中国陆地生态系统的碳储量及其空间格局(英文)

地球系统的碳库变化和碳循环过程机制是气候变化成因分析、变化趋势预测、减缓和适应对策的科学基础,受到科技界和国际社会的广泛关注。从20世纪80年代中后期开始,中国学者就开展了陆地生态系统碳循环研究工作,并且在许多研究领域都取得了可喜的进展。本文在回顾中国的陆地生态系统碳循环研究发展历程基础上,重点评述陆地生态系统的碳储量及其空间格局方面的研究成果,评价有关研究的不确定性以及亟待解决的重要科学问题。分析表明,中国的陆地生态系统碳循环研究经过了陆地生态系统碳循环的前期研究、区域尺度生态系统碳循环综合研究、生态系统碳循环过程对环境变化适应性实验研究,以及生态系统碳-氮-水耦合循环及其区域调控管理研究4个主要发展阶段。大多的研究表明,中国陆地生态系统碳储量及其空间格局是温度和降水控制的。全国土壤、森林和草地植被储存约为97.95 —118.93 Pg C;自20世纪70年代中期以来,我国的植树造林和林业管理、草地保护、农作制度改革和保护性耕作等措施发挥了重要的固碳功能,但是各种方法评估的结果仍然存在较大不确定性。今后的研究重点工作是建立天地空一体化碳储量和碳汇动态监测体系、开展生态系统碳-氮-水耦合循环及其区域调控管理的前瞻性研究,定量评价中国区域生态系统的碳收支状况和增汇潜力,评估各种典型生态系统增汇技术的经济效益,为国家尺度的温室气体管理和碳交易机制与政策体系的建立提供可报告、可度量和可核查的科学数据和技术支持。     

陕、甘干旱地区不同时段地表径流递减率的分析

根据陕西,甘肃部分地区气象,水文实测资料的分析,证明本区径流系数在逐年下降。在径流减少原因中,当时间尺度分别在４０年,３０年,２０年,１０年时,自然因素导致的径流递减率分别为１７．５％,３４．２％,５１．７％,７０．３％,径流量分别减少０．１４％,０．３４％,０．５２％,１％。     

中国陆地生态系统近30年NPP时空变化研究

通过陆地生态系统碳循环模型(CASA模型),利用AVHRR的NDVI长期监测数据,逐像元模拟1981~2008年中国陆地生态系统NPP的时空变化,分析其对气候因子的响应关系。结果表明,中国陆地生态系统NPP总量在3.38 ~4.35 Pg C/a之间变化,平均约为3.8 Pg C/a,且研究期间呈上升趋势。在青藏高原、新疆天山地区和东北大小兴安岭、长白山等冷湿区,NPP年总累积量和年均温呈显著正相关,和年降水量呈显著负相关;地处华北的太行山、燕山等山区和内蒙古中部草原区等干燥环境区,NPP与年降水呈正相关关系;青藏高原及新疆地区和华北平原、四川盆地等农业区,NPP与年均温呈正相关关系。     

试论戈壁面及指相意义

戈壁是荒漠景观的基本类型之一。从沉积相和沉积环境的角度出发，将戈壁定义为干旱大气与砾石堆积体和裸露基岩表面相互作用的界面，由这个面覆盖的区域称作戈壁。在干旱大气环境下，砾石堆积体或基岩表面经历了机械风化作用、盐分风化和盐分微地貌作用、风力作用及荒漠漆发育等外力作用，使其与其它地区的砾石堆积体或基岩表面出现本质的不同。戈壁面特有的地质、地貌特征指示了干旱气候的存在，其中记录的有效信息可为研究干旱区气候、环境变化及新构造运动提供新的途径。     

长江上游优先保护生态系统类型及分布

以最新的长江上游植被图为基础数据源,以生态区的优势生态系统类型、特殊生态系统类型、特有生态系统类型、物种丰富度高的生态系统类型和特殊生境等5项指标作为评价准则,在专家咨询的基础上,借助GIS分析工具,综合分析了长江上游优先保护生态系统类型和分布特点,提出了长江上游优先保护生态系统的重点分布区.结果表明,长江上游301类生态系统中有优先保护生态系统类型83类,其中森林生态系统40类,灌丛生态系统16类,草原生态系统7类,草甸生态系统6类,湿地生态系统10类,荒漠生态系统4类.根据优先保护生态系统的分布特点,筛选了秦巴山区、横断山北端-岷山地区、横断山南端地区、川黔渝鄂交界处山地、长江源区、三峡库区6个优先保护生态系统的集中分布区域,这些地区可作为长江上游生态系统优先保护的重点地区.研究结果对于合理布局长江上游自然保护区,提高长江上游生物多样性保护的有效性具有重要参考价值.     

