气候变化对湿地景观格局的影响研究综述

气候变化是影响湿地景观格局变化的主要自然因素。文章从气候变化对湿地水资源面积、湿地土地利用格局、湿地植被空间格局及湿地生物多样性格局的影响研究等方面进行了综述,并对完善气候变化下湿地景观格局变化的研究方法和技术手段进行了探讨。指出:应用气候模型进行未来气候预测时,应合理选择气候变化情景,并确保不同模型的时空尺度匹配;应用"3S"技术提取湿地类型信息、观测湿地土地覆盖变化时要确保信息的精度,不同来源的数据必须采取制图综合等手段;实现气候变化下湿地景观结构与生态过程相结合的动态格局分析。     

气候变化对珙桐分布的潜在影响

分析气候变化对植物分布的影响,对气候变化影响下的生物多样性保护具有重要意义. 利用分类和回归树 (Classification and Regression Tree,CART)生态位模型,设定A1,A2,B1和B2 4种气候变化情景,模拟分析了气候变化对珙桐(Davidia involucrata Baill)分布的影响. 结果表明:随气候变化,珙桐目前适宜分布范围将减小,但新适宜及总适宜分布范围将扩大;珙桐适宜分布范围在模拟时段呈缩小趋势,在A1情景下减幅最大,B1情景下减幅最小. 气候变化后,由于珙桐目前适宜分布范围的东部、南部、北部、东北部和东南部地区缩小,而新适宜分布范围将主要向我国西部及西南部地区扩展,因此,目前适宜分布范围将被破碎化. 气温变化对珙桐分布范围的影响大于降水量的影响.      

北极4个亚区的影响分析

在评价北极陆地生态系统影响时,人们常常强调物种和生态系统对环境变化响应的地理变化,这种变化往往与气候、生物多样性、植被带、生态系统结构和功能的南-北梯度相关联,可是,环境、生态系统的功能和结构上,以及环境史和当前气候变化的明显东-西变化显然也很重要.尽管一些地方变得温暖,但另一些地方却降温了,海洋、群岛和山脉等地理屏障的东西差异过去也对物种和植被带响应气候变化而改变分布区的能力产生了很大影响,同时,这些地理屏障为种群遗传分化和生物多样性热点区的形成提供了必要的隔离条件,这些屏障在未来气候变暖时,也将影响物种重新分布的能力.为了说明这种东西向的变化,同时也避免过分笼统或过于专业化,基于大尺度的天气和气候形成因素,北极气候影响评价项目确定了4个主要亚区.通过模拟与4个北极气候影响评价亚区有关的主要信息,导致物种分布区发生改变的地理屏障,特别是大陆的分布和海洋产生的隔离,明显会影响植被带的向北移动.对植被区向北移动的地理限制或者促进将影响将来碳的贮存和释放,以及生物圈与大气之间水和能量的交换.此外,气候变化使受威胁物种数量在各个亚区之间差别很大(白令海地区别尤其是热点),各个植被亚区重新分布的能力差异将影响每个区的生物多样性.总而言之,亚区分析表明,在整个北极地区水平上概括生态系统结构和功能的反应、物种的丧失,以及生物圈对气候系统的反馈的趋势是困难的,说明需要对北极陆地生态系统对于气候变化响应的空间变化性有深刻的认识.     

中国气候变化影响研究概况

介绍了目前我国在未来气候变化影响研究方面的概况,气候影响研究采用的方法多为政府间气候变化专业委员会(IPCC)第二工作组提出的气候变化影响评价方法。未来气候变化影响研究是在大气中C0₂浓度加倍,或气温、降水变化的情景下,进行未来农业、林业、水资源、生态环境以及海平面上升等方面的潜在影响研究,其中有模型研究、实验室研究、宏观研究和适应对策研究等。这些研究采用的未来气候情景多为GCM模型预测的气候情景。      

