“新疆干旱区典型荒漠生态系统综合整治技术开发”项目启动会在乌鲁木齐召开

“新疆干旱区典型荒漠生态系统综合整治技术开发”课题启动会于2007年6月在新疆鸟鲁木齐召开，会议由新疆维吾尔自治区科技厅副厅长吐尔逊主持，来自生态学、林学、地理学、水文水资源及管理等领域的11位专家出席了会议，项目负责人陈亚宁研究员分别就课题的研究目标、研究内容、拟解决的关键问题以及实施方案等进行了详细的报告。     

干旱区典型山地绿洲荒漠系统中绿洲土地利用/覆盖变化对生态系统服务价值的影响

研究土地利用/覆盖变化对区域生态系统服务价值的影响具有重要意义。对处于干旱区典型MODS（Mountain-Oasis-Desert System）系统中的新疆南部且末绿洲1989年Landsat TM 影像及2004年的CBERS遥感影像进行处理,分析且末绿洲15 a来的土地利用/覆盖变化。在此基础上,采用中国陆地生态系统服务价值的测算方法,评估且末绿洲土地利用/覆盖变化引起的生态系统服务价值的变化。结果表明,1989-2004年,且末绿洲减少的土地面积有林地、戈壁沙地和盐碱地,增加的土地面积有水域、建筑用地和耕地。林地减少了41.73％,耕地增加了58.04％。1989年且末绿洲生态系统服务价值总额为184 349.88万元,2004年为176 970.72万元,15 a间,生态系统服务价值损失了7 379.16万元。林地面积的减少是生态系统服务价值减少的主要原因。保护区域生态环境,恢复和提高区域生态系统服务功能是该区域生态环境建设的重要任务。     

两种鹤虱属短命植物的繁育系统及其对荒漠环境的适应

两形果鹤虱（^{Lappula duplicicarpa}）和异形狭果鹤虱（^{L. semiglabra}）是两种广泛分布于新疆准噶尔荒漠的具异形果实的早春短命植物。两种植物同一花中均能产生两种形态、脱落及扩散方式明显不同的小坚果,且同一花序上不同部位的花中产生的异形果实比例不同。重点对两种植物的繁育系统与异形果实的产生是否存在联系,以及它们与准噶尔荒漠环境相适应的特点进行了观察。结果表明：①二者花均为两性,植株上同一花中以及花序上产生不同比例异形果实的花之间在花各部的数目与形态、单花花粉量(P)、胚珠数(O)和P/O值上表现均很稳定,与异形果实的产生没有直接联系。②单花花期一般在24 h左右,开花时间不受气候因素的影响。③两种植物的花粉育性均很高,花粉可育率分别为(91.0±4.7)％和(93.2±4.3)％。④散粉时二者的花粉活力均不高,散粉后花粉活力的动态变化基本一致,最佳授粉期分别在2 h和3 h以内,柱头的最佳可授期均在3 h以内,花粉的最佳授粉期与柱头的最佳可授期高度吻合。⑤ 两种植物的P/O值分别为1 222±197和3 419±426,属于混合式繁育系统,这与套袋实验及自花授粉的荧光显微观察结果相一致。⑥ 两种植物在繁育系统上所表现出的特点,避免了准噶尔荒漠的多风、温湿度变化大等恶劣环境条件对其开花、传粉过程的不利影响,保障了繁殖成功。这些结果将为探讨短命植物对准噶尔荒漠的生态适应机制提供重要的理论依据。     

内蒙古温带草原典型草地生态系统生产力对水分在不同时间尺度上的响应

水分是干旱、半干旱区草地生态系统生产力的主要限制因素,但水分如何影响生产力的季节内变异,以往研究相对不足。本研究以内蒙古温带典型草原为研究对象,基于多通道自动原位监测箱系统获得的生态系统日尺度总初级生产力(GPP)及遥感植被归一化指数估算年尺度的地上净初级生产力数据,在不同时间尺度上研究了水分对生产力的影响。结果表明:年降水量对该典型草原草地生态系统地上净初级生产力年际变异无显著影响,但土壤水分显著影响GPP的季节变异,土壤水分解释了GPP季节变异的22%;其他环境因子对生产力的季节变异也有一定影响;温度是生态系统处于干旱时GPP的主要限制因素,GPP随温度的升高而降低;而辐射是生态系统处于湿润时GPP的主要限制因素,GPP随辐射的升高而升高。本研究结果将有利于提升未来降水格局改变对草地生态系统生产力影响的认识。     

