半干旱区城市人工森林生态系统服务价值评估——以兰州市南北两山环境绿化工程区为例

基于2005年兰州市南北两山环境绿化工程区的卫星遥感资料,应用生态系统服务评价方法,结合研究区实际情况,对研究区的城市人工森林生态系统服务价值进行评估。结果表明:①2005年研究区的人工森林生态系统总服务价值为15.59亿元·a-1;各项服务价值的顺序依次为:森林游憩＞维持大气平衡＞涵养水源＞林副产品＞固土保肥＞保护生物多样性＞木材＞薪炭材;②城市人工森林生态系统服务价值组成上表现为经济效益（直接价值）与生态效益（间接价值）的比例相差不大,明显有异于自然生态系统,这主要是由人工生态系统的人为性和明确的目的性造成的。研究表明,城市人工生态系统对CO2减排的可持续性和生态安全具有现实意义。对积极探索西部地区的生物减排及水土资源及生态安全问题,对进行城市人工生态系统服务评价具有一定的借鉴意义。     

林草复合经营模式养分动态关系

林草复合经营模式在目前的退耕还林工程中起着重要的作用，研究林草复合模式的林与草之间的营养元素关系，通过对不同林草养分的研究得出林木、草、土壤之间的养分动态关系，对矿质养分相互关系的研究为合理搭配林草提供重要依据，为退化山地生态系统的恢复和重建提供重要的模式。模式Ⅰ在退耕还林初期，土壤养分供给氮素虽未亏缺，但从三者问的消长关系看出：氮磷素供应并不富足，特别是水解性氮。土壤交换性钙供应不足，引起杉木与黑麦草对钙质竞争。而土壤全钙含量很高，钙质向交换性钙转化的速度缓慢。模式Ⅱ与模式Ⅰ得到相似结果，所以在这两种模式中应加强人为管理，在退耕初期应适当增施氮磷钙肥，辅以土壤结构改良，加速土壤养分向植物可利用态转化。模式Ⅲ牛鞭草的生物量极高，磷、钙索相对缺乏。由于牛鞭草被不断的采割用于牲畜的饲料，对该模式中必须进行一定养分的输入，以保持杂交竹与牛鞭草这一林草生态系统的养分平衡。     

Spatio-temporal changes in agricultural hydrothermal conditions in China from 1951 to 2010

Based on the daily observation data of 824 meteorological stations during 1951- 2010 released by the National Meteorological Information Center, this paper evaluated the changes in the heat and moisture conditions of crop growth. An average value of ten years was used to analyze the spatio-temporal variation in the agricultural hydrothermal conditions within a 1 km² grid. Next, the inter-annual changing trend was simulated by regression analysis of the agricultural hydrothermal conditions. The results showed that the contour lines for temperature and accumulated temperatures (the daily mean temperature ≥0°C) increased significantly in most parts of China, and that the temperature contour lines had all moved northwards over the past 60 years. At the same time, the annual precipitation showed a decreasing trend, though more than half of the meteorological stations did not pass the significance test. However, the mean temperatures in the hottest month and the coldest month exhibited a decreasing trend from 1951 to 2010. In addition, the 0°C contour line gradually moved from the Qinling Mountains and Huaihe River Basin to the Yellow River Basin. All these changes would have a significant impact on the distribution of crops and farming systems. Although the mechanisms influencing the interactive temperature and precipitation changes on crops were complex and hard to distinguish, the fact remained that these changes would directly cause corresponding changes in crop characteristics.     

辽宁省农业干旱监测预报业务系统的设计与实现

为了提高农业干旱的监测预测服务能力,减少农业干旱对社会生产生活的影响,通过对干旱信息的采集、存储、加工处理和干旱产品的制作发布等环节进行梳理与完善,构建辽宁省农业干旱监测预报业务系统,实现了对农业干旱的一体化、精细化和定量化监测和预测,实现了干旱产品的标准化、自动化制作和发布。该系统依托农业干旱监测技术、遥感干旱监测技术、农业干旱预报技术等手段,实现了观测数据的收集存储、干旱信息的展示分析和干旱产品的制作发布等功能,并形成了省、市、县一体化干旱服务体系。最终实现对干旱的全方位监测、立体化服务模式,从而提高应对干旱灾害的防灾减灾能力。该系统的业务化应用提高了农业干旱监测预测的定量化、自动化和智能化水平,提升了地面和卫星遥感干旱监测预测的业务能力。该系统构建的省市县一体化服务模式,形成了省级农业气象业务中心统一制作干旱产品,省、市、县3级同时开展精细化干旱指导服务的体系。     

