气温升高对青藏高原沼泽草甸浅层土壤水热变化的影响

采用被动升温方式,利用OTCs系统对青藏高原沼泽草甸生态系统分别进行3～5℃(OTC-80)和1～2℃(OTC-40)升温处理,研究下垫面浅层土壤水热变化特征并对其产生的生态环境效应进行探讨。结果表明:与对照点(Out-C)相比,在近地表气温平均分别增高4.87℃,1.40℃的情境下,浅层土壤持续冻结期显著缩短而融化期显著延长;近地表气温升高导致浅层土壤温度上升,积温增大,加速了表层土壤蒸发速度和植被蒸腾速率,浅层土壤因缺水而影响植被生长;浅层土壤温度升高将进一步加速寒区有机质的分解速率,降低土壤碳库稳定性,促使青藏高原气候进一步向暖干化发展;近地表气温升高还将导致物种减少甚至消失,严重威胁着区域经济发展和生态安全。     

木麻黄人工林生态系统土壤呼吸的日变化

在福建惠安选择不同发育阶段(幼林、中林和成熟林)的木麻黄防护林作为研究对象,用LICOR-8100Automated Soll CO2 Flux System法进行了土壤呼吸、温度、气温和水分的日动态测量.测定结果表明:不同林龄木麻黄纯林气温、地表温度、5cm土壤温度、土壤表层含水量等气象因子和土壤呼吸的日动态都呈单峰曲线,但峰值出现的时间不同;土壤温度和水分是影响土壤呼吸的关键因子,因此夏季呼吸速率大于冬季.     

滩地不同植被类型小气候日动态特征研究

采用定位观测的方法,以河滩地为对照,对湖北黄州李家洲林场内4种典型抑螺防病林的气温、土温、空气湿度、光照强度的日变化动态以及表层(0～5 cm土层)土壤含水量特征进行了监测.结果表明:由河滩地到农林群落的建立,与对照比较,林分内气温、土壤温度和光照强度均明显降低,日变幅变小.其中,日均气温降低2.75℃,日较差值降低3.20℃;除已收割农作物的林分,地表土壤温度降幅大于深层土壤,两个层次日均土壤温度降低1.01℃;林分内空气相对湿度明显升高,变幅减小,日均值升高12.74℃;林龄越大,林农间种格局的林分内表层土壤含水量越低.随着农林复合生态系统的建立,林内小气候环境朝着更为阴、凉、湿的方向变化,且波动性减弱,稳定性增强.     

近半个世纪以来青藏高原东北部气候变化的时空特征分析

利用1957-2009年青藏高原东北部0.25°高分辨率气候数据集对30°～40°N,90°～105°E范围内近53 a的最高气温、最低气温、降水量和平均风速进行了不同时空尺度的变化特征分析.结果表明,青藏高原东北部最高、最低气温和降水量均随时间波动式增加,增温率分别为0.27和0.42℃/10a,其中冬季增温最显著,最高、最低气温增温率分别达到0.37和0.54℃/10 a,总体上呈暖湿化趋势;平均风速总体呈显著减小趋势.空间分析表明,研究区高海拔、沙漠下垫面的柴达木盆地是高原东北部升温最显著的区域,其最高、最低气温增温率分别达到0.41和0.66℃/10 a;低海拔植被茂盛的四川盆地为高原东北部升温较小区域(最高、最低气温增温率分别仅为0.13和0.27℃/10 a).研究区降水量少的北坡升温显著,最高、最低气温增温率分别为0.28和0.49℃/10 a,而降水量多、植被状况好的研究区东坡升温率较小(最高、最低气温增温率分别仅为0.18和0.32℃/10 a),由此表明高原东北部干旱区与湿润区相比,其增温更显著,对全球气候变暖的响应更敏感.结合Mann-Kendall和Yamamoto气候突变检验发现,青藏高原东北部最高气温在1997年前后发生增温幅度变大的突变现象,而最低气温没有突变现象;降水量则呈波动式增加趋势,无明显突变现象;与最高气温突变相呼应,平均风速在1996年前后也发生突变,之后风速呈显著性减小趋势.     