干旱区流域生态水文耦合模拟与调控的若干思考

系统识别全球变化和高强度人类活动影响下干旱区流域生态水文耦合作用机制及演变规律,并通过综合生态水文调控,构建健康水循环和生态安全格局,是干旱区流域亟待解决的关键科学问题。传统的基于水文过程与生态过程的分离模拟与调控,尚不能满足上述实践需求;需结合原型观测与实验,对大气模式、水文模型、生态模式（包括天然生态模拟模型和作物生长模式）进行耦合开发,构建具有统一物理机制的流域生态水文模型。以此为支撑,对干旱区流域生态水文过程演变规律及阈值特征进行系统识别;并结合水生态服务功能评价,提出流域生态安全修复及水资源合理配置与调度方案;制定有效的风险管理措施,对流域生态水文过程进行动态调控。     

干旱条件下吐鲁番盆地相对湿润指数变化特征分析

利用干旱条件下的吐鲁番盆地1981-2010年的逐月降水、气温资料,通过Thornthwaite方法计算潜在蒸散量确定气候相对湿润指数,并分析其时空变化特征;同时应用小波分析及Mann-Kendall法,对相对湿润指数进行突变和周期分析,结果表明：近30 a来,降水量呈非显著性的减少趋势,气温增暖趋势明显,倾向率为0.53益·（10 a）-1;在气候变暖的背景下,潜在蒸散量呈波动增加趋势,空间分布差异显著（P〈0.05）;相对湿润指数呈较弱的减小态势,气候总体趋于干旱化,表现为：鄯善最强,吐鲁番次之,托克逊相对较弱;相对湿润指数未出现显著的转折年份和突变时间区域;周期变化表现为较强的对称性,4～5a的变化周期一致性较好。研究区域内气温升高,降水减少,是导致气候干旱化趋势得以维持和加剧的重要因素。     

采空区储水干旱区保水采煤新途径

我国西北干旱半干旱地区水资源总体贫乏,但煤炭储量丰富,且埋藏浅。煤炭开采覆岩土破裂常发育到地表,破坏浅表层水资源,造成潜水水位下降、地表水枯竭,生态地质环境恶化,实施水资源保护性开采(保水采煤)是西北干旱地区煤炭科学开采的唯一选择。本文叙述了保水采煤的历史和现状,分析了采空区储水的基本条件和机理,给出了采空区储水的水量预计方法,并以实例说明了采空区储水水量和水质效果,认为采空区储水是西北干旱区浅埋煤层大规模保水开采的最有效途径。     

西北干旱区夏季大气边界层结构及其陆面过程特征

在中国西北干旱区影响大气边界层形成和发展的气候环境和大气环流背景都具有一定特殊性。文中用外场观测试验资料,分析了位于西北干旱区的敦煌荒漠夏季大气边界层气象要素结构特征,发现该地区无论白天的对流边界层还是夜间的稳定边界层均比一般地区更深厚。在夏季晴天,夜间稳定边界层厚度超过900 m,最厚可以达到1750 m,其上的残余层一般能达到4000 m左右的高度;白天混合层最高达3700 m,混合层顶的逆温层顶盖的厚度大约450 m,甚至更厚,对流边界层厚度能够超过4000 m,对流边界层进入残余层后发展十分迅速。研究表明,白天深厚的对流边界层是夜间保持清晰而深厚的残余混合层的先决条件,夜间深厚的残余混合层又为白天对流边界层的发展提供了一个非常有利的热力环境条件。该地区经常性出现连续性晴天使得大气残余层的累积效应得以较长时间持续发展,创造了比较有利于大气对流边界层发展的大气热力环境条件。同时,该地区陆面过程和近地层大气运动特征也为这种独特的大气热力边界层结构提供了较好的支持。就该地区发展超厚大气对流边界层的物理机理而言,地表显著增温是强有力的外部热力强迫条件,近地层强感热通量提供了较充足的能量条件,较大的对流运动和湍流运动的速度是必要的运动学条件,大气残余层的累积效应提供了有利的热力环境条件。     

中国干旱和半干旱带的10年际演变特征

利用Thornthwaite的干湿分类函数,对近100年中国干旱和半干旱区界限的10年际变动特征进行了分析.结果发现：近50年,在东北中部和华北北部,干旱和半干旱边界呈波动式东移,有明显向东扩展的趋势;在华北南部和陕西南部,半干旱边界也呈波动式南扩,其中陕西南部半干旱边界向南扩展的范围最大.近100年,10年际的干旱和半干旱边界也呈波动式摆动且存在向东和向南扩展的趋势,但在华北南部与东北中部两个地区以20世纪20年代前后干旱和半干旱的范围最大、最强.干旱和半干旱分界线的位置变化与区域升温和降水减少密切相关.