基于压力-状态-响应模型和多尺度管理的珠海市城市生物多样性恢复指标体系研究（英文）

生物多样性是一个系统性、整体性的概念,存在跨界、多尺度的管理问题。一方面,城市生态系统不是孤立的,而是与相邻城市、行政区相连的生态系统。城市生物多样性研究需要考虑生态系统的连续性。另一方面,城市生物多样性的主动保护和被动恢复策略不应仅由研究人员或市政府机构制定。更重要的是,有必要考虑多级管理部门的真实的生态系统管理问题,并将其纳入压力–状态–响应（PSR）模型。本文以多尺度现场调研和部门座谈的形式,结合遥感数据、土地利用数据、规划文本和图则等,对比分析珠海市生态系统现状、面临压力和应对生态问题的解决方案进行分析并总结出珠海市生态系统恢复的关键指标,以形成完整和更有效的城市生物多样性战略。本文发现,城市生态系统保护的实施效果和不同尺度的管理问题、资金需求等是否得到回应和满足,是否鼓励各利益相关者参与密切相关。不同尺度、不同地区的生态系统是否采取相同的生物多样性战略取决于该地区在全球或区域生态系统中是否具有同等重要性,生态元素是否与其他城市、地区的生态系统相连或者相邻,以及不同尺度多方利益相关者的关切问题是否相同等。     

水质较好湖泊环境保护的理论基础及中国实践

目前,我国湖泊富营养化及蓝藻水华问题十分突出,国家高度重视湖泊的生态环境保护.自“九五”以来,国家就投入太湖、巢湖、滇池“老三湖”等重污染湖泊的治理,但成本巨大,且历经近30年才初见成效.按照湖泊污染程度,湖泊治理与保护可分为“污染治理型”“防治结合型”“生态保育型”3大类.“老三湖”的治理是典型的“先污染、后治理”的模式,水质较好湖泊主要属于生态保育型湖泊,因此,“老三湖”治理模式不适用于水质较好湖泊的保护.本文系统总结了我国水质较好湖泊优先保护理念的形成和水质较好湖泊专项实施的历程.根据水质较好湖泊的特点,及其生态系统退化与修复的一般过程,提出了水质较好湖泊保护的基本思路.从热力学角度,阐明了氮磷营养盐输入湖泊生态系统中是熵增过程,也是湖泊生态系统退化的根本原因,湖泊氮磷污染负荷源头控制是关键.湖泊流域生态安全格局是确保湖泊生态系统健康的基础,从景观生态学角度,阐明了优化湖泊流域水土资源利用、优化发展模式是减轻湖泊环境压力的重要途径.在浅水湖泊生态系统,以沉水植物占优势的“清水态”和以浮游植物占优势的“浊水态”转换过程不是沿着同一条途径,存在上临界阈值和下临界阈值,水生态修复过程表现出一种迟滞的现象.从湖泊水生态系统稳态转换理论角度,阐明了湖泊生态修复工程应在湖泊生态系统发生退化转变之前实施,才能获得较高的环境效益.通过国家财政专项对81个水质较好湖泊的支持,既能促进湖泊流域经济社会发展,又能确保湖泊水环境质量变好,湖泊水生态系统逐步改善.建议加强不同类型湖泊保护模式的总结,深入对水质较好湖泊生态系统演替理论和保护技术研究,支撑国家系统开展水质较好湖泊保护.     

