陆地生态系统及生物多样性对气候变化的适应与减缓

全球气候变化已成为当今生物有机体面临的最严峻的生态胁迫。气温升高和降雨格局的改变使得生物有机体的性状、种间关系、分布格局与生物多样性发生改变．进而影响以生物有机体为主体的生态系统功能和稳定性,最终影响人类的生存和社会经济的可持续发展。本文介绍了国内外生物多样性和生态系统功能对气候变化响应研究的进展,结合我国在该领域存在的问题,提出了我国利用现有基础研究气候变化．生物多样性．生态系统稳定性及反馈调节的主导学术思路、研究方法和研究重点．以期全面阐明陆地生态系统和生物多样性与全球变化的相互作用机制,为我国陆地生态系统自然资源的合理利用及适应性管理提供科学依据,同时推动我国生物多样性及全球变化生态学研究的全面发展和理论突破。     

生态系统服务消耗及其影响

对生态系统服务直接与间接消耗的模式、机制与影响研究,以及如何把人类对生态系统服务消耗与自然生态系统本身结合起来,是富有挑战性和前瞻性的研究工作。但是,生态系统服务消耗仍然是一个及其需要强化的研究领域。本文结合村落及区域尺度研究进展,分析了生态系统服务直接与间接消耗的特点,阐述了消耗及其格局变化对生态系统本身的影响,以及对土地资源质量和数量、对水资源数量和产能影响的特点。同时,论述了实现从农户到区域尺度个体生态服务消耗模式变化及区域演变规律的跨尺度定量模拟与表达,为实现可持续消耗模式及生态系统适应性管理提供参考。     

全国生态环境十年变化(2000—2010年)遥感调查评估

为摸清全国生态环境状况和变化趋势,综合评估全国生态系统质量与功能,提出新时期我国生态环境保护对策与建议,服务于生态文明建设,经国务院批准,环保部、中科院联合开展"全国生态环境十年变化(2000—2010年)遥感调查评估"工作。目前项目进展顺利,初步揭示了我国生态系统格局与构成、生态系统质量、生态系统服务功能、生态环境问题特征及其变化趋势,明确了我国新时期生态环境所面临的问题,可为我国生态国情调查和新时期宏观生态环境管理提供可靠的科学基础。     

冰冻圈生态系统：全球变化的前哨与屏障

冰冻圈与生物圈间密切的互馈作用关系在全球变化下不断加强,深刻影响着全球环境治理和人类社会可持续发展。文章从冰冻圈生态系统基本格局与功能、对变化环境的响应过程及适应性策略等角度,全面阐释了冰冻圈生态系统的分布格局及其在全球生态系统功能与人类福祉中的作用、冰冻圈生态系统对全球变化的高度敏感性与指示性、冰冻圈生态系统在生物多样性维持及生物生产力增效等方面的屏障作用等,提出了变化环境下冰冻圈生态系统健康维持的有效调控路径;从而较为系统地介绍了冰冻圈生态学的基本内涵与学科进展,并指出了冰冻圈生态学未来主要发展趋势。     

温度和生物因子对农田生态系统呼吸的影响——以华北平原冬小麦-夏玉米复种农田生态系统为例

生态系统呼吸在陆地生态系统碳循环中占有重要地位,是碳循环中仅次于生态系统总初级生产力的第二大通量组分.除温度和水分外,生物因子对生态系统呼吸也有着重要的影响.生物因子往往与温度、水分有着相似的季节变化,并且温度还对这些因子有重要的影响,这加深了探讨生物因子对生态系统呼吸影响的难度.复种农田生态系统中生物因子与气象因子季节变化的非同步性为探讨生物因素对生态系统呼吸时间变异的影响提供了有利条件.利用华北平原冬小麦一夏玉米复种农田LAI的季节动态与温度的季节动态存在非同步性这一天然试验条件,本研究通过该农田生态系统连续两年的涡度相关通量观测数据,分析了温度和生物因子对该农田生态系统呼吸季节及年际变化的影响.结果表明,在冬小麦和夏玉米的各个生育阶段,其夜间生态系统呼吸都受到土壤温度的影响,但是这种影响在作物不同的生育阶段有所差异,尤其当土壤温度与叶面积指数(LAI)的季节变化非同步时,LAI会改变土壤温度对生态系统呼吸的控制.基于直线回归方程,LAT能分别解释2003年和2004年冬小麦生态系统参考呼吸(10℃下的生态系统呼吸速率)变异的97%和74%,能分别解释夏玉米生态系统参考呼吸变异的85%和42%.华北平原冬小麦一夏玉米复种农田的生态系统呼吸呈"双峰"季节动态模式,且与生态系统总初级生产力及LAI的季节动态模式相一致,两次峰值分别出现在冬小麦的LAI和夏玉米的LAI达到最大时.冬小麦农田生态系统呼吸的最大值在2003年和2004年分别为6.6 gC/(m2·d)和5.5 gC/(m2·d),夏玉米农田生态系统呼吸的最大值在2003年和2004年分别为7.7 gC/(m2·d)和6.9 gC/(m2·d).冬小麦农田生态系统在2003年和2004年2个生育期的总呼吸量分别为402 gC/m2(累计220天)和486 gC/m2(累计232天).夏玉米农田生态系统在2003年和2004年两个生育期的总呼吸量分别为557 gC/m2(累计131天)和48l gC/m2(累计107天).冬小麦及夏玉米生育期生态系统呼吸的年际差异受土壤温度和受LAI影响的生态系统总初级生产力的协同作用控制.冬小麦秸秆还田引起的生态系统呼吸底物的增加以及夏季降雨对土壤湿度的改善都促进了夏玉米生长前期生态系 .统CO:排放量的增加.相对于自然生态系统,农田生态系统受到更多的管理措施的影响,因此在未来的研究中,应加强农业管理措施以及人类活动对农田生态系统呼吸影响的研究.     

