国内外高山林线研究综述

高山林线作为山地郁闭林和高山草甸的分界在山地生态系统中占有重要地位。以往对山地生态的研究远少于对其它类型陆地生态系统的研究,高山林线方面的研究就更为缺乏。讨论了高山林线的概念和内容,对国内外高山林线研究及特点作了简单回顾,指出高山林线的研究意义及在我国开展此项研究的初步方案。     

《亚洲中部干旱区蒸散发研究》出版

由中国科学院新疆生态与地理研究所陈曦研究员等编著的《亚洲中部干旱区蒸散发研究》一书由气象出版社于2012年2月出版。本书基于细致、深入的蒸散发理论研究,同化站点观测数据与多源遥感系列数据,从叶片、冠层、群落、流域和区域五个尺度提供了干旱区无资料和缺资料地区蒸散发计算参数方法,解决区域下垫面非均质性的蒸散发计算问题,通过地面涡度相关仪器观测资料分析,提出了瞬时蒸散发的日尺度扩展方法。全书共分为7个章节:亚洲中部干旱区的地理位置和     

亚洲中部干旱区丝绸之路沿线环境演化与东西方文化交流

基于环境记录、考古发现,以及同位素资料,对亚洲中部干旱区丝绸之路沿线的全新世以来的环境变化和东西方文化交流进行了梳理。结果表明,研究区独特的地理环境和环境变化过程,深刻地影响着文化的发展和传播。河西走廊受季风影响,表现出季风—西风过渡带干湿变化的模式,晚全新世气候趋向干旱;从新疆到中亚的丝绸之路沿线的环境变化比较一致：在早全新世（BC 6000以前）主要为干旱环境,植被以荒漠类型占优势;中晚全新世,湿润程度增加,草原植被扩展。新疆和中亚全新世中晚期较为湿润的环境为东西文化交流提供了较适宜的环境基础。得益于环境条件的改善,东西方文化交流融合的进程在BC 2000以后明显加速。在BC 2500-2000期间,东西方农业文化在丝绸之路沿线接触融合,是史前丝绸之路的首次贯通;在BC 2000-1000期间,丝绸之路沿线绿洲地带形成了以小麦—/大麦—粟黍—畜牧为特征的混合型经济特征,并扩散到欧亚草原带,和周围的畜牧业形成鲜明的对照,并持续到历史时期。这种空间分异,是地理环境和东西方文化交流共同作用的结果。在史前时期,东西方农业的相向传播和融合,基本沿着山前地带的绿洲蛙跳式前进。到了历史时期,政治版图的变化是影响丝绸之路的首要因素,但环境变化仍然是不可忽略的因素。     

大兴安岭北部大白山高山林线动态与气候变化的关系

高山林线植被对气候变化十分敏感,已成为全球变化研究的热点.研究了大兴安岭北部大白山高山林线的树木生长和群落更新动态及其与气候变化、火干扰等因素的关系.结果表明,林线树木的生长对气候变化十分敏感,但其敏感性随着海拔的降低而减弱;在高海拔,林线树木的径向生长与上年生长季后期(8月)降水负相关,而与上年初秋(9月)温度正相关,这限制作用随着海拔的降低而逐渐消失;与此相反,低海拔树木生长与当年冬末春初(3月)的温度负相关,但随着海拔上升这种限制作用消失.分析结果还表明,本地区的群落更新主要受火干扰驱动,而与气候变化没有显著关系.不同树种在火灾后更新的时间存在差异,这种差异又因海拔的不同而异,反映出不同树种的更新策略及对环境变化适应能力的差异.大兴安岭北部的高山林线在树木生长对气候变化的敏感性、与气候因子的关系及群落更新动态等方面均与干旱区林线有明显的差异,这些差异与气候条件、树种、更新驱动力等方面的不同有密切的关系.     

