Soil salinization research in China: Advances and prospects

With the environmental deterioration caused by the advance of climate change, soil salinization is a serious and growing global problem. Currently about 7% of the world＇s land surface is threatened by salinization. China is a country whose soils are severely affected by this problem, which, due to its extensive area, and wide distribution poses a serious threat to regional agricultural development. In this review, we summarize the framework for soil salinization research in China over the past 70 years, assess the weaknesses of existing research in both a domestic and international context, highlight the trends and key findings of global research about saline soils over the past 30 years, and propose six major fields and directions for future research on saline soil.     

不同类型生态系统水热碳通量的监测与研究

亚太地区环境革新战略项目(APEIS) 在中国5种主要生态系统类型区(草地: 海北、耕地: 禹城、稻田: 桃源、林地: 千烟洲、荒漠: 阜康) 建立了一个以连续观测能量、水分和碳素通量为中心,包括气象、水文、土壤、植被等各项生态要素的监测网络系统,被称之为APEIS-FLUX系统。作者首先对APEIS-FLUX系统的观测数据进行了初步分析,表明该系统稳定可靠,它可以实时地提供高质量、高精度、长期而连续的通量及生态要素的观测数据。对数据的比较清楚地反映出了不同生态系统类型区的水热碳通量的差异性。其次,利用APEIS-FLUX数据对美国航空航天局(NASA) 的MODIS数据产品进行比较验证后发现,除部分产品如地表面温度(MOD11) 等与观测数据较吻合以外,大部分数据产品如土地覆盖(MOD12),叶面积指数(MOD15) 和光合速率与净第一性生产力(MOD17) 等都与观测数据相差深远,有必要对其处理程序和模式进行修正。为此,我们利用APEIS-FLUX的数据作为MOD15和MOD17的生成模型(BIOME-BGC) 的输入数据,并对该模型的有关参数进行了修订。结果表明,该模式在通过修正后,可以很好地模拟植被的生长过程及其相应的水热碳循环过程。     

中国陆地净初级生产力时空特征模拟

应用生态系统机理性模型估算1981～1998年中国陆地生态系统净初级生产力 (NPP) 的时空变化,并分析了NPP对年际间气候变化的响应。结果表明,中国陆地生态系统1981～1998年NPP总量波动于2.86～3.37 Gt C/yr之间,平均约为3.09 Gt C /yr ,单位NPP平均约为342 g C m²/yr。在研究时段内,NPP有缓慢增长趋势,年增长率约为0.32%,NPP总量平均值从 1980年代 (1981～1989年) 的3.03 Gt C/yr上升到1990年代 (1990～1998年) 的3.14 Gt C/yr。在一些厄尔尼诺 (El Nino) 发生年,NPP有明显的下降,但由于地域差异和季风环流的影响,NPP同ENSO的关系还十分复杂。从全国来看,在厄尔尼诺现象发生的1982年、1986年、1991年和1997年,NPP都有一定程度的减少。但在1993年和1994年两个厄尔尼诺发生年,NPP并没有表现为明显的下降趋势,1994年NPP总量甚至比上一年增加了0.12Gt,这主要是由于温度和降水量在不同地区的分布差异以及不同地区对厄尔尼诺现象的响应差异造成的。     

区域尺度陆地生态系统固碳速率和增汇潜力概念框架及其定量认证科学基础

陆地生态系统固碳速率、增汇潜力及其定量认证研究不仅是应对气候变化的急迫需求,更是地球系统碳循环科学研究的核心任务,也是陆地生态系统管理的科学基础。在过去20多年的碳管理实践中发展了许多增汇技术,同时也提出了许多关于陆地生态系统固碳速率和增汇潜力的科学概念、以及碳汇计量和认证的方法。但不同行业、不同学科在各自的科学研究和实践活动中对相关概念的理解存在较大差异,甚至是十分混乱的。本文从陆地生态系统固碳的基本概念出发,系统性地阐述了生态系统固碳量、固碳速率、固碳潜力等相关概念;并根据增汇技术实现的难易程度分析了现实固碳潜力、社会经济固碳潜力、技术固碳潜力和理论固碳潜力、以及《京都议定书》认可的固碳潜力等相关概念;最后阐述了碳汇定量认证、分析和评价的时间连续清查法、空间代替时间参照系法、限制因子分析法等碳汇定量认证方法的科学基础、局限性和不确定性。通过对区域尺度陆地生态系统固碳速率和增汇潜力的概念框架及其定量认证科学基础开展系统性的探讨,期望能够引起中国学术界和相关行业部门的重视,推动碳汇相关概念使用的科学化和碳汇定量认证标准化,为中国固碳速率、增汇潜力的计量、报告、认证和核查方法论和技术体系的建立奠定基础。     