1970 年代以来锡林郭勒盟草地资源空间分布格局的变化

在多期遥感影像与GIS的支持下,构建了内蒙古锡林郭勒盟1975年-2009年的草地现状和动态变化时空数据集,进而开展了锡林郭勒盟草地资源空间分布格局、时空变化及其驱动机制的研究。研究表明：①草地是锡林郭勒盟的主导生态系统,总面积约17.6万km2,占全区国土面积的86%;在空间分布上,自东向西,草地覆盖度逐渐降低,草地类型依次为温性草甸草原、温性草原、温性荒漠草原;②锡林郭勒盟草地生态系统动态演变的基本特征为：以2000年为界,2000年之前,草地生态系统面积持续减少;2000年之后,草地生态系统的面积减少态势得到遏制和逆转,草地资源面积开始增加;③该区草地资源时空变化受到气候变化、人类土地利用活动以及生态保护和建设工程的影响：区域气候变化是本区生态系统变化的基本驱动力,人类不合理的土地利用活动对于草地退化起了推动和促进作用,而生态保护和建设工程的介入则缓解、遏制和逆转了本区长期以来的草地退化态势。     

温度和生物因子对农田生态系统呼吸的影响

生态系统呼吸在陆地生态系统碳循环中占有重要地位,是碳循环中仅次于生态系统总初级生产力的第二大通量组分。除温度和水分外,生物因子对生态系统呼吸也有着重要的影响。生物因子往往与温度、水分有着相似的季节变化,并且温度还对这些因子有重要的影响,这加深了探讨生物因子对生态系统呼吸影响的难度。复种农田生态系统中生物因子与气象因子季节变化的非同步性为探讨生物因素对生态系统呼吸时间变异的影响提供了有利条件。利用华北平原冬小麦-夏玉米复种农田LAI的季节动态与温度的季节动态存在非同步性这一天然试验条件,本研究通过该农田生态系统连续两年的涡度相关通量观测数据,分析了温度和生物因子对该农田生态系统呼吸季节及年际变化的影响。结果表明,在冬小麦和夏玉米的各个生育阶段,其夜间生态系统呼吸都受到土壤温度的影响,但是这种影响在作物不同的生育阶段有所差异,尤其当土壤温度与叶面积指数（LAI）的季节变化非同步时,LAI会改变土壤温度对生态系统呼吸的控制。基于直线回归方程,LAI能分别解释2003年和2004年冬小麦生态系统参考呼吸（10 ℃下的生态系统呼吸速率）变异的97%和74%,能分别解释夏玉米生态系统参考呼吸变异的85%和42%。华北平原冬小麦-夏玉米复种农田的生态系统呼吸呈“双峰”季节动态模式,且与生态系统总初级生产力及LAI的季节动态模式相一致,两次峰值分别出现在冬小麦的LAI和夏玉米的LAI达到最大时。冬小麦农田生态系统呼吸的最大值在2003年和2004年分别为6.6gC/（m²·d）和5.5gC/（m²·d）,夏玉米农田生态系统呼吸的最大值在2003年和2004年分别为7.7gC/（m²·d）和6.9 gC/（m²·d）。冬小麦农田生态系统在2003年和2004年2个生育期的总呼吸量分别为402gC/m²（累计220天）和486gC/m²（累计232天）。夏玉米农田生态系统在2003年和2004年两个生育期的总呼吸量分别为557gC/m²（累计131天）和481gC/m²（累计107天）。冬小麦及夏玉米生育期生态系统呼吸的年际差异受土壤温度和受LAI影响的生态系统总初级生产力的协同作用控制。冬小麦秸秆还田引起的生态系统呼吸底物的增加以及夏季降雨对土壤湿度的改善都促进了夏玉米生长前期生态系统CO₂排放量的增加。相对于自然生态系统,农田生态系统受到更多的管理措施的影响,因此在未来的研究中,应加强农业管理措施以及人类活动对农田生态系统呼吸影响的研究。     

