树木生长对气候变化的响应研究进展

树木生长对气候变化的响应将深刻影响区域植被动态、陆地生态系统生物地化循环、气候反馈及其人类福祉.持续的气候变暖、极端气候事件及自然和人为干扰的增加深刻地影响树木生长动态的时空格局.本文综述了近几十年全球气候变化的整体概况,着重探讨了气候变化对树木生长的影响机制以及树木生长对气候系统的反馈,并就树木生长响应气候变化研究中可能存在的问题和研究前景进行了探讨.提出未来树木生长响应气候变化关系的研究应考虑树木生长响应气候变化的时空差异,加强对树木死亡时空格局及内在机理的认识,重点关注不断增加的极端气候事件及火、虫灾干扰对树木生长的非线性影响机制,并融合地面观测、遥感及陆面动态植被模型模拟等多种分析手段综合分析树木生长对气候变化响应机制的尺度效应及内在机理.     

基于双重差分模型的北极地区碳减排效应及其政策作用分析

北极变暖速度是全球平均水平的两倍多，在北极和全世界引起广泛影响.聚焦全球变暖和碳排放问题，北极地区推出相应气候与环境治理框架政策.该文围绕政策框架对北极碳减排作用开展研究，选取2011—2018年北极理事会成员国及非成员国国家的面板数据，运用双重差分模型，分析了北极理事会20周年联合声明政策框架对北极地区碳减排效应的影响.模型分析结果显示，该政策框架的发布对碳减排有显著的推动作用.同时，结合分析结果和北极地区环境保护与气候变化治理模式，提出推动北极地区碳减排的治理方案与对策建议.     

土壤异养呼吸对气候变暖的反馈

土壤异养呼吸对气候变暖的反馈是影响陆地生态系统C预算的重要机制.绝大多数研究表明,土壤异养呼吸与未来气候变暖将构成危险的正反馈环.由于土壤有机C分解的温度敏感性问题,学术界仍有争议,对正反馈强度的准确量化尚需一个过程.少量研究表明,土壤异养呼吸对气候变暖的反馈不明显.诸多研究还发现土壤异养呼吸对气候变暖的适应现象,主要有水分限制假说、微生物适应假说和底物限制假说来解释适应现象;这种适应性将降低正反馈的影响强度.未来应重点开展以下4方面的研究:(1)加强惰性土壤有机C温度敏感性的研究;(2)深入探讨微生物对气候变暖的适应性;(3)量化土壤异养呼吸对气候变暖的反馈强度;(4)加强对多因子交互影响的研究.     

中国高山林线树木径向生长研究进展

高山林线作为树木分布的高度上限,是全球范围最重要的植被过渡带之一,目前已成为全球气候变化理想的"监视器".本文从树木年轮法、树木径向变化记录仪法、微树芯法等3种主要研究途径出发,综述了中国高山林线树木径向生长研究的进展情况,并对未来的研究方向进行了探讨.     

全球气候变化下高山植物生理特性的研究进展

青藏高原因其独特的地理区位和气候环境特征,成为全球气候变化的敏感区域.研究气候变化对青藏高原植被生理特性的影响,对于保护高原自然生态系统有着积极的意义.分析了气候变暖对植物光合作用、生物量以及水分利用效率的影响,并对全球气候变化下高山植物生理特性的研究做了展望.     

本期导读

气候变化与沙漠化过程的研究是当前的国际热点,在一定程度上两者互为因果、密不可分.刘立超等在《沙漠化过程与气候变化相互作用的研究进展》一文中针对国内外的相关研究成果,对沙漠化过程与气候变化之间的相互作用的机制、沙漠化过程对气候的影响和反馈以及全球变化背景下的沙漠化过程进行了详细的讨论.指出今后需加强区域和全球尺度下脆弱生态系统的监测和进一步完善现有的陆面过程模式等方面的研究工作,文中还提到,对于我国这样一个人口众多的国家来说,合理的经济政策对于减缓沙漠化进程、增加干旱区域土壤和植被对二氧化碳的储存等等更…     

北极导航条件分析及对策

随着科技进步和全球气候变暖,北极地区的船舶通航将成为现实。影响船舶通航的重要因素是导航,本文总结分析了北极地区特殊的导航条件,并提出了一些导航建议措施,为船舶北极导航提供了参考依据。     

要闻摘编

1.我科学家发现南大洋缺铁影响气候生态系统最近 ,我国第十九次南极科学考察队的科学家研究发现 ,南大洋的缺铁特征对全球气候变化以及南极生物的生态系统具有直接影响。海洋的二氧化碳含量是大气的 5 0倍 ,它的碳循环在调节大气二氧化碳含量和全球气温方面起着关键的作用。而占全球面积 2 0 %的南大洋自然是影响全球气候和生态系统的重要因素。南大洋紧挨着南极大陆 ,而南极大陆是一片冰雪的世界 ,大量含铁的土壤被几百米甚至上千米的冰雪所覆盖 ,使南极圈一带土壤中铁元素对海洋生物生长的贡献很小。由于缺少铁元素 ,南大洋里的藻类细胞生…     