秸秆覆盖厚度对冻融期土壤温度的影响

基于冻融期玉米秸秆覆盖厚度为5,10,15,20,30cm及无覆盖6种不同地表处理条件下农田土壤温度的测定,分析了冻融期秸秆覆盖对土壤温度的影响及秸秆覆盖厚度与土壤温度变化之间的关系。结果表明,冻融期秸秆覆盖改变了土壤温度分布与变化特征。随着秸秆覆盖厚度从5cm增加到30cm,各土层土壤温度在冻融期的变幅以及由气温突然变化引起的土壤温度波动幅度减小,土壤剖面最低温度值升高,土壤温度响应气温变化的滞后效应增强,土壤温度变化速率线性降低。秸秆覆盖厚度对土壤温度的影响作用随着土壤深度的增加逐渐减弱,地表下60cm处,5种秸秆覆盖处理的土壤温度分布没有明显差异。研究成果可为季节性冻土分布区农田实施秸秆覆盖措施提供参考依据。     

近50年来柴达木盆地升温与全球变暖

柴达木盆地地处亚欧大陆腹地，是亚洲大陆干极核心，处于中纬西风带和东亚季风系统的交界带，对气候变化极为敏感。本文利用柴达木盆地五个气象站的资料，分析柴达木盆地气温变化，发现盆地气温显著上升，近50年来上升了2℃左右，远远大于全球上世纪升温0．6℃～0．7℃的水平。笔者推测柴达木盆地深居青藏高原内陆，青藏高原对全球气候变化有很高的敏感性，不仅迅速地响应全球变化的信号，而且对某些信号和趋势起着放大作用，还可能通过各种正反馈过程，对全球气候变化产生重大影响。     

气候变化与干旱

地球气候系统正经历着一次以变暖为主要特征的显著变化,这种变暖已经成为一个不争的事实.IPCC第四次评估报告指出,近百年来(1906-2005年),全球平均地表温度上升了0.74℃.过去50年的线性增暖趋势为每10年升高0.13℃,几乎是过去100年来的两倍,升温在加速.最近10年是有记录以来最热的10年.未来全球气温仍将持续升高.气候模式预估结果显示,与1980-1999年相比,21世纪末全球平均地表温度可能会升高1.1～6.4℃.     

鸡公山自然保护区落叶阔叶林土壤呼吸研究

利用ACE自动土壤呼吸监测系统测定并分析鸡公山落叶阔叶林土壤呼吸的日变化特征,对影响土壤呼吸的土壤温度、大气CO2含量、大气温度、大气湿度等因子进行相关分析.结果表明:鸡公山落叶阔叶林土壤呼吸日变化呈单峰曲线,变幅最大的月份为8月;土壤呼吸与5 cm深处土壤温度呈幂函数关系,y=1.122exp(0.037x)(R2=0.395);土壤呼吸与5 cm深处土壤温度,30 m高处大气CO2含量、大气温度、大气湿度关系显著.     

苏北泥质海岸水杉林地土壤的异养呼吸

采用碱液吸收法对苏北泥质海岸15年生水杉(Metasequoia glyptostroboides HuCheng)林地的土壤异养呼吸进行了测定。结果表明:水杉林地2—10月土壤异养呼吸速率CO2变化范围为4.72~12.87 g/(m2.d),最大值出现在7月,最小值出现在2月。土壤温度是影响土壤异养呼吸的主要因子,温度变化能够解释土壤异养呼吸季节变化的62.1%~70.9%,土壤含水量与土壤异养呼吸的关系不显著。利用林内气温及地表下2、5、10 cm处的土壤温度得到水杉林地的Q10值分别为1.00、1.59、1.55、1.54。     

