生态系统响应全球变化的陆地样带研究

为从机理上理解、评估和预测陆地生态系统对全球变化的响应,国际地圈生物圈计划在全球共启动了15条全球变化陆地样带,其中2条在中国,即中国东北样带和中国东部南北样带。从植物碳氮代谢、生物多样性、生态系统功能与碳收支及样带生态系统的变化趋势等方面较系统地总结了围绕中国这2条全球变化陆地样带的最新研究进展,加深了全球变化与陆地生态系统相互作用过程与机制的理解,提出未来中国全球变化陆地样带研究应充分利用我国特殊的生态与环境及区域特色,重点针对陆地生态系统对全球变化的适应性、地球系统相互作用的生物—物理—化学—社会过程与管理、土地利用变化的动力学过程与机制、灾害性天气气候的生态效应及其调控机制和全球变化模拟预警系统开展研究,做出一些在国际上既有显示度又服务于我国社会经济可持续发展的研究成果。     

中国东北样带NDVI的季节变化及其与气候因子的关系

NDVI是研究大尺度生态学问题一个非常有用的指数,它可以为估价全球植被动态模型提供足够的信息.中国东北样带是全球变化研究中首选样带之一,本文分析了分辨率为1km×1km的NDVI年内季节变化的两个特征值:年均NDVI(NDVI-I)和NDVI年内极差(NDVI-MM)在样带内5种不同植被类型间的变化及其与年平均气温和降水量之间的相关关系.结果表明,NDVI具有明显的季节变化格局,NDVI-I和NDVI-MM由东到西均呈下降趋势,NDVI-I与降水量具有显著的线性回归关系,降水量能够解释NDVI-I和NDVI-MM空间变异的绝大部分.这一结果说明NDVI反映了植被沿环境梯度的时空变化格局,可用于监测样带植被对气候变化的响应.     

2000～2008年中国东北样带植被变化

利用经过重建后的2000～2008年生长季MODIS NDVI时间序列逐年生长季均值对中国东北样带植被覆盖变化进行了研究,发现植被NDVI变化过程具有明显的时空分异特征。在时间上,2001年与2002年NDVI均值比2000～2008年9年均值分别偏低1.89％和1.44％,而2003年和2008年分别偏高2.92％和2.87％。在空间上,样带东部半湿润地区植被覆盖在2000～2008年间年际变化很小,NDVI波动在2％以下。样带中部半干旱区NDVI波动一般低于5％。而样带西部干旱的草原和荒漠化草原区植被覆盖波动明显,NDVI波动于2003年和2008年分别出现了8.51％和6.35％高值,裸地甚至于2003年出现了高达15.07％的波动。研究区NDVI变化的时空分异特征,对遥感研究和生产实践有重要意义。一方面,在进行陆地生态系统变化监测时,不能用少数几次的监测结果预测变化趋势,这对“高空间分辨率-低时间分辨率”遥感数据应用有重要意义;  另一方面,NDVI波动的空间差异,要求在变化监测时把重点放在NDVI波动频繁的地区。     

全球变化与中国东北样带(NECT)

全球变化陆地样带是从机理上理解陆地生态系统对全球变化的响应 ,预测全球变化对陆地生态系统的可能影响 ,实现预警、调节和减小全球变化不良影响 ,科学地规划和管理陆地生态系统的有效研究平台。在介绍国际全球变化陆地样带提出的背景与选定标准、中国东北样带的位置与特征的基础上 ,较系统地总结了近年来中国东北样带的研究进展 :建立了用于模型发展和比较的不同时间和空间尺度的中国东北样带数据集 ,从机理上初步探讨了全球变化对于森林、草甸草原和典型草原的可能影响 ,发展了用于古植被气候重建的植物种与表土花粉类型的定量关系模型、多尺度耦合的羊草草原生态系统动态模型和基于林窗原理的森林生态系统动态模型 ,并对全球变化对中国东北样带的影响进行了初步评估 ,进而针对我国作为发展中国家 ,财力有限的特点 ,提出未来中国东北样带研究拟充分利用我国特殊的生态环境与区域特色 ,围绕“生态过程与生态安全及其对全球变化的响应与反馈”这一关键科学问题 ,做出一些在国际上既有显示度 ,又服务于我国社会经济可持续发展的研究成果。     

