降水与氮沉降变化对草地关键氮过程的影响研究进展

研究降水格局变化和氮沉降增加对草地氮循环关键过程的影响,探索不同氮循环过程对未来全球气候变化的叠加效应和适应特征,为最终调节氮素转化过程,提高草地氮素利用效率并降低其生态环境负效应提供科学依据.本文综述了不同水分、氮素以及水氮耦合作用分别对植物氮库、土壤氮库的影响,同时分析了在这些条件变化下可能存在的微生物和酶活性变化的驱动机制.在此基础上探讨了水、氮变化对草地氮循环关键过程影响的不确定性以及目前研究中存在的主要问题.     

Characteristics of regional climate change and pattern analysis on Ordos Plateau

The characteristics of precipitation, temperature and their combination determine the special ecological environment pattern of Ordos Plateau. Analyzing its evolutionary trend attributes to understanding the succession process of the ecological environment of Ordos Plateau and has crucial instructional significance on the ecological restoration research being conducted in this region. Four time scales, arranging from ten days, one month, one season (growing season contrasting to non-growing season)to one year were adopted to analyze the climate data which included nearly 30 years and were collected by eight weather stations on Ordos Plateau. The results indicated that the mean annual temperature and the mean monthly temperature of February, September and December, had increased significantly during the late 30 years. The annual precipitation did not show significant changes but its distribution pattern had changed obviously. The ratio of precipitation of major growing season (May-October)to annual precipitation had increased distinctively, and five counties‘ precipitation reached statistically significant level.And the ratio of precipitation of latter growing season (September)to one year decreased significantly while the ratio of non-growing season (November-next April)to one year changed insignificantly. The results showed that maybe the interaction of increased mean temperature and insignificant change of precipitation in non-growing season was one of the reasons why the desertifieation of the region was deteriorating in recent years. Using some factors closely relating to vegetation succession such as mean annual temperature, mean annual precipitation, distributive pattern of precipitation, mean temperature of the coldest month, mean temperature of the warmest month, precipitation of the warmest month,mean temperature of growing season, precipitation of growing season, potential evapotranspiration(PET) and radiative dryness index( RD1), to synthetically analyze the climate characteristics of Ordos Plateau. The regionalized Ordos Plateau to three synthetical climate types were recognized as follows: Type 1, semi-humid and low evaporation(including Jungar Banner, Dongsheng City and Ejin Horo Banner), Type 11,semi-arid, semi-humid and moderate evaporation(including Uxin Banner and Dalad Banner), Type 111, arid and high evaporation(including Hanggin Banner,Otag Banner and Otog Qian Banner).     

气候变暖对冻结期黑土碳氮循环关键过程及指标的影响

冬季土壤碳氮循环是全球生物地球化学循环的重要组成部分,对气候变暖的响应极为敏感.为更好地了解气候变暖对冻结期黑土碳氮动态的影响,本试验采用红外辐射仪模拟土壤增温,并进行了两种不同水平的增温研究（W1和W2）.结果表明,在冻结期（2019年11月至翌年1月）,与对照处理（C）相比,模拟增温使表层土壤温度（0 cm土壤温度）分别上升1.54℃（W1）和4.10℃（W2）,并显著增加了土壤含水量,这很可能是由于积雪融化造成的.两种增温水平均降低了积雪覆盖厚度、土壤冻结深度、土壤有机碳（SOC）含量及活性有机碳（LC）含量.而冻结期增温对黑土氮循环关键过程及指标的影响则相对更复杂,随着增温幅度的提升,硝态氮（NO₃^--N）含量显著降低、全氮（TN）含量及净氮硝化速率明显增加,而铵态氮（NH₄⁺-N）、总无机氮（TIN）含量及净氮矿化速率则显著地呈现出先增加后降低的趋势.气候变暖将给冻结期黑土带来更为温暖湿润的环境,并且由此引起的土壤碳氮含量及转化过程的变化将会对随后生长季植物和微生物群落的结构组成、生产力及碳氮循环等过程产生深远的影响.这为研究冻结期东北黑土碳氮循环机制提供了一定的科学依据.     

发达国家温室气体减排现状及对我国的启示

气候变化是当前全世界关注的焦点问题,大气中温室气体浓度的不断升高与人类活动存在密切的联系.温室气体的历史排放主要是由发达国家产生的,发达国家对气候变化负有主要的责任.目前发达国家温室气体减排履约的整体情况不容乐观,主要发达国家的排放量呈上升趋势,但一些发达国家的减排经验还是值得借鉴的.本文在总结发达国家温室气体减排政策和措施的基础上,结合我国实际情况,提出了我国温室气体减排的可能对策.     