“亚洲中部干旱区环境、气候变化与可持续发展国际学术研讨会”在乌鲁木齐举行

2008年6月25日下午,由联合国环境开发署驻华代表处、中国科学院资源与环境科学技术局、中国商务部国际经济技术交流中心、联合国教科文组织HELD计划、新疆维吾尔自治区科学技术厅联合主办,由中国科学院新疆生态与地理研究所承办的“亚洲中部干旱区环境、气候变化与可持续发展国际学术研讨会”在新疆乌鲁木齐市举行,来自中国、俄罗斯、蒙古、哈萨克斯坦、     

陕北榆林市耕地变化的驱动机制及其情景分析

选取地处北方农牧交错带的陕北榆林市作为典型研究区,利用历年土地利用详查及其变更数据,并结合野外调研资料,对该区近10年来县域耕地资源变化态势,以及土地退化、退耕还林还草、农业结构调整等因素对耕地变化的影响机理进行了系统研究。主要结论是:(1)榆林市耕地面积总量呈减少趋势,且在不同时段和空间上呈现出显著差异性;(2)土地退化、退耕还林还草、农业结构调整与建设占用是榆林市耕地减少的4个主要原因,其贡献率达98%;(3)草地和未利用地开垦是榆林市耕地面积增加的主要原因,分别占耕地增加总量的48%和39%;(4)未来10年榆林市耕地面积仍以减少为主,但耕地质量会有不同程度的提高。     

基于动力反演方法的亚洲季风机制探讨

为探求董哥洞石笋δ18O值所指示的亚洲季风的驱动机制,用非线性动力反演的方法建立亚洲季风的动力方程。研究发现:董哥洞石笋δ18O值所指示的季风为印度季风,印度季风系统是由南极温度和其他驱动因子共同驱动的复杂非线性动力系统;太阳活动、北极温度和青藏高原温度对印度季风起稳定作用,太阳活动越强烈,稳定作用越弱;北极温度和青藏高原温度越高,稳定作用越弱;印度季风背景值对下一刻印度季风起稳定作用,且强度越大,稳定作用也就越强。     

亚洲内陆干旱区NDVI与树木生长的气候响应及其影响因素

基于亚洲内陆干旱区的树木年轮宽度指数（RWI）、归一化差异植被指数（NDVI）和气候数据,采用空间统计方法和相关分析法分析了NDVI和RWI变化的一致性,探讨了NDVI和RWI对气候的响应,揭示了影响NDVI和RWI气候响应的相关因素。结果表明：1982—2000年亚洲内陆干旱区的树木生长和NDVI均呈增加趋势,生长季NDVI与RWI大多具有同步性变化特征,大多数地区5、6月NDVI受同期气温的影响,而4、5月NDVI主要受同期降水的影响;RWI主要受6—7月气温和4、6月和7月降水或帕默尔干旱指数（PDSI）的影响;大部分地区的NDVI和RWI对气温的响应具有一致性,但它们对降水或PDSI的响应存在很大差异;海拔和水热条件对不同地区的NDVI和RWI的气候响应有较大的影响。本研究对于认识亚洲内陆干旱区植被与树木生长的气候响应及其影响因素具有一定的科学意义。     

干旱区典型绿洲耕地扩张及其人文驱动研究——以新疆且末绿洲为例

近年来,在全国耕地面积持续减少的背景下,西北干旱区耕地呈扩张趋势,现有研究关注其自然因素驱动力,对人文因素驱动力,特别是灌溉设施和方式、政策、经济利益和市场导向等因素关注较少。选取干旱区典型绿洲——且末绿洲,采用最大似然法和人机交互式分类相结合的方法从1972,1990,2001,2011年影像中提取耕地信息,结合统计学方法分析且末绿洲耕地变化的时空趋势、耕地复种指数的动态变化;在充分考虑人口因素的前提下,增加灌溉设施和方式、政策、经济利益和市场导向等因素,探讨了绿洲耕地扩张的人文驱动力。研究结果表明:1970年以来,且末绿洲耕地面积时增时减,总体呈增长趋势;耕地复种指数波动上升;人口增长、灌溉设施和方式、政策、经济利益和市场等因素在不同阶段以不同方式影响着该绿洲耕地面积的扩张。政策、经济利益和市场因素是近10年绿洲耕地迅速扩张的主要驱动因素。     