华北地区农业干旱预测模型及其应用研究

对华北地区冬小麦进行了水分胁迫实验，确定了冬小麦光合作用速率对水分胁迫的响应曲线，提出了农业干旱指数和农业干旱预警指数两个基本概念，在此基础上建立了具有明确生物学机理的华北农业干旱预测数值模式。对北京、石家庄、郑州和济南1998年至2000年432旬的农业干旱模拟结果表明:农业干旱预警定性准确率为90.7%，定量准确率在87.5%左右；此外，模拟表明模式也可以对区域农业干旱进行准确有效的预测。利用1961~2000年气象资料对北京等地区历年农业干旱进行数值分析，结果表明:不同于大气干旱，在自然气象条件下，北京等地区作物生长期内几乎每年都存在农业干旱现象，特别是冬小麦灌浆至成熟期每年均存在一次较为严重的农业干旱胁迫过程，但农业干旱胁迫程度年际间存在一定波动，功率谱分析表明其具有3~6年的周期变化规律。对平均气候状况下华北地区农业干旱进行了时空动态分析，结果发现在自然条件下，华北大部分地区冬小麦4月下旬至5月下旬，即大约在冬小麦开花、灌浆至成熟期，农业干旱胁迫指数存在一种自然的逐渐加强的动态过程，这与华北地区的农业生产实践是基本一致的。     

不同下垫面空气动力学参数的研究

文中利用中国科学院沙漠研究所与日本国家农业环境技术研究所合作于1990—1994年在中国内蒙古自治区奈曼市半干旱地区沙丘和植被区下垫面观测的微气象数据,根据Monin-Obukhov相似性理论,计算了重度干扰草原、中度干扰草原、轻度干扰草原、无干扰草原、沙丘、沙丘内地、草地、稻田、小麦田、大豆田和玉米田11种下垫面的空气动力学参数粗糙度长度z0,零平面位移d,摩擦速度u*,并分析了它们与水平风速u和Richardson数的关系,比较了不同人为干扰草原生态系统条件下的空气动力学特征。结果表明:地表生物量和覆盖率随着人为干扰强度的增加而减少。不同人为干扰下垫面的粗糙长度与生物量和植被高度以及地表起伏程度有着密切关系;Richardson数也是其影响因子。风速、粗糙度都与摩擦速度成正相关,但对于不同下垫面有所不同,从中可以看到草地对沙漠化有一定的防治作用。同一种下垫面不同时期的空气动力学参数也存在差异。这些结果对建立陆面过程和区域气候模式具有重要的意义。     

区域生态地球化学评价核心与对策

生态地球化学是地学与土壤学、农业、环境学和生态学等多学科交叉融合产生的新学科,是地球化学领域新的发展方向。区域生态地球化学评价是在区域地球化学调查基础上,针对影响流域/区带生态系统安全性的元素异常而开展的一项评价和研究工作。多目标区域地球化学调查获得的海量高精度地球化学数据,可为环境质量评价提供背景值、为土地的质量和生态管护提供地球化学依据;调查还发现了一系列影响流域生态安全性的元素异常,针对异常元素分布特征,区域生态地球化学评价将开展异常元素追踪和成因甄别、生态效应评价和生态系统安全性的预警预测等项评价和研究工作。文章论述了区域地球化学调查成果,介绍了区域地球化学评价的思路,阐述了区域生态地球化学评价的主要问题与对策。     

国家级现代农业气象业务技术进展

农业气象业务技术是开展农业气象服务的基础和前提,因此,农业气象业务技术的研发一直是国家级农业气象业务服务的核心工作。近年来,国家级农业气象业务技术已逐步迈向精细化、定量化,涵盖了农业气象监测评价、作物产量预报、农业气象灾害监测评估与影响预报、农用天气预报、农林病虫害发生发展气象等级预报等诸多领域。随着农业气象业务技术的发展,支撑农业气象服务的客观产品更加丰富和多样化,既有站点产品,又有格点产品,涵盖了日、周、月、季、年等不同时间尺度。以农业气象指标、数理统计模型、作物生长模拟、卫星遥感、地理信息系统、大数据等技术为核心的国家级农业气象业务平台（CAgMSS）已成为全国农业气象业务系统的重要品牌。面向现代农业发展对气象服务日益增长的需求,精细化、精准化的农业气象灾害监测与风险评估技术、作物长势评估与产量预报综合集成技术、农业应对气候变化技术以及农业气象大数据挖掘与人工智能技术将是未来国家级农业气象业务技术发展的重点。