“亚洲水塔”变化对青藏高原生态系统的影响

青藏高原及周边地区作为"亚洲水塔",拥有广大的冰川、冻土和湖泊,是重要的储水区域,为陆地生态系统提供了最基本的水分资源。生态系统赖以生存的水分资源主要来自自然降水,同时温度的改变会通过调节蒸发散而影响土壤湿度,从而影响生态系统过程。文章从生态系统群落组成和结构,植被物候、覆盖度和生产力,以及生态系统水源涵养功能等多个角度,综述近年来水资源变化给青藏高原生态系统带来的影响,旨在深入了解内部机制,为理论研究和环境治理提供参考。在群落组成和结构方面,水分条件改变引起群落盖度和多样性改变,影响草地群落物种的比例及其相对重要性,进而驱动群落演替。在物候方面,增加季前降水使春季物候提前,生长季降水的增加使秋季物候推迟,季前降水同时调节了物候对温度的响应。植被覆盖度和生产力总体态势为变好,但局部变化存在差异,增温和降水的非协调性变化对植被造成复杂的影响,体现在不同地区的生态控制因子存在差异。水源涵养功能是土壤-植被-大气系统相互作用的结果,受到气候、植被、土壤和人类活动等多种因素影响。在未来需要用系统的思想和方式,关注气候要素和植被覆盖变化对水源涵养量的耦合作用,探究各组分的作用效果和强度。     

草地管理利用方式转变对生态系统蒸散耗水的影响

为了解草地管理利用方式对生态系统与大气间水汽交换量的影响程度和影响机制,本研究在内蒙古典型温性草原区域选取相互毗邻的三块不同管理利用方式(放牧,围封禁牧和开垦)草地,利用连有同化箱的便携式红外气体分析仪(LI-6 400),对生态系统蒸散过程进行了全天测定。结果显示,草地围封禁牧和开垦均显著改变了植被群落特征,相比放牧样地,围封禁牧样地蒸散增加了28.01%(P0.01),而生长C4作物的开垦样地的蒸散量则下降18.62%(P0.05)。各利用管理方式草地的气温,空气湿度和饱和水汽压差在日间的动态变化均能较好解释蒸散速率的动态变化,其中气温对生态系统蒸散速率的影响具有昼夜差异性,夜间蒸散速率对气温变化的响应敏感性显著低于白天。研究表明,草原区域人类管理利用方式差异造成的生态系统结构、功能变化可能会显著影响区域地表与大气间的水汽交换。     

植物景观选取设计对降低广州市热岛效应的影响

城市热岛效应指的是城区气温高于城郊地区气温,是城市化进程表征之一。热岛效应使城市局部气温和湿度产生变化,为缓解广州高吸热性区域的热岛效应,文中提出从植被选取与设计方面研究对广州市热岛效应的影响。选取不同植被种类分别为草坪、灌木、乔木,分析上述三类植物群落在一定范围内对广州市高吸热区域热岛效应影响程度。实验结果表明:三种植被类型,其中降温效应最显著植被为乔木植物,温度差值最明显时间段为晚20:30(-4.5℃);温度差值最小时间段为白天10:30(-1.53℃),降温效应不显著植被为草坪。白天时间段降温变化幅度大的植被为灌木植物,夜间时间段降温幅度大的植被为乔木植物。在水平方向以相同结构乔灌草植物群落,研究不同面积植物群落对空气温度及湿度的影响程度。     

群落演化对区域创新生态系统韧性的影响研究

富有韧性的创新生态系统可为高质量发展提供更大腾挪空间。因此,研究如何提升创新生态系统韧性具有重要现实意义。本文从演化视角出发考察群落结构变化对区域创新生态系统韧性的影响及作用机制。基于2010—2019年中国发明专利合作申请数据和地理信息数据,运用复杂网络建模方法与面板模型进行实证检验。研究表明：在面临知识源冲击风险时,中国各区域创新生态系统的韧性有差异化表现;群落演化与区域创新生态系统的韧性呈现倒U型关系,即随着群落内紧外松的结构特征深化,韧性先上升后下降;异质性分析结果显示创新水平高、知识喷泉型区域的群落结构对韧性的影响边际效应更强;机制分析结果显示知识多样性是影响群落演化与韧性关系的中介因素。基于上述结论,本文提出创新主体与政策制定者要重视保障群落边界开放性、增强区域技术多样性,避免区域创新生态系统脆弱化发展。     

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。     

小嵩草群落——高寒草旬地带性植被放牧压力下的偏途顶极群落

采用以空间代时间的方法．研究了高寒草甸小嵩草群落的发生、发育、演化,处于不同退化阶段小嵩草群落在自然与人工干预恢复过程中．植被、地表特征的变化,探索小嵩草群落在高寒草甸生态系统中的地位及其对系统稳定性的作用．     