中国全球变化样带的设置与研究

为研究中国全球变化与陆地生态系统(ＧＣＴＥ)关系及过去全球变化(ＰＡＧＥＳ)需要，我国全球变化样带(ＣＥＮＴ)将分别按经向(Ｅ１１０—１２０°)和纬向(Ｎ４０°)设置。第一样带(ＣＥＮＴＩ)系中国东部森林生态系统样带，是沿着热量梯度，在东亚季风控制下的各个森林地带的生态系列。第二样带(ＣＥＮＴＺ)系中国北温带森林－草原－荒漠生态系统样带，是沿着湿度梯度，由大陆性气候向海洋性气候过渡的生态系列。在样带上进行生物地球化学过程、能量交换、植被结构与动态、气候－植被关系、土地利用格局、模型测试和遥感校验等研究。     

喀斯特区域生态系统多样性刍议

本文详细地阐述了喀斯特区域生态系统多样性的概念及特性,初步探讨了喀斯特区域生态系统多样性（类型）的形成条件,并对描述喀斯特区域生态系统多样性特征的一些指标作了定量表达,概略地提出了加强喀斯特生态系统多样性保护的对策和建议,为在喀斯特地区开展生态系统多样性的研究与保护工作提供了某些依据     

全球变化研究中的中国东北森林—─草原陆地样带(NECT)

陆地生态样带已成为全球变化研究的重要方法和手段。国际地圈－生物圈计划（ＩＧＢＰ）的陆地样带——中国东北森林—草原陆地样带（ＮＥＣＴ）的提出为中国全球变化研究奠定了基础。该样带在东经１１２°～１３０°３０′间沿北纬４３°３０′设置，长约１６００ｋｍ，是一条中纬度温带以降水为驱动因素的梯度，具有良好的植被、土壤、土地利用、气候等环境因素的过渡特征。文章介绍了中国东北森林—草原样带的确定、生态特征及在数据库建设、植被结构和生产力模拟以及遥感研究中取得的初步成果。     

全球变化压力下中国东部样带植被与农业生态系统格局的可能性变化

在中国东部南北样带NSTEC大量实验数据的基础上 ,对热量梯度驱动下自然植被生态系统连续带的生产力变化进行模拟 ,对反映植被组成结构特征的生活型谱的变化 ,以及在全球变化平均温度可能增加的情况下 ,农业生态系统的生产格局的变化进行分析。在这一样带中 ,从南到北地带性植被有北热带季节雨林、南亚热带季风常绿阔叶林、中亚热带常绿阔叶林、北亚热带常绿落叶混交林、暖温带落叶阔叶林、温带针阔叶混交林和寒温带针叶林。模拟在温度增加 1℃的情况下生产力的变化 ;由南部的北热带季节雨林和南亚热带季风常绿阔叶林增加约 1%到温带针阔叶混交林和寒温带针叶林增加约 5 %～ 6 %,显示出生产力增加强度随纬度增大具一定相关关系。植被的物种结构变化比生产力变化缓慢得多。对样带的森林植被的生活型谱进行分析 ,表明其存在着 8种主要的生活谱结构类型。在平均温度增加的情况下 ,不同生活型谱结构的生态系统分布呈现向北扩展位移的趋势。在农业生态系统的格局中 ,在平均温度增加的情况下 ,南亚热带水稻三熟将不会季节太紧而有可能进行大面积三造生产。中亚热带双季稻连作一年三熟受低温影响减少。北亚热带一年二熟季节上有保证。暖温带许多地方能有二造收成。温带和寒温带的生产面积将有较大幅度的增加。总     