第二届人地系统模型与模拟国际研讨会

正近百年来以全球变暖为首要特征的气候变化已成为国际社会和科学界广泛认同的事实。气候变暖与全球水循环、陆地生态系统、冰雪圈相互作用,对全球及区域尺度的生态环境产生了深远影响,成为制约人类社会可持续发展的重要因素。近几十年来,气候变化受到学界广泛关注,有关气候变化机理与预测、气候变化影响及气候变化的适应等一系列科     

气候变化与人类活动对植被覆盖的影响

为了研究气侯变化及人类活动对区域植被覆盖变化的内在影响,采用2000—2016年MODIS NDVI数据,通过像元二分法计算获得植被覆盖度,结合气象站点监测数据,利用MannKendall突变检验、转移矩阵、残差分析等方法,探讨气候变化和人类活动影响下,陕西省2000—2016年植被覆盖度的时空变化特征。结果表明:2000—2016年陕西省年平均气温和年降雨量均总体增加。其中,2006—2008年是气候突变时期,植被覆盖度在气候突变后明显增加。陕西省平均植被覆盖度总体增加。其中,陕北地区植被覆盖度明显增加,2000—2016年增加0. 33;关中地区植被覆盖度有所下降,2000—2016年降低0. 06,以西安周边地区为主;陕南地区植被覆盖度有小幅降低,2000—2016年植被覆盖度降低0. 02.陕西省人类活动对植被覆盖度影响具有明显空间差异。其中,陕北地区人类活动影响力对植被覆盖影响力具有正向作用,促进植被覆盖度增加;关中地区人类活动影响力具有负向作用,导致植被覆盖度降低;陕南地区人类活动影响力较低,导致陕南地区植被覆盖有小幅度降低。植被覆盖对气候变化响应明显,人类活动影响力在持续增强。     

土壤碳储量研究方法及其影响因素

近年来，碳储量问题日益成为全球变化与地球科学研究领域的前沿与热点问题。土壤是陆地生态系统的核心，研究土壤碳储量及其影响因素对正确评价土壤在陆地生态系统碳循环以及全球变化中的作用有重要意义。文章综述了土壤碳储量研究常用的五种统计方法，总结分析了植被、气候、土壤属性以及土地利用方式等多种自然因素和人文因素对土壤碳储量的影响。     

近2000年来太白山高山带不同海拔植被对气候变化的响应

根据西佛爷池(海拔3410 m)剖面的有机地球化学指标, 重建太白山高山带过去2000年的气候变化。对采自该剖面的样品进行孢粉分析, 并结合太白山跑马梁(海拔3556 m)、三清池(海拔3080 m)和芳香寺(海拔3000 m)剖面的孢粉数据, 进行聚类分析, 探讨高山带不同海拔植被对气候变化响应规律。结果表明, 不同海拔植被对相对冷干气候的响应有更好的一致性, 且林线过渡带内这种一致性更明显。随着现代升温期的到来, 植被对气候的响应主要受高程影响。研究结果可为认识晚全新世以来高山环境系统的气候?植被耦合关系提供一定的参考。     

全球气候变化对自然资源开发利用的影响

分析了全球气候变化对水资源、生物资源、农业自然资源开发利用的影响.指出全球气候变化影响着水资源的数量和空间分布.南部降水增加,北部减少,进一步加剧我国水资源南北分布的不平衡.迅速的气候变化将加速物种的绝灭和生态系统的脆弱性;促使陆地物种向两极方向和高山地区转移.气候变化使农业生产的不稳定性增加,生产布局和结构将出现变化;农业生产成本和投资增加.因此,气候变化将影响着未来自然资源的数量和地域分布及人类开发利用自然资源的方式.     

东亚季风区气候和生态系统相互作用的诊断和模拟研究

大气圈和生物圈的相互作用是连接地球系统中生命世界和无生命世界的重要过程之一，也是地球环境变化中一个最基本的过程。通过卫星遥感植被和地表覆盖信息与气候要素关系的诊断分析以及生态和气候模式的数值模拟，揭示了东亚季风区气候和生态系统相互作用的基本特征，包括季节、年际和长期的季风气候变化对生态系统的影响和大范围植被覆盖状况的变化对季风气候的影响。结果表明，东亚季风区与气候与生态系统相互作用最为强烈的地区之一，这里陆地生态系统的时空变率表现出明显的对季风气候的响应特征；另一方面，人类活动引起的大范围植被覆盖状况的变化可以对季风气候产生显的反馈影响，它们是叠加在季风系统自然变率之上的一种重要变化。同时，虚拟试验表明，通过有序的人类活动，因地制宜，合理利用土地资源，保护和恢复自然植被，可以产生明显的气候和环境效应。     

气候驱动的中国陆地生态系统碳循环研究进展

近年来,碳循环问题日益成为全球变化与地球科学研究领域的前沿与热点问题,其中,陆地生态系统碳循环又是全球碳循环中最复杂、受人类活动影响最大的部分.本文主要对气候驱动的中国陆地生态系统碳循环研究进展做了综述,介绍了陆地生态系统中植被和土壤两个主要碳库以及陆地生态系统碳循环的基本过程,总结了陆地碳汇的形成机制、研究进展及气候变化对碳失汇的影响,提出了对陆地生态系统碳循环的研究应采用多尺度的研究方法,并简要叙述了中国陆地生态系统碳循环的研究展望.     