全球植被碳储量的时空格局动态

植被碳储量对生态系统碳平衡具有重要调节作用,对植被碳储量进行模拟并分析其对气候变化的响应是全球陆地生态系统碳循环和气候变化研究的重要内容.基于全球植被动态模型模拟的全球植被碳储量,分析植被碳储量在1901年-2000年间的时空变化趋势,及其与气温和降水的时空关系.将LPJ-DGVM (Lund-Potsdam-Jena Dynamic Global Vegetation Model)模型对植被碳储量的模拟结果与国际上被广泛接受的其他研究结果进行了对比后得出,该模型对植被碳储量具有较好的模拟能力.对植被碳储量的模拟结果表明:全球过去100年的植被碳储量在整体上呈增加趋势,增加率为0.0016kgC/(m2·a),通过分段线性回归方法得出植被碳储量时间变化趋势存在显著的转折点,20世纪50年代初以前,植被碳储量具有下降趋势,线性斜率为-0.0014kgC/(m2·a),之后植被碳储量呈现显著的增加趋势,增加率为0.0055kgC/(m2·a),是整体增加率的3倍多,因此整体增加率显著低估了近半个世纪以来植被碳储量的实际增加率.在空间栅格尺度上的分析表明,植被碳储量对气候变化的响应具有很大的区域差异,在不同地区,温度和降水的变化对植被碳储量的变化趋势贡献不同,并与各地区植物生长所受的环境条件约束的状况有关.研究结论进一步说明LPJ能够较好的模拟植物生长与气候之间的相关关系、揭示植被碳储量变化规律和特征,另外为了更好地研究气候变化对植被碳储量的影响,下一步需要对LPJ进行改进,增强其对人类活动如土地利用变化和农业灌溉行为等的模拟能力.     

拉萨河下游河谷区三叶草引种品比试验研究

针对拉萨河谷的自然气候条件, 选择了9种三叶草品种进行集中品比试验, 观察各种牧草的越冬率、生育期、高生长速率和产草量等生产形状。结果表明, 拉萨河谷下游河谷区适合引种栽培三叶草，三叶草能够顺利越冬，能够取得与其它地区相似气候条件下的相当产量。在参试品种中，Zgrk8802 红三叶、Beskyd红三叶和Vesna 红三叶是适宜于拉萨河谷下游的优良牧草品种，在越冬率、产草量、生长期和生长速率方面表现都是优良的品种，值得在拉萨河谷下游区推广。     

西藏灌草交错带垂直梯度冬季气象要素观测——以拉萨市达孜县八嘎学村西南山地为例

文章研究的目的在于比较分析青藏高原冬季灌草交错群落垂直分异带中不同植被群落的气象要素。阐述了研究区域概况与研究方法,分别对架设在灌草群落垂直分异带的三个群落（灌草混合群落、灌草交错群落和草地群落）中3台气象站所记录的冬季（2013年12月至2014年2月）数据进行了归纳总结和分析,并得出了相关结论。最后,讨论了各植被群落与其气象影响因子之间的关系。所得结果对青藏高原灌草交错群落垂直分异带水文过程研究,具有一定的参考意义。     

青藏公路与铁路沿途1981年～2001年植被覆盖变化

在青藏公路与铁路沿途区域,利用1981年至2001年的8km分辨率PathfinderNOAA/NDVI数据,基于每个象元变化的年植被峰值计算进行了像元水平的线性趋势分析,并运用地理信息系统(GIS)软件研究了区域植被覆盖的空间分布和动态变化特征.主要结论:①在研究区内,反映植被覆盖的NDVI值在空间上呈现出两端高中间低的态势,依次是农作区和森林区＞高寒草甸＞高寒草原＞荒漠草原;②20年间,研究区植被覆盖程度变化总体趋于稳定,覆盖程度呈减少趋势的区域明显高于增加的区域,植被覆盖程度增减因区域而异;植被覆盖程度增加和显著减少地区主要分布在农作区和高寒草甸区,轻微减少地区主要分布在高寒草原和荒漠草原区;③植被覆盖变化程度在拉萨河谷地、湟水谷地和黄河流域等人类活动比较频繁的区域增减趋势比较明显;而在可可西里地区等人类活动比较少的区域变化轻微.     