巢湖流域的土地利用变化及其生态系统功能损益

基于多时点TM影像解译数据,研究了巢湖流域近30年以来的土地利用/覆盖变化,并借助于生态系统服务价值理论,估算了研究区土地利用/覆盖类型变化所造成的生态系统服务价值损益。由于巢湖流域主要以水田为主,生态服务价值较高,同时考虑该区域水田一年两季的耕作特点,单位面积耕地生态系统服务价值是全国平均值的两倍,单位面积林草地的生态系统服务价值是全国平均价值的1.45倍。研究结果表明:巢湖流域近30年生态服务功能价值损失了831.68×10⁶元,年均损失27.7×10⁶元,并呈现逐年加剧趋势;流域生态服务价值损失量空间分布极不平衡,合肥每年生态服务价值损失量超过流域均值5倍,由此表明大城市扩张对巢湖流域生态服务价值损益作用明显。     

莫索湾的开发及其对荒漠生态系统影响的初步评估

莫索湾灌区自1958年进行垦耕以来,己形成以林网为骨骼的人工绿洲,纵深伸入库尔班通古特沙漠60km.它是构成石河子垦区的四大灌区之一。垦伐以来,提供了大量粮、棉、油、肉和瓜果、林木产品,为近10万人创造生息场所。开发过程对垦区及其近周自然植被造成不同程度破坏,亦加速作为流域集水区的玛纳斯湖的干涸,研究资料表明;垦耕过程对环境的影响限于人类直接作用的范围及与水体直接有关部分,对广大范围的荒漠植被无明显变化迹象,     

阿拉善高原荒漠植被组成分布特征及其环境解释Ⅰ.典型荒漠植被分布格局的环境解释

阿拉善高原是亚洲中部荒漠亚区的一个植物地理区域,特殊的地理位置和严酷的气候条件形成了该区独特的植被组成。目前由于气候的干暖化、黑河断流、森林草原的过度开采利用以及人口的激增等,给当地的农牧业发展、生态环境的可持续发展和利用带来严重障碍。如何有效地管理和利用当地的草场资源是当地政府和科研人员面临的首要问题。通过分析环境因子和植被分布的相互关系,来确定影响该区草场资源分布的主要环境因子。通过对52个样地的植被调查资料进行分析,发现所调查到的70种植物包括16个科和46个属,其中一年生植物占7.1%,灌木和小灌木占52.9%。种数最多的4个科是豆科(Leguminosae)、蓼科(Polygonaceae)、禾本科(Gramineae)和菊科(Compositae),分别占到总种数的20.0%、15.7%、14.3%和14.3%。高位芽和地面芽是主要的生活型,这代表了沙漠植物典型的生活型谱。采用二歧双向指示种分析（TWINSPAN）,将所调查植被分为6个类型,每个植被类型及相应的土壤特征代表了特定的地理单元。此外采用除趋势分析（DCA）和典范对应分析（CCA）方法研究了植被分布和环境变量二者的关系。环境因子主要有29个:其中包括18个土壤因子、8个气候因子和3个地理位置因子。DCA和CCA分析的结果一致,都表明植被分布和环境因子之间相关性较强。其中,CCA的第一轴主要代表了土壤有机质、全氮、沙黏粒含量、海拔、Kira湿度指数以及相对湿度,而CCA第二轴主要和Cl-、K+、Mg2+和电导率相关。这两轴在解释植物-环境关系的过程中累积贡献率达到60%,说明前两轴代表的环境因子是决定该区荒漠植被分布的主要因子。这一结果阐明了阿拉善干旱荒漠区植被分布的独特性,以及与关键环境因子之间的作用机制,这为该区域荒漠草场的恢复和管理提供了一定理论基础。     

