全球及区域模式中陆面过程的地表植被覆盖分类方法

全球和区域尺度上陆面生态系统与气候密切相关。全球和区域模式的发展对于我们认识气候与陆地生态的变化起到重要作用。在这些模型中,植被覆盖是影响大气-植被间热量、水分和CO2等交换的重要陆面参数。在分析了陆地植被覆盖分类原理基础上,介绍了目前全球不同植被覆盖分类方案,包括基于地基观测的植被分布、基于生物气候特征的分类方案（如：Holdridge的方案）;特别近年来陆面过程试验表明,各种遥感数据源（如：NOAA—AVHRR,EOS—MODIS,Landsat—TM）等为我们提供了有利的工具来监测全球植被动态,完善植被分类,并且采用高时空分辨率的全球土地覆盖状况特征,在不同时空尺度揭示植被-大气相互作用。本文分析了代表性的3种基于卫星遥感技术的陆面植被分类方案,分别是BATS（18类）、SIB（9类）、SIB2（12类）和BIOME—BGC（31类）陆地模式的植被覆盖分类方案．最后分析了目前可用于全球植被覆盖分类的新的遥感数据库。     

中国陆地生态系统通量观测研究网络(ChinaFLUX)的主要进展及发展展望

基于微气象学理论的涡度相关通量观测技术实现了对生态系统尺度的生产力、能量平衡和温室气体交换等功能和过程的直接测定,特别是全球尺度通量塔观测网络的联合观测是实现从生态现象观察和生态要素观测跨越到全球尺度生态系统功能状态变化观测的重大突破。本文回顾了中国陆地生态系统通量观测研究网络(ChinaFLUX)的创建及发展历程,系统介绍了ChinaFLUX的科学目标和设计理念、观测技术体系、观测数据的标准化处理及长期积累;综合评述了ChinaFLUX在陆地生态系统碳—氮—水的收支评估和交换过程的环境响应、碳通量时空格局及其形成机制等方面所取得的主要研究进展。最后,在探讨未来全球尺度通量塔观测网络发展趋势的基础上,提出了ChinaFLUX的主要发展方向、关键科学问题与未来工作重点,为中国通量观测研究事业的进一步发展提供理论参考。     

潜在自然植被研究与展望

植被－环境关系是全球变化与陆地生态系统关系研究的关键,由于受人类几千年活动的影响,全球原始自然植被所剩极少,植被的破坏掩盖了植被与环境之间的关系。如何重演反映环境决定特点的潜在自然植被,是植被－环境关系研究的起点。本文对潜在自然植被的概念、研究的时空尺度进行了论述,指出潜在自然植被研究2个发展阶段的特点：（1）传统的以经验为主的定性研究;（2）以潜在自然植被预测模型为基础的定量研究。在此基础上,提出今后我国潜在自然植被研究的重点应放在：针对我国自然植被分布的特点,构建适用于我国特定区域的潜在自然植被预测模型,对不同时空尺度下的潜在自然植被类型及其地理分布进行模拟与制图;单纯将气候作为潜在自然植被预测模型自变量的方法正逐渐为综合的环境变量方法所取代,并强调了潜在自然植被研究必须考虑与大气环流模式的耦合。     

陆地生态系统碳循环及其机理研究的地球信息科学方法初探

针对陆地生态系统碳汇/源的时空格局、碳循环过程的驱动机制及未来情景等前沿科学问题,提出陆地碳循环研究的地球信息科学方法,采用陆地生态系统碳通量/储量与碳循环过程的综合网络观测、生物过程的适应性实验研究以及河流碳输运过程研究为支撑系统的自下而上途径、与以土地利用/土地覆被变化和对地观测数据生态参量反演为基础的自上而下研究途径、经相互验证和尺度转换模型实现有机结合的研究方法,开展综合观测、调查、比对分析、模拟和评价研究,把握陆地生态系统碳循环的格局与过程规律,辨析自然和人为因素对陆地生态系统碳循环过程的影响,探讨全球气候变化条件下陆地生态系统碳循环过程的演变趋势。     