山地土壤微生物地理分布格局及其驱动机制

土壤微生物不仅是陆地生态系统的重要组成部分,也是地上、地下过程与功能有机结合的重要纽带。分子生物技术的发展以及土壤微生物分离和鉴定准确性的提高,推动了土壤微生物生物地理学的不断发展,但宏观尺度上的格局特征与区域规律尚未揭示。本文集成分析了全球不同气候带、不同植被类型的土壤微生物群落组成（生物多样性）沿海拔梯度的地理分布格局,发现在全球尺度上并无一致规律,线性（递增或递减）、非线性（单峰或双峰）、无固定趋势3种地理格局并存。植被类型、植物多样性、土壤pH及其它物理化学性质、气候等各种因素,都有可能决定某一地区的土壤微生物多样性的海拔梯度分布格局。全球尺度上的现有数据分析发现,海拔跨度和气候的影响较为明显,二者实际上综合反映了大尺度上气候决定着山地土壤微生物的地理分布格局,这与传统的生物地理学观点是一致的,其它生态环境因子如地理坐标、植被类型、土壤微生物类型、土壤pH等的影响处于从属地位。然而,当前山地土壤微生物生物地理学的研究仍有较多局限性,全球更多山地、更大海拔跨度的土壤微生物研究、更精确的微生物分离鉴定技术、更多样的环境与生物驱动因素分析,以及更多现代生物地理学研究方法的使用,将有助于土壤微生物地理分布格局的深入研究,及其与气候、土壤和生态系统关系的深入挖掘,这对深刻认识土壤微生物的空间分布规律,从而更好地开发和利用土壤微生物资源,具有重要的理论与实践意义。     

中国气候变化影响研究概况

介绍了目前我国在未来气候变化影响研究方面的概况，气候影响研究采用的方法多为政府间气候变化专业委员会（ＩＰＣＣ） 第二工作组提出的气候变化影响评价方法。未来气候变化影响研究是在大气中ＣＯ２ 浓度加倍，或气温、降水变化的情景下，进行未来农业、林业、水资源、生态环境以及海平面上升等方面的潜在影响研究，其中有模型研究、实验室研究、宏观研究和适应对策研究等。这些研究采用的未来气候情景多为ＧＣＭ 模型预测的气候情景     

气候变化对大熊猫分布的潜在影响

分析气候变化对动物分布影响,对气候变化下保护生物多样性具有重要意义。文章利用CART(classification and regression tree),分类和回归树模型,采用A1、A2、B1和B2气候变化情景,模拟分析了气候变化对大熊猫分布范围及空间格局的影响。结果显示:气候变化下,大熊猫目前适宜分布范围将缩小,新适宜和总适宜分布范围在1991~2020年时段较大,从1991~2020年到2081~2100年时段呈现缩小趋势,其中A1情景下变化最大,B1情景下最小。气候变化下,大熊猫目前适宜分布区的东部、东北和南部一些适宜范围将不再适宜,新适宜分布区将主要向目前适宜分布区西部一些区域扩展,并且适宜分布区破碎化,在2051~2080年时段程度最高。另外,气候变化下,大熊猫目前适宜、新适宜和总适宜分布区范围与我国年均气温和年降水量变化呈负相关性。多元回归分析表明,大熊猫目前适宜、新适宜和总适宜分布范围随我国年均气温和年降水量增加而减少,其中气温变化影响比降水量变化影响要大。结果说明,气候变化后,近期将使大熊猫目前适宜分布范围减小,新适宜分布范围增加,随气候变化程度增加,新适宜和总适宜分布范围又将减小。     