中国经济系统多样性和可持续发展

通常的状态下，经济系统随时间而进化，经济多样性也增加（经济多样性用来测量利用能源的经济部门的数量和各部门之间利用能源的均等性），单位能源的产出效率也提高，发展能力，作为系统能量消费和流量多样性的乘积，是测量系统潜在产出的一种工具，以中国的时序数据和各省的截面数据为依据做了实证分析，结果表明，发展能力的变化与经济产出的变化密切相关，1980-1998年间，中国经济多样性指数逐年呈降低趋势，而能源消费量却提高显著，高能源消费具有较大的社会环境外部性，说明1980-1998年间我国的经济发展不可持续，在此基础上简要论述了中国各省的发展情况，并提出了针对问题的解决方法，征收能源消费税。     

中国陆地生态系统碳收支集成研究的e-Science系统构建

全球/区域生态系统碳循环研究具有多台站联网观测、多源异构数据、多模型综合分析、跨领域科学家协同工作等特点。以中国陆地生态系统通量观测研究网络（ChinaFLUX）为基础平台,论述建立碳循环科研信息化环境（e-Carbon Science）的迫切性,系统阐述e-Carbon Science的目标、组成、关键技术及研究进展,构建了由＂四环境（碳循环数据集成与服务环境、模型模拟环境、可视化分析环境、科研协同工作环境）、三系统（站点、区域、全国尺度陆地生态系统碳收支评估应用系统）＂组成的ChinaFLUX e-Carbon Science,形成ChinaFLUX通量数据采集—传输—存储—管理—处理—可视化—共享服务的一体化系统,实现不同尺度的碳收支快速评估与模拟,支撑并促进我国陆地生态系统碳循环研究和生态信息学发展,对我国野外台站网络信息化起到引领和示范作用。     

全球变化陆地样带研究及其进展

对IGBP中的研究热点——全球变化陆地样带研究——作了较为详细的综述。分析了IGBP样带兴起的原因,在全球的分布以及各条样带的主要研究任务,特别对于美国俄勒冈样带(OTIER)和中国东北温带样带(NECT)作了详细的论述。美国OTTER项目的完成,表明即使是ROREST-BGC这样需要众多环境变量的机理性模型,其所需的大部分变量可以用遥感手段获得,从而为机理性模型斑块推向区域、保证其模拟精度,并使其具有良好的操作性提供了途径,对于以后的样带研究有良好的启发性。中国NECT已经进入实质性研究阶段,对于生态脆弱地区的判定,空间仿真模型的建立以及从NDVI推导参数都取得了较大进展。     

基于地形梯度的陕西省生态系统服务价值评估

为评估陕西省生态系统服务价值在地形梯度上的分布及变化趋势,利用2000、2010年土地利用DEM数据,定量探讨了陕西省生态系统服务价值的时序变化和空间分布特征,并对陕西省整体生态经济协调度进行分析.结果表明：2000-2010年,陕西省生态系统服务价值增加了10.92亿元,其中林地和草地生态系统服务价值分别增加21.40亿元和23.16亿元,耕地生态系统服务价值减少34.16亿元;在地形梯度上,生态系统服务价值呈中间高、南北低的分布特征,且主要集中于坡度为0°~14.6°,高程为1 067~1 380 m的地形梯度单元内.单项生态系统服务价值中,废料处理和食物生产生态系统服务价值因耕地减少而损失严重,共减少6.08亿元.生态经济协调度评估结果表明：区域生态经济的发展整体趋于不协调,建议在经济发展的同时加强对生态环境的保护力度.     