江苏省土地利用变化及其驱动机理研究

基于土地利用系统综合研究,采用解析方法将土地利用系统分解为自然子系统、经济子系统和社会子系统,对江苏省土地利用变化过程与格局进行分析。研究表明,耕地资源总量呈递减趋势,但粮食生产能力呈递增趋势,并表现出明显的地区分异规律;虽然经济总量也呈递增趋势,但信息熵指数表明区域分异明显;最后提出区域土地利用变化的“多层推—拉驱动”模型。     

Climate and environmental change in arid Central Asia: Impacts,vulnerability, and adaptations

Vulnerability to climate change and other hazards constitutes a critical set of interactions between society and environment. As transitional economies emerging from the collapse of the Soviet Union, the republics of Central Asia are particularly vulnerable due to (1) physical geography (which dominated by temperate deserts and semi-deserts), (2) relative underdevelopment resulting from an economic focus on monoculture agricultural exports before 1991, and (3) traumatic social, economic, institutional upheavals following independence. Aridity is expected to increase across the entire Central Asian region, but especially in the western parts of Turkmenistan, Uzbekistan, and Kazakhstan. Temperature increases are projected to be particularly high in summer and fall, accompanied by decreases in precipitation. We examine the concepts of vulnerability, adaptation, and mitigation in the context of climate change in Central Asia. We explore three major aspects of human vulnerability—food security, water stress, and human health—and propose a set of indicators suitable for their assessment. Non-climatic stresses are likely to increase regional vulnerability to climate change and reduce adaptive capacity due to resource deployment to competing needs.     

中国居民食物消费碳排放时空演变趋势及其驱动机制分析

食物生产是影响温室效应气体排放的重要方面,由于食物类型不同其碳排强度存在较大的差异,因此当前中国居民食物消费快速演替必然会对生态碳环境产生重要影响。论文利用洛伦兹曲线和基尼系数,研究1997—2016年中国城乡居民食物消费在生产过程中碳排放时空演变及其主要驱动因子。主要结论如下：① 在数量上,中国居民食物消费碳排放总量和人均量整体都呈现逐渐的增长刚性,但仍属于低碳消费模式;② 在结构上,各类型食物碳排放演变呈现显著的分异态势,整体上动物性食物碳排放增长速度快于植物性食物碳排放减少速度;③ 在城乡差异上,城镇和乡村居民食物消费碳排放在数量、结构和趋势上表现出显著的城乡二元属性,但近年城乡差异表现出减缓趋势;④ 在空间上,各地食物消费碳排放呈现较显著的民族性、地域性、集聚性和中心“塌陷”的特征,碳排放密度高值主要分布在直辖市和沿海经济相对发达地区;⑤ 在驱动力上,结构演替是全国居民食物消费碳排放总量整体变化的主要驱动因素,而人口数量是各地地域空间差异分布的主要驱动因子。     

喀斯特山区土地利用变化的 人类驱动机制研究

根据土地利用和相关的社会经济状况及其变化特征分析,提出了表征县域土地利用变化及其人类驱动因素的指标,分析了二者的联系以探讨人类驱动因素对土地利用变化的驱动机制,指出了人类驱动因素在解释土地利用变化过程中的贡献,为协调喀斯特地区土地资源和人类活动的关系提供依据,为进一步进行土地利用     

