草原、森林及河流湿地等 生态系统的长期监测。 位于德国 HomcouHo

11、mcou rtrt的大型 蒸渗仪站 位于瑞士 苏黎世州 ReckenhoReckenho lzlz的大型 蒸渗仪站 区别区别研究内容研究内容相互作用相互作用新技术手段新技术手段与热点问题的关联与热点问题的关联 全球变化生物学全球变化生物学 地下生态学的新技术手段地下生态学的新技术手段 南京农业大学 Nanjing Agricultural University 环境环境DNADNA技术技术指的是在土壤、 水或沉积物中提取相应的 DNA片段，然后采取测序技 术对目标生物实施定性与定 量，进而明确生态系统当中 目标生物所扮演的角色、功 能和实际分布。 地下生态学与全球变化的热点问题地下生态学与全球

12、变化的热点问题 区别区别研究内容研究内容相互作用相互作用新技术手段新技术手段与热点问题的关联与热点问题的关联 全球变化生物学全球变化生物学 地下生态学与全球变化的热点问题地下生态学与全球变化的热点问题 南京农业大学 Nanjing Agricultural University 温室气体指的是大气中能吸收地面反射 的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气 体。水汽（H O）、氟利昂、氧化亚氮氧化亚氮 （N O）、二氧化碳二氧化碳（CO ）、甲烷甲烷 （CH ）等是地球大气中主要的温室气 体。 大气中CO2、CH4和N2O是最重要的温室气 体，对温室效应的贡献率占了近80%。据 估计，大气中每年有5%-20%的CO2、15%- 30%的CH4、80%-90%的N2O来源于土壤壤。 地下生态学与温室气体地下生态学与温室气体 区别区别研究内容研究内容相互作用相互作用新技术手段新技术手段与热点问题的关联与热点问题的关联 全球变化生物学全球变化生物学 地