京津冀陆地水储量变化与区域降水相关性分析

针对京津冀地区水资源灾害频发、水储量监测手段存在局限性的问题,本文利用该地区2015年1月至2017年6月的重力场恢复与气候实验（GRACE）月重力场模型数据反演陆地水储量变化信息,结合区域降水、全球陆地资料同化系统（GLDAS）模型数据,对研究区域内水储量变化时空特征进行相关性分析。结果表明：GRACE监测的陆地水储量变化滞后降水2个月达到强相关性,监测到2016年春旱灾害的发生,扣除季节项影响后,GRACE&GLDAS相关系数为0.88,研究区陆地水储量上升速率为0.118 mm/a。研究结果可为该区域水储量时空调配、旱涝灾害防治提供理论依据。     

基于欧比特高光谱影像的滇池叶绿素a浓度遥感反演研究

水体叶绿素a,即Chla (chlorophyll-a)浓度是表征水体富营养化程度的关键性指标,对于水环境评估和水质遥感监测具有重要意义。欧比特高光谱卫星是中国于2018年发射的新一代高光谱卫星,然而其在内陆水体水质遥感监测的适用性仍有待验证。本研究以高原富营养化湖泊滇池为研究区,以叶绿素a浓度为反演指标,利用滇池两次野外现场实测数据和欧比特高光谱OHS (Orbita Hyperspectral)影像,通过分析滇池水体的光学特性,构建了适用于欧比特高光谱影像的滇池水体叶绿素a浓度遥感反演模型,并通过星地同步数据验证了反演模型的有效性与可行性,获得了滇池叶绿素a浓度的空间格局。结果表明：（1）波段比值模型（B17/B9）适合于基于欧比特高光谱影像的滇池水体叶绿素a浓度的遥感反演,模型反演精度较高,决定系数（R2）为0.804,均方根误差（RMSE）和平均绝对误差百分比（MAPE）分别为6.99μg/L和6.32%;(2) 2019年4月2日滇池水体叶绿素a浓度呈现出由湖岸向湖泊中心逐渐降低的趋势,东北部与东南部呈幂函数型递减,西北部呈线性递减;（3）滇池欧比特高光谱影像的近岸4个水体像...     

陆地的云朵——几幢海边白色塔楼小记

圣托里尼的蓝白小屋广为人知,大家为它的恬静美好深深吸引,如果现代建筑也拥有白色的外观,是否一样令人惊艳?20世纪20年代的建筑大师们早已给出了答案。无论是勒·柯布西耶的萨伏伊别墅、朗香教堂,还是路德维希·密斯·凡德罗的巴塞罗那展览会德国馆,流畅的儿何形体建筑,或配以白色立面、透明玻璃等元素,无一不成为传世经典之作。在现代主义的深远影响下,如今仍有许多建筑阐述着现代主义的美学。     

关爱“地球之肺” 呵护“地球皮肤”

林草资源作为自然资源的重要组成部分,具有调节气候、涵养水源、防风固沙、保持水土、维护生物多样性等重要生态功能。作为陆地生态系统的主体,森林被誉为“地球之肺”;而草原则有“地球皮肤”之称,与森林、河流等其他类型自然资源共同构成了人类生存的生态屏障。     

生物质能源生产的生态环境影响(英文)

生物质能源生产是能源发展领域的重大挑战,在解决新的替代能源中扮演着重要角色。本文着重论述了美国生物能源生产的生态环境问题。从经济、环境和战略方面考虑,生物能源有望提高国家安全,因而受政策驱动的美国生物能源生产技术备受注目。尽管生物能源具有诸多潜在效益,但是在北美,生物原料供应、高强度经营的土地上农药使用及其对陆地野生动物的潜在影响等令人担忧,我们分析了其中的原因。通常认为,未来生物能源的环境、经济效应是正面的;然而,谨慎地审视和发展生物能源经济以保护生态系统的可持续性显得至关重要。     

陆地卫星TM数据用于辽东地区铅锌矿产预测的方法探索

本文详细地介绍了笔者近期完成的一项试验研究, 目的在于将遥感、地质及物化探等综合地 质信息用于矿产预测, 建立相应的数学模型, 为找矿圈定靶区。在研究工作中, 引人数学地质的 “区域化变量”概念, 利用线性构造信息及与区内铅锌矿产密切相关的岩性单元进行统计分析； 提取出与矿化有关的地质因子, 并利用二项分布函数, 以6km × 6km的网距, 计算出至少含一个 铅锌矿化点的概率值。最终, 得到一张反映区内至少含有一个矿化点的概率等值线图。它为区内 成矿地质条件评价及找矿远景区的选择提供了定量数据, 并为了一步将要进行的综合信息矿产预 测提供了重要的基础资料。野外验证期间, 在根据概率分析所圈定的异常区内, 发现了新的铅锌 矿化现象, 其评价工作还在进行之中。