陕西省生态系统持续利用管理初探

本文运用生态系统管理的相关理念，对陕西省的生态系统进行了分析，并探讨了区域生态系统持续管理的对策；对生态系统服务价值进行评估，使其纳入环境经济帐户；维护和强化区域整体山水格局的连续性，以优化生态一生产范式理念。     

基于土地利用变化的天津市生态系统服务价值响应及驱动因子分析

生态系统服务价值评估是判断土地利用结构的合理性,实现土地结构优化、生态环境保护的重要依据。应用生态系统服务价值系数法,量化2002—2011年天津市土地利用变化及其引起的生态系统服务价值变化,分析总人口数、固定资产投资额、城镇化水平和第三产业产值4个驱动因素与生态系统服务价值变化之间的关联程度。研究表明:研究期间天津市的生态系统服务价值以水域为主,其波动对天津市生态系统服务价值影响较大;林地、建设用地对天津市生态系统服务价值变化的影响逐渐增强;城镇化水平因素对生态系统服务价值变化影响最为明显。在此基础上,提出相关对策建议。     

信息生态系统稳态的影响因素分析

信息生态系统稳态是信息生态系统不断调节中的、变动中的而又相对稳定的系统状态.稳态体现了系统结构的平衡和系统的有序性,是一种具有自我调节机制的动态平衡.本文在探讨信息生态系统稳态概念的基础上,论述了影响信息生态系统稳态的主要因素及其作用机制.     

江苏省土地利用变化对陆地生态系统碳储量的影响

土地利用变化是影响陆地生态系统碳储量变化的重要驱动因素,目前相关研究主要集中在土地利用变化对单一生态系统的影响,如土壤生态系统、森林生态系统、农地、草地生态系统等,本文以江苏省为研究区域,综合考虑了整个生态系统来探讨土地利用变化对碳储量的影响。文中涉及到的数据包括土地利用数据、土壤数据、植被数据。利用ArcGIS9.3分析1985到2005年江苏省土地利用变化,根据不同的方法,分别计算了江苏省不同土地利用类型的土壤碳储量和植被碳储量,并分析其对土地利用变化的影响,主要结论如下：①江苏省陆地生态系统总碳储量为975.72Tg,其中土壤碳储量为922.03Tg,占有机碳总储量的94.5%,土壤平均碳密度为9.41kg/m2,植被碳储量为53.69Tg,占有机碳总储量的5.5%,植被平均碳密度为1.791kg/m2;②1985-2005年江苏省陆地生态系统有机碳储量共减少9.73Tg,其中土壤有机碳储量减少7.54Tg,植被有机碳储量减少2.19Tg,土地利用变化造成了有机碳的释放,释放量占江苏省陆地生态系统有机碳储量的1%;③建设占用耕地是引起碳储量变化的主要原因,但总体而言,人类土地利用活动对江苏省陆地生态系统总碳储量平衡的扰动并不大;④应通过加强耕地保护、增加碳汇和土地利用结构优化等方式来降低人为活动对自然碳过程的影响。     

“气候变化影响下的我国农业生态系统承载力及粮食安全”项目研究取得重要进展

二十世纪末期以来,全球气候和土地利用变化全面而深刻地改变了我国农业生态系统的格局和过程;同时,随着社会经济的高速发展,我国人民的食物结构和食物需求也发生了深刻的改变,对畜禽产品的需求日益增加。在气候变化和高强度人类活动影响下,我国的农业生态系统正承受前所未有的压力,粮食安全问题尤为突出。     

