海洋生态模型中的伴随同化方法

伴随同化方法（简称“伴随法”）在1995年被首次应用于海洋生态模型,此后,它在海洋生态模型的研究中得到了广泛的应用.在本文中,作者详细阐述了海洋生态模型中伴随法的结构和特点,具体介绍了伴随法在海洋生态模型应用中的研究进展;并且以渤、黄海NPZD生态数值模式为例,展示了伴随法的优越性.     

渤海西北岸填海造陆的生态损失及其对海岸带可持续发展的启示

填海造陆已经成为全球沿海地区缓解土地短缺、促进社会发展和经济增长的重要手段。随着快速工业化和城市化过程,亚洲已经成为填海造陆的中心。从天津滨海新区到唐山曹妃甸新区,在渤海西北岸正在进行的填海工程其规模在世界上名列前茅。为了剖析海岸带发展的环境因素并促进其可持续发展,对渤海西北岸填海造陆的生态损失采取了回顾性和预测性评价,从生态系统服务角度货币化计算了供给、调节、支持、文化四大类10个方面的生态损失。结果表明：2000-2010年填海造陆的生态损失为9.719亿美元,2010-2020年新增填海造陆的生态损失将达7.021亿美元,其中气体调节和水产品供应方面的损失最大。针对填海造陆可持续发展,提出相关建议,包括：在综合评估基础上的合理规划;减少填海造陆面积;优化填海区土地结构;采用“低影响”开发模式填海;采用生态补偿机制,等。     

全球海岸带国家蓝碳资源价值与类型研究

海岸带蓝碳生态系统已成为应对气候变化重要的基于自然的解决方案。本研究梳理了全球海岸带蓝碳生态系统的分布、碳封存量和封存价值,并根据经济、科技、蓝碳封存量三个指标对各海岸带国家和地区进行分类。海岸带蓝碳生态系统分布最广的国家是澳大利亚、印度尼西亚、墨西哥和美国,而印度尼西亚、澳大利亚、马来西亚和巴西碳埋藏量最高。全球每年蓝碳埋藏价值在碳交易和碳税价格下分别为3.47×109美元和2.35×109美元。中国拥有丰富的海岸带蓝碳资源,生态系统面积排名第10,年封存量排名第21;然而蓝碳自然资源的赋存禀赋与现有碳价格体系下的价值匹配性较差,基于碳交易价格的中国海岸带蓝碳埋藏价值全球排名第27,基于碳税价格仅排名第39。碳价格低迷将会导致在国际蓝碳交易中处于劣势,中国后续应不断完善碳排放交易市场。中国具有在蓝碳研究以及修复投入与实践方面的优势,以及贝藻养殖、海洋牧场等特色蓝碳资源,可结合不同类型的蓝碳国家经济科技条件与自然条件制定多元合作策略。     

Intertidal spring dynamics and coastal nutrient loading revealed through geophysics,drone surveys,and in-situ monitoring

Coastal eutrophication poses an increasing risk to ecosystem health due to enhanced nutrient loading to the global coastline. Submarine groundwater discharge (SGD) represents a significant pathway for nitrate-nitrogen (NO₃-N) transport to the coast, but diffusive SGD transport is difficult to monitor directly, given the low flux rates and expansive discharge areas. In contrast, focused SGD from intertidal springs can potentially be sampled and directly gauged, providing unique insight into SGD and associated contaminant transport. Basin Head is a coastal lagoon in Prince Edward Island, Canada that is a federally protected ecosystem. Nitrate-nitrogen is conveyed from agricultural fields in the contributing watershed to the eutrophic lagoon via intertidal groundwater springs and groundwater-dominated tributaries. We used several field methods to characterize groundwater discharge, nutrient loading, and in-channel mixing associated with intertidal springs. The tributaries and intertidal springs were gauged and sampled to estimate a representative summer nitrate load to the lagoon. Our analysis revealed that NO₃-N export to the lagoon through tributaries and springs throughout summer 2023 was on average 401 kg N/month, with the combined spring loading comparable in magnitude to the combined tributary loading. We collected thermal infrared and visual imagery using drone surveys and found spatial overlap between cold-water plumes from the spring discharge and macroalgae blooms, indicating the local thermal and ecosystem impacts of the focused SGD. We also mapped the electrical resistivity (salinity) distribution in the water column around one large spring with electromagnetic geophysics at different tidal stages to reveal the three-dimensional spring plume dynamics. Results showed that the fresher spring water floated above the saline lagoon water with the brackish plume oriented in the direction of the tidal current. Collectively, our multi-pronged field investigations help elucidate the hydrologic, thermal, and nutrient dynamics of intertidal springs and the cascading ecosystem impacts.     

