气候变化背景下湖北省高温干旱复合灾害变化特征

利用湖北省76个国家气象站1961—2022年地面气象观测资料,基于气象干旱综合监测指数(Meteorological Drought Composite Index,MCI)和有效降水指数(Effective Precipitation,EP)识别湖北省历年干旱和洪涝过程,分析近62 a旱涝过程频次时空变化和旱涝年、旱涝转换特征以及2010年以来旱涝特点。结果表明：湖北省旱涝频发区总体呈东涝西旱、南涝北旱的片状分布。干旱和暴雨洪涝发生频次分别呈现波动式下降、上升趋势。干旱主要发生在春季和伏秋季,发生频次总体呈减少趋势,但夏秋干旱以及极端干旱有趋多增强的态势;暴雨洪涝主要集中在夏季,发生频次呈增多趋势。旱涝年年际间呈现连旱2~4 a、连涝2~3 a或旱涝交替的特征,部分年份年内旱涝并存、旱涝急转,2010年以来无旱涝并存年。旱涝转换站数年际间波动较大,呈现5个阶段性上升特征,各递增阶段最大站数呈递减趋势。2010年以来旱涝呈现极端性增强、骤发性增多及连旱连涝的特点。

     

荒漠生态系统C、N、P生态化学计量研究进展

生态化学计量学是通过研究生物有机体主要元素含量及其比值的变化关系,揭示生态系统各组分间元素循环规律的一门学科,生态化学计量也是荒漠生态系统研究的重要内容。因此,综合掌握水分和养分限制环境下C、N、P生态化学计量的关系对揭示荒漠生态系统植物的限制性元素、土壤营养的供给能力、养分的有效性等都具有重要的意义。基于此,回顾和分析了国内外荒漠生态系统C、N、P生态化学计量最新研究和动态,分别从植物、凋落物、土壤、土壤微生物、土壤酶进行较为系统的评述,讨论了植物-土壤-微生物-酶四者的关系,提出了荒漠生态系统C、N、P生态化学计量的未来研究方向,期望为全面理解固沙植被的演变过程、稳定性维持机制及其科学管理提供理论指导。     

中国南方调整水稻种植格局——一种水稻生产预先适应气候变化的选择(英文)

Rice planted in southern China accounts for 94% of the total in sown acreage and 88% of the total in production, which matters a lot to Chinese food security. However, due to the prolonged conflict between water availability and rice growth in spatial/temporal distribu-tion, rice production suffers from seasonal drought at acreage of 16%-22%, which compro-mises food production capacity and food security. Focusing on the spatial distribution of seasonal drought with rice and the practices to adapt to it, and based on an analysis of bal-anced water supply for and demand by rice at a growing season scale during 1981-2030, this paper assesses the changing seasonal drought in the process of rice production under the changing climate in the future, and identifies general rice re-cultivation options for climate change adaptation. Some conclusions can be drawn as follows. (1) Rice suggests a decline in seasonal drought, with early season rice (early rice hereafter) by 12,500 km2, middle season rice (middle rice) by 80,000 km2, and in particular late season rice (late rice) by 25,000 km2, which accounts for almost 20% of its cultivated acreage. It is indicated that due to climate change, seasonal drought in major rice producing areas tends to alleviate in general, late season rice in particular. (2) Future climate change brings about a significant impact on the spatial/temporal distribution of water resources in rice producing areas in China. Based on ’pre-designed’ adaptation actions for rice-re-cultivation, the rice cultivation pattern undergoes a significant alteration between 1981-2000 and 2001-2030. In eastern Guizhou and western Hunan, the pattern of single early plus single dry farming is changed into double cropping. In eastern Hunan, the pattern of dry cropping is changed into single early plus single dry farming. In northern Anhui, the pattern of dry farming cropping is changed into middle rice. All this is aimed at a potential adequate availability of water for rice production in the future. (3) Rice re-cultivation patterns developed in this paper help re-balance water demand and supply for rice growth using the spatial analysis tool to adapt rice growth to the changing water avail-ability from spatial perspective, and come up with rice producer-friendly re-cultivation options in response to climate change.     

中国科学院阜康荒漠生态站紧急招聘

因研究工作需要,紧急招聘1-2位土壤化学(或环境化学/大气化学)专业博士(或博士后/副研究员/副教授等),共同攻克土壤碳循环中的科学难题。该方向已获国家973项目支持,经费充足。希望申请者具备分析化学背景,肯钻研、能克服困难     

A relationship between solar activity and frequency of natural disasters in China

The relationship between the length of the solar cycle, a good indicator of long-term change in solar activity, and natural disasters (drought, flood, and strong earthquakes) in China during the last 108 years is analyzed. The results suggest that the length of solar cycle may be a useful indicator for drought/flood and strong earthquakes. When the solar activity strengthens, we see the length of the solar cycle shorten and more floods occur in South China and frequent strong earthquakes happen in the Tibetan Plateau,but the droughts in East China as well as the strong earthquakes in Taiwan and at the western boundary of China are very few. The opposite frequencies occur when the solar activity weakens. The current study indicates that the solar activity may play an important role in the climate extremes and behavior in the lithosphere.     