全球气候变化背景下台湾海峡浮游植物的长期变化

为了解气候–海洋环境变异的生态影响,阐述并比较了1984~1985年和2006~2008年台湾海峡浮游植物分布的时空变化特征.结果表明:浮游植物物种多样性指数和均匀度分别由3.29和0.62降至2.90和0.55;平均细胞密度增加3.7倍,由372.0×104 cells/m3增加到173 8.8×104 cells/m3;种类组成里暖水种比例提高了7.3%,由45.9%上升到53.2%;浮游植物主要优势种组成趋于简单和小型化,如小型硅藻柔弱拟菱形藻(Pseudonitzschia delicatissima)和细弱海链藻(Thalassiosira subtilis),其平均丰度和优势度显著提高.浮游植物群落的这些年代际分布变异可看作全球气候长期变暖背景下对台湾海峡环境变化的生态学响应迹象.图3表6参34     

近35a西藏那曲地区湖泊动态遥感与气候因素关联度分析

利用1976、1990、2000和2010年4期遥感影像对西藏那曲地区面积大于1 km2湖泊的动态变化进行信息提取,并结合1966—2010年研究区9个站点的气象数据,探讨其对气候变化的响应。结果表明,2010年那曲地区大于1 km2湖泊的总面积为16 841.93 km2,湖泊总数为469。近35 a那曲地区大于1 km2湖泊面积共增加3 505.12km2,增幅为26.28%,其中以2000—2010年增长速度最快,达18.18%;近35 a湖泊数量增加96,增幅为25.73%,其中以1990—2000年增幅最大,达13.38%。色林错面积从1976年的1 648.61 km2增加到2010年的2 332.55km2,超过纳木错成为西藏第一大咸水湖。1966年以来,那曲地区年平均温度、年平均最高温度、年平均最低温度、年平均相对湿度和年平均降水量总体呈上升趋势,年平均蒸发量呈下降趋势,气候朝暖湿方向发展,其中温度变化最明显,线性气温倾向率为0.51℃.(10 a)-1。湖泊动态变化与气象因子的灰度关联分析表明,气温升高引起冰雪融水增加、降水量增加、相对湿度增加和蒸发量减少,是近35 a来那曲地区湖泊面积和数量不断增加的主要原因。气象要素与湖泊面积间的回归方程表明,两者具有显著线性相关关系。     

安宁河流域稻米生化品质的气候关系模型

利用粳稻品种“合系39”在安宁河流域无控制的地理分期播种试验稻米,在实验室进行稻米生化品质的化验分析;采用统计分析方法,研究了气候生态因子与稻米生化品质的定量关系,找出影响稻米生化品质各组分的关键时期,建立综合关系模型.研究结果表明: 1)气候生态条件对生化品质不同组分影响的关键因子和关键时期不同,一些组分的关键期在齐穗前,一些在齐穗后,一些则从齐穗前持续到齐穗后; 2)温度是影响稻米生化品质含量的主要气候因素,蛋白质、氨基酸和直链淀粉含量与关键期的温度呈直线负相关,支链淀粉含量与关键期的温度呈抛物线关系; 3)温度日较差、日照时数与蛋白质、氨基酸、直链淀粉呈负相关,与支链淀粉呈正相关. 图4表2参10     

二氧化碳浓度升高对植物入侵的影响

从入侵植物和入侵植物群落两个方面,综述了大气二氧化碳浓度升高对植物入侵的影响。二氧化碳浓度升高,可以增加C3植物的入侵性,提高入侵植物的生物量、资源利用率以及繁殖能力,直接影响植物入侵;还可以通过改变土壤水分、氮循环、干扰体系等其它环境因子间接地影响植物入侵。此外,二氧化碳浓度升高,对入侵群落的初级生产量、组成与结构以及群落动态产生重要影响,改变群落的可入侵性。今后应当着重从群落水平,结合其它全球变化因子的共同作用研究二氧化碳浓度升高对植物入侵的影响,同时深入探讨其作用机制以及不同植物类群对二氧化碳的响应,为入侵种的预防和控制提供理论指导。     

新疆干旱区的水环境问题分析及对策

在分析新疆特定的自然地理条件及气修水文特征的基础上，讨论了新疆目前面临的水资源短缺、干旱化、沙漠化加剧；水土流失、土壤盐渍化严重；水污染日益严重、水质恶化等主要的水环境问题，对新疆水资源环境的改善提出了相应的对策。     

新污染物共排放对生态环境监测和管理的挑战

从跨学科研究的角度,以氟化工行业为例,探讨了全氟和多氟烷基物质（PFAS）和臭氧层消耗物质（ODS）两大类新污染物的共排放问题.从生产过程上解析两类物质的共生产机制,构建其内在联系;在排放途径上分析其差异性及交叉过程,剖析在样品采集、前处理和仪器分析方面所需的技术手段和挑战.在生态环境效应方面综合评估了两类污染物在不同介质中产生的生态和人群健康风险、臭氧层破坏和全球暖化效应.进一步拓展利益相关方分析、生命周期分析和质量平衡分析的视角,为新污染物共排放的研究和管理提供建议.