全球陆地生态系统与大气之间碳交换的模拟研究

利用陆面物理过程和植被生理生态过程完全动态耦合的大气植被相互作用模式 (AVIM) ,对全球陆地生态系统的净初级生产力进行模拟。全球陆地生态系统植被分为 1 3类 ,土壤质地分为 7类 ,确定了各种植被和土壤的模式参数。采用全球陆地 0 .5× 0 .5网格点气候平均资料 ;以 30分钟为步长进行积分。并用全球不同地区各种植被类型的 1 9个 NPP观测样点数据校准模型。AVIM模拟全球陆地生态系统 NPP的主要模拟结果如下 :全球陆地生态系统净初级生产力 (NPP)总量约为 60 .72 Gt Cyr- 1。分析了不同植被类型的 NPP分布 ,模式较好地模拟了全球陆地生态系统净初级生产力的纬向分布和区域分布的差异 ,模拟出中国植被生产力的分布特征。陆地生态系统净初级生产力与温度、降水和辐射等气候因素在不同地区有不同程度相关性 ,北方针叶林地区气候因子与 NPP的相关性明显 ,反映出植被对环境因子的不同响应及其物候特征。赤道热带雨林地区NPP与气候因子的相关性不明显。     

山区风能资源与开发

山区风能资源丰富,观测资料匮乏;山区风能资源分布复杂,监测难度大,评价要求高.山区风电开发的不利条件主要有:地形多样,地质复杂,风场分布离散,位置偏僻,交通不便,气候复杂,建设要求高等;有利条件主要有:山区风能资源丰富、季节分布合理、开发利用价值高,国家政策支持、风电效率不断提高、企业积极性高,风电开发耕地占用少、移民少、环境影响小等.以此为基础,提出了加强风能资源监测,开展精细化的风能资源分布规律研究,研制适合山区特点的风力发电机,科学规划、分步实施和加强山区风电开发各个环节的科学研究等主要措施.     

区域规划环境评价的空间尺度效应——对上海高桥镇和浦东新区的案例研究

区域规划环境评价的空间特性决定其对空间尺度的敏感性。本文从理论层面对区域规划环评中空间尺度与基础数据的关系、空间尺度与显著环境因子识别以及评价指标体系的关系、空间尺度与大气环境影响预测的关系进行了初步探讨。并以"上海高桥镇区域规划环境影响评价"(2005年)和"上海浦东新区国民经济与社会发展规划战略环境评价"(2010年)为例,通过对比方法,进一步说明空间尺度与显著环境因子识别和评价指标体系以及与环境影响预测的关系。结果表明:基础数据收集、汇总是区域规划环评中极为重要的环节,由于不同类型的基础数据表现出不同的空间特征,需要根据评价区域的实际和评价要求,合理选择数据所涵盖的空间范围和空间分辨率。区域规划环境评价应根据本身的层次、涉及范围,筛选出合理的显著环境因子,并建立相应的评价指标体系。大尺度上环境空气质量预测评价的结果侧重于总体描述、解释污染物散布的宏观空间格局和趋势,而在小尺度上则更有利于揭示局地精细化的污染扩散规律。     

中国干旱半干旱地区草地植被碳存量动态变化及其对气候和地形的响应（英文）

草地生态系统在干旱、半干旱地区的生态稳定和陆地生态系统碳循环中扮演着重要的作用。但是,有关干旱、半干旱地区草地植被碳存量动态变化及其对气候和地形因素的响应研究却很少。本研究利用2001–2012年的气象数据、NDVI(normalized difference vegetation index)数据及改进型CASA(Carnegie Ames Stanford Approach)模型模拟估算草地植被碳存量时空动态变化及其对气候和地形因素的响应。研究结果表明:(1)甘肃省草地植被碳存量为4.4×1014 gC,年增长率为9.8×1011 gC(P0.05),草地植被碳密度为136.5 gC m~(–2)。(2)草地植被碳密度和碳存量表现出较强的时空变化特征,基本与温度、降水量和太阳辐射的时空变化保持一致,且在高程2500–3500 m、坡度30°和坡向朝东的时候达到最大值。(3)气象要素(温度、降水量和太阳辐射)对5种草地类型(沙漠和盐碱草地、典型草原、高寒草地、灌草丛和林下草地)植被碳密度的影响主要取决于在空间尺度上草地植被所能获取的水分和热量。研究结果不仅能够为合理解释草地植被碳存量动态变化的时空异质性提供新的证据,同时也能为我国干旱、半干旱地区草地农业管理提供理论和实践基础。     

