中国地理学中的甘南研究

区域研究是地理学的核心领域,开展区域研究需要选择既具全球意义又具区域特色,且符合国家重大战略需求的关键区域。作为“第三极”的重要组成部分,地处青藏高原东北缘的甘南高原不仅是典型的地理过渡区与生态脆弱区,也是重要的生态功能区与深度贫困区,因而成为中国地理学开展区域研究的最佳实验区之一。在阐述甘南高原地理学研究价值的基础上,从陆地地表过程与机理、土地利用/覆被变化、农户对气候变化的感知及适应、生态系统服务与生态补偿机制、农户生计及其对生态环境的影响、社会资本与区域发展、城镇化与乡村聚落、旅游发展等领域出发,系统梳理了中国地理学中的甘南研究现状,提出新时期应以更综合的多维视角开展甘南研究,重点关注甘南高原地表格局-过程集成研究、人地耦合系统演化与区域可持续发展、生态系统服务与生态补偿、可持续生计、新型城镇化、乡村发展等关键问题。     

青藏高原国家生态安全屏障保护与建设

青藏高原对我国乃至亚洲生态安全具有重要的屏障作用。在全球变化和人类活动的综合影响下,青藏高原呈现出生态系统稳定性降低、资源环境压力增大等问题,突出表现为:冰川退缩显著、土地退化形势严峻、水土流失加剧、生物多样性威胁加大与珍稀生物资源减少、自然灾害增多等。这些问题严重影响了青藏高原区域生态安全屏障功能的发挥。针对当前高原生态安全状况,在总结相关研究成果和生态建设实践经验的基础上,提出了加强青藏高原国家生态安全屏障保护与建设的对策建议：加强气候变化对青藏高原生态屏障作用影响及区域生态安全调控作用的基础研究;系统开展高原生态安全屏障保护和建设关键技术研究与示范推广;部署建设生态屏障功能动态监测体系,加强生态安全屏障保护与建设成效评估,构建评估体系和标准,并凝练经验,以系统提升国家生态安全屏障的总体功能,在应对全球变化中占据主动地位。     

青藏高原草地生态系统碳收支研究进展

陆地生态系统碳收支仍然是当前全球气候变化研究的重要内容,青藏高原作为全球气候变化的敏感区,使青藏高原草地生态系统在区域碳收支平衡中占有主导地位,但研究方法等不同使得碳收支估算结果存在很大的不确定性。气候变暖在一定程度上提高了高寒草地生态系统的植被初级生产力和生物量,由此补偿了气候变暖导致的土壤有机碳分解释量,使青藏高原草地植被仍然发挥着碳汇的功能。而人类放牧活动对草地生态系统的影响较为复杂。因此,如何区分气候变化和人类活动对生态系统的影响机制,定量评价未来气候变化和人类活动影响下,青藏高原生态系统碳源/汇格局的可能变化,是一个非常重要的研究方向,也是一个极大的挑战。     

湿地景观变化过程与累积环境效应研究进展

湿地在流域中处于水陆交错的特殊过渡区域,是地表重要的景观覆盖类型和生态系统。湿地具有独特的水文、土壤和植被特征,在维护区域/流域生态平衡和环境稳定方面发挥巨大作用。湿地景观变化过程主要表现为景观格局和过程在时间和空间尺度上的相互作用过程。该过程对系统的能量流动、物质循环以及物种迁移产生作用,对地理环境也产生巨大环境效应。湿地景观变化与土地利用/覆盖变化紧密相关,与人类活动影响息息相联。至今,人类已把天然的湿地景观格局改变为受人类支配的土地利用格局。自然湿地景观格局的变化过程对湿地生态系统以及其他系统的生物多样性、初级生产力产生显著影响,对局地、区域及全球气候环境、水文环境、生物多样性等方面产生显著而深刻的影响。湿地景观变化是全球变化研究的重要内容,尤其对认识全球气候变化、土地利用/覆盖变化和生物多样性变化的区域响应具有重大意义。     

