高寒草甸土壤有机碳储量及其垂直分布特征

青藏高原是全球变化的敏感区。高寒草甸草原是青藏高原上最主要的放牧利用草地资源之一。选择青藏高原东北隅海北站内具有代表性的高寒草甸土壤进行高分辨率采样,测定土壤根系和有机碳含量。研究得出,青藏高原高寒草甸土壤贮存有巨大的根系生物量 (23544.60 kg ha^-1~27947 kg ha^-1) 和土壤有机碳 (21.52 GtC);自然土壤表层 (0~10 cm) 储存了整个剖面土壤有机碳总量的30%左右。比较发现,高寒草甸土壤的有机碳平均贮存量 (23.17×10⁴ kgCha^-1) (0~60 cm) 较相应深度的热带森林土壤、灌丛土壤和草地土壤的有机碳贮存量高约1~5倍多。在全球碳预算研究中,青藏高原高寒草甸土壤有机碳库不可忽视。随着全球变暖,表层土壤有机碳分解释放的CO₂将增加。为了减少高寒草甸生态系统的碳排放,应加强高寒草甸土壤地表覆被的保护,合理种植深根系植物。这对减缓全球大气CO₂浓度升高的速率以及可持续开发高寒草甸的生态服务功能都具有重要意义。     

青藏高原高寒草地净初级生产力(NPP)时空分异

基于1982-2009 年间的遥感数据和野外台站生态实测数据,利用遥感生产力模型(CASA模型) 估算青藏高原高寒草地植被净初级生产力(NPP),分别从地带属性(自然地带、海拔高程、经纬度)、流域、行政区域(县级) 等方面对其时空变化过程进行分析,阐述了1982 年以来青藏高原高寒草地植被NPP的时空格局与变化特征。结果表明:① 青藏高原高寒草地NPP多年均值的空间分布表现为由东南向西北逐渐递减;1982-2009 年间,青藏高原高寒草地的年均总NPP为177.2×10¹² gC·yr^-1,单位面积年均植被NPP为120.8 gC·m^-2yr^-1;② 研究时段内,青藏高原高寒草地年均NPP 在112.6~129.9 gC·m^-2yr^-1 间,呈波动上升的趋势,增幅为13.3%;NPP 增加的草地占草地总面积的32.56%、减少的占5.55%;③ 青藏高原多数自然地带内的NPP呈增加趋势,仅阿里山地半荒漠、荒漠地带NPP呈轻微减低趋势,其中高寒灌丛草甸地带和草原地带的NPP增长幅度明显大于高寒荒漠地带;年均NPP增加面积比随着海拔升高呈现"升高—稳定—降低"的特点,而降低面积比则呈现"降低—稳定—升高"的特征;④ 各主要流域草地年均植被NPP均呈现增长趋势,其中黄河流域增长趋势显著且增幅最大。植被NPP和盖度及生长季时空变化显示,青藏高原高寒草地生态系统健康状况总体改善局部恶化。     

青藏高原生态系统固碳释氧价值动态测评

本文旨在定量评价青藏高原生态系统的固碳释氧价值及其动态变化,为改善区域生态环境提供参考。基于MODIS/NDVI数据,利用光能利用率模型测算净第一性生产(NPP)物质量,并通过光合作用方程式换算成固定CO₂和释放O₂的物质量,以此为基础,采用造林成本法和工业制氧法对青藏高原固碳释氧价值量进行估算。结果表明:2000年、2005年和2010年固定CO₂的价值分别为384.36×10⁹元、393.23×10⁹元和356.41×10⁹元,释放O₂的价值分别为408.31×10⁹元、415.02×10⁹元和378.61×10⁹元。2000-2005年固碳释氧价值增加了15.58×10⁹元,2005-2010年下降了73.23×10⁹元,而2000-2010年下降了57.65×10⁹元。固碳释氧价值在空间上呈现出从东南向西北递减的趋势,这与青藏高原的水热条件分布基本一致。在价值构成中,草原>森林>草甸>其它类型>灌丛>农田。2000-2010年青藏高原生态系统固碳释氧价值呈现减小趋势,表明近年来气候变化和人类活动导致青藏高原的生态环境出现了退化趋势。     

