水中的树

湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统,并具有维护生态安全,保护生态多样性的功能。因此被称为“地球之肾”,是天然的水库、天然的物种库。     

海洋生态系统储碳过程的多尺度调控及其对全球变化的响应研究进展

海洋储碳机制及其对全球变化的响应是当前全球变化研究领域的重大科学问题,也是薄弱环节和难点所在,如何阐明典型海洋生态系统固碳过程和储碳机制,评估全球变化的影响,并进一步探寻古海洋沉积记录及其与现代过程的关联,建立海洋典型生态系统沉积碳库变动与全球变化联系仍是当前全球变化研究的核心问题。针对这一重要科学问题,国家重点研发计划"全球变化及应对"重点专项"海洋生态系统储碳过程的多尺度调控及其对全球变化的响应"项目,围绕核心主题"固碳过程-储碳机制-酸化影响-碳库变动"开展了系统的研究。近两三年来研究工作取得若干显著进展,较系统地阐明了西太平洋中低纬度边缘海浮游植物群落的时空格局、多样性特征与演变机制,深入揭示了海洋酸化抑制固氮束毛藻固氮和生长及其机理,揭示了南海珊瑚钙化对气候变化和海洋酸化的响应,为进一步深入阐明海洋生态系统储碳的调控机制及其对全球变化的响应这一科学问题奠定了良好的基础。     

全球增暖1.5℃下东亚气候系统的响应及其情景预估

巴黎协议提出将全球平均气温升幅控制在较工业化前2℃之内,并力争限制在1.5℃。因此,准确理解刻画增暖1.5℃下东亚气候系统响应机理及其精细结构,提高中国气候和极端事件预估的可靠性,设计优化增温1.5℃目标下我国碳减排方案,已成为全球变化及应对研究的核心内容和紧迫全新挑战之一。面对紧迫需求,项目拟围绕"全球增暖1.5℃下东亚气候系统的区域响应机制和精细结构、未来预估及其对我国碳减排放方案的影响"这一核心主题开展多学科交叉集成研究,并提出了4大重点研究内容,它们是:全球增暖1.5℃下年代际变化机理、预测及碳排放路径试验,东亚季风系统对全球增暖的响应及其机理,基于动力降尺度的东亚气候响应的精细结构及高敏感区,增暖1.5℃下中国气候和极端事件的集成预估及碳排放路径优化。     

森林结构和功能性状精准监测及其对全球变化的响应机制研究

我国森林生态系统正面临着全球气候变化和人类活动等多重威胁,其结构与功能性状是反映森林生态系统碳固存等功能与状况的关键要素。受观测手段的限制,森林结构和功能性状调控森林生态系统碳循环过程对全球变化的响应与适应机制仍不清晰,影响全球变化下我国森林生态系统固碳能力预测的精度。针对上述科学问题,通过遥感观测系统研发、野外联网观测、数据采集分析、模型构建与情景模拟,在建立森林结构和功能性状数据集、解析其耦合机制对森林生产力调控作用的基础上,优化生态系统模型、预测未来气候变化情境下我国典型森林生态系统的固碳能力。研究结果既能够为我国森林生态系统联网监测与研究提供技术支撑,也能够为制定固碳减排政策提供科学依据。     

国家自然科学基金2001年项目指南—中国西部环境和生态科学

"中国西部环境和生态科学研究计划"是国家自然科学基金委员会组织实施的重大科学研究计划.其宗旨在于,通过组织和支持对围绕中国西部环境和生态建设的基础性、战略性和前瞻性科学问题的研究,推动地球系统科学及相关学科的发展,为西部地区的环境和生态建设与管理决策提供科学依据.本"研究计划"的目标定位于回答三个基本科学问题:①西部的现代环境格局是如何形成的?②如何区分西部环境和生态的演化中自然和人文因素的作用?③在全球变化的背景下,西部环境和生态今后的发展趋势如何?     