国土资源

粗44,57172侧叫旧32298造林对陆地碳汇影响的研究进展“R~had~of theinfluence of afforestation ont已厅estnal ear场n sink/史军,刘纪远…//地理科学进展一2004,23(2)一58一67 对陆地碳汇及其形成原因进行综述,就造林对陆地碳汇的影响途径、造林后植被碳和土壤碳的变化及相互联系和全球造林活动对陆地碳汇贡献潜力也进行了分析.指出综合不同时空尺度的长期监测、实验和模拟过程,并与气候、植被、地形、土壤和土地利用空间数据库祸合,是确定造林的碳储量及其变化率、明确造林碳汇机理及其与环境因素关系的一个必然发展方向和研究途径.参61…     

中国陆地生态系统净初级生产力变化特征——基于过程模型和遥感模型的评估结果

净初级生产力（NPP）作为生态系统物质与能量循环的基础,是区域和全球尺度碳循环和碳收支研究的重要组成部分。研究区域和全球尺度的净初级生产力主要依靠模型手段实现,过程和遥感模型是目前广泛使用的两种模型形式。本文搜集并整理了基于过程模型和遥感模型对我国陆地生态系统净初级生产力的模拟结果,分析了中国陆地生态系统净初级生产力的时间变化及对未来气候变化的响应特征,旨在对其进行综合评价。结果表明,中国陆地生态系统NPP平均为（2.828±0.827）PgC.a-1。1982-1998年的年际变化特征上,NPP平均每年增加0.027 PgC,年增长率为1.07%,总体上呈现在波动中逐年上升的趋势。不同植被类型的单位面积NPP总体表现为常绿阔叶林显著高于其他植被类型,但不同研究结果间变化范围很大;落叶针叶林、常绿针叶林和落叶阔叶林相差较小;农作物低于阔叶林,但高于针叶林;草地和荒漠均位于低值区,但前者显著高于后者。不同植被类型的NPP总量总体表现为农作物和草地位居前两位,两者之和高达各植被类型NPP总量之和的58.34%;除灌丛和常绿针叶林外,其余植被类型均不足总量的10%。在未来气候情景下,中国陆地生态系统NPP总体上可能表现为先增加后减小的趋势。     

风电场对草地植被生长影响分析——以内蒙古灰腾梁风电场为例

利用2000~2014年的MOD13Q1-NDVI数据,对内蒙古灰腾梁风电场及该电厂50 km缓冲区内的植被生长情况进行了分析。结合气象数据,重点探讨了风向对植被生长的影响。与2000~2008年风电场建设完成前植被生长相比,2008年后风电场运行对植被的生长产生了明显的影响,但影响范围和强度是不均匀的,结果表明：① 风电场运行对风电场区域内/外植被的影响机制是不同的,风电场区域内不利于植被的生长,而上/下风区域却有利于植被的生长;② 相对于风电场建成前,风电场建成后的2008 ~2014年缓冲区和风电场区域植被恢复比例分别上升了26.66%和13.14%,但上风区域却上升了51.83%,下风区域上升了41.07%。可见风电场上/下风区植被恢复比例,尤其是上风区植被的恢复比例要远高于其它区域;③ 距离风电场中心30~40 km的上风区很可能是受风电场影响最为明显的区域。     

Agricultural Sustainability

In conventional economic terms, the withdrawal of government support for agriculture in 1984 may have resulted in a revitalised and stronger farm sector. This paper uses evidence gathered from 16 case study farms in the Tararua District to argue that such a perspective ignores the long-term social and environmental impact of the policy reforms. It questions whether New Zealand's commitment to sustainable agriculture can be met without comprehensive public policies that address the underlying social and economic causes of environmental damage.     

The Great Australian Wind Rush and the Devaluation of Landscape Amenity

Up until very recently--and in marked contrast to such countries as Spain, Denmark and Germany--Australia generated hardly any electricity from the wind. Driven largely by the mandatory targets embodied in the Renewable Energy (Electricity) Act 2000 (Commonwealth) this situation is now changing. Australia has several operational small- to medium-sized wind energy power stations in Western Australia, Victoria, New South Wales and Queensland. But--in the face of often strong local opposition--the Australian Wind Energy Association is keen to increase the number and scale of such projects. This paper outlines recent overseas developments in wind energy and then focuses on the environmental and planning dilemmas posed by this form of electricity production. Particular attention is focused on a highly controversial wind energy proposal in south-western Victoria, the Portland Wind Energy Project (PWEP). The argument presented is that wind is only one of a number of possible renewable energy options, that coastal landscapes are an 'endangered species', and that it is time for geographers to revisit methodologies concerned with evaluating landscape beauty and debating the place of landscape values within the ecologically sustainable development paradigm.     