基于无人机影像的北部湾典型岛群红树林生态系统净初级生产力估算

提出以无人机季节航拍影像为数据源，采用ENVI5.3软件中的CART方法对广西北部湾的典型岛群红树林景观类型进行解译，借助于Python语言实现CASA模型并将其引入到对岛群红树林生态系统的研究中，得出了不同海岛和红树林生态系统净初级生产力（NPP）的空间分布特征。结果表明：1）可见光波段差异性植被指数（VDVI）可以很好地区分海岛及红树林植被等典型地物，可应用在岛群红树林生态系统NPP的估算上；2）研究区NPP的总量为127.09 t·C/a，NPP的年均碳密度值介于0~1 437.12 g·C/m²，年均碳密度为399.85 g·C/m²。红树林生态系统的NPP值较高，而海岛生态系统的NPP值较低；3）季节尺度上NPP碳密度的大小与年内太阳辐射有直接的关系，夏季的NPP碳密度最大，冬季最小；4）白骨壤的单位面积NPP最大，为1 123.09 g·C/m²，而桐花树最小，为649.65 g·C/m²。红树林生态系统NPP平均碳密度低于实测样地和深圳福田红树林计算结果，这与不同红树林群落的植被光谱特征有关。     

官厅水库小流域植被净初级生产力估算

植被是小流域的物质基础,植被净初级生产力的稳定性关系到小流域的健康和可持续发展。以官厅水库小流域为研究区,采用改进型CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型,利用2005年、2010年和2015年以及邻近年份的每年3～11月的Landsat TM/ETM+/OLI影像数据,估算官厅水库小流域植被净初级生产力,考虑到植物的物候特征,在模型计算过程中,引入归一化差值植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)时间序列特征,提取地物信息,从而提高了改进型CASA模型中植被最大光能利用率使用范围的准确度。研究结果显示,2005年、2010年和2015年官厅水库小流域植被净初级生产力的总量分别为6.33×10~8g碳、6.73×10~8g碳和7.37×10~8g碳。     

散射辐射对西藏高原高寒草甸净生态系统CO2交换的影响

2003~2006年在当雄草原站用涡度相关法对西藏高原广泛分布的高寒草甸生态系统的碳通量和常规气象数据进行了连续观测。基于这些数据,根据净生态系统CO₂交换量(NEE)对晴朗指数(k)和土壤温度的响应特征,分析了净生态系统CO₂交换量与散射辐射之间的关系。依据地面接受的散射辐射量把天气划分为云隙天、晴天和多云天。结果表明,散射辐射不能提高西藏高原高寒草甸生态系统的碳吸收水平。该生态系统的碳收支过程主要受光合有效辐射控制,碳排放过程主要受土壤温度控制;且NEE随k的变化趋势受散射辐射的影响较小,生态系统碳收支更多地受太阳辐射对土壤强烈加温的影响。三种散射辐射天气条件下,NEE随k的变化趋势基本一致,先增加后减小;NEE达最大值时的土壤温度皆为15℃左右,k值皆为0.7~0.8。     

气候变化对河北省海河流域径流量的影响

利用河北省境内海河流域51个气象站、68个水文站1956~2000年近50年的气象、径流量数据,分析了气象要素和径流量的变化规律。河北省境内海河流域多年平均地表径流量为67.0×10⁸m³,从20世纪 50 年代至 90 年代地表径流量呈逐渐减小的趋势,50年代为105.3×10⁸m³,90年代为54.7×10⁸m³。地表径流量随降水量的减少而减小,随气温的升高而下降,用回归方法建立的径流量与气象要素之间的模型为对数模型。根据未来气候变化情景对河北省海河流域径流量的预测:2030年为70.0~76.8×10⁸m³,2050年为69.8~76.9×10⁸m³。     

2000-2012年青海湖流域NPP时空分布特征

利用青海湖流域及周边地区气象资料和MODIS遥感影像等数据,结合地理信息系统技术和植被净初级生产力(NPP)估算模型(CASA模型),确定了2000-2012年青海湖流域NPP值,并评价了其时空分布特征。结果表明:2000-2012年青海湖流域年均NPP为4.77×10¹² g,空间分布以青海湖为中心,由低到高呈环带状,并呈由东南向西北递减趋势,在青海湖北侧河流中游地区年均NPP达到最高,为374.19 g·m^-2。2000-2012年NPP呈波动中逐渐增长趋势,年均增加4.81×10¹⁰ g;NPP年内变化显著,7月NPP达到全年最高值,占全年的28.77%。13年间流域内大部分地区NPP呈增长趋势,显著增长区主要分布在共和县江西沟乡、石乃亥乡和天峻县周围;青海湖北侧哈尔盖河上游、沙柳河中游地区则是主要减少区。多元回归分析表明归一化植被指数(NDVI)和降水是青海湖流域NPP的主要影响因素。     