森林生态系统碳收支及其影响机制

森林在区域和全球碳循环中起着关键作用,研究森林碳循环各分量的变化对估算区域碳收支和制定应对气候变化的森林管理政策有重要意义。本文从中国、东亚区域及全球尺度就森林碳源汇特征及其机制的最新研究进展进行评述。近30年来我国森林生物量碳汇1896Tg C(Tg C=1012g C),年均增加70.2Tg C/yr。最近10年,森林碳循环的所有组分(生物量碳、凋落物碳、木质残体及土壤有机碳)均表现为明显的碳汇,年总碳汇186.7Tg C/yr。在东亚区域尺度,对1970s—2000s森林林分的碳储量及其碳源汇变化的研究表明,东亚森林整体为显著的碳汇,但朝鲜和蒙古国为碳源;东亚地区的碳汇主要来自中国,其次是日本。中国森林碳汇增加主要源自人工林面积增加的贡献,而日本和韩国则主要来自于森林的再生长。在全球尺度,对不同气候带森林生态系统碳收支全组分碳储量及其变化的分析揭示,全球森林是一个显著的碳汇。在过去的近20年里,全球森林每年固定约4.0Pg C,相当于抵消了同期化石燃料碳排放的一半。     

全球变化驱动下陆表自然和人文要素相互作用及区域表现

全球变化是自然与人文要素共同作用的结果,也会改变陆表关键要素的变化趋势、周期及空间格局。评价和预估陆表关键要素的相互作用机制及其对全球变化的响应与反馈,对认识和应对全球变化具有重要意义。然而,当前的研究受到高精度陆表要素数据集缺乏、人文要素和自然要素相互作用机制研究薄弱、多要素空间叠加效应认识不足等限制。本专项拟发展气候、水文观测结果的成因分析及精度校准方法,构建高质量陆表气候水文数据集;构建高分辨率人文要素的历史数据集和未来社会经济情景;阐明陆表关键要素的相互作用机制及其空间分异规律,揭示其对全球变化的响应机理,预估陆表系统格局的转折点,评估中国典型区域空间质量变化,为国家经济、人口与自然要素的协调发展和应对气候变化提供科学决策服务。     

亚洲风尘循环的过程、机制和环境效应研究进展

亚洲风尘是全球风尘循环中的重要组成部分,其对东亚乃至北半球的气候、生态系统和人居环境产生深远的影响。鉴于亚洲风尘循环在气候环境变化研究中的重要性,国家重点研发计划"全球变化及应对"重点专项于2016年7月正式设立"亚洲风尘循环的过程、机制和环境效应"项目开展相关研究。自启动以来,项目针对亚洲风尘的源汇模式、时空特征及其与全球变化的相互作用等关键科学问题,开展了大量的野外调查与实验分析以及数值模拟工作,在现代和地质时期亚洲(中亚-东亚-北太平洋)风尘排放、迁移和沉降的时空变化特征及其影响机制、亚洲风尘源区风沙活动的生态环境效应以及大气环流对亚洲气溶胶分布及亚洲干旱和季风区降水变化的影响等方面,取得了一系列阶段性进展,本文就此进行了概括和总结,在简要描述亚洲风尘研究背景的基础上对已经取得的主要阶段性成果进行了重点介绍。     

紫珠优良观赏品种选育

当前我国城市园林绿化存在的突出问题是植物种类普遍偏少,缺乏多样性;地域性特征不明显,城市之间景观雷同;乡土植物应用少、大量引种引进外来物种等。乡土植物是经过长期的自然选择及物种演替后,对某一特定地区有高度生态适应性的自然植物,具有较强的生态适应性和抗逆性、较强的抗病虫害能力、易于养护管理和在自然条件下能自行繁衍成林的特点。城市园林建设中,合理开发利用乡土植物资源,不仅能形成地域性植被特色景观,而且对城市生态环境建设和生物多样性保护具有重要意义。湖北省处于南北过度地带,有十分丰富的乡土植物资源,但开发利用十分滞后。合理开发利用乡土植物资源,加大驯化和选种力度,培育有自主知识产权的新品种,既可促进城市生态园林建设,也可促进本地花卉产业又好又快地发展。     