增温和光周期变化对温带典型木本植物展叶始期的影响

厘清驱动植物物候变化的气候因子对评估全球变化对生态系统的影响具有重要意义。针对欧洲与北美地区木本植物的控制实验表明春季物候变化主要受冷激、驱动温度和光周期影响,但这3个气候因子是否对东亚地区木本植物的春季物候存在相似的作用仍需验证。论文选取了5种典型木本植物(迎春Jasminum nudiflorum、连翘Forsythia suspensa、荚蒾Viburnum dilatatum、玉兰Yulania denudata与东京樱花Cerasus yedoensis),利用生长箱对冬季休眠枝条的展叶过程开展了控制实验。实验设置了3种驱动温度(12℃、15℃、18℃)、3种冷激(3 d、38 d、59 d)以及2种光周期(10 h、14 h)处理,并利用分层贝叶斯模型建立了展叶始期与各影响因子间的关系。结果表明,驱动温度每升高1℃导致展叶始期提前2.6～9.0 d,但展叶始期的温度敏感度随温度和冷激天数的增加而减弱。冷激也是影响木本植物展叶始期的重要因子。与冷激处理3 d相比,冷激处理59 d使展叶始期提前20.3～66.6 d,但随冷激天数增加,展叶始期对冷激响应的敏感度减弱。光周期延长...     

中国温带昼夜增温的季节性变化及其对植被动态的影响

结合1982-2015年归一化植被指数（NDVI）、植被类型和气象数据,分别利用一元线性回归和二阶偏相关分析方法,揭示了中国温带地区的生长季不同季节昼夜增温的时空格局以及昼夜增温的不对称性对各类型植被活动的影响。结果表明：① 近34年来中国温带大部分地区季节性昼夜气温都存在显著的上升趋势;生长季昼夜增温速率呈现出不对称性,春季、夏季白天气温上升速度略快于夜间,秋季夜间增温快于白天;② 不同季节的昼夜增温对植被活动的影响呈现出明显的分异特征,相对于夜间增温,白天增温对植被活动影响程度更大,影响区域更为广泛;相比夏季和秋季,春季昼夜增温对植被活动的影响范围更广;③ 不同类型植被对昼夜增温速率的不对称性产生了不同的响应,并且在不同季节上的响应程度存在差异。     

荒漠植物红砂叶绿素荧光参数日变化及其与环境因子的关系

在自然条件下以分布于兰州九州台（LZJ）、张掖临泽（ZYL）和武威民勤（WWM）3个地区的红砂为试材,利用PAM-2100便携式叶绿素荧光分析仪和Lcpro+便携式光合作用测定系统,在红砂生长季节对其叶绿素荧光参数及其环境因子进行测定和分析。结果表明:3个地区红砂叶片的初始荧光(Fo)、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、实际光化学反应量子效率(ΦPSⅡ)和非光化学淬灭系数(qN)均存在明显的日变化。其中Fv/Fm和ΦPSⅡ均呈反正态分布曲线日进程,在中午13:00强光下降低至最低值;Fo和qN则呈正态分布曲线日进程,在中午13:00达到最大值。3个地区红砂的Fv/Fm虽在中午呈降低趋势,但因其值均高于0.8,所以并未发生光抑制现象。在环境因子中,光合有效辐射(PAR)、温度（Ta）以及水分条件协同作用于红砂的光化学效率。当水分条件较高时,PAR成为影响光化学效率降低的首要因子;而当水分降低时,RH成为加速光化学效率下降的主要因子。在土壤极端干旱叠加强光、高温和低湿的逆境中红砂主要采取依赖于叶黄素循环的热耗散和PSⅡ反应中心可逆失活两种保护机制来适应外界环境的变化。     

基于土地利用变化的典型喀斯特城市流域生态系统服务功能研究（英文）

揭示喀斯特城市流域土地利用对生态系统服务功能的影响机制,对喀斯特地区的社会经济发展与生态环境保护具有重要意义。本研究以贵州典型喀斯特城市流域—南明河流域为例,基于Arc GIS技术平台揭示了2000–2020年3个时期流域的土地利用时空演变规律,采用In VEST模型对流域不同土地利用类型的生态系统服务功能进行了系统评价。结果表明：（1）流域土地利用以林地、耕地和草地为主,土地利用变化方式主要表现为建设用地的增长,增长了13.07%;(2)流域水源涵养功能显著提升,碳储存功能略微减弱,空间上两者的物质量均呈现东北高、西南低的分布特征;（3）林地对流域水源涵养和碳储量的贡献率均超过57%,林地转为建设用地,耕地转为林地分别是生态系统服务功能减弱和增强的两种土地利用变化形式。本研究可为喀斯特生态脆弱区土地利用结构优化、水土资源开发和生态系统可持续管理提供重要数据支撑与科学参考。     