中国气候变化的植物信号和生态证据

全球平均气温上升、降水格局变化、极端天气事件发生的频率和强度增大等气候变化现象已经对陆地生态系统产生了影响,物种、群落和生态系统响应于气候变化而发生的改变,可以作为气候变化的间接生物学和生态学证据,对未来气候变化的影响评价有重要的价值,尤其是对减缓和适应全球气候变化的"地球系统科学"研究以及可持续生态系统管理与发展对策的制订,具有重要的意义。在国际气候变化的生物学证据研究的大背景下,总结了中国陆地生态系统响应过去气候变化的植物学信号和生态学证据:(1)物种水平:气候变暖导致中国33°N以北大部分地区植物春季物候期包括萌芽、展叶、开花期等显著提前,植被生长季延长;(2)群落水平:群落物种组成和分布发生改变,主要表现在长白山等高山群落交错带物种组成和林线位置的变化以及青藏高原高寒草甸的退化;(3)生态系统水平:全国总体植被盖度增加,植被活动加强,生产力增加;北方和西部地区农业植被的耕作制度、种植结构、耕种面积和产量发生变化,东北地区水稻种植面积和产量增加,但全国大部分地区农作物产量和温度呈负相关,这将威胁到未来的粮食安全。     

新时代自然地理学发展的思考

自然地理学是地理学的基础学科,也是地理学综合研究的基石。本文在梳理自然地理学主要研究进展的基础上,思考了新时代自然地理学的发展方向。在全球环境变化驱动下,自然地理学及其分支学科在传承中得到新的发展。自然地理学近年来的研究进展主要表现为自然地理过程综合与深化、陆地表层系统集成、陆海相互作用和区域生态环境管理应用等方面。自然地理学及其分支学科的发展需要面向全球环境变化和人类需求,探索应用新技术新方法,开展多要素多过程集成研究,发展并完善地理模型,模拟和预测环境变化与可持续发展,服务于国家重大需求和政府决策。在发展过程中,亟待关注以下前沿领域与方向：①地貌学需要重点加强地貌学与全球环境变化及人类活动关系研究;②生物地理学有待深化属性地理学、全球变化生物地理学等前沿领域的探索,连接变化背景下的生物地理空间分布与人类需求;③水文学需要开展多要素、多过程、多尺度的综合集成研究,发展生态水文学、社会水文学、水文形态学等新兴学科领域;④自然地理学有待全方位介入气候变化研究,在气候变化国际重大研究计划、气候变化框架公约等方面发挥更加积极的支撑功能;⑤综合自然地理需要面向国家重大需求,聚焦人地系统耦合研究,在资源环境承载力评估、生态安全格局与生态文明建设等领域作出积极贡献;⑥自然地理学需深化耦合自然与人文要素及过程研究,建立发展复杂系统模拟模型,分析和模拟变化环境下的自然、人文要素耦合机制和陆地表层系统动态变化规律。     

青海玉树藏族自治州景观结构时空变化的分析

本文利用1987、1997和2007年遥感数据,结合野外调查,以玉树藏族自治州为例,研究20年来景观空间格局的时空变化特征。结果表明,研究区草地景观面积减少,农田和荒地增加;草地斑块的分布越来越分散,斑块面积减小。草地和森林植被是玉树藏族自治州主要的植物资源景观,草地的连通性比较高;人为干扰和气候的变化是研究区景观时空变化的主要原因。研究结果为该区域生态保护对策的制定和环境的可持续发展管理提供了理论依据和技术的指导。     

岩溶地区人类活动的水文效应研究现状及展望

在全球气候变化背景下,加之岩溶生态系统的脆弱性及敏感性,地表水与地下水交换迅速,岩溶水动力系统对人类活动及其造成的生态环境变化反馈敏感。岩溶地区人类活动导致的植被退化、石漠化等环境问题已对岩溶地区的水文水循环过程造成了严重影响,水资源问题已成为岩溶地区发展的重要限制因素。本文在对岩溶生态系统及水文环境特性分析的基础上,从土地利用变化的水文效应,人类活动对降水—径流的影响、岩溶水资源的开发利用、岩溶地下水污染及水文模型在岩溶地区的应用等方面,概述了岩溶地区人类活动水文效应的相关研究现状与不足,总结了未来岩溶地区人类活动水文效应的5个研究趋势,并探讨了研究中的重点及难点问题。     

