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。     

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。     

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。     

全球变化与陆地生态系统研究：回顾与展望

全球变化与陆地生态系统相互关系的研究是国际地圈－生物圈计划（IGBP）的核心研究计划之一，也是整个全球变化的研究核心领域之一。该计划自上世纪八十年代启动以来，已经取得了一系列重要的研究成果，对于推动全球变化研究发挥了重要作用。中国学者在全球变化与陆地生态系统研究领域也开展了许多工作并取得了重要成绩。按照我国科学技术和社会经济发展的需求，本文提出了未来我国在该领域的研究重点，包括（1）中国陆地生态系统重要生命元素的代谢及其耦合机制研究；（2）全球变化敏感区域或重要样带上陆地生态系统对全球变化的影响研究；（3）我国的C、N、P、S生物地球化学循环与全球变化的关系研究；（4）发展中国特色的区域植被动态模型。     

中国陆地生态系统对全球变化的反应模式研究进展

综述了国家自然科学基金“八五”重大项目“中国陆地生态系统对全球变化的反应模式研究”的最新进展，主要有对全球变化反应的植物生态生理学基础模型研究，对全球变化反应的植物群落学模型与气候（植被关系，全球变化中的我国生物群区遥感监测技术与相关模型研究，以及生态系统对全球气候变化响应的预测。最后指出未来中国进行全球变化与陆地生态系统关系研究拟注重各计划间的交叉及应加强研究的领域。     

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。     

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.     

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     

全球变化下土壤功能演变的响应和反馈

土壤过程是陆地生态系统过程的重要组成部分,对全球变化有响应和反馈作用。概述了国内外全球变化下的土壤功能演变过程的研究进展。样带的生态学对比结合长期试验的联网研究成为区域尺度的重要研究方法,同时广泛应用稳定性碳氮同位素分析和区域模型方法,对土壤碳氮循环的人文和自然元素综合驱动进行定量研究。未来对全球变化下土壤过程的研究重点是集成社会经济和生物物理过程的研究,加强土地利用变化驱动的定量描述,综合研究土壤碳氮循环和水循环交互作用,建立区域尺度的土壤碳氮循环模型,预测全球变化下土壤功能的演变和反馈,提出调控策略和措施。     

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年正式立面开 全球变化研究以来，全面加入了国际全球的研究，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新进展作了评述，并指出未来中国进行全球变化与陆     

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     

中国全球变化研究的回顾与展望

文中简要回顾了中国全球变化研究的历史 ,指出 ,1986— 1990年是中国国际地圈生物圈计划(IGBP)研究的初期 ,围绕IGBP主要科学问题如古环境、气候和海平面变化以及地气相互作用方面开展了有计划、有组织的研究。1991— 1995年中国全球变化研究有了较大发展 ,研究范围扩展到陆地生态系统 ,全球气候变化预测、影响和对策 ,中国生存环境变化以及生物多样性保护和持续利用等领域。1996— 2 0 0 0年其研究进一步与社会可持续发展相结合 ,成功实施了一批以中国科学家领衔的国际研究计划。随着新世纪的来临 ,中国一系列全球变化大型研究计划相继启动 ,使全球变化研究进入了一个新的发展阶段 ,特别是集成研究方法的应用 ,在解决与公众利益密切相关的由环境恶化所带来的一系列重大问题 ,组织全球变化的区域响应以及全球变化适应性等研究方面得到了深化和加强。     

全球变化和可持续发展科学

文章回顾了全球变化研究的发展史 ,介绍了IGBP ,IHDP ,WCRP ,DIVERSITAS 4个国际全球变化研究组织的研究方向与核心内容以及它们共同提出的碳循环、食物、水资源三大课题。全球环境变化的实质是人与自然界关系的变化。人类活动改变地球系统动力的强度已经超过自然界变动的限度 ,“人类世”的概念与可持续发展科学应运而生。西方学者认为发达地区与发展中地区之间存在着阻碍可持续发展的鸿沟。笔者从可持续发展科学的角度讨论了发达地区与发展中地区的关系 ,并以我国东部与西部为例 ,指出若能通过政府的可持续发展政策 ,推动各职能系统的工作 ,实现信息、技术、经济的不断交互流动 ,就可以找到消除鸿沟的途径。     

陆地生态系统与全球变化的联网观测研究进展

全球变化引起的环境问题已成为国际社会及其科技界共同关注的重大挑战。陆地生态系统的联网观测作为研究全球变化与陆地生态系统相互关系的一种有效手段,越来越受到人们的重视,并且得到了广泛的应用。本文讨论了陆地生态系统联网观测在全球变化科学研究中的作用和地位,并简要介绍了几个有影响的国际陆地生态系统联网观测计划。在此基础上,分析评述了中国陆地生态系统联网观测研究的主要进展以及在全球变化研究中做出的主要贡献,并结合我国科学技术和社会经济发展的需求,指出了近期中国陆地生态系统联网观测研究应该重点发展的领域。