湖泊碳循环研究进展及研究方法

近年来,碳循环问题日益成为全球变化与地球科学研究领域的前沿与热点问题,其中陆地生态系统碳循环又是全球碳循环中最复杂、受人类活动影响最大的部分,湖泊生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,在维护区域生态平衡和生物多样性保护等方面具有重要作用。由于全球湖泊面积迅速减少,湖泊生态系统正常的水循环和碳循环过程产生一定的变化,湖泊生态系统的演变也可能是全球大气CO2含量升高的一个不可忽视的因素,因此了解湖泊碳循环国内外研究进展及研究方法,对于研究湖泊碳循环对全球碳循环的作用有重要的意义。     

城市化和全球环境变化与IHDP

国际全球环境变化人文因素计划（IHDP）关注城市化与全球变化相互关系及相互作用机制的研究。《科学计划——城市化与全球环境变化》（UGEC）是IHDP的核心研究计划之一,该核心计划研究包括城市系统对全球环境变化的影响、全球环境变化影响城市系统的路径和作用点、城市系统与全球环境变化的相互作用和结果、城市生态系统中对全球环境变化影响的结果与反馈过程等四大专题的研究。IHDP、UGEC对我国城市化进程、环境效应与可持续发展研究具有一定的借鉴意义,值得持续关注。     

用于获取过去环境资料的技术和国际地圈-生物圈计划的重点

本文是1988年7月6—8日在瑞士伯尔尼大学召开的国际地圈-生物圈计划(IGBP)“过去环境资料获取技术”工作会议报告的第二、三部分,亦即国际地圈-生物圈计划“全球变化研究”项目第六号报告的第二、三部分。 第二部分——现有的技术——着重讨论了反映过去环境条件变化的树轮、湖泊沉积物、极地冰岩心、黄土、海洋沉积物等的应用。 第三部分——建议的计划重点——提出了七个重点课题:1)逐年、十年和百年时间尺度的变化;2)埃尔尼诺-南部涛动现象的古记录;3)过去人类对气候和环境的影响;4)全新世的全球变化;5)过去的15万年:冰期-间冰期旋回的全球变化;6)对大洋、陆地数据的需求;7)对模拟古资料的需求。在每一课题中对问题的提出、背景以及建议的IGBP活动等作了阐述。     

中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室CERN综合研究中心研究成果与发展

介绍了中国生态系统研究网络(CERN)综合研究中心成立以来的发展历程和主要研究成果,以及未来研究方向及预期发展。取得的代表性研究成果主要有:CERN动态监测数据与生态系统空间信息数据管理和共享系统的开发、陆地生态系统碳和水热通量观测研究、陆地生态系统碳储量的时空格局特征研究、陆地生态系统多尺度模拟综合集成研究和青藏高原生态系统格局与全球变化相互作用关系研究等。未来的研究方向主要集中在陆地生态系统碳氮水循环及其耦合,区域碳汇功能动态,生态敏感区、脆弱区和过渡区对全球气候变化的响应与适应,生态监测、模拟与生态信息应用以及全球气候变化主要因子对生态系统关键过程的影响。未来除了履行CERN综合研究中心的基本职能外,争取在以上研究方向取得有国际影响的开拓性研究成果。     

全球变化的人类因素（上）

1. 当前全球变化的人类因素的研究全球变化问题成为当前世界各国共同关心的重大问题.因为它不仅关系到地球生态系统的发展,而且关系到全世界所有国家,每一个人、甚至子孙后代的发展.它成为世界科学的主题是很自然的.当前有两个全球性研究项目正在进行.一项是在自然科学领域,国际科学协会理事会正在进行"全球变化研究、国际地圈一生物圈计划"(1990～2000年).它要调动全世界的科学力量,利用从太空监测地球等方式,研究地球自然界的变化以及它对人类生存的影响.另一项是在社会科学领域,国际社会科学理事会正在进行"全球变化的人类因素:一项关于人类和地球相互作用的计划"(1990～2000年).全球变化的人类因素研究受到重视,因为当代全     

水位变化对湖泊(水库)消落带生态环境影响的研究进展

消落带是水域生态系统与陆地生态系统的交替控制地带,具有生物的多样性、人类活动的频繁性和生态系统的脆弱性等特征。水位变化是影响湖泊特别是湖泊消落带生态系统主导因素,水位变化的频度、大小、持续时间等因素对消落带水-陆交换过程有重要的影响。本文回顾了近年来水位变化影响研究的基本概况,分析了水位变化对消落带物理因子、植物、动物、生物地球化学过程的影响,并讨论了国内外的研究趋势以及存在的问题。     