北京菜园潮土-小白菜系统中铬的毒性评价

通过盆栽实验,以北京潮土为供试材料,研究了土壤中添加0~50 mg·kg^-1铬 (VI)对小白菜(Brassica chinensis L.)生物量与铬含量、土壤微生物量碳含量、土壤微生物量氮含量以及土壤微生物呼吸速率的影响。结果表明,高铬浓度(添加量≥25 mg·kg^-1)处理下,小白菜植株中铬的总量相对于未添加铬的处理显著增加(P<0.01),且小白菜根部铬的含量要远大于叶片中的铬含量。相对于未添加铬的对照,小白菜叶片生物量在1 mg·kg^-1铬处理下显著增加,而高浓度铬(≥10 mg·kg^-1)显著地减少了小白菜叶片和根的生物量(P<0.01),减幅最高达到了78.2%,且50 mg·kg^-1铬处理下土壤微生物量碳、氮含量以及呼吸速率均要显著低于对照。小白菜叶片生物量与铬含量、土壤微生物量碳、土壤微生物量氮以及土壤微生物呼吸都能够作为生物指标来反映土壤铬污染程度。将这些指标与对应的土壤总铬含量拟合方程,按照作物减产、食品安全以及生态剂量概念可以计算得到北京潮土铬轻度污染临界浓度ED₁₀为70.8 mg·kg^-1,中度污染临界浓度ED₅₀为111.6 mg·kg^-1。     

地下水模型MODFLOW和GIS在华北平原 地下水资源评价中的应用

从MODFLOW源程序的角度出发,根据地下水模型计算需要的输入输出数据格式和我国GIS类数据以MAPGIS为主的特点,建立了二者之间的集成关系,并将其应用于华北平原地下水资源评价中。根据华北平原特定的水文地质条件,建立了适合本区的三维非稳定流地下水模型,结合2003年12月的实际流场以及随时间变化的动态观测资料对模型的渗透系数、给水度和释水系数等参数进行了校正。同时进行了水均衡分析,结果表明华北平原地下水在2002年1月至2003年12月总补给量为493.74×10⁸m³,总排泄量为565.30×10⁸m³,均衡差为-71.56×10⁸m³,为负均衡。集成了该地下水模型的信息系统,可以通过更新源汇项数据库资料而对地下水资源进行实时评价,为华北平原水资源可持续利用和管理提供依据。     

黄土高原和鲁西南案例区乡村居民对全球气候变化认知

基于甘肃省会宁县黄河灌溉区、旱作农业区和山东省单县农业区的问卷调查,分析了案例区乡村居民对全球气候变化认知的一般特征、减缓全球气候变化的能力认知、义务认知和支付意愿及其区域和社会人口差异。研究发现:案例区乡村居民普遍关注全球气候变化,但对全球气候变化概念和发生原因的理解较肤浅。一定程度上,受访者通过当地气候变化及其影响来理解全球气候变化;受访者认为中央政府和国际组织应为减缓全球气候变化负主要责任,个人和家庭在减缓气候变化方面能力有限、支付意愿低,不同文化程度和职业受访者认知差异明显;存在原因认知决定责任者归属和能力认知、进而决定支付意愿的因果链,作者据此提出了政策建议。     