全球变化背景下南方红豆杉地域分布变化

气候是影响植物栖息地的重要因素之一,预测气候变化对植物潜在分布范围变动的影响,对促进植物资源的可持续利用具有重要意义。基于最大熵Maxent模型结合11个环境变量,预测2050s三种气候情景下（RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5）南方红豆杉（Taxus chinensis var. mairei）在中国的潜在地理分布状况,分析影响其分布的主要因素,探讨其分布格局的改变对我国亚热带北界的指示意义。结果表明：（1）南方红豆杉的适宜栖息地（生境指数P >0.2）主要分布在我国亚热带暖温带季风区,绝大部分核心栖息地（生境指数P >0.6）分布在秦岭大巴山以南地区;（2）Jackknife测试结果显示,最冷季降水量（bio19）、气温平均日较差（bio2）、气温年变化范围（bio7）、最暖季平均温度（bio10）和海拔（Elev）对南方红豆杉空间分布适宜性影响最大; （3）随气候变化,2050s南方红豆杉有沿纬度向北和海拔向上迁移的趋势,并且我国亚热带北界受气候变化的影响将逐渐向北移动。     

生物滞留设施研究进展

通过分析近年来生物滞留设施在土壤介质、气候与热冲击、生物多样性、生命周期成本等方面的研究内容得到,优化土壤介质可提高系统的处理性能。增加模型的兼容性与输入端控制可提高模型预测的准确性。小规模设施耐热冲击性能较好。生物滞留设施相比草坪、花园有更丰富的生物多样性,利用植物根系与生物多样性增强设施的性能还有待研究。通过主动性控制指导、加强施工段控制可降低设施的周期成本,成本模型预测的准确性还需加强基础资料的收集与资源的共享。     

气候变化下的环境影响评估及监测方法研究

气候变化对环境产生了广泛而深远的影响,气候变暖会导致冰川融化和海平面上升,加剧海岸线的侵蚀和沿海城市的风险。气候变化还会导致生物多样性的丧失和生态系统的破坏,影响许多植物和生物的生存状况。为了准确评估和监测这些影响,本文收集了大量的气候变化数据,然后利用数学统计模型对这些数据进行分析和预测,以研究气候变化对环境的潜在影响。结果表明,气候变化对环境影响深远,对人类和生态系统会造成巨大的威胁。因此,政府、企业和个人应当采取有效措施,减少温室气体排放,保护环境,实现可持续发展。     

湖南省生物多样性现状调查与评价

在对湖南省生物多样性现状进行调查的基础上,采用包括物种丰富度、生态系统类型多样性、植被垂直层谱的完整性、物种特有性、外来物种入侵度5个评价指标的生物多样性综合评价方法,以县(区)为单位,对湖南省125个县(区)进行了生物多样性评价. 结果表明:有51个县(区)的生物多样性状况为“高”,有53个县(区)为“中”,有12个县(区)为“一般”,有9个县(区)为“低”. 评价结果与湖南省生物多样性的实际情况基本相符,基本能反映出湖南省植物多样性的整体分布状况.      

Vegetation patterns and nature reserve construction in an extremely-arid desert in Anxi,NW China's Gansu Province

Anxi County is located in the northwestern part of the Hexi Corridor in gansu Province and has the sole national level nature reserve of extremely-arid desert in China.Phytosociological methods (Braun-Blanquet,1964) are used to classify plant community types in this area.Eleven are disting uished,including six of deserts,four of oases and one transitional type between deserts and oases.Direct gradient analysis (DCA) is employed to correlate the distribution of plant communities to physiogeographic conditions.This study makes clear that water is the most important ecological factor for the distribution of plant species and communities in this area.The effects of water have been demonstrated in different ways.A vegetation gradient from lower altitude to higher altitude in the southern part of the reserve is driven by a precipitation gradient.The effects of the depth of ground water table contribute to the differentiation of vegetation from desert to oasis in the flat area.In a finer scale,the washed gullies have obviously higher species richness and also higher vegetation cover than the surround gobi surfaces,possibly caused by the effects of floods.The vegetation patterns demonstrate that the area of Anxi County is a complete landscape unit.The range of the current nature reserve is not large enough for the purpose of conserving the unique biodiversity in this area.     