对全球变化背景下长三角地区城镇化发展科学问题的思考

城镇化是中国现代化必由之路和实现经济可持续发展的长期国策。在全球变化背景下,如何科学评估并预测气候变化对城镇化发展的影响,阐释快速城镇化进程中应对气候变化的响应机制和适应模式,进而提出适应全球变化的城镇化可持续发展策略,是中国城镇化发展亟待解决的科学问题。长三角位于中国地势第三级阶梯的海岸带,海陆交互作用显著,是全球变化和人类活动剧烈相互作用的典型区域。长三角地区的城市化气候效应最强,水旱灾害、地面沉降、海面上升、极端气候事件对长三角城镇化发展的影响目前尚未作深入研究,气候变化和人类活动相互作用制约长三角的发展,长三角地区的城镇格局将如何应对气候变化和环境污染的影响?对该问题的回答是中国城镇化发展必须解决的难题,将直接决定中国城镇化可持续发展事业的成败。因此,开展长三角城镇化发展对全球变化的响应和适应对策研究,可为国家制定快速城镇化策略应对气候变化提供理论方法和科学决策依据。     

中国生态学研究的回顾与展望(英文)

生态学作为一门研究生物有机体与其生活环境之间相互关系的学科,自Haeckel提出以来已有一个半世纪的时间。当代的生态学,在积极参与解决全球发展面临的迫切问题中逐渐摆脱了其初期发展阶段的某些纯自然主义倾向的局限性,扩展了研究的范围和领域,在研究方法和手段也实现了现代化,成为自然科学和社会科学之间的桥梁。尽管中国在悠久的发展历史中积累了丰富的具有深刻生态学思想的宝贵经验,但直到20世纪50年代新中国成立以后生态学才作为一门学科在我国得到发展。其发展历程可以归纳为以下4个阶段:原始萌芽阶段、基础生态学研究阶段、生态系统研究阶段以及当代生态学研究阶段。本文在简要回顾中国生态学发展的基础上,选择了几个研究领域进行了重点介绍,包括:生物多样性保育、全球变化生态学、退化生态系统的恢复与沙漠化控制、青藏高原生态系统研究、可持续发展研究以及生态系统服务评估与生态补偿等。最后,基于中国生态学研究的现状和需求,提出了今后生态学发展的6个优先领域。     

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。     

生态系统服务变化的驱动机制研究进展

近年来,全球及区域生态系统服务均呈现出快速变化趋势,分析研究生态系统服务变化的驱动机制有助于精准模拟未来生态系统服务情景,进而服务于生态系统管理决策的科学制定。虽然已有部分研究探讨了土地利用或气候变化对生态系统服务的影响,但生态系统服务变化的驱动机理与应对策略亟待全面揭示。为此,该文回顾总结了国内外关于生态系统服务变化驱动机制的研究成果,并分析归纳了生态系统服务变化的主要驱动因子与未来模拟技术,结果发现:(1)土地利用与气候变化是造成生态系统服务变化的主要因素,且相互作用共同驱动生态系统服务的变化;(2)生态系统服务变化的单影响因子识别取得较大进展,但多种影响因子的交互作用及其在生态服务变化中贡献亟需清晰分解;(3)基于遥感与气候模型的多情景模拟是预测未来生态系统服务变化的主要手段,但需要科学模拟多因素交互作用下的综合影响及其应对途径;(4)未来研究应加强人类活动对生态系统服务影响的分解与模拟,研发区域生态系统服务对重大生态工程的时空响应与探测技术,以科学指导区域生态保护建设与规划布局。     