农业干旱风险研究进展

农业干旱风险分析是近年来兴起的一个新的研究领域,这一研究不仅是农业旱灾风险管理的基础和前提,也是农业干旱风险区划和灾前损失预评估的理论基础。本文系统阐述了农业旱灾风险的内涵及构成要素、风险分析体系及研究现状,在此基础上指出,依据自然灾害风险分析基本原理,从农业旱灾危害性以及承灾体脆弱性角度系统地建立农业旱灾综合风险分析程序框架和指标体系,尤其是开发针对每一风险要素的、动态的数学模型和指标体系是当前干旱灾害风险时空格局研究的当务之急。     

数字国土

近日,联合国粮农组织发布的最新研究报告指出,土地退化正在全球众多地区呈现加重和扩大的趋势,由此将造成15亿直接依靠土地生存人口的生计受到影响。随之而来的将是农业产量下降、粮食短缺、人口迁移、生态系统被破坏以及生物多样性丧失等连锁恶性反应。     

传统农业地区能值生态足迹分析——以贵州省从江县为例

传统农业生态系统正面临着来自现代化发展及其带来的技术经济变革的严重威胁,在一些传统农业地区现代农业替代传统农业已经引发了严重的生态环境问题。生态足迹,作为可持续发展评价的方法之一,由于无法全面衡量人类活动对生态系统造成的各种影响,因此无法揭示传统农业地区真实的生态环境状况,也无法给出科学合理的可持续发展评价。能值生态足迹是对传统生态足迹的一种改进,试图利用能值分析理论的优点囊括人类利用生态系统产品和服务的各种活动。然而,目前能值生态足迹研究往往受到传统生态足迹理论的局限,无法真正将人类消费的各种资源、产品和服务纳入进来。为此,本文将生态系统服务概念引入能值生态足迹理论框架中,进一步改进和完善了能值生态足迹模型,使之能够全面衡量人类活动的生态环境影响。本文利用改进的能值生态足迹模型,以我国传统农业地区贵州省从江县为例,开展生态环境状况评估和可持续发展评价。结果表明,从江县2007年人均能值生态承载力为9.3311 ha,人均能值生态足迹为14.5638 ha,人均能值生态赤字为5.2327 ha。可见,从江县的生态承载力仅能满足当地居民消费总需求的64%,当地处于不可持续发展状态,生态环境状况不容乐观。这与传统生态足迹的评价结果差异十分显著。传统生态足迹评价结果显示,从江县的生态承载力不仅能够满足当地居民的消费需求而且有少量生态盈余。进一步分析显示,从江县居民对生态系统的污染物吸纳服务和侵蚀控制服务的消费,在从江县总生态足迹中占有相当大的比例。这说明,从江县传统农业生产方式受现代农业影响而发生的部分改变,所产生的生态环境影响已经逐步显现。过量施用化肥农药所引起的面源污染以及频繁翻耕和砍伐森林所引起的水土流失,已经严重威胁当地的生态环境健康和可持续发展。     

基于小波变换的生态系统服务权衡尺度效应与影响因素研究——以珠江三角洲为例

识别生态系统服务间的多尺度权衡关系及其影响因素对于指导管理决策和推进可持续发展至关重要,然而尺度响应特征及差异变化成因尚不明确,其中一个重要原因是缺乏科学合理的尺度划分方法。本文评估了珠三角地区的土壤保持、水源涵养、生境质量、自然游憩共4种关键生态系统服务量,基于小波变换的特征尺度估算方法,确定了研究权衡关系的最佳聚合规模序列。应用相关性分析和地理探测器方法,定量化识别权衡强度在各个尺度的影响因素,并比较了不同尺度间主导影响因素的差异特征。结果表明：① 权衡强度在6条样线上的特征尺度突出,2000~11500 m是研究权衡关系的最佳尺度序列范围。② 自然游憩与水源涵养、生境质量之间存在协同关系,自然游憩与土壤保持互为权衡关系。三对服务组合之间的相互作用大多随着尺度的增大而增强,特别是在县级行政管理规模上,所有配对服务表现出最强的协同或最弱的权衡关系。③ 植被覆盖度对权衡强度的驱动作用突出且相对稳定。地形因素是小尺度范围内权衡关系变化的主导影响因素,而气候因素和景观格局指数在较大尺度的影响作用显著。本研究通过优化传统的多尺度研究序列构建方法,为调控各类驱动因素以制定多级管理决策提供参考。     

腾格里沙漠东南缘4种灌木的生物量预测模型

灌木生物量模型是预测灌木生物量最有效的方法。选择腾格里沙漠南缘荒漠生态系统中常见的4种灌木（驼绒藜(Ceratoides latens)、盐爪爪(Kalidium foliatum)、珍珠猪毛菜(Salsola passerina)、红砂(Reaumuria soongarica)）为研究对象,以株高（H）和冠幅（C）的复合因子灌木体积（V）为自变量,通过回归分析,分别构建了4种灌木和混合物种的叶、新生枝、老龄枝、地上部分、地下部分和整株生物量的预测模型。通过决定系数（R2）、估计值的标准误（SEE）和回归检验显著水平（p＜0.05）筛选出了最优的生物量估测模型。结果显示:4种灌木的生物量模型主要以幂函数W=aVb为最优模型,少数以三次函数W=a+bV+cV2+dV3为最优模型。灌木生物量与V之间呈极显著的相关关系（p＜0.001）,决定系数较高,分别为:叶片（0.775＜R2＜0.866）,新生枝（0.694＜R2＜0.840）,老龄枝（0.819＜R2＜0.916）,地上部（0.832＜R2＜0.917）,地下部分（0.74＜R2＜0.808）,全株（0.811＜R2＜0.912）,说明预测模型可以应用于此4种灌木的生物量估算。不同物种之间及不同器官之间的生物量模型存在差异,在实际使用中,要根据物种来选择相应的模型。生物量模型的建立有助于全面估算荒漠生态系统的生物量,并进一步评估生态系统不同碳库的碳存储量与碳循环。为有效提高荒漠草地碳储量、合理实施生态系统管理和人为干预提供科学依据。