“柯西河流域土地利用变化及其对生态系统服务的影响”项目启动会在加德满都顺利召开

正国家自然科学基金委员会(NSFC)与国际山地综合发展中心(ICIMOD)合作研究项目"柯西河流域土地利用变化及其对生态系统服务的影响"启动会于2018年4月23号在尼泊尔加德满都顺利召开。来自ICIMOD、尼泊尔地理学会(Nepal Geographical Society)、中国科学院地理科学与资源研究所、中国科学院成都山地灾害与环境研究所、西南大学、江西师范大学、尼泊尔特里布文大学(Tribhuvan University)、印度德里大学(University of Delhi)的项目管理与研究骨干参加了启动仪式。     

阿拉善高原荒漠植被组成分布特征及其环境解释 Ⅲ.植物功能群多样性对环境因素的响应

采用水分生态型(包括旱生植物、旱中生植物、中生植物和湿生植物)、生活型(灌木、半灌木、多年生草本和一二年生草本)和植物主要光合途径(C3和C4)等方法将研究区的植物种类进行了功能群(functional groups/types)划分,为进一步认知荒漠生态系统的结构、功能和过程提供了分析基础。植物功能类群相对集中是阿拉善荒漠植被组成的一个重要特点,这主要和植物趋于旱化、生态型相对简单密切相关。按优势功能群依次为:PFTs1(旱生C3一二年生草本)、PFTs2(旱生C3多年生草本)、PFTs3(旱生C3灌木)、PFTs4(旱生C3半灌木)、PFTs5(旱生C4一二年生草本)、PFTs7(旱生C4灌木)和PFTs8(旱生C4半灌木)。气候、土壤理化指标决定着植物功能类群的分布。其中年均降水量、湿润系数决定着植物的生态型、生活型在水平地带上的分布特征,同时,也影响C3和C4植物(海拔梯度上)的分布。土壤容重、砂粒、粉粒含量决定着植物生活型特征,而土壤pH值、Cl-、SO42-和Ca2+决定着植物水分生态类型的空间分布。这些结果揭示了极端干旱区植物对胁迫环境响应的多样性,是对极端环境条件下如何理解生物多样性维持机制和可持续发展的较好生态学解释。     

“池塘生态系统及其平衡破坏”的教学浅析

池塘生态系统及其平衡,这部分内容是高中地理教学中的一个重点和难点,但教材对这部分内容阐述得不够详细,所以学生觉得很难理解。经过多年的教学研究,我认为在讲授时以下三点要向学生解释清楚。     

中国东北地区典型流域水文变化特性及其对气候变化的响应

以辽河的主要水源区太子河流域为对象,分析近50 a来流域的降水径流变化特性,采用水文模拟方法,研究了河川径流量及土壤含水量对气候变化的响应。结果表明:近50 a来实测径流量总体呈现减少趋势;20世纪80年代以来,气候因素对河川径流量的绝对影响量呈现增加趋势;降水增加比减少对河川径流量的影响明显,土壤含水量对降水减少的响应更加敏感,气候暖干化趋势将非常不利于东北地区的水资源利用和农业生产。     

“亚洲水塔”变化对中国周边地缘政治环境的影响

被喻为“亚洲水塔”的青藏高原,是亚洲多条国际大河的发源地。全球气候变暖导致青藏高原冰川消融,进而引起周边河流长期径流的下降和季节分配的紊乱。这一自然变化叠加在流域内国家社会经济快速发展等人文变迁过程之上,造成水资源的供给与需求在总量及时间匹配上的失衡与错位,从而在该地区诱发更多水冲突、水危机等水政治问题。域外大国的介入则进一步加剧了本地区水政治的复杂性,并已在事实上威胁到中国与周边国家的战略互信。未来,中国应以包容互鉴、合作共赢的“丝路精神”为指引,基于既有国际规范,通过多边或双边谈判寻求化解水冲突,促进与相关国家的利益融合及流域国家命运共同体的实现。     

“新疆适应气候变化的水资源利用技术集成与应用”课题通过验收

正2016年6月23日,由新疆生产建设兵团科学技术局和河南省科学技术厅组织专家在北京对"十二五"国家科技支撑计划项目"干旱、半干旱区域旱情监测与水资源调配技术开发与应用"项目"新疆适应气候变化的水资源利用技术集成与应用"课题(2013BAC10B01)进行了验收。中国科学     