中国区域陆地生态系统碳收支综合研究的科技需求与重要科学问题

陆地生态系统碳收支及其循环过程机制研究一直是全球气候变化的成因分析、变化趋势预测、减缓和适应对策分析等领域的热点,受到科技界和国际社会的广泛关注。本文在简要回顾中国陆地生态系统碳收支及其循环过程研究领域的发展历史,总结各个发展阶段主要特征的基础上,讨论了开展中国区域陆地生态系统碳收支综合研究的科技需求和社会需求,评述了中国在相关领域研究中存在的主要问题,探讨了当前的科学研究前沿领域及其关键科学问题。本文指出,现阶段中国开展区域尺度陆地生态系统碳收支及其循环过程机制综合研究工作不仅是提升中国生态系统生态学、地球系统科学与全球变化科学的创新能力的科技发展需求,更是中国参与应对全球气候变化国际合作、改进生态系统管理、保障生态安全的社会经济发展需求。同时还指出,中国现阶段在该领域的研究工作还缺乏各类生态系统碳收支的实际调查数据,缺乏国家尺度碳收支科学数据的整合,缺乏可用于碳收支计量与综合评估的模型工具,也没有形成国家层次的碳源汇计量、评估、认证及决策分析信息系统平台。本文通过国内外科技发展的分析认为,中国在该领域的研究工作,应在大力发展陆地生态系统碳收支和碳汇功能的定量监测、评价和认证的方法与技术基础上,重点关注并前瞻性地开展陆地生态系统碳-氮-水循环过程耦合关系及其对全球气候变化的响应与适应、碳-氮-磷生态化学计量学特征及其环境影响、碳-氮-水耦合循环过程的生物调控机制等前沿领域,以提高中国生态系统与全球变化科学研究水平,为国家的生态系统与温室气体管理提供基础理论、科学知识和先进技术的储备。     

2009-2015年国际青藏高原研究文献计量分析——基于SCIE和ESI数据

青藏高原及其周边地区以独特的自然地理环境和复杂的地质构造,及其对全球环境和气候变化不可忽视的影响,长期以来一直受到国际科学家的关注。本文以SCIE和ESI数据库为数据源,检索2009-2015年间上述数据库报道的青藏高原及其周边地区研究文献及其引用情况,通过文献计量方法,采用多种分析工具,从多个角度对青藏高原及其周边地区研究现状与进展情况进行分析,在此基础上总结近年来国际青藏高原领域的研究态势,主要结论为：整体上近年来国际青藏高原领域研究规模和学术影响力呈现良好发展态势;研究实力上,中国、印度、美国仍稳居国家论文产出前三位,但青藏高原周边国家如巴基斯坦、尼泊尔发展较快,在机构层面上中国机构的整体优势逐渐扩大。中国的青藏高原研究呈现出量、质齐升的发展态势;青藏高原的发文期刊仍以地学、环境类期刊为主,高被引论文主要发表在高质量的综合类期刊上。青藏高原的研究学科持续完备,研究内容地域特色明显,研究主题包括青藏高原的隆升机制、高原各个圈层对全球气候变化的影响、高寒生态系统的生物多样性及对全球变暖的响应等。今后,中国青藏高原研究应着力聚焦前沿科学问题,促进多学科交叉融合,提升协同化集成化自主科研创新能力,产出具有国际影响力的重大科学成果,为“一带一路”战略实施和区域生态环境管理提供科技支撑。     

湿地景观格局变化研究进展

湿地是自然界最富生物多样性的生态景观,具有重要的生态功能。湿地景观格局是各种生态过程综合作用的结果,具有高度的景观异质性,对景观的功能和过程有着显著的影响。湿地生态系统是世界上受威胁最为严重的生态系统之一,在自然因素和人类活动的影响下发生了大面积的转化或丧失。本文从湿地景观格局研究方法、面积变化、景观类型转化、驱动力以及动态模型、湿地景观格局指数以及湿地景观格局与气候变化之间的关系等方面综述了湿地景观格局变化的研究进展,指出湿地景观格局变化及其生态效应和高原湿地景观格局变化与气候变化之间的关系是未来研究的重点领域。     

熵视角下的中国海洋生态系统可持续发展能力分析

通过对海洋生态系统特征的分析,构建了海洋生态系统可持续发展能力评价指标体系;运用信息熵构建了海洋生态系统可持续发展能力评价模型,分析各个指标对海洋生态系统可持续发展能力的影响,从而提出提高海洋生态系统可持续发展能力的相关性的措施。研究结果显示：2004~2011年,人类对海洋自然生态系统的需求日益加大;在国家和政府的重视下,海洋污染问题得到了改善,海洋生态系统内部朝着有序健康方向发展,自然生态系统的支撑能力不断提高,中国海洋生态系统可持续发展能力总体呈上升趋势。     