近130年来中亚干旱区典型流域气温变化及其影响因子

利用中亚干旱区5 大主要典型流域代表性气象站点近130 年逐月实测气温数据,结合线性趋势、Mann-Kenndall 非参数检验和小波分析等方法,研究了各流域气温的多时间尺度特征,并探讨了引起气温变化的可能因素。研究发现,在近130 年来中亚干旱区各主要流域（除阿姆河外）年均气温均呈上升趋势,增温趋势高于全球和周边地区,中亚干旱区气温对全球变化的响应比其他地区更加明显。20 世纪80 年代之后更加明显,并表现出明显的多时间尺度周期振荡特征,这主要是自然外强迫动力作用、气候系统内部变化和人类活动相互叠加的结果,亚洲极涡强度减弱和面积缩小对主要流域气温变化的作用明显,其次是北半球环状模（北极涛动）和青藏高原的影响,而CO₂引起的温室气体增温效应在中亚干旱区也不容忽视。气温表现出与布吕克纳周期（BC）、太平洋年代际涛动（PDO）和准2~3 年振荡周期（TBO）等有关的显著周期,可以证实中亚干旱区气温变化与大气环流、海温和太阳活动等密切相关。     

气候变化对中亚草地生态系统碳循环的影响研究

准确评估草地生产力、碳源/碳汇功能,分析气候变化对草地生态系统碳循环的影响,对于草地资源的合理开发和有效保护至关重要。选取对气候变化以及人类干扰高度敏感的中亚干旱区草地生态系统为研究对象,利用Biome-BGC模型,模拟分析其NPP、NEP的年际变化趋势及其空间分布格局。结果显示：（1）1979-2011年中亚地区草地生态系统NPP年平均值为135.6 gC·m^-2·a^-1,且随着时间的推移呈现出波动下降的趋势,下降速率为0.34 gC·m^-2·a^-1。（2）NEP的年平均值为-8.3 gC·m^-2·a^-1,表现为碳源,且该值随着时间的推移呈现出波动上升的趋势,上升速率为0.58 gC·m^-2·a^-1。（3）NPP高值区域在降水较为丰富的天山山脉附近以及哈萨克斯坦北部。（4）NPP的年际变化与降水量的年际变化趋势基本一致,相关系数为0.52;NPP与温度的相关系数为-0.28,未达到显著相关水平。本研究实现了Biome-BGC模型在中亚干旱区草地生态系统的应用,对评价干旱区草地生态系统碳源/碳汇功能及其在全球碳循环和全球变化中的作用、实现中亚草地生态系统的可持续利用、完善区域和全球碳循环理论体系具有重要意义。     

中亚城镇化研究的文献分析及热点变化

丝绸之路经济带加快发展背景下,中亚地区的城镇化问题受到关注。以Web of Science核心合集和中国知网为数据来源,检索1980—2017年间中亚城镇化研究领域的相关文献,运用文献计量分析方法对中亚城镇化研究的文献分布特征与热点变化态势进行了分析。研究认为：（1）国内外期刊对中亚城镇化研究的数量均快速增加,国外期刊对中亚城镇化的研究多集中在欧美发达国家和机构,国内期刊的相关研究主要集中在新疆的大学和科研机构;（2）国际期刊对中亚城镇化的研究热点与中亚城镇化所处阶段特征相呼应,依次关注居民生活与健康问题、资源开发与环境问题、工业发展与污染问题、国际合作与人口迁移,其中环境健康是常年关注的核心问题;（3）国内期刊对中亚城镇化的研究起步较晚,2000—2009年间对能源合作特别关注,2010—2017年间对政治、经济、社会和交通多元合作开始全面关注,能源合作是长期关注的焦点,“一带一路”成为近期研究的重点领域;（4）综合来看,国内外对中亚城镇化问题的关注面较广,对城镇化问题的聚焦度不够,全球化和“一带一路”背景下的中亚城镇化问题研究会成为研究的新热点。     