认识全球环境变化,服务我国中长期社会经济发展

一、环境地球化学的研究方向与IGBP合拍全球环境变化既是地球生命系统与地球生命支持系统的复合反应,又是地球自然体系与环境人为影响的综合结果。国际科联(ICSU)提出的“地圈——生物圈计划”(IGBP)在对地圈——生物圈系统分析的基础上,明确提出了气候变化问题是研究全球变化的中心;将局部的观测同区域或全球尺度的问题联系起来作为主要问题。气候既作为诸环境因子中最活跃的直接因素,制约其它环境因子相互作用的过程和速率;又作为地球环境演化自然作用和人为影响的复合结果,受控于若干环境因子的相互作用。因之,气候因子具有明显的二重性特征。     

全球气候变化与自然植被

绿色植被作为全球生命支持系统的主要组成部分,将受到全球温度变化的直接和间接影响。国际科联于1986年制订了旨在研究温室效应造成的全球变化及其对生态系统影响的"国际地图-一生物圈计划",其中"全球变化与陆地生态系统"是核心项目之一,目前已成为最为活跃和不断扩展的项目。一般认为,植被地带在全球变暖进程中将向北方移动,但因各个物种对气候变化的适应性与遗传忍耐力不同而有很大区别。据研究,占世界森林总面积四分之一的北方寒温性针叶林将对全球变暖作出强烈反应,会在很大程度上北迁进入冻原地带,而其南部则让位于冷温带的落…     

生态系统呼吸温度敏感性的分布及影响因素

生态系统呼吸的温度敏感性(Q10)是表征气候变暖-陆地碳循环反馈作用的一个关键参数,然而其全球分布格局及其对关键环境因子变化的响应仍存在很大的不确定性.该研究基于全球199个站点的碳通量和气象数据,形成了一套全球生态系统呼吸温度敏感性的数据集.分析结果表明:全球生态系统呼吸Q10的平均值为(2.69±1.26),不同生态系统间存在显著差异,其中湿地的Q10值最高(3.37±1.62),灌丛最低(2.49±1.60).除多树热带草原外,各生态系统的Q10值均随纬度的增加而增大,随年均气温、年降水量及饱和水气压差的增大而减小,这种差异与环境因子对Q10产生影响的阈值范围有关.研究结果突出了生态系统呼吸Q10的空间变异及对环境因子的响应在生态系统碳循环研究中的重要性,并建议在陆地碳收支研究中除了考虑Q10的总体变化还应兼顾不同生态系统类型间的差异.     

云贵高原典型湖泊浮游植物群落结构变化及影响因素

湖泊是地球生态系统的重要组成部分,对周边地区人民群众生产生活具有重要意义,但湖泊生态系统容易受人类活动影响,高原湖泊的生态系统较平原湖泊更为敏感.浮游植物作为湖泊中最重要的初级生产者,其群落结构可以反映出湖泊水环境的变化.为了解典型高原湖泊洱海的浮游植物群落变化情况及影响因素,于2021年对在洱海的13个点位开展逐月水质及浮游植物群落结构监测.结果发现洱海水质较好、富营养化水平低,但浮游植物生物量较前几年明显偏高,这主要是由于下半年甲藻水华事件所造成的.通过分析优势浮游植物与环境因子的关系发现,甲藻暴发可能与有机质有关,低透明度及相对低温环境也有利于甲藻生长;蓝藻生物量主要受营养盐浓度和水温限制;低温季节硅藻优势度较高.这些结果揭示了在外源营养盐输入得到有效控制的情况下,有机质和气候变化可能对高原湖泊浮游植物群落结构变化造成更为强烈的影响,未来需要对这些环境条件变化投入更多关注.     

遥感技术与陆地生态系统碳循环研究

在人类社会日益关注全球环境问题的今天,大气中CO2和CH4等温室气体浓度升高诱发的全球气候变化已成为可持续发展的最严峻挑战。因此,针对各个陆地生态系统的碳循环研究成为气候变化和区域发展研究的重点和关键。陆地生态系统中土地利用方式、植被种类等的变化,通过时间和空间的尺度来影响着全球碳循环,而遥感技术具有宏观、速度快、周期短、信息量大、多时相等特点,因此在植被覆盖和土地利用分类、碳循环遥感模型等方面都有着重要的应用。     

土壤中塑料与微生物的相互作用及其生态效应

聚焦于土壤环境中包括微塑料在内的塑料污染,综述了微生物与土壤塑料相互作用的最新研究成果.主要内容包括:(i)土壤塑料的来源、迁移及其在土壤中长期贮存的基本特征;(ii)土壤微生物对塑料的影响;(iii)塑料污染对土壤微生物群落及酶活性、土壤动物、农作物生产以及对全球陆地生态系统功能的影响.最后,本文展望了未来相关研究的...     

基本原理,概念及评估办法

引言 人们普遍认为,全球气候变暖在北极将进一步放大,由于平流层臭氧修复的可能延误,紫外线B(UV-B)辐射可能继续增加,北极环境及其居民可能特别易受这类环境变化的影响.上述共识促进了对气候变化影响的国际评估工作.北极气候影响评估(ACIA)是一项为时4年的研究,结果出版了一篇重要的科研报告[1]并产生了其他的成果.在本文以及本期Ambio专刊下面的文章中,我们提供了报告中针对北极陆地生态系统(从树线群落交错带到极地荒漠)的部分研究成果.     