浅谈农业生态系统及其影响因素

农业生态系统主要受气候、地形、土壤、经济、社会结构等因素的影响。本文主要论述了农业生态系统的影响因素间的相互关系。     

渔业捕捞对渤海渔业资源及生态系统影响的模型研究

本文运用调查数据与Ecopath生态通道模型,定量揭示了近50年来渤海生态系统的变化特征,探讨了渔业捕捞对其变化的影响。研究表明,渤海生态系统最关键的功能组已由20世纪50年代末的高营养级游泳动物食性鱼类,转变为20世纪80年代初和90年代中等营养级的底栖大型甲壳类;近50年来渤海生态系统的能量传递效率在波动中显著下降;渤海生态系统的规模、成熟度、总能流量、费恩循环指数、生态网络的聚合度等属性指标均波动剧烈,表明渤海生态系统目前并不成熟,尚处于不稳定期。渔业捕捞是渤海生态系统变化的重要影响因素。因此,应降低渤海渔业捕捞的强度,防止发生持续大强度捕捞导致的渤海渔业资源衰退和生态系统崩溃,以实现渤海渔业资源的可持续利用和生态系统的正常运转。     

加强喀斯特关键带长期观测研究，支撑西南石漠化区生态恢复与民生改善

中国科学院普定喀斯特生态系统观测研究站长期致力于我国西南喀斯特表生过程研究,研究成果揭示了贵州高原喀斯特生态系统物质循环规律及驱动力,论证了我国西南喀斯特碳、氮等营养元素和水循环过程与全球变化响应、反馈机制;剖析了喀斯特生态系统结构与功能、格局与过程,实现对石漠化发生、演变动力学机制的深刻解析,探明了喀斯特退化生态系统修复的途径和机理,并进行示范;针对喀斯特不同地质地貌类型区特点,构建了石漠化治理与生态恢复模式,为西南石漠化地区的生态恢复提供了基础理论和技术支撑。     

生态系统与持续农业

本文从理论和实践的角度论述了生态系统和持续农业间的关系，提出可持续发展的农业生态系统是可持续农业的基础。在生态系统概念的拓展与持续发展部分，论述了持续发展的思想是从生态学角度提出来的，认为对生态系统的深入研究，并建立可持续的生态系统，是实现持续发展目标的基本条件：在农业生态系统与深入研究，并建立可持续的生态系统，是实现持续发展目标的基本条件：在农业生态系统与农业持续发展部分，论述了可持续农业生态系统和可持续农业的定义、内涵、研究重点和它们之间的相互关系；在中国的持续农业建设部分，论述了为了确立我国持续农业的发展道路及配套的技术体系，目前应积极开展对我国持续农业总体系发展战略和各亚系统的研究工作，以及积极进行农业试验示范区建设工作。     

开创我国“森林生态系统对氮沉降响应”研究先河——记氮沉降问题研究专家莫江明研究员

中国科学院华南植物园莫江明研究员长期从事生态系统管理、恢复生态学、森林生态系统对全球变化和人类活动的响应及其机理等研究,为全球变化背景下森林生态系统的维护、经营、管理和可持续发展做出了一定贡献。莫江明研究员于2002年10月始在广东鼎湖山建立了“森林生态系统长期氮沉降研究”样地,研究氮沉降对森林生态系统影响及其机理,开创了我国“森林生态系统对氮沉降响应”研究的先河。该样地同时也是国际上热带和亚热带区域最早开展该方面研究的长期试验样地之一。     

略论生态系统管理的科学问题与发展方向

该《专集》汇集了在“百人计划”生态系统管理学研究项目支持下，以生态系统管理的基础学过程研究为主题的部分首次公开发表的阶段性成果，包括了生态系统管理的综合理论问题、生态系统服务功能评估、农业和森林生态系统管理、植被蒸散与水资源管理、区域资源生态系统数字化方法等研究内容。此作为《生态系统管理的基础生态学过程研究专集》的序，论述了生态系统管理学研究小组近2a来研究工作的主要进展。     

青藏高原生态安全屏障状况与保护对策

青藏高原是我国乃至亚洲的重要生态安全屏障区和全球生物多样性保护的热点地区，保障生态安全是青藏高原生态保护的核心任务。青藏高原物种丰富但受威胁物种多。近15年来青藏高原生态安全屏障生态系统格局稳定，生态系统质量整体趋好，水源涵养、土壤保持和防风固沙服务均得以提升，生态退化趋势得到遏制，自然保护地建设和生态保护建设工程对提升生态屏障功能发挥了关键作用。然而，受气候暖湿化和人类活动影响，青藏高原生态安全屏障仍然面临退化草地面积大，以及冻土面积萎缩、沼泽湿地减少、部分生物栖息地退化、外来物种入侵、局部生态系统退化等生态风险。为了进一步保护青藏高原生态安全屏障功能，建议优化调整自然保护地空间格局，建立以国家公园群为主体的自然保护地体系和加快实施青藏高原生态安全屏障保护修复工程。     

论生态森林工程与可持续经营

论述了森工作业对森林生态系统平衡的影响,提出实施生态森林工程是森林可持续经营的保证。