CMIP5全球增暖预测结果中青藏高原的气候变化

文章通过对CMIP5多模式比较计划(rcp60)中的5种模式进行分析,得出了本世纪青藏高原地区气温有明显的升高趋势之结论。研究表明,青藏高原地区未来94年(模式预测时段为2006~2100年)间冬、夏、年平均气温及最高、最低平均气温有明显的上升的趋势,其中冬季的平均气温、冬季平均最低气温、冬季平均最高气温在预测时段内有短时性的波动情况,但总体变化趋势是上升的。冬、夏、年平均气温趋势变化分别为0.27℃/10年、0.26℃/10年和0.26℃/10年。94年的预测时段内,冬、夏、年平均气温分别升高2.54℃、2.44℃和2.44℃,到本世纪末青藏高原地区冬、夏、年平均气温可分别达到-2.13℃、14.454℃和6.49℃。94年间冬、夏、年平均最高气温分别升高3.48℃、3.29℃和3.38℃,到本世纪末冬、夏、年平均最高气温分别达到2.16℃、22.49℃、12.77℃。平均最低气温在2006~2100年期间呈现明显的上升趋势,到2100年冬、夏、年平均最低气温分别升高4.04℃、3.29℃和3.76℃,本世纪末青藏高原地区的冬、夏、年最低气温平均值分别达到-9.06℃、12.66℃、2.24℃。     

一类自催化生态系统模型

为了研究生物系统中物种个体数量增加的马尔萨斯定律和物种自催化效应如何综合考虑的问题,建立了一类带有不同降解率的自催化生态系统模型,通过图形模拟讨论了该生态系统模型的性质,采用数值方法讨论了非零均衡点的性质,研究了此类带有不同降解率的自催化生态系统模型的不同均衡点的情况,运用常微分方程理论,讨论了不同的降解率对该系统模型均衡点性质的影响。理论研究结果表明生物系统中不同的降解率对均衡点的稳定性影响很大,体现出这个新模型的特点,该结果对生态系统中自催化效应的研究具有值得借鉴的指导意义。     

Biodiversity and ecosystem multifunctionality

Biodiversity loss can affect ecosystem functions and services. Individual ecosystem functions generally show a positive asymptotic relationship with increasing biodiversity, suggesting that some species are redundant. However, ecosystems are managed and conserved for multiple functions, which may require greater biodiversity. Here we present an analysis of published data from grassland biodiversity experiments, and show that ecosystem multifunctionality does require greater numbers of species. We analysed each ecosystem function alone to identify species with desirable effects. We then calculated the number of species with positive effects for all possible combinations of functions. Our results show appreciable differences in the sets of species influencing different ecosystem functions, with average proportional overlap of about 0.2 to 0.5. Consequently, as more ecosystem processes were included in our analysis, more species were found to affect overall functioning. Specifically, for all of the analysed experiments, there was a positive saturating relationship between the number of ecosystem processes considered and the number of species influencing overall functioning. We conclude that because different species often influence different functions, studies focusing on individual processes in isolation will underestimate levels of biodiversity required to maintain multifunctional ecosystems.     

依赖地下水生态系统的生态水文研究评述

变化环境下的地下水水文情势变化直接影响到地表生态的格局与过程，是引起生态系统结构与功能演变的关键因素. 针对依赖地下水生态系统，评述了其生态水文研究的主要进展:依赖地下水生态系统的生态水文识别，变化环境条件下依赖地下水生态系统的水文响应，依赖地下水生态系统的生态需水规律，以及依赖地下水生态系统的生态水文模拟4个方面. 总体而言，随着依赖地下水生态系统研究的深入，目前研究已经从单一关注地下水与生态系统交互作用，过渡到多要素耦合驱动、多时空过程相互影响的研究阶段，将地表水与地下水以及二者与地表生态的交互作用纳入到统一的研究框架中. 未来重点研究领域与方向包括:依赖地下水生态系统的识别与演变机制研究；依赖地下水生态系统的分类及其空间绘图；依赖地下水生态系统的生态需水规律；依赖地下水生态系统的生态水文要素与过程综合模拟.上述研究的开展将为生态系统的保护与恢复提供切实的理论与实践支撑.      