全球变化及其研究进展

全球变化及其研究进展山东大学生物系刘纯慧，王仁卿日趋加剧的人类活动已使地球大气、陆地、淡水及海洋环境发生了前所未有的变化，许多有害气体和污染物的排放改变了生态系统的生产力和物种多样性。全球变化和全球环境问题严重威胁着人类社会的生存发展。各国政府和科学...     

大气中汞含量测定的不确定性

汞(Hg)作为1种神经毒素,它在环境中无处不在,且和人类的健康有密切关系,这主要是由于水生食物链和受污染的鱼类的生物累积的结果.在1990年第1次把汞作为1个全球污染物的国际会议上,大气中汞对于生态系统的重要影响就被确定并随后由Lindqvist等人尖锐地指出:即使在偏远地区的、低生产力的湖泊,鱼类也被发现含有高     

过去全球变化的陆地记录(IUGS过去全球变化专题讨论会第二工作组的报告)

论述了过去全球变化的陆地记录在全球变化研究中的作用,把所要求的研究项目划分成两组——计划A:认识全球系统的过去状态和计划B:评价对环境变化的响应的后果。对于这两组计划的推荐项目——过去的全球碳储库及其随时间的变化(计划A),全球海平面变化及其影响(计划B,下同),大陆记录中的突变、极端事件和短期波动,关于陆海对比的试验项目,长期的大陆记录,从问题的提出、目的、方法、背景资料等方面进行了阐述。     

利用水生生物指标识别滇池流域入湖河流水质污染因子及其空间分布特征

入湖河流作为连接湖泊流域"源"(陆地)-"汇"(湖体)的廊道,其水生态系统健康状态是对流域上游陆地生态系统土地利用/覆被变化的响应,而其下游水质污染因子则因流域分水线的封闭性,可以表征上游土地利用/覆被变化对入湖河流水生态系统健康的影响.因此,利用水生生物指标识别入湖河流水质污染因子及其空间分布特征,对于整个湖泊流域的...     

氮素影响陆地生态系统碳循环过程的模型表达方法

氮素是植物生长所必需的重要营养元素。人类活动引起的大气氮沉降增加对陆地生态系统碳循环过程具有重要影响。准确地定量表达氮素对陆地生态系统碳循环过程的影响是预测未来全球碳循环变化的关键环节。论文系统地归纳总结了国内外多个知名生物地球化学模型中氮素影响光合作用、呼吸作用、同化物分配等碳循环过程的数学表达方法,分析了不同碳循环过程中模型表达方法的不确定性及其原因。指出未来模型的发展需在加强机理研究的基础上,发展能反映氮饱和现象、能显式表达氮素与光合速率关系的光合作用过程算法,发展能显式表达氮素与植物体根、茎和叶呼吸速率关系的维持呼吸算法以及发展显式表达氮素对同化物分配过程影响的动态同化物分配方案。指出当今大部分主流模型在模拟氮素对光合作用影响时没有考虑氮饱和现象,因此利用模型预测未来陆地生态系统对氮素增加的响应时可能会高估氮沉降对光合速率的影响。研究综述可为准确评价陆地生态系统碳氮相互作用和发展碳氮耦合模型提供参考。     

陆地生态系统呼吸温度敏感性及影响因素研究

陆地生态系统是全球第二大碳库,生态系统呼吸的任何细微变化都会在很大程度上影响着全球碳循环,改变大气中CO2浓度,而气候变化(如气候变暖)反过来会影响生态系统呼吸,从而增强温室效应.呼吸对温度的敏感性系数(Q10)是定量气候-碳循环反馈的一个关键参数,其相关研究仍存在较大的不确定性.本文探究了Q10的影响因素、时空变异性及机理解释,阐述了表观Q10和内在Q10的机理差异,指出内在Q10是有机物分解对温度的敏感性,更能反映生态系统碳循环对气候变化的本质反馈.     

土地利用/覆盖变化对气候的反馈作用

土地利用与土地覆盖的变化直接反映了引起全球变化的主导因子---人类活动,关于土地利用与土地覆盖变化的研究将有助于加深对全球变化与陆地生态系统相互作用的理解。文中基于地球表面的能量与水分平衡方程,从理论上探讨了土地利用和土地覆盖对于气候的反馈作用,研究表明：①植被对于降水的作用不大,植被的存在有助于减少径流,增加保水能力,对于全球气候变化有减缓作用；②植被对于气候变化的作用是增温还是降温须视具体地点的情况而定；③对于中纬度地区,当下垫面反射率的变化与径流量的变化满足以下关系时：Δｆ＝５Δα×１０ｇ／ｃｍ^２·ｍｉｎ下垫面变化对于地表温度无影响。这表明在制定全球变化对策时必须因地制宜。