生态系统服务供需关系及空间流动研究进展（英文）

基于生态系统服务供需关系的空间流动研究是连接生态系统服务供给与人类福祉的关键环节。理解生态系统服务产生、流动、使用的全部过程,准确评估生态系统服务供需平衡状况,建立供给与需求之间双向反馈关系,对于科学管理生态系统和保障区域资源可持续发展具有重要意义。综合大量相关文献,本文从生态系统服务供需关系角度出发,归纳了生态系统服务供给、需求的概念和评估方法,阐述了全球变化背景下,土地利用和气候变化两个主要驱动力对生态系统服务时空变化的影响。系统梳理了生态系统服务空间流动方面的研究进展,发现目前研究在文化服务的量化、生态系统服务流动动态研究以及生态系统服务的驱动机制研究方面存在不足,提出明确生态系统服务驱动机制和转移过程、实现生态系统服务不同时空尺度之间的相互转换,是未来将生态系统服务研究更好地用于实践的重要方法。     

生态系统科学研究与生态系统管理

中国科学院地理科学与资源研究所生态系统学科以生态系统生态学研究为核心,通过研制生态系统观测和模拟分析的技术和方法,探索解决区域性/大尺度生态学问题的理论和方法,监测生态系统变化,认知生态系统变化规律,推动生态系统生态学、生物地理生态学、全球变化生态学和生态信息科学技术的发展,创新生态系统管理模式,服务于国家和地方的生态建设、应对全球变化及区域可持续发展。面向国家重大需求,在中国华北平原农业区、南方红壤丘陵林业区、青藏高原农牧区以及黄土高原区等典型区域开展生态系统管理技术与模式的集成与创新研究,着力解决国家生态文明建设和应对全球气候变化中的重大生态学问题,推动区域生态系统管理领域的科技进步。围绕生态系统生态学学科前沿,着重在① 生态系统联网观测、模拟与信息管理,② 生态系统结构、过程与功能,③ 生态系统空间格局与机制,④ 生态系统对全球变化的响应与适应,⑤ 生态系统管理与生态系统服务等五大主要研究方向,系统开展生态系统生态学前沿理论和实践的创新研究,研究成果处于国内和国际生态学研究的科学前沿。     

全球环境变化与人类健康

全球环境变化与人类健康研究是目前地球系统科学研究关注的热点问题之一,引起了越来越多机构和科学家的重视,并且已取得了一定的研究成果。本文介绍了全球环境变化研究的内容和意义及目前全球环境变化的研究体系;总结了在全球气候变化、臭氧层损耗、生物多样性的丧失、土地荒漠化和干旱、环境污染、全球化以及城市化等多方面给人类健康带来的影响;概括了目前关于全球环境变化与人类健康研究的热点领域以及我国开展全球环境变化与健康研究的主要问题。     

结构—功能—生境框架下的西南喀斯特生态系统脆弱性研究进展

特殊的地质背景与生态环境叠加强烈的人类活动,导致中国西南喀斯特地区生态系统呈现显著的脆弱性特征。从生态系统敏感性和适应性角度出发,喀斯特生态系统结构、功能和生境对外界扰动响应的脆弱性特征研究已取得一定进展,尤其是借助物种多样性、生态系统生产力、土壤水分/养分等指标揭示了喀斯特生态系统对土地利用/覆被变化、石漠化等过程的敏感性等方面,但综合野外试验、数值模拟、数理统计等手段的生态系统敏感性定量化研究仍较薄弱。在生态系统适应性方面,虽然具有喜钙、耐旱以及石生等特性的植物种群通过形态结构和生理功能的自我调节能够呈现出对岩溶环境的适应性,但喀斯特生态系统对人类干扰和气候变化等环境胁迫响应的适应机制仍缺乏长期的生物及理化过程研究。今后,应针对生态系统结构、功能、生境间的正反馈机制,增强系统组分的耦合分析,加强喀斯特生态系统脆弱性驱动机制研究与定量评估,突出系统脆弱性在石漠化遏制和生态恢复重建中的关键地位。