黑河流域中游沙漠风能环境与风沙地貌

在黑河流域中游,沙漠分布在绿洲附近或绿洲之间。近年来,由于气候变化和人类活动的影响,该地区的生态与环境恶化。目前,虽然对该地区的生态与环境等问题进行了大量的研究,但关于绿洲及沙漠风能环境的研究较少。本文利用自动气象站的风资料、环境减灾卫星影像（HJ-1A/B）和Google Earth高清影像,对黑河流域中游沙漠的风能环境与风沙地貌进行探讨。结果表明：黑河流域中游沙漠的北部为高风能环境（>400）,中部为中风能环境（200～400）,南部为低风能环境（<200）;合成输沙势方向总体为东南方向,但在不同区域有所差异;方向变率在北部和中部属于中等变率,南部属于低变率。内陆河流域下游的冲积-洪积物是该地区沙漠形成的物质基础。风能环境与风况对风沙地貌沙丘的形成起着重要作用,但沙源供应对沙丘形态特征的作用不可忽略,在相同的风况下,新月形沙丘（链）、格状沙丘和金字塔沙丘可能共同存在,造成这种格局的主要原因在于沙源的供应程度,按新月形沙丘（链）—格状沙丘—金字塔沙丘顺序,沙源供应逐渐增加。研究区的沙丘类型包括新月形沙丘链、格状沙丘、灌丛沙丘、沙垄、金字塔沙丘、线形沙丘等。     

基于RWEQ的20世纪90年代以来内蒙古锡林郭勒盟土壤风蚀研究

土壤风蚀是中国北方地区重要的生态环境问题。锡林郭勒盟位于中国干旱、半干旱地区,是中国北方典型风蚀区,其特殊的地理位置又使得本区成为华北重要的生态屏障,为此锡林郭勒盟全区均划入了京津风沙源治理工程区。为了更好地阐明锡林郭勒盟的土壤风力侵蚀过程,指导区域的荒漠化防治,,基于气象、遥感数据,利用RWEQ模型定量分析了20 世纪90 年代以来锡林郭勒盟的土壤风蚀时空格局,揭示土壤风蚀的主要影响因素。研究表明：锡林郭勒盟多年平均土壤风蚀量为3.39 亿t。土壤风蚀强度以微度和轻度为主,主要集中在植被较好,风蚀力较低,降雨量较高,雪被覆盖地表时间较长的东、中部地区以及南部地区。侵蚀强度为中度以上的侵蚀区集中在苏尼特右旗、正镶白旗和正蓝旗的浑善达克沙地;90 年代以来,锡林郭勒盟的土壤风蚀强度总体上呈减弱趋势,主要与风场强度的减弱,植被盖度等的变化有关。土壤风蚀多发生于风蚀力较大的春季,风蚀强度较大区域的春季植被盖度与风蚀量呈显著负相关（r>0.7,p<0.01）,且近20 年植被盖度提升有效降低了该区域的土壤风蚀。     

北极黄河站上空低热层中性风场对行星际激波的响应

行星际激波作为日地空间环境中传输能量的重要载体,与热层的相互作用可以对热层的空间环境产生剧烈影响,借助FPI设备观测的低热层中性风场行为可以对这一问题进行更加深入的研究。在行星际激波和地球磁层相互作用时期,通过全天空法布里-珀罗干涉仪(all-sky FPI)的观测数据对北极黄河站(78.92°N,11.93°E)上空低热层风场行为展开了研究,对2011年11月26、28日以及2011年12月1日OI557.7nm辐射高度(约为97km)的观测数据进行了处理,此外也将观测期间的中性大气水平风场与水平风模型2007(HWM07)进行了对比。行星际扰动数据和同时期水平风场数据的对比分析表明,ACE卫星监测到行星际激波半小时内水平风场在幅值和方向上均可以产生剧烈变化,产生变化的原因可能与焦耳加热有关。对2011年11月28日OI557.7nm辐射高度的视线风场(方向为FPI设备朝向热层大气被观测处)进行分析,结果表明在行星际扰动期间,OI557.7nm辐射高度上的风场行为变化可能也同时来自于离子拖曳的作用。     