全球变化对区域水土资源与环境质量的影响

水土资源是人类赖以生存的物质基础,是保障国家水安全和粮食安全的根本;水土资源的优化配置已成为全球生态环境保护和经济发展共生的有效途径。在全球变化背景下,水资源的水质水量以及土地资源的格局和土壤环境质量都将发生深刻的变化。因此揭示全球变化对区域水土资源和环境质量的影响,预估全球变化背景下区域水土资源和环境质量的变化趋势,并将这种影响纳入水土资源优化配置模型中,建立全球变化背景下规避生态环境风险的水土资源优化配置模型是当前国际研究的重大热点和前沿命题,是我国亟需解决的国家重大需求。未来相关研究需以全球变化背景下大气—陆面—水文—环境过程演变为主线,需重点研究4项内容:水土界面物质能量迁移传输和相互作用过程及规律分析、区域水土资源空间网络系统变化特征和驱动机制、气候变化对区域水土资源和环境质量的影响评价、全球增暖1.5℃/2℃区域水土资源优化配置模式设计。解决3大科学问题:气候变化背景下水土界面物质/能量迁移转化过程及规律、区域水土资源空间网络系统对全球变化的响应过程及机理、全球变化背景下水土资源优化配置原理及环境风险规避机制。     

城市是否宜居不能只是人类说了算

2021年10月11日,联合国《生物多样性公约》缔约方大会第十五次会议第一阶段会议,在昆明开幕,会议的主题是"生态文明:共建地球生命共同体". 这是中国第一次主办如此高规格的多边环境会谈,会议将制定一份未来10年的路线图——确定直至2030年乃至更长时间的全球生物多样性保护的目标和方向. 千万年来,尽管人类的演化完善了自身,也创建了辉煌的人类文明,但却让我们的地球家园受到了伤害.全球变暖、森林消失、水体和土壤的污染、垃圾围城、雾霾压顶等现象,正在威胁着人类的生存.     

草原植物基础生物学研究进展与展望

草原植物不仅维持着草原的生态功能,也是巨大的基因资源宝库。近年来我国草原植物基础生物学研究发展较快,但相对于模式植物和栽培作物的研究,其系统性和深入性还有较大差距。本文综述了国内外学者在草原植物的光合、繁殖、代谢生理、植物抗逆适应、组学、植物-动物-微生物互作机制以及生物多样性和气候变化等方面取得的进展。面对国家保障生态安全和食物安全的战略需求,草原植物利用和挖掘潜力巨大,因此,加强草原植物基础生物学研究具有重要的战略意义。应重点加强草原重要植物基础生物学、草原植物特有耐逆基因的挖掘与利用、放牧利用和气候变化背景下草原植物适应与微进化机制、草原植物-微生物-家畜跨营养级互作机制等方面的研究,对推动我国草原恢复生态学、保护生物学等相关学科发展,保障国家生态安全、食物安全具有重大战略意义。     

中国近海碳收支、调控机理及生态效应研究进展

973计划“中国近海碳收支、调控机理及生态效应研究”(2009 CB421200)项目自2009年正式启动以来,围绕核心科学问题及目标,在中国近海碳通量季节和年际尺度上的分布格局及其变化、碳源汇格局的主要控制过程与机制、海洋酸化生态效应及历史重建、碳循环及海洋酸化生态效应变化趋势等方面取得了一系列重要进展.本文根据该项目部分已发表的研究成果对上述各方面诸多重要研究进展进行了概略性介绍.     

物种入侵的全球化代价

物种入侵是种恶例外来物种入侵,是指外来的能在移居地的自然或人为生态系统中定居、自行繁殖和扩散的物种,包括动物、植物和微生物,它们会明显影响当地生态环境,损害当地生物多样性。然而,追溯最早的物种入侵其实就是物种迁徙,只是刚开始的时候,物种从甲地迁徙到乙地或丙地,没有对移居地的生态、环境和人类生活带来破坏,到了后来,移居的物种对迁入地的生态和     

全球变化对生态系统服务的影响

全球变化通过改变生态系统结构和功能,显著影响了全球生态系统服务的提供,严重威胁了人类的生存环境及社会经济的可持续发展。在综述全球变化对生态系统服务研究的基础上,研究以"压力—状态—响应"框架为主线,主要内容包括:(1)通过对过去30年全球变化背景下主要生态系统的变化及驱动机制分析,揭示全球气候变化对生态系统的影响与作用机理;(2)发展和完善多因子、多元素耦合的生态系统机理模型和全球尺度的生态系统服务评估方法,揭示气候变化对生态系统生产力与碳固持、水源涵养、土壤保持等生态系统主要调节服务的影响机制和效应;(3)在此基础上综合分析全球变化背景下的环境要素特征与生态系统功能和服务,形成面向全球变化的生态功能区划方案,并根据未来气候变化情景下的生态系统服务提供能力,提出适应性管理对策。研究结果对于我国减缓和适应全球气候变化以及提高国际学术影响力具有重要意义。     