全球变化陆地样带研究及其进展

对ＩＧＢＰ中的研究热点——全球变化陆地样带研究——作了较为详细的综述。分析了ＩＧＢＰ样带兴起的原因，在全球的分布以及各条样带的主要研究任务，特别对于美国俄勒冈样带（ＯＴＩＥＲ）和中国东北温带样带（ＮＥＣＴ）作了详细的论述。美国ＯＴＴＥＲ项目的完成，表明即使是ＲＯＲＥＳＴ－ＢＧＣ这样需要众多环境变量的机理性模型，其所需的大部分变量可以用遥感手段获得，从而为机理性模型斑块推向区域、保证其模拟精度，并使其具有良好的操作性提供了途径，对于以后的样带研究有良好的启发性。中国ＮＥＣＴ已经进入实质性研究阶段，对于生态脆弱地区的判定，空间仿真模型的建立以及从ＮＤＶＩ推导参数都取得了较大进展     

海洋沉积物中的动物多样性及其生态系统功能

海洋沉积物中的动物群是海洋生态系统中的重要组成部分,其多样性对地球生命支持系统至关重要。从海洋沉积物生境、沉积物中的动物类群、个体大小、食性、生态系统功能等方面探讨了海洋沉积物中的动物多样性现状,讨论了沉积物动物多样性在生态系统过程中的重要作用。海洋沉积物环境多种多样,为沉积物动物多样性提供了基础。在海洋沉积物中,动物的类群繁多、物种多样性极高,不仅形态差别很大,食性丰富多样,而且分化出多种多样的功能群。海洋沉积物动物群参与全球物质的循环和污染物的代谢、转化、迁移,在生态系统能流过程及沉积物移动和稳定性方面也起着重要的作用。最后,提出了研究和保护海洋沉积物动物多样性的若干建议。     

基于生态系统服务的生态保护修复研究——以秦巴生物多样性生态功能区为例

我国高度重视生态保护工作,随着全国生态修复工程的实施,对生态修复实施理论与实践的影响和思考鲜有研究。秦巴生物多样性生态功能区是《全国主体功能区规划》25个国家重点生态功能区之一,同时也是《全国生态功能区划（修编版）》63个重要生态功能区中的秦岭——大巴山生物多样性保护与水源涵养重要区,具有重要的生物多样性维护和水源涵养功能。本文以秦巴生物多样性生态功能区陕西省镇安县为例,结合实际情况选择与归并地类,探讨生态系统服务价值评价在区域生态保护修复中的应用研究。研究结果表明：（1）镇安县各土地类型二级生态功能生态服务价值逐渐降低。食物生产、原料生产、水资源供给、气体调节、土壤保持、维持养分循环等6项生态服务价值都出现不同程度的下降,2011-2020年间生态环境服务价值变化率绝对值最大的是土壤保持功能,为60.05%;(2)镇安县生态环境保护修复需要重点关注土壤保持功能、水文调节生态系统功能以及水资源供给功能;（3）本文提出以农业空间综合整治、城镇空间综合整治以及生态空间生态修复为方向与目标的生态保护修复工程方案;（4）根据镇安县生态红线划定成果,本文确定了确定生态保护红线范围、自然保护区、水...     

中国生态系统研究网络的发展目标、方向和远期工作重点

在分析国际上生态学的发展趋势和国家战略需求的基础上，提出了中国生态系统研究网络（CERN）的战略定位，科学目标，研究方向与近期工作重点。     

中国生态系统研究网络的发展目标、方向和近期工作重点

在分析国际上生态学的发展趋势和国家战略需求的基础上 ,提出了中国生态系统研究网络(CERN)的战略定位、科学目标、研究方向与近期工作重点     

自然资源和生态系统管理的生态系统方法：概念、原则与应用

“生态系统方法（ Ecosystem Approach ，EA）”不是一种具体的生态系统管理方法，而是一种综合各种方法来解决复杂的社会、经济和生态问题的生态系统管理策略。它提供了一个将多学科的理论与方法应用到具体管理实践的科学和政策框架。回顾了生态系统方法的产生及其概念的发展和演变，揭示了生态系统方法与生态系统管理之间的联系，介绍了生态系统方法在自然资源管理和流域综合管理方面的应用，可为我国的自然资源管理和生态系统管理提供参考。     

中国生态系统研究网络的发展目标、方向和近期工作重点

在分析国际上生态学的发展趋势和国家战略需求的基础上，提出了中国生态系统研究网络（CERN）的战略定位、科学目标、研究方向与近期工作重点。