WebGIS在农业灌溉信息管理中的应用研究

农业灌溉的信息化管理是建设节约型社会和社会主义新农村的重要内容,传统模式的农业灌溉管理已经不能满足灌溉设旌和业务内容日趋复杂化的需求,农业灌溉管理的信息化改造势在必行。本文探讨了WebGIS技术在农业灌溉信息管理中的应用,指出该技术对提高农业灌溉的信息化管理水平具有重要作用。最后,以ArcIMS和ASP为核心技术,构建了基于B／S架构的农业灌溉信息管理系统AIIMS,该系统在满足实用性和可靠性需求的同时,充分发挥WebGIS的易用性和形象性特点,为农业灌溉的综合管理和决策提供有力支撑。     

模糊层次分析法在山区大农业发展决策中的应用

采用模糊层次分析方法,综合考虑自然资源条件和市场需求,分析并提出陇南山区白龙江流域各垂直气候层中农业各部门的优先发展顺序,为山区大农业发展提供决策依据。     

提高北方农牧交错带农业生态系统生产力的对策与建议

北方农牧交错带是中、东部平原农区的重要生态屏障,在我国具有重要的地位,并由于其系统生产力水平低下,生态和经济问题比较严重而倍受关注。如何协调农牧业生产及农牧民收入稳定增长,提高农业系统生产力是该区域的核心研究问题。围绕提高其系统生产力实现可持续发展的目标,提出了一些具体的对策和建议。     

Evaluation of snow models in terrestrial biosphere models using ground observation and satellite data: impact on terrestrial ecosystem processes

Snow is important for water management, and an important component of the terrestrial biosphere and climate system. In this study, the snow models included in the Biome‐BGC and Terrestrial Observation and Prediction System (TOPS) terrestrial biosphere models are compared against ground and satellite observations over the Columbia River Basin in the US and Canada and the impacts of differences in snow models on simulated terrestrial ecosystem processes are analysed. First, a point‐based comparison of ground observations against model and satellite estimates of snow dynamics are conducted. Next, model and satellite snow estimates for the entire Columbia River Basin are compared. Then, using two different TOPS simulations, the default TOPS model (TOPS with TOPS snow model) and the TOPS model with the Biome‐BGC snow model, the impacts of snow model selection on runoff and gross primary production (GPP) are investigated. TOPS snow model predictions were consistent with ground and satellite estimates of seasonal and interannual variations in snow cover, snow water equivalent, and snow season length; however, in the Biome‐BGC snow model, the snow pack melted too early, leading to extensive underpredictions of snow season length and snow covered area. These biases led to earlier simulated peak runoff and reductions in summer GPP, underscoring the need for accurate snow models within terrestrial ecosystem models. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

全球生态系统的状况与趋势

简要介绍了千年生态系统评估（MA）项目状况与趋势工作组的报告《生态系统与人类福祉：现状与趋势》中的第3部分，即“对提供生态系统服务的各类系统的评估”。评估结果表明，在20世纪的后50年，全球生态系统的变化幅度和速度皆超过了人类历史上有记录的任何一个相等时间段的情况，目前人类活动实际上已经显著地改变了地球上的所有生态系统。这些变化主要表现在：① 大约1/4的地球陆地表层已经转变为垦殖系统，而且在1950年之后的30年中，转变为农田的土地面积比1700—1850年这150年间转变的总和还要多；②全球大多数的重要流域，由于水资源利用造成的栖息地丧失与破碎化，以及由于养分、沉积物、盐分及有毒物质造成的污染，已经显著地破坏了河流、湖泊和盐水沼泽等湿地生态系统的功能与生物多样性；③ 旱区系统存在着水资源匮乏、过度垦殖、过度放牧和过度砍伐树木等问题，生态状况尤其令人担忧；④ 栖息地的丧失与破碎化、过度开发、污染以及气候变化，已经对海滨系统造成了严重的生态威胁；⑤ 不可持续的农业开发模式，已经严重地破坏了热带森林生态系统的结构与功能。     

塔里木河流域生态系统健康评价指标体系的构建

流域生态系统健康评价研究是目前生态学研究的一个新概念、新问题,旨在探讨在人类强烈活动干扰下遭忖受严重污染与退化的流域生态系统的健康问题,生态系统健康是人类与环境间的相互协调关系及实现生态可持续发展的重要基础.依据野外调查资料、遥感影像和社会经济数据,分析表明：水资源是决定塔里木河流域生态系统健康与否的关键因素,人类对水资源的不合理开发利用是导致本流域生态环境恶化的根本原因.因此从水资源、生物多样性、生态系统的弹性和经济社会几方面的健康出发,选取相应的一系列指标,构建了塔里木河流域生态系统健康评价指标体系,并确立了各指标健康程度的度量标准.从而为本流域的生态环境管理提供可参考的理论基础.