东亚干旱半干旱区沙漠化与气候变化相互影响研究进展

气候系统主要通过气温、降水及风场等因素影响沙漠化过程,但不同区域其影响机制存在较大差异。目前的研究结果表明,总体上,降水对沙漠化的影响较为明确,降水量增加有利于沙漠化逆转。气温和风场变化对沙漠化的影响存在明显区域差异：在季风带沙漠化区,气温升高及高空盛行西南风有利于沙漠化逆转;在非季风带沙漠化区,一方面气温升高导致蒸发量增加,沙漠化发展;另一方面,其增加了冰川、冰雪融水的补给,沙漠化逆转;在高寒带沙漠化区,旱灾和寒冻灾害是沙漠化的主因。此外,沙漠化过程通过植被、地表及土壤特征等的改变影响气候系统。例如沙漠化过程的发生伴随地表植被覆盖的变化,并通过改变地表反照率、潜热通量、粗糙度等来影响气温、降水等气候因子;还通过沙尘释放量的变化来影响降水的发生。虽然沙漠化与气候系统间存在多种反馈机制,但反照率—气温—降水—植被的正反馈及沙尘—降水—植被的正反馈是其主要反馈机制。     

Tracking climate change in Central Asia through temperature and precipitation extremes

Journal of Geographical Sciences - Under the impacts of climate change and human activities, great uncertainties still exist in the response of climate extremes, especially in Central Asia (CA). In...     

基于DPM-SPOT的2000—2015年中亚荒漠化变化分析

中亚地区与中国西部同属一个完整的内陆地理生态系统,生态环境极其相似,基于丝绸之路经济带的区域间大发展,对中亚地区荒漠化的研究,将更好的服务于我国向中亚开放发展的战略。依据2000—2015年SPOT VEGETATION为数据源,引入像元二分模型法（DPM）,得到2000—2015年间中亚地区的植被覆盖度数据,通过计算转换,最终获取4期中亚地区土地荒漠化程度分布图与荒漠化等级数据,并对其进行分析。结果表明：中亚地区荒漠化总体呈“7”字形分布,基本沿东北西南方向对称;中亚地区整体荒漠化情况不容乐观,荒漠化面积比例约占到中亚地区面积的80%;荒漠化有扩张趋势,2000—2010年,约以每年20 km的速度向北部扩张,但从2010—2015年以后增速明显放缓。总体来看,中亚西南部荒漠化程度依然在加剧。研究表明,基于遥感数据对中亚荒漠化问题的研究,可以有效弥补地面数据不足这一劣势,为以后大尺度的遥感制图提供数据支撑。     

Chlorophyll meters for monitoring foliar nitrogen in three tree species from arid Central Asia

Leaf chlorophyll meters can be used to support easy and efficient crop nitrogen (N) management. They can be used on tree species native to Central Asia that have been suggested for afforesting salt-affected croplands, but its use demands a priori calibration as the relationship between chlorophyll meter measurements and leaf N contents is crop/species specific. Data collected with a SPAD-502 leaf chlorophyll meter during 2006–2008 was used to generate a calibration dataset for the leaf N status of three tree species. The second-degree polynomial relationships between the SPAD-502 readings and total leaf chlorophyll and N content had higher predictive power than linear relationships for all species, although with differences among them. The validation was completed with the same species grown at a different location (difference in space) and with older trees (difference in age). The comparison between predicted and spectrophotometrically determined leaf N content showed a root mean square error (RMSE) of 25 mg g⁻¹ DM, which corresponds to a relative RMSE of 10% for Elaeagnus angustifolia. For Gleditsia triacanthos and Robinia pseudoacacia they were 11 mg g⁻¹ DM and 16%, 14 mg g⁻¹ DM and 10%, respectively. The findings demonstrate that the SPAD-502 can with confidence be used for non-destructive assessment of tree foliar N status of these three species, although only within the range of the SPAD-502 values used for the calibration. Options for the use of the SPAD-502 for forest management in agroforestry-based land use systems in Central Asia are addressed.