中国全球变化与陆地生态系统关系研究

预测陆地生态系统对大气和气候的反馈作用及在更微观的尺度上预测全球变化对自然和农业生态系统的结构和功能的效应是国际地圈－生物圈计划（ＩＧＢＰ）的核心项目“全球变化与陆地生态系统”（ＧＣＴＥ）的重要研究目标。中国科学家自１９８５年正式立项开展全球变化研究以来，全面加入了国际全球变化的研究，取得了巨大成果。文章就近年来中国在全球变化与陆地生态系统关系研究方面取得的新进展作了评述，并指出未来中国进行全球变化与陆地生态系统关系研究时拟注重各计划间的交叉及应加强研究的领域     

高CO2条件下贝加尔针毛对土壤干旱胁迫响应的试验研究

贝加尔针毛 (Stipa baicalensis) 是我国内蒙古东部和东北西部主要的地带性植被之一。通过人工模拟试验分析了CO₂浓度升高对贝加尔针毛的“施肥”效应, 结果表明:贝加尔针毛的生物量、生长量随CO₂浓度的升高而增加, 根中P的含量、叶中C、N、P的含量也随CO₂浓度的升高而增加。土壤干旱胁迫对贝加尔针毛的生物量、生长量的影响均为负效应, 且干旱程度的加重使影响更明显。干旱使针毛叶、根中的C、N含量增加。     

科尔沁草甸植物繁殖物候研究

运用多元统计方法。对2003年内蒙古科尔沁草甸草场的41种草甸植物与温度、日照、雨量等环境因子的关系进行了分析。研究表明：草甸植物繁殖物候期影响最大的气象因子分别为温度、雨量、日照时数；运用系统聚类的方法将41种草甸植物的繁殖物候期进行分类，各分为4种气候类型。     

科尔沁草甸植物繁殖物候研究

运用多元统计方法 ,对 2003年内蒙古科尔沁草甸草场的 41种草甸植物与温度、日照、雨量等环境因子的关系进行了分析。研究表明 :草甸植物繁殖物候期影响最大的气象因子分别为温度、雨量、日照时数 ;运用系统聚类的方法将 41种草甸植物的繁殖物候期进行分类 ,各分为 4种气候类型。     

碳四植物光合生化机理模型的叶片含水量修正

叶片光合作用的准确模拟对陆地生态系统模型及全球变化对植被影响研究具有重要意义。水分是影响光合作用的重要因素,目前研究多采用土壤含水量表示,而非直接起作用的叶片含水量,这限制了光合作用的准确模拟。以玉米为研究对象,利用2014年6—10月中国气象科学研究院固城生态与农业气象试验站玉米6个水分梯度持续干旱试验数据,结合光合生化机理模型,定量研究最大羧化速率与叶片含水量的关系。结果表明:两者呈显著二次曲线关系,其拟合方程的决定系数达0.88;参数不同时,最大羧化速率的绝对值不同,但归一化后的叶片含水量修正函数与参数无关,当叶片含水量为80%左右时,其修正函数值为1,当叶片含水量降至70%左右时,其修正函数值为0。研究从叶片含水量影响方面完善了碳四植物光合生化机理模型,可为进一步提高光合作用模拟的准确性和玉米干旱监测预警提供参考。     

盘锦湿地芦苇群落蒸发散模拟研究

根据2005年盘锦芦苇湿地监测站的小气候梯度监测数据和涡动通量观测数据,结合芦苇生理生态特性观测资料,采用波文比-能量平衡法、Penman-Monteith模型对盘锦湿地芦苇群落蒸发散进行模拟,并与涡动相关系统的实测资料进行比较。结果表明:Penman-Monteith模型更适合芦苇群落蒸发散的模拟,可为芦苇湿地蒸发散的计算提供依据。     

玉米农田生态系统CO2通量的动态变化

利用2008年辽宁锦州农田生态系统野外观测站涡动相关系统通量观测资料,分析了玉米农田生态系统生长季(5-10月)及非生长季CO₂通量动态变化。结果表明：玉米农田生态系统的非生长季日动态趋势不明显;生长季日动态明显,呈明显的U型曲线,CO₂通量最大值出现在12:00时,为-1.19 mg·m^-2·s^-1;不同物候期的日动态也呈现U型曲线,各发育期CO₂通量日最大值范围为0.07～-0.23 mg·m^-2·s^-1;玉米农田生长季生态系统净CO₂交换日累积（NEE）为-652.8 g·m^-2,非生长季NEE499.8 g·m^-2,2008年碳收支-153.0 g·m^-2,表现为碳汇。     

陆面过程模型CoLM与BATS1e的模拟精度比较——以东北玉米农田为例

利用2008年锦州玉米农田生态系统野外观测站资料对CoLM与BATS1e模型模拟能力进行定量评价。比较发现： 两模型对净辐射和表层土壤温度的模拟精度都较高且差异不大,CoLM模型对感热、潜热、土壤热通量、次表层土壤温度模拟能力都不同程度高于BATS1e模型,模拟值对实测值解释能力分别偏高3%、22%、1%、10%,NS (Nash-sutcliffe效率系数)分别偏高1.042、0.266、0.023、0.138。从各月情况看,两模型在7月对感热、潜热模拟能力都较高,而在其它月份CoLM模型模拟精度明显高于BATS1e模型,土壤热通量和次表层土壤温度在5~8月前者模拟精度高于后者。由于CoLM模型对潜热更高精度的模拟可证明其对表层土壤湿度模拟精度高于BATS1e模型。     

地球环境与生命过程

生物圈是地球系统中唯一具有生命活动的圈层,生物圈及其与各圈层之间的相互作用对地球环境变化起着巨大的推动作用。因此,有关生命过程与地球环境相互关系的知识对于人类理解地球系统以及利用地圈、水圈和大气圈资源至关重要。地球环境与生命过程研究的内涵就是研究地球环境与生命过程相互作用中的各种化学、物理、生物过程,以及其在地圈、水圈、大气圈、生物圈各子系统之间发生的相互作用,增进对地球系统的理解和认识,区分人类活动与自然过程在全球变化中的作用,评估气候与环境变化对生命过程的影响及其反馈作用,揭示生命过程对于地球环境的适应性及其调控机理,为科学地管理地球,确保地球系统的可持续发展提供依据。其核心目标就是通过理解生命过程与地球环境相互作用的过程,评估人类对自然平衡和自然循环造成的影响,进而实施地球管理,确保地球生命支持系统的可持续发展。基于当前地球系统科学研究前沿,提出了未来关于地球环境与生命过程研究需 要重视的方面,尤其是关于生态系统对全球变化响应的阈值研究应引起高度重视。     

土壤碳氮与土壤酶相关性研究进展

土壤酶在生态系统中起着重要的作用,是土壤有机体的代谢动力,参与包括土壤生物化学过程在内的自然界物质循环。土壤碳氮作为土壤生物化学研究的重要内容,与土壤酶具有密切的关系。综述土壤碳氮与土壤酶的相关性,对研究其全球的变化很有必要。