2000—2020年广州城市绿地生态系统时空变化及其对地表蒸散的影响

采用MOD16A2GF/ET产品作为广州地区地表蒸散发（ET）数据,结合Landsat数据与广州市及其周边共38个气象站点监测数据,运用遥感解译等方法,对2000—2020年广州城市绿地生态系统结构的时空变化及地表蒸散发对绿地生态系统格局演变的响应进行研究。结果表明：1) 2000—2020年广州城市绿地总面积呈减少趋势。地表覆盖类型的变化主要表现为大量非林地植被转出变为城乡、工矿、居民用地等建设用地或未利用地,一部分转化为林地。近20年来广州市城市绿地生态系统内林地占比呈上升趋势。2) 2000—2020年广州年均蒸散量总体呈上升趋势,并且与林地占比存在一定的正相关关系;地表蒸散量的增减与不同蒸散能力地表类型间的相互转化存在较高的空间一致性。3) 2000—2020年广州蒸散量与降水量、相对湿度和气温呈正相关,与气压、日照时数、风速呈负相关;但各气象因子与蒸散量呈显著及以上相关程度区域的面积占比偏低,不能解释为区域蒸散量上升的主要驱动因素。4）由于森林生长周期、气候条件等原因,2000—2020年广州范围内地表蒸散量增加与城市绿地生态系统的空间变化在时间上并没有同步发生,表现出一定的...     

古尔班通古特沙漠南缘梭梭茎干液流变化及其对环境因子的响应

利用TDP热扩散式茎流计,结合气象观测系统,对古尔班通古特沙漠南缘原生梭梭的树干液流及环境因子进行连续监测,分析了梭梭树干液流对环境要素的响应,基于潜在蒸散发和蒸腾需求指数对梭梭茎干液流进行了模拟。结果表明：（1）梭梭树干液流在晴天的日变化呈单峰曲线,液流速率上升阶段时间短于下降阶段时间,与气象因素的日变化规律不一致。不同季节梭梭树干液流速率日变化规律存在差异,夏季液流与春季、秋季相比,启动早,停止晚,峰值更大且发生更早。（2）环境要素间存在着不同程度的相关性,主成分分析表明：前三个主成分共能解释85%的环境信息,其中以空气湿度、空气温度、水汽压亏缺、潜在蒸散发、净辐射为主的第一主成分能解释47%环境信息变化,以土壤温度、水汽压为主的第二主成分能解释20%环境信息变化,以土壤含水量、风速为主的第三主成分能解释17.6%的环境信息变化。（3）在春季和夏季基于潜在蒸散发的S型模型模拟梭梭液流速率的精度更高,在秋季基于蒸腾需求指数模拟的梭梭液流速率的精度更高。（4）梭梭树干液流速率与大气水分亏缺、净辐射、潜在蒸散发之间存在非对称响应,且不同季节间的响应规律存在差异,在春季和秋季,液流速率与水汽压亏缺呈顺时针状,与净辐射、潜在蒸散发呈逆时针状;在夏季,液流速率与水汽压亏缺呈顺时针状,与净辐射、潜在蒸散发呈斜8字顺时针状。     

基于“三生”系统的典型旅游城市人居环境演变过程及机制研究——以张家界市为例

从“三生”系统切入,结合熵值法和HP滤波分析,按照“演化轨迹描述-周期阶段划分-演化路径及驱动机制剖析”的逻辑主线,探索1989年以来以张家界为代表的典型旅游城市人居环境演变过程及驱动机制。研究表明：① 基于“三生”系统内涵、关系及形成机理,分析得到旅游城市“三生”系统由自然生态、旅游生产和城市生活子系统构成,其人居环境由“原住民居环境”和“旅游者居环境”构成,两者在功能、目标、特征等方面具有较强契合性。② 结合熵值法,测度了1989—2018年张家界人居环境及子系统的发展水平,总体上,人居环境质量持续提升,向旅游城市复合空间转变;生态系统逐步优化,雨涝灾害较频繁;生产系统向旅游业转型,易受重大事件影响;生活系统全面升级,生活水平及基础设施改善明显。③ 依据HP滤波分析,将张家界人居环境演变划分为“介入-分化-调控-共生”阶段,并梳理了三大系统的演化路径。④ 从内外驱动角度,提炼了包含市场需求、旅游资源、宏观环境、政策推动及自组织反应行为在内的五大驱动因素的作用机理,结合VAR模型,从长短期两个方面,量化各因素与人居环境质量之间的动态关系。最后,针对张家界人居环境现有情况,从“三生”视角提出几点普适性建议。