气候系统中陆地碳氮循环耦合模式的研发应用

来自中科院大气物理研究所、中科院地理科学与资源研究所以及国家气象中心等单位的科研人员在陆面水热交换模式研究中引入植被动态生长的过程,提出了具有特色的植被-大气相互作用模式AVIM,是实现动态植被过程的陆面模式. 研究人员以AVIM为框架,在物理过程基础上发展了陆地生态系统植被和土壤的碳-氮循环过程模块,将含有碳氮过程的陆面模式与全球和区域气候模式耦合,实现了陆地生态系统和气候的双向相互作用.在全球和区域尺度上对碳循环的气候效应进行模拟研究,对植被净初级生产力和生态系统净生产力的时空变化进行了大量的研究,并通过陆-气耦合模式进行了碳-气相互作用研究,发现全球陆地生态系统碳水循环与气候相互作用强烈的地区在北半球中高纬度带,这一地区的地气碳-水-气相互作用强度明显强于全球其他地区.     

不同冠层类型的陆地植被蒸发散模型研究进展

科学的水资源管理必须准确地估算陆地生态系统的植被蒸发散量及其水分平衡。因此，植被蒸发散量的估算模型开发一直是陆地生态系统的生态学过程和水资源管理研究的重要领域。该文在依据植被冠层结构特征对自然陆地生态系统的植被类型进行分类的基础上，综合地评述了不同植被冠层类型、不同区域尺度的植被蒸发散模型的研究进展。依据自然陆地生态系统植被冠层的垂直结构和群落的覆被程度，我们将其划分为单层封闭冠层（OLCC)、单层疏松冠层（OLS/CC)、多层封闭型冠层（MLCC)及多层疏松冠层（MLS/CC)4种类型。进而，我们给出了适用于估算这4种类型植被冠层蒸发散的单涌源模型（SSMs)、双涌源模型（DSMs)和多涌源模型（MSMs),并进一步阐述了这些模型中所使用的各种表面阻力的概念及其相互关系，还详细地讨论了植被蒸发散模型中各种阻力的测量和估算方法。     

新疆阜康绿洲生态系统生物量遥感估算分析

利用阜康绿洲地区2003年8月野外实测53个样方的生物量干重数据和同期的陆地卫星MODIS的1通道,2通道250m遥感图像数据,分析了植被指数NDVI与绿洲植被生物量的相关关系,进而建立该遥感植被指数与绿洲生物量的一元线性和非线性回归模型,并对不同回归模型进行分析比较.研究表明:植被指数NDVI与绿洲生态系统植被生物量之间存在较好的相关性;所建遥感植被指数与绿洲植被生物量的回归模型中,三次方程得到的非线性回归模型(y=-5 593.3NDVI3 7 509.7NDVI2-1 268.9NDVI 191),是最适合用于监测阜康绿洲生态系统植被生物量的监测;利用该模型进行反演同年4月～9月研究区的生物量,并分析得出阜康绿洲生态系统内不同植被生物量在同一时期的空间分布特征;阜康绿洲生态系统内不同植被生物量在不同时期生物量的独特时空分布特征.     

气候和土地利用变化对北方农牧交错带植被NPP变化的影响

基于1986年、2000年中国北方农牧交错带的遥感影像、气象和土地利用数据,利用光能利用率模型分析了北方农牧交错带1986年～2000年植被净初级生产力（NPP）的时空变化,并分析了气候和土地利用变化对NPP变化的影响。结果显示：①1986年～2000年,研究区植被NPP下降了21.7TgC,单位面积NPP下降了35 gC/（m2·a）;②NPP＞400 gC/（m2·a）的区域明显缩减,NPP＜400 gC/（m2·a）的区域则迅速扩张;③NPP升高区位于华北段的西部和西北段的南部,其它地段NPP明显降低;④NPP变化同降水、干燥度指数变化成正相关,同温度变化成负相关; ⑤不同土地利用类型的植被NPP变化程度各异。     

浅析阔叶红松林土壤养分现状

土壤养分的空间异质性直接影响着森林生态系统的群落组成、植被分布和生物量格局,通过对森林土壤养分的分布规律及空间变异特征进行研究,了解森林中植被与土壤动态的关系,对分析土壤养分与植物空间分布的关系具有重要的理论意义,进一步揭示森林生态系统的结构与功能亦具有重要的生态学理论意义。     

