全球气候变化背景下生态系统的脆弱性评价

未来100年气候变暖速度将比上一世纪提高2-10倍,势必对生态系统的格局、过程和服务功能产生巨大影响,威胁生态系统和社会经济的持续发展。因此评价全球气候变化背景下生态系统脆弱性是当前全球变化和生态系统研究的主要内容。由于气候变化以及生态系统对其响应和适应的复杂性,生态系统脆弱性评价进展缓慢。本文在阐明生态系统脆弱性概念的基础上,综述了近年来国内外关于气候变化对生态系统影响及其脆弱性评价研究的现状、方法,归纳和介绍了脆弱性评价研究的三种主要方法--模型模拟研究、指标评价研究以及类比研究,指出气候变化的脆弱性评价研究中存在的问题、不足以及今后的发展方向

中国农田生产力变化的空间格局及地形控制作用

中国政府高度重视粮食安全,采取一系列措施提高粮食生产并取得了一定的成效,但是20世纪90年代全球农业生产徘徊不前并不仅是一种由特定政策或市场因素导致的短期现象。因此,认识在长时间尺度上农田生产力变化的特征及其控制因素对保障国家粮食安全、制定农业政策及调节生态系统服务功能具有重要意义,研究稳定少动但对农田生产力形成有重要影响的地形因子对农田生产力变化的作用是其中的一项重要内容。生态系统生产力遥感机理模型能够清晰地表达国家尺度农田生产力的时空格局,应用1981～2000年的NOAA/AVHRR卫星遥感数据驱动GLO-PEM模型,以10年为时间尺度分析20世纪80年代到90年代农田生产力变化的空间格局特征。研究结果表明,在10年的时间尺度上,地形特征控制着农田生产力变化空间格局分异规律,农田生产力降低的几率随地形起伏度增大而增加,山区耕地发生生产力下降的可能性比平原耕地高10%～30%。在研究时期内尽管中国农田生产力总量增加,但仍有24%的农田发生农田生产力下降,其中71%在丘陵山地,尤其是地形起伏破碎的黄土高原及云贵高原地区

中国森林生态系统植被碳储量时空动态变化研究

森林是陆地生态系统的主体,在全球碳循环中起着十分重要的作用。本文利用20世纪70年代以来的六次森林清查资料,结合森林生物量实测数据,采用分树种、分龄组的生物量—蓄积拟合关系,估算了中国20世纪70年代以来森林植被碳储量的动态变化。结果表明:我国六次森林资源清查中森林的植被总碳储量分别为3.8488PgC、3.6960PgC、3.759PgC、4.1138PgC、4.6563PgC和5.5064PgC,虽然存在一定的波动现象,但总体增长趋势明显,尤其是80年代以来,植被碳储量净增加1.8104PgC,平均每年以0.0823PgC的速率增加,这表明80年代以来我国森林植被一直起着明显的CO2汇的作用。从碳密度的变化看,70年代以来我国森林植被平均碳密度增长了3.001Mgha-1,其中幼龄林与中龄林碳密度分别增长5.2871Mgha-1和0.6022 Mgha-1,而成熟林碳密度却降低了0.7581Mgha-1,可见中国森林植被的碳汇功能主要来自于人工林的贡献,而且随着幼龄林、中龄林碳储量和碳密度的增长,中国森林植被的碳汇功能将进一步增强。我国森林植被碳储量和碳密度空间差异显著,森林植被碳库主要集中于东北和西南地区,平均碳密度以西南、东北以及西北地区为大,中国森林植被碳储量和碳密度的这种空间分布规律与人类活动对森林的干扰强度密切相关

近20年中国耕地复种指数的时空变化

多熟种植是中国重要的种植制度,对保障国家食物安全和促进农村经济发展有十分重要的意义。复种指数受自然条件和农村社会状况的影响处于不断变化之中,及时获取其变化信息是国家食物安全评估和农业发展科学决策的基础。近年来对食物安全的研究集中于耕地面积变化的影响,对复种指数变化及其影响的研究较少。作物种植面积和复种指数变化的估计一直以行政区划为单元的统计数据为基础,但获得这些数据费时费力,时效性和可靠性都比较差,更缺乏准确的空间和时间变化信息。卫星遥感是探测大尺度土地覆被格局实时变化的最有效手段,因此可以作为获取全国和区域尺度作物复种指数变化信息的重要途径。作者应用多时相NOAA/AVHRR遥感观测数据和峰值特征点检测法提取全国尺度的复种指数,并分析其从20世纪80年代初到90年代末的变化。结果表明全国复种指数整体增加,但在珠江三角洲、长江中下游、四川盆地丘陵山地以及山东丘陵等地区有所降低。复种指数下降的耕地占全国总面积15%左右。在四川盆地和黄淮海区,复种指数在平原地区有所增加或保持稳定,下降多发生在丘陵山地,但在长江中下游和华南精耕细作地区出现复种指数降低的趋势