能源生态系统建设问题探讨

在现代社会发展中，能源资源开发和利用所产生巨大的极化效应使整个人类可持续发展面临越来越严重的挑战。应用工业生态学的观点对能源系统建设问题进行初步探讨，提出了“源生态系统”的概念，并从基本概念、系统构成、空间结构和调控方法等几方面对其进行阐述，以期为能源系统的可持续发展提供有益借鉴。     

济南市水生态功能区划研究

水生态功能分区是基于对流域水生态系统的区域差异提出的一种分区方法.形成生态系统空间差异性的主要驱动因素是自然地理条件差异和人类活动影响.水生态分区是实现流域可持续发展的必要条件.通过分析济南市陆地和水生态系统特点,提出了水生态功能分区的基本原则、指标体系等.基于GIS分析技术,得到了济南市一级、二级和三级水生态功能分区.一级分区以集水区水文条件3大水系为依据,分别为黄河水系、小清河水系和徒骇马颊河水系,划分3大流域外加城区组成.二级水生态分区则以土壤类型及土地利用为主导因子.三级水生态功能分区则反映二组分区内功能差异,运用指标体系评价方法,对流域的生物多样性维持、生境维持、水环境支持、水资源支持4项生态功能进行评价,在GIS技术支持下,利用空间叠加方法,按主导功能类型完成流域内水生态功能三级分区.     

Value of ecosystem services in China

The function and services are the important components of the life-support system in the planet, as well as the basic elements for sustainable development of environment and society.It is a must to evaluate it for incorporating it with the social-economic system.It is also an important approach to draw the public attention on the environmental and ecosystem conservation.In this study, the ecosystem function and services in China were estimated by employing the classification and economic parameters from Costanza et al.The type and area of terrestrial ecosystems were extracted from Vegetation Map of China (1:4 000 000), and then the distribution map of ecosystem services of China was drawn.According to our calculation, the total value of ecosystem services in China is 77 834.48′108 RMB yuan per annum.The value for terrestrial ecosystem is 56 098.46′108 yuan per annum, and that for marine ecosystem is 21 736.02′108 yuan per annum.The value of ecosystem services in China is 1.73 times bigger than GDP in 1994.The value for forest ecosystem services is 15 433.98′108 yuan per annum, which is 27.51% of the total annual ecosystem services in China.Although wetland is little in area, its ecosystem service value is huge, which is 26 736.9′108 yuan per annum.The value for grassland ecosystem is 8 697.68′108 yuan per annum.Coastal ecosystem service is 12 223.04′108 yuan per annum.Overall, the ecosystem service in China contributes 2.71% to that of our planet.The estimation method employed in this study was a conservative one, and should be improved in the future studies.     

湿地生态系统的主要干扰因素

研究了湿地生态系统的主要自然和人为干扰方式。湿地生态系统的主要自然干扰因素包括气候变化、海平面上升、火灾、外来种的侵入和地壳运动；湿地的主要人为干扰方式包括农业开垦、城市开发、水利工程、采矿、道路、桥梁的修建和旅游等。本研究旨在为湿地生态系统的保护和管理提供科学依据。     

建筑设计中的生态研究

首先分析了生活中生态发展的现状;以东北平房民居为例,将生活中的生态现象与建筑领域的生态建筑发展分别给予阐述,最后对建筑设计中的生态准则进行了分析。     

生态系统健康概念辨析

生态系统健康研究是近年来生态学领域的新热点。健康的生态系统才能维持健康的人类群体及有利于社会经济的发展。然而 ,现今生态系统健康的理论还不完善。本文拟通过其概念的剖析及其与生态完整性、可持续发展概念的对比 ,明确生态系统健康的含义 ,为生态系统的评价提供概念以及方法论基础。