全球气候治理的伦理学讨论

气候变化及其应对在短短20年期间逐渐成为全球重要议题,以何种共赢、共识的方式行动起来,这不仅仅是技术进步问题,更是对人类集体认知的挑战。因此,需要从伦理学的角度尤其是基于气候变化的长期性和不确定性认识考虑全球气候治理问题。首先经济手段是全球行动和气候决策的最有效方法,但是它仍然存在各种争议,经济目标并非进行决策的唯一选项,除了经济上的效率原则,人类生活中还需要其他原则。其次,在应对决策上,不论是减缓还是适应,不论是征税还是补贴或是不同的贴现率决策,都需要更公平公正的路径来实现共赢,而这又必然涉及代际公平的讨论,进而又必然导致伦理准则的讨论。再次在气候变化决策模拟过程中,任何一个参数的设置和选择都涉及到价值判断,从而又让争论回到伦理原则。另外,不同国家和政府基于不同的国情和目的采取各种各样的碳税政策,要统一或协调可以用于全球所有国家和地区的标准就不仅仅是经济学问题,而是公平问题。因此基于全球气候治理的复杂性,文章提出基于更全面科学认知基础上的政策模拟才是人类进行气候治理的最佳方法。     

全球变暖与变冷利弊分析

在联合国下属的政府间气候变化专门委员会（IPCC）的4次评估报告影响下,全球变暖达到前所未有家喻户晓的程度．各国人民似乎对“气候变暖”有谈虎色变的感觉．只要是灾难,不论水灾还是旱灾,不管是降温的雪灾还是高温的热浪,各国媒体均将这些灾害与“气候变暖”紧密联系起来,IPCC第四次报告也是如此．气候真的变暖了吗？真的那么严重变暖了吗？气候变暖真的给人类带来的只是可怕灾难而没有益处吗？水灾与旱灾是一对矛盾的2个方面,如何都能够由“全球变暖”一个因素所导致？地质记录表明,气候冷暖波动是地球气候变化一般形式,过去在人类能够影响大气二氧化碳含量以前,地球气候就是一直在不断地冷暖变化着的．驱动地球冷暖变化的主要因素是地球接收太阳辐射量的变化．不变的气候是短期的,是暂时的,而变化的气候却是长期和永恒的．持续了约550年变冷小冰期于1850年结束,随后进入暖期则是正常的自然过程．人类活动最大可能只是叠加了变暖的影响．本研究综合对比分析全球变暖和全球变冷2种气候变化所产生的一系列后果,认为全球变暖给人类带来结果是利大于弊．     

极地和青藏高原地区的气候变化及其影响

南极、北极和青藏高原素有地球三极之称,是多个国际计划研究全球变化的关键地区.南北极和青藏高原是全球气候变化的敏感地区,要了解全球气候变化,必须对南北极和青藏高原地区有所研究.在当前全球变暖的大背景下,地球三极地区的气候变化在时间和空间上都是多样的,这些变化对全球大气环流和我国的天气气候也会发生影响.加强对南极、北极和青...     

气候变化对植被和土壤的影响效应

全球气候变化已是当今世界研究的热点。近年来,气候变化对陆地植被以及土壤的影响研究已经广泛开展。通过系统收集和整理气候变化对植被和土壤影响国内外相关研究结果,有利于进一步认识气候变化给生存环境带来的影响。大量野外定量分析以及经验模型预测等方法研究表明:气候变化对陆地植被产生了重要影响,主要表现在植被分布范围、生产力以及多样性的改变。气候变化也会使土壤基本性质发生变化,同时土壤作为全球碳循环过程中重要的中间碳库,土壤有机碳库与气候变化有着密切的关系,气候变暖与土壤有机碳库的分解互为反馈。     

土地利用与土地覆盖变化对气候影响的国别对比（英文）

Land use and land cover change(LULCC) strongly influence regional and global climate by combining both biochemical and biophysical processes. However, the biophysical process was often ignored, which may offset the biogeochemical effects, so measures to address climate change could not reach the target. Thus, the biophysical influence of LULCC is critical for understanding observed climate changes in the past and potential scenarios in the future. Therefore, it is necessary to identify the mechanisms and effects of large-scale LULCC on climate change through changing the underlying surface, and thus the energy balance. The key scientific issues on understanding the impacts of human activities on global climate that must be addressed including:(1) what are the basic scientific facts of spatial and temporal variations of LULCC in China and comparative countries?(2) How to understand the coupling driving mechanisms of human activities and climate change on the LULCC and then to forecasting the future scenarios?(3) What are the scientific mechanisms of LULCC impacts on biophysical processes of land surface, and then the climate?(4) How to estimate the contributions of LULCC to climate change by affecting biophysical processes of land surface? By international comparison, the impacts of LULCC on climate change at the local, regional and global scales were revealed and evaluated. It can provide theoretical basis for the global change, and have great significance to mitigate and adapt to global climate changes.     