四川省维管植物和脊椎动物空间分布格局研究

四川省地理位置独特,位于青藏高原的最东端和长江、黄河上游,横跨五大地貌单元,包括6个气候梯度,是全球生物多样性保护热点地区之一和中国重要的物种基因库. 因此,研究四川省生物类群分布特征,识别狭域分布及环境脆弱带生物类群,可服务于生物多样性保护网络优化及保护策略制定,支撑生物多样性遥感监测开展. 基于四川省183个县(区)13 845个物种分布数据,对维管植物及脊椎动物,以及被子植物门、裸子植物门、蕨类植物门和哺乳纲、鸟纲、硬骨鱼纲、两栖纲、爬行纲的目特征区和科特征区进行分析,并统计目特征区的物种组成. 结果表明:四川省有维管植物12 378种,涵盖3门12纲72目268科,脊椎动物1 467种,涵盖5纲43目158科. 四川省维管植物和脊椎动物的目、科特征区总体可分为两大特征类群团,基本与四川省东部中亚热带和四川省西部高原气候区分布相吻合. 基于物种大数据划分的目、科特征区分布规律与植被区划成果具有较高的一致性,表明可以从大数据中推断出类群分布的详细特征. 因此,以大数据为基础精准识别生物多样性保护空缺区、物种交流廊道等关键区域具有可行性. 该研究还揭示了另一个重要的模式——小分类阶元的分布模式比大分类阶元受到更广泛、更复杂的因子组合的影响. 在此基础上,提出了生物类群保护孤小易危原则,建议优先考虑孤小分类群的生物多样性保护,并以此为基础制定区域性生物多样性保护计划.      

Potential effects of climate change on birds of the Northeast

We used three approaches to assess potential effects of climate change on birds of the Northeast. First, we created distribution and abundance models for common bird species using climate, elevation, and tree species variables and modeled how bird distributions might change as habitats shift. Second, we assessed potential effects on high-elevation birds, especially Bicknell’s thrush (Catharus bicknelli), that may be particularly vulnerable to climate change, by using statistical associations between climate, spruce-fir forest vegetation and bird survey data. Last, we complemented these projections with an assessment of how habitat quality of a migratory songbird, the black-throated blue warbler (Dendroica caerulescens) might be affected by climate change. Large changes in bird communities of the Northeast are likely to result from climate change, and these changes will be most dramatic under a scenario of continued high emissions. Indeed, high-elevation bird species may currently be at the threshold of critical change with as little as 1°C warming reducing suitable habitat by more than half. Species at mid elevations are likely to experience declines in habitat quality that could affect demography. Although not all species will be affected adversely, some of the Northeast’s iconic species, such as common loon and black-capped chickadee, and some of its most abundant species, including several neotropical migrants, are projected to decline significantly in abundance under all climate change scenarios. No clear mitigation strategies are apparent, as shifts in species’ abundances and ranges will occur across all habitat types and for species with widely differing ecologies.     