西藏中部高原鼠兔（Ochotona curzoniae）干扰对植物群落的影响

高原鼠兔作为高寒草甸生态系统中常见的小型植食性动物,对生态功能有着重要影响。为探究高原鼠兔与植被群落多样性之间的相关性,2019年7—8月以西藏中部地区高寒草甸生态系统为研究对象,采用野外调查法、样线法和样方法相结合的研究方法,对有无高原鼠兔干扰与植被物种多样性之间具有何种相关性进行调查研究。结果表明:(1)植被物种159种,优势科为莎草科(Cyperaceae Juss)、蔷薇科(Rosaceae)和菊科(Asteraceae Bercht);(2)与未干扰区域相比,有高原鼠兔干扰区域内植物种类明显增加;(3)高原鼠兔干扰区植被总覆盖度降低,裸地面积增加,高山嵩草、矮生嵩草覆盖度升高;(4)有无高原鼠兔研究样地群落相似性为37.10%,为中等不相似,群落物种组成差异明显;(5)高原鼠兔洞穴数量与植物多样性存在一定的负相关性,但不显著。研究表明高原鼠兔在一定程度上对高寒草甸生态系统植被的协调发展有利。     

遥感与GIS支持下的中国森林植被动态变化分析

为了研究中国森林植被的时空变化 ,该文在遥感技术与GIS技术的支持下 ,对中国近 5a来森林植被动态变化进行了定量研究。首先通过空间分析 ,对森林植被的空间分布格局进行了分析。同时通过空间差异分析、流失流向分析以及重心迁移分析 ,对森林植被的时空变化进行了分析 ,并对森林植被时空变化的机制与驱动因子进行了探讨。分析结果表明 :我国土地利用格局主要由草地、林地、未利用地和耕地为主 ,其中 ,草地面积最大 ,林地与草地在空间分布上都存在纬度、经度和垂直方向上的三度空间规律性变化 ;5a中林草地变化的总趋势是减少的 ,耕地的增加主要以减少林草地为代价的 ,5a间林地重心向西南方向迁移 4km ,草地重心向南偏西方向迁移 2 .7km ;经济发展加速、人类活动增强是导致林草地减少的主要原因。     

黑河中游绿洲化荒漠化的时空变化遥感分析

本文从地表植被时空变化和土壤水分时空变化两个不同的方向入手,分析了黑河中游8个完整区县2000年-2009年的绿洲化和荒漠化过程。研究表明,2000年-2009年间,山丹、民乐、酒泉肃州区中部、肃南的东部及甘州-临泽绿洲区一直是黑河中游植被分布的重点区域;从植被角度分析,虽然黑河中游各区县均有零散分布的植被退化区,但总体而言植被状况在逐渐变好,其中民乐县和山丹县的植被状况最好,变化最明显;从土壤水分状况分析,肃南、山丹和民乐3个地区的土壤水分状况要好于其它地区,这与它们所处的地理位置、降雨量和土地利用状况有关。     

基于Lotka-Volterra模型的区域低碳产业生态系统演化研究

区域低碳产业生态系统具有自然生态系统相似的系统演化特性,耦合了产业群落、经济、社会和环境系统而形成复杂系统,该生态系统有着自身的运行机制,包括竞争机制、驱动机制、导向机制和反馈机制。利用Lotka-Volterra模型可以分析区域低碳产业生态系统内传统产业群落和低碳产业群落间的三种竞争演化进程,区域低碳产业生态系统演化路径可分为局部简单的低碳产业群落自由繁殖、全局复杂的产业群落竞争和系统稳定的产业群落协同共生三个阶段。     

1991年至2000年中国陆地生态系统蒸散时空分布特征

生态系统蒸散（ET）的时空动态是研究气候变化和陆地生态系统碳水循环的重要因子,与生态系统的净初级生产力（NPP）密切关联。基于1991年～2000年NOAA-AVHRR遥感数据、气象数据以及土壤数据和其他辅助数据,利用改进的生态系统过程模型（Boreal Ecosystem Productivity Simulator, BEPS）,模拟了中国陆地生态系统不同时间尺度ET的空间分布格局,分析了10年来中国陆地生态系统ET的时空变化特征及其对气候变化的响应。结果表明：20世纪90年代中国陆地生态系统ET呈上升趋势,10年ET平均值为442.55mm/a;最高值为475.91mm/a,出现在温度和降水都达到峰值的1998年;最低值为425.59mm/a,出现在年降水量最少的1992年。中国陆地生态系统年ET与年均温和年总降水量显著正相关,而年ET与年总降水量的相关性（R² = 0.950, P<0.05,n= 10）优于与年均温的相关性（R2 = 0.399, P<0.05,n=10）,说明降水可能是中国陆地生态系统年ET变化的主要决定因子。中国陆地生态系统年ET表现出明显的空间分布格局：从西北地区到东南地区呈三级阶梯逐渐增加,与相应的降水分布格局类似;而基于不同植被类型和气候带的年ET表现出一定的地带性规律。从时间格局上看,ET的年内变化主要表现为单峰形式,而年际变化和相应植被类型及气候条件有关。全国年ET变化趋势在空间上有很大的异质性。