中国自然生态系统对气候变化的脆弱性评估

生态系统的脆弱性已经成为气候变化影响评估和适应性管理的关键问题。本文介绍和分析了生态系统的脆弱性、敏感性和阈值的概念,中国生态环境的敏感带和脆弱性,脆弱性评估和中国生态系统脆弱分布以及自然生态系统的可持续性和适应减缓对策。自然生态系统对气候变化脆弱性评估仍存在许多问题和不确定性,迫切需要在以下领域开展研究:自主开发新一代气候变化对生态系统影响综合评估模型(特别是双向耦合模型)、加强相关野外长期观测实验、开展适应性与可持续发展示范工程的研究等

土地利用和气候变化对农牧过渡区生态系统生产力和碳循环的影响

气候和土地利用变化对陆地生态系统碳循环的影响是当前全球变化研究中的中心问题之一.近20a来中国的气候和土地利用发生了很大的变化,对陆地生态系统生产力和碳循环产生重要影响,尤其是在生态敏感的农牧过渡区.应用以遥感观测为基础的土地利用数据和高时空分辨率的气候数据驱动生态系统过程模型,估计土地利用和气候变化对农牧过渡区NPP(净初级生产力)、植被碳贮量、土壤呼吸和碳贮量以及NEP(净生态系统生产力)的影响.结果显示,20世纪80-90年代,农牧交错带由于气候变暖和降水减少导致NPP减少3.4％,土壤呼吸增加4.3％,每年NEP总量减少33.7×109kg.尽管植被和土壤碳贮量由于NPP仍然高于HR(土壤异氧呼吸)而有所增加,但NEP的下降表明气候变化削弱了生态系统的碳吸收能力,降低了碳贮量的增长速率.土地利用变化使所发生区域NPP增加3.8％,植被碳增加2.4％,每年NEP总量增加0.59×109kg.土地利用变化使生态系统碳吸收能力有所加强,但尚不足扭转由气候变化导致的下降趋势.土地利用变化对整个区域生产力和碳循环的影响比较小,但在它所发生地区的影响大于气候变化的影响.国家重点基础研究发展规划项目(编号:2002CB412507)国家自然科学基金重点项目(批准号:90202002)中国科学院百人计划共同资

4种蔷薇属植物叶片黄酮含量的季节性变化

采用 HPL C法对刺梨 ( Rosa roxburghii Tratt.)等 4种蔷薇属植物在不同生长季节叶片的总黄酮甙含量和甙元配比进行了分析测定。结果表明 :不同采摘期的华西蔷薇 ( R.moyesii Hemsl.et Wils.)、绣球蔷薇 ( R.glomerata Rehd.et Wils.)和峨嵋蔷薇 ( R.omeiensis Rolfe)的叶片总黄酮甙含量有较大的差异 ,一般在展叶期黄酮含量较低 ,随后叶片黄酮含量升高 ,果实成熟后叶片黄酮含量又降低 ;三个种叶片的总黄酮甙平均含量分

基于潜在植被的中国陆地生态系统对气候变化的脆弱性定量评价

陆地生态系统对气候变化的响应及其脆弱性评价研究是当前全球变化领域的重要内容之一。该研究在生态系统过程模型的基础上,耦合了潜在植被对气候变化的动态响应,模拟气候变化对潜在植被分布格局和生态系统主要功能的影响,以潜在植被的变化次数和变化方向定义植被分布对气候变化的敏感性和适应性,以生态系统功能特征量的年际变率及其变化趋势定义生态系统功能对气候变化的敏感性和适应性,进而对生态系统的脆弱性进行定量评价,分析不同气候条件下我国陆地生态系统的脆弱性分布格局及其区域特点。结果表明,我国自然生态系统气候脆弱性的总体特点为南低北高、东低西高,气候变化将会增加系统的脆弱性。采用政府间气候变化委员会排放情景特别报告国内和区域资源情景,即IPCC-SRES-A2气候情景进行的预测模拟表明,到21世纪末我国不脆弱的生态系统比例将减少22%左右,高度脆弱和极度脆弱的生态系统所占的比例较当前气候条件下分别减少1.3%和0.4%。气候变化对我国陆地生态系统的脆弱性分布格局影响不大。不同气候条件下,高度脆弱和极度脆弱的自然生态系统主要分布在我国内蒙古、东北和西北等地区的生态过渡带上及荒漠-草地生态系统中。总体而言,华南及西南大部分地区的生态系统脆弱性将随气候变化而有所增加,而华北及东北地区则有所减小