The coupled characteristics of the physical process between sea ice of two poles and Tibetan land surface

In order to discuss the characteristics of sea ice change of strong signal area on Antarctic and Arctic and the correlation between the thermal state on the land surface of Tibetan Plateau and the atmosphere circulation of North Hemisphere or the climate changes in China, and to study the feedback mechanism among “three-pole” factors, the earlier stage “three-pole” strong signal characteristics by using statistic methods such as teleconnection,which affect the regional climate changes in China and East Asia. The cross-correlation feature and coupling effect between ice caps of North and South pole and water-thermal state on Tibetan Plateau surface are discussed as well. The contribution of three-pole's earlier stage factors to China's summer climate change and the influence of its dynamic structure are compared here. The formation mechanisms of global climate change and regional climate change of China are investigated from the aspect of qualitative correlation mode of global sea-land-air-ice.     

The Hegemony of Global Politics: News Coverage of Climate Change in a Small Country

Researching media coverage of climate change may shed light on the different configurations of global and domestic factors affecting journalism and politics. This article analyzes climate change coverage in Portugal from 2007 to 2014 in comparison with 14 other countries. It shows that the Portuguese press tends to reproduce the global political agenda on climate change, mainly focusing on international events associated with global political decision-making processes, instead of providing a domesticated coverage, as observed in other countries. National and local levels of action are thus obscured. The interplay between global and domestic factors—including characteristics of Portugal’s press and politics, such as national political leaders’ lack of mobilization and communication on climate change, media’s deference to powerful sources, and reliance on international news feeds—creates the conditions for global politics to play an hegemonic role in media representations, which is likely to influence public engagement with climate change.     

The climatic impacts of land use and land cover change compared among countries

Land use and land cover change (LULCC) strongly influence regional and global climate by combining both biochemical and biophysical processes. However, the biophysical process was often ignored, which may offset the biogeochemical effects, so measures to address climate change could not reach the target. Thus, the biophysical influence of LULCC is critical for understanding observed climate changes in the past and potential scenarios in the future. Therefore, it is necessary to identify the mechanisms and effects of large-scale LULCC on climate change through changing the underlying surface, and thus the energy balance. The key scientific issues on understanding the impacts of human activities on global climate that must be addressed including: (1) what are the basic scientific facts of spatial and temporal variations of LULCC in China and comparative countries? (2) How to understand the coupling driving mechanisms of human activities and climate change on the LULCC and then to forecasting the future scenarios? (3) What are the scientific mechanisms of LULCC impacts on biophysical processes of land surface, and then the climate? (4) How to estimate the contributions of LULCC to climate change by affecting biophysical processes of land surface? By international comparison, the impacts of LULCC on climate change at the local, regional and global scales were revealed and evaluated. It can provide theoretical basis for the global change, and have great significance to mitigate and adapt to global climate changes.     

The conquering of climate: discourses of fear and their dissolution

We are living in a climate of fear about our future climate. The language of the public discourse around global warming routinely uses a repertoire which includes words such as 'catastrophe', 'terror', 'danger', 'extinction' and 'collapse'. To help make sense of this phenomenon the story of the complex relationships between climates and cultures in different times and in different places is in urgent need of telling. If we can understand from the past something of this complex interweaving of our ideas of climate with their physical and cultural settings we may be better placed to prepare for different configurations of this relationship in the future. This paper examines two earlier European discourses of fear associated with climate – one from the early-modern era (climate as judgement) and one from the modern era (climate as pathology) – and traces the ways in which these discourses formed and dissolved within a specific cultural matrix. The contemporary discourse of fear about future climate change (climate as catastrophe) is summarised and some ways in which this discourse, too, might be dissolved are examined. Conventional attempts at conquering the climatic future all rely, implicitly or explicitly, upon ideas of control and mastery, whether of the planet, of global governance or of individual and collective behaviour. These attempts at 'engineering' future climate seem a degree utopian and brash. Understanding the cultural dimensions of climate discourses offers a different way of thinking about how we navigate the climatic future. However our contemporary climatic fears have emerged – as linked, for example, to neoliberal globalism, to ecological modernisation and the emergence of a risk society, or to a deeper instinctive human anxiety about the future – they will in the end be dissipated, re-configured or transformed as a function of cultural change.