滇西北与滇东南干热河谷植物群落物种多样性研究

环境变迁下生物多样性格局形成及维持机制研究是生物多样性研究的核心科学问题之一. 滇西北和滇东南两地曾在地质历史上具有相似森林植被,随着板块运移,两地出现明显环境区化,植被类型亦产生巨大变化,仅在两地干热河谷生长着相似外貌和类型的植物群落,而其物种组成和生物多样性格局有何异同尚不清晰. 该研究分别在怒江和元江干热河谷设置100 km样带,每间隔4 km布设样地,对其植被进行群落学调查. 通过计算两地不同生活型植物重要值、Alpha及Beta多样性指标,拟阐明起源相近、外貌相似的两地植被在环境变迁后群落物种组成及生物多样性的变化规律. 结果表明:①滇西北干热河谷共调查到维管植物125种(51科104属),滇东南干热河谷共调查到114种维管植物(44科102属). 滇西北乔木和灌木物种丰富度均略高于滇东南,草本反之. 滇西北乔木多度极显著高于滇东南(P<0.01),灌木多度未出现显著性差异,草本多度滇东南显著高于滇西北(P<0.05). ②从科水平分析,滇西北和滇东南乔木和草本优势科组成种类相似,但灌木优势科组成种类差异性较大. 从种水平分析发现,两地乔木优势种种类差异较大,而灌木和草本组成相似. ③滇西北植物群落Shannon-Wiener指数、Simpson指数均略低于滇东南,但无显著性差异,而Pielou指数显著低于滇东南(P<0.05). 滇西北干热河谷植物群落中优势种单一,物种分布具有聚集性;滇东南植物群落物种分布较均匀,物种多样性丰富. ④两地植物群落之间相异性系数较高,处于极不相似水平,群落间生境差异性较大,不同生活型植物Beta多样性差异极显著(P<0.001),其中以灌木物种组成的相异性最大. 研究显示,起源相近、外貌相似的滇西北与滇东南干热河谷的植物群落物种组成存在明显差异,Alpha多样性差异不明显,Beta多样性存在显著性差异,环境变迁后区域环境差异改变了植物群落结构.      

退化湿地生态系统的生态恢复与管理——以美国Hackensack湿地保护区为例

受城市化、工业化和地球温室效应等人类活动与自然因素的影响,美国Hackensack湿地保护区正面临着面积不断减少、景观破碎化、外来物种入侵、河水污染增加、盐碱化程度增加和范围扩大等生态胁迫。稳定湿地面积,重建湿地的复合景观,丰富生物多样性,恢复潮水的正常规律,减少水体污染,控制外来种的入侵与扩张,促进湿地原有植物的定居与扩增及原有植被的恢复是Hackensack湿地恢复的关键,也是恢复工程设计与实施的核心。退化湿地生态恢复的管理则以植被的生长、芦苇的扩散方式及动态、鱼类和蟹类的种群动态、鸟类的种类及其对生境地的利用情况对生态系统功能恢复状况进行生物检验,有效监控退化湿地生态系统的恢复动态,研究其恢复规律,进而采取相应的管理措施,科学调控生态恢复进程。     

GIS支持下的秦岭植被景观梯度分析

秦岭植被景观类型丰富,具有过渡性和复杂性特点,植被垂直分带明显. 在分析了大尺度秦岭植被景观空间水平分布格局的基础上,利用基于GIS梯度分析方法,分析秦岭的植被与海拔梯度的关系,得到秦岭不同植被景观类型的斑块数、分布范围、植被分布的海拨高度平均值和标准差,并以太白山为例,对太白山植物种进行了梯度分析. 结果表明,随着海拔高度的增加,太白山依次出现7种植被景观类型:温带草丛→温带落叶灌丛→温带落叶阔叶林→亚热带针叶林→亚热带和热带山地针叶林→草甸→高寒草甸等植被类型,植物种亦发生相应的变化.      

不同气候类型下植物物候的影响因素综述

植物物候对气候变化非常敏感,可作为环境变化对植物生理活动影响的指示。植物物候的变化不仅可反映和预测全球环境的变化,还对地球物质循环和能量流动过程有着重要的影响。因此,结合植物生长背景,全面分析植物物候影响因素,探究植物物候对气候变化的响应是十分必要的。本文基于不同的气候类型下植物物候的研究,介绍了不同气候类型本身存在的气象、地域差异,总结不同气候类型下植物物候地域性特征;总结了热带亚热带气候、温带气候、寒带气候、高原山地气候4大类气候类型下植物物候变化及影响因素;讨论了当前物候研究的主要问题,并对未来研究进行了展望。综述表明,植物物候响应随气候类型呈现出不一致性,不同气候类型下影响植物物候的关键因素也不同。植物物候研究需结合植物生长环境,综合讨论相关影响因素。