末次盛冰期以来气候变化和人类活动对我国沙漠和沙地环境的影响

末次盛冰期以来,我国沙漠和沙地经历了气候由冷干向暖湿的变化以及全新世以来人类活动的急剧增强,地表沉积和环境也随之发生了很大的变化。在"全球变化研究"国家重大科学研究计划的支持下,我们对最近21ka以来中国沙漠和沙地环境演化的特征、影响机制以及自然与人为因素的作用等进行了研究,发现在末次盛冰期,中国沙漠和沙地的流沙面积扩张了10%—270%;在全新世暖期,中国西部沙漠的流沙面积缩小了5%—20%,中部-东部沙地基本被植被覆盖、流沙固定。全新世以来,人类活动对沙地地区的影响急剧增强,证据显示,现代的流沙活动受到自然气候和人类活动的双重影响,进一步的分析有望定量区分人类活动和气候变化对沙漠化变化的贡献。在未来的研究工作中,要加强高分辨率气候变化的定量重建、气候-环境-人类活动相互作用的机制、沙漠和沙地对气候变率响应的敏感性以及粉尘释放的定量评估等研究工作。     

中国北方及其毗邻地区综合科学考察

1项目立项背景 中国北方及其毗邻俄罗斯西伯利亚和远东地区和蒙古、中亚地区在地理环境上是一个整体，生态环境格局复杂多样，气候条件和生态环境相互影响和制约，是全球变化的敏感响应区域，具有南北向以温度、热量变化，东西向以水分变化为核心的自然、人文系列梯度；该区域直接影响我国北方地区的气候变化与生态安全；同时我国北方地区同俄、蒙等国家有很强的资源、经济和社会发展互补关系。     

全球变化对生态脆弱区资源环境承载力的影响研究

我国生态脆弱区占国土面积的一半以上,在全球变化和人类活动双重影响下,其生态服务功能逐渐减弱,资源环境承载力下降,严重威胁着区域生态安全与可持续发展。尽管国内外学者已对资源环境承载力的概念体系、评估方法等开展了大量研究工作,但是对生态脆弱区资源环境承载力形成过程及其对全球变化响应机理的认识还不够深入,致使其理论体系和评估方法还不够完善,关于全球变化对生态脆弱区资源环境承载力影响的评估结果还存在很大不确定性。本项目以我国典型生态脆弱区为对象,采用联网观测、联网控制实验、样带—区域调查等手段,开展关键资源环境要素时空变化特征和过程及其对全球变化的响应机理研究,发展资源环境承载力形成理论和生态系统演变与突变转型理论,构建资源环境承载力与资源环境系统脆弱性评估的指标体系及软件平台,准确评估全球变化对生态脆弱区资源环境承载力的影响,确定全球增暖1.5℃情景下的资源环境系统发生转折的阈值,编制生态脆弱区资源环境承载力和资源环境系统脆弱性高精度分布图,服务于国家对生态脆弱区生态安全与可持续发展的重大需求。     

过去2000年全球典型暖期的形成机制及其影响研究

本文简要介绍了"过去2000年全球典型暖期的形成机制及其影响研究"项目取得的主要进展:(1)新建了40余条高分辨率气候序列,显著提高了过去2000年中国气候变化序列的覆盖度和时间分辨率;(2)揭示了暖期气候的空间协同特征及历史典型暖期与20世纪暖期气候格局的差异;(3)诊断了自然驱动的历史暖期与温室气体驱动的20世纪暖期形成机制的差异;(4)量化分析了过去2000年气候变化对中国社会经济的影响与响应过程,辨识了冷、暖期对中国社会经济影响的主要差异。上述研究成果增进了对年代至百年尺度气候变化特征与机制的认识,对我国适应未来气候变化具有参考价值。     

国家森林保护森林资源的有效模式

国家森林一般是指由国家林业主管部门直接行使管理职责的国有森林,长期甚至永久作为国家的生态屏障和实现自然资源可持续利用的土地空间. 现代以来,许多国家都设置了国家森林这种土地保护和管理类型,作为重要的国土生态安全屏障和重要资源的储备地.在这些国家,国家森林成为自然保护地不可或缺的重要组成部分,在生态保护和森林资源可持续利用方面发挥着不可替代的作用.