毛乌素沙地西北缘不同类型沙丘土壤水分分布特征

干旱区的土壤水分分布特征受气候、区域地形、植被、土壤质地等因素的影响,其本身也是整个区域环境的重要影响因子。文中通过对位于毛乌素沙地西北缘鄂托克旗境内的裸露流动沙丘、灌木覆盖沙丘、乔木覆盖沙丘3种类型沙丘不同地貌部位0~4 m深度范围内的土壤含水量研究,采用钻孔取样、烘干称重和粒度测试等方法,分析不同植被、地形和土壤质地等因素对研究区土壤含水量分布特征的影响。结果表明:对于垂直方向0~4 m深度范围内的裸露流动沙丘、灌木和乔木覆盖沙丘平均含水量变化均表现为迎风坡高于背风坡,且在灌木覆盖沙丘和乔木覆盖沙丘的丘间洼地的土壤含水量多高于迎风坡和背风坡,不同类型沙丘在各地貌样点不同层段含水量变化差异明显,变化趋势不统一。相同的沙丘微地貌,不同类型植被覆盖对于沙丘土壤含水量在垂向上的变化有较大影响,且灌木植被的影响大于乔木植被。除了植被以外,浅层基岩的隔水作用对土壤含水量同样有重要影响。土壤水分分布特征与土壤中不同粒级的颗粒含量有关,而植被通过拦截空气中的粉尘,提高了土壤中粘土与粉砂等持水能力强的颗粒组分,进而提高了土壤平均含水量。     

土地利用变化的碳排放机理及效应研究综述

就影响陆地生态系统碳储量的主要生态机制(CO2施肥效应、氮沉降增加、污染、全球气候变化、土地利用变化和土地管理),阐述了土地利用变化对陆地生态系统结构和功能产生的影响,以及对系统造成的碳储量变化.主要从土地利用变化和土地管理两方面对土地利用碳排放效应进行论述:森林砍伐后变为农田和草地,使生态系统中植被和土壤碳贮量大大降低;农田和草地弃耕恢复为森林,以及农田保护性管理措施的利用,能够使大气中的碳在植被和土壤中得到汇集;森林恢复过程中植被可以大量汇集大气中的碳,而由于农田耕种历史不同以及土壤空间异质性,导致土壤碳汇集速率差异极大;保护性农田管理措施(诸如免耕、合理的种植制度、化肥的施用等)可以影响土壤理化特性、作物根系生长以及残茬数量和质量、土壤微生物数量和活性,维持和提高土壤碳含量水平.土地利用碳排放核算主要从陆地生态系统的植被碳和土壤碳入手,综述了目前国内外的研究进展.     

农田生态系统碳水通量研究进展

农田生态系统是陆地生态系统的一个十分重要的组成部分,不仅受自然规律的制约,还深受人类活动的影响.在全球气候变暖的背景下,我国作为农业大国,农田生态系统被认为是影响气候变暖和全球碳水循环的重要因素,农田生态系统碳水通量变化特征的研究对于探讨整个陆地生态系统乃至全球范围内的碳水循环规律具有重要的现实意义.通过梳理国内外文献...     

季节性雪被下土壤微生物动态研究进展

在冬季,季节性雪被覆盖地区伴随着雪被的发育和消融,土壤温度、含水量和土壤冻融状态剧烈波动强烈影响着土壤微生物的动态转变及营养需求的改变,从而对高山地区冬季土壤矿质元素转化、土壤养分供应、植物分布等具有十分重要的影响。大量研究表明,高山生态系统中土壤微生物群落存在明显的季节转换现象,夏季以细菌为主,冬季则以真菌为主。在冬季,土壤微生物的生长和活性都是被可利用碳所限制的。全球变暖背景下,积雪厚度和凋落物供应的改变,必将对土壤碳供应水平产生影响,导致微生物群落的动态变化,从而对土壤中营养物质的利用和循环产生显著效应,这也是该领域新的研究方向之一。     

全球变暖影响地球系统自净功能加剧温室气体释放

正人类活动引起的活性氮添加和气候变暖已经成为全球性的生态环境问题[1].微生物介导的反硝化和厌氧氨氧化是地球系统中两个活性氮移除通路,其中反硝化能产生氧化亚氮(N2O);而厌氧氨氧化则不产生N2O,成为环境和气候友好型通路[2].反硝化与厌氧氨氧化的相对变化在一定程度上影响生态系统内部的活性氮储库大小,同时调控全球气候变化.陆海界面的沉积物是脱氮发生的热点场所,然而全球变暖背景下,沉积物微生物脱氮过程对升温的响应及其气候反馈仍属未知.厦门大学高树基教授课题组长期致力于海洋氮循环过程与全球气候变化研究.针对低纬度河口沉积