我国北方典型沙漠化地区近30 a风速变化特征

 利用毛乌素沙漠的乌审旗、浑善达克沙地的多伦县和科尔沁沙地的奈曼旗1970—2000年逐日平均风速资料探讨了沙漠化地区的风速变化特征。3个旗县在4月和11月为高风速期，8月为低风速期；乌审旗年均风速30 a来基本处于减弱趋势，多伦县和奈曼旗的年均风速没有表现出稳定的变化趋向；用Weibull函数拟合不同时段内的风速分布效果都很好；风速的方差较大，且与平均风速成正相关；以不同时距平均风速为参数计算的输沙量相差很大，应该引起足够的重视。     

Global prioritisation of renewable nitrogen for biodiversity conservation and food security

The continuing use of petrochemicals in mineral nitrogen (N) production may be affected by supply or cost issues and climate agreements. Without mineral N, a larger area of cropland is required to produce the same amount of food, impacting biodiversity. Alternative N sources include solar and wind to power the Haber-Bosch process, and the organic options such as green manures, marine algae and aquatic azolla. Solar power was the most land-efficient renewable source of N, with using a tenth as much land as wind energy, and at least 100th as much land as organic sources of N. In this paper, we developed a decision tree to locate these different sources of N at a global scale, or the first time taking into account their spatial footprint and the impact on terrestrial biodiversity while avoiding impact on albedo and cropland, based on global resource and impact datasets. This produced relatively few areas suitable for solar power in the western Americas, central southern Africa, eastern Asia and southern Australia, with areas most suited to wind at more extreme latitudes. Only about 2% of existing solar power stations are in very suitable locations. In regions such as coastal north Africa and central Asia where solar power is less accessible due to lack of farm income, green manures could be used, however, due to their very large spatial footprint only a small area of low productivity and low biodiversity was suitable for this option. Europe in particular faces challenges because it has access to a relatively small area which is suitable for solar or wind power. If we are to make informed decisions about the sourcing of alternative N supplies in the future, and our energy supply more generally, a decision-making mechanism is needed to take global considerations into account in regional land-use planning.     

服务全球生物多样性和食物安全的可再生氮利用优先选择（英文）

The continuing use of petrochemicals in mineral nitrogen(N) production may be affected by supply or cost issues and climate agreements.Without mineral N,a larger area of cropland is required to produce the same amount of food,impacting biodiversity.Alternative N sources include solar and wind to power the Haber-Bosch process,and the organic options such as green manures,marine algae and aquatic azolla.Solar power was the most land-efficient renewable source of N,with using a tenth as much land as wind energy,and at least 100 th as much land as organic sources of N.In this paper,we developed a decision tree to locate these different sources of N at a global scale,or the first time taking into account their spatial footprint and the impact on terrestrial biodiversity while avoiding impact on albedo and cropland,based on global resource and impact datasets.This produced relatively few areas suitable for solar power in the western Americas,central southern Africa,eastern Asia and southern Australia,with areas most suited to wind at more extreme latitudes.Only about 2% of existing solar power stations are in very suitable locations.In regions such as coastal north Africa and central Asia where solar power is less accessible due to lack of farm income,green manures could be used,however,due to their very large spatial footprint only a small area of low productivity and low biodiversity was suitable for this option.Europe in particular faces challenges because it has access to a relatively small area which is suitable for solar or wind power.If we are to make informed decisions about the sourcing of alternative N supplies in the future,and our energy supply more generally,a decision-making mechanism is needed to take global considerations into account in regional land-use planning.     

青海西部黄瓜梁地区风能资源的观测与评估

 塔的观测资料,计算了风速、平均风功率密度等参数,利用风能评估方法分析了风能参数、风向频率的变化规律及其特征。结果表明,观测年度10～100 m年平均风速和年平均风功率密度分别在4.0～5.2 m·s-1、83.5～200.2 W·m-2之间,且随高度的升高而增大。测风塔各高度3～25 m·s-1风速的时数在4 560～5 316 h之间,最多风向为偏西北风、次多风向为偏东北风。风能密度主要集中在W—NNW和NNE—NE扇区,累积频率分别达60%和29%。观测年50 m高度风速距平百分率偏小（-5.15%）,长年代校正的年平均风功率密度值为192.3 W·m-2,达到了1级（＜200 W·m-2）并网型风力发电的风电场等级标准,指示这个区域的风能资源比较丰富。