中国冷杉、云杉和落叶松属植物的地理分布

根据大量的植被分布资料,利用地理信息系统软件,将经纬度投影的中国地图划分为1×1°的经纬网格,直观地把冷杉、云杉和落叶松3属的植物分布显示在中国地图上,并对其分布及其丰富度进行分析。结果表明,川丁滇北是3属植物共同的现代分布中心;3属植物垂直分布的海拔高度随纬度增加而降低,沿经度方向,由于青藏高原的存在,在经度95～105°E之间存在高度分布极大值,而这种变化趋势由于复杂的生境出现而常常遭到破坏。文章还简要分析了3属植物分布格局的关系以及3属分布格局的地史成因。     

1981~2000年中国陆地植被碳汇的估算

用森林和草场资源清查资料、农业统计、气候等地面观测资料, 以及卫星遥感数据, 并参考国外的研究结果, 对1981~2000年间中国森林、草地、灌草丛以及农作物等陆地植被的碳汇进行了估算, 并对土壤碳汇进行了讨论. 主要结论如下: (1) 中国森林面积(郁闭度为20%)由1980年初的116.5×10⁶ ha, 增加到2000年初的142.8×10⁶ ha; 森林总碳库由4.3 Pg C (1 Pg C = 10¹⁵ g C)增加到5.9 Pg C; 平均碳密度由36.9 Mg C/ha (1 Mg C = 10⁶ g C)增加到41.0 Mg C/ha; 年均碳汇为0.075 Pg C/a. 中国草地面积约为331×10⁶ ha, 总碳库1.15 Pg C, 总碳密度3.46 t C/ha, 年均碳汇0.007 Pg C/a. 中国灌草丛的面积为178×10⁶ ha; 年均碳汇为0.014~0.024 Pg C/a. 中国农作物的生物量按0.0125~0.0143 Pg C/a的速率增加. (2) 在1981~2000年间, 中国陆地植被年均总碳汇为0.096~0.10⁶ Pg C/a, 相当于同期中国工业CO2排放量的14.6%~16.1%. 利用国外结果对中国土壤碳汇进行了概算, 为0.04~0.07 Pg C/a. 因此, 中国陆地生态系统的总碳汇(植被和土壤)将相当于同期中国工业CO2排放量的20.8%~26.8%. (3) 文中的碳汇估算存在很大的不确定性, 尤其是对土壤碳汇的估算. 为此, 需要进行更为深入、细致的研究.     

IPCC第五次评估报告对碳循环及其他生物地球化学循环的最新认识

<正>碳循环不仅是生态系统对全球变化响应的综合表现,还直接和大气CO_2浓度的变化相关,从而影响到全球气候的稳定,因而成为全球变化研究的重要内容之一。随着科学研究的深入和社会发展的需求,碳循环研究已逐渐从人类CO_2排放到海洋与陆地全球分布的基本问题,转变为区域碳收支的确定,以及在气候变化与人类活动双重影响下全球碳循环的响应及反馈。IPCC第五次评估报告(AR5)~([1])采用大量、独立的数据进一步明确了自工业革命以来,大     

地理系统模型研究进展

地理系统是多圈层交互的复杂巨系统。地理系统模型是理解和预测不同尺度地理系统格局和过程变化最重要的研究方法。地理系统模型作为可持续发展科学决策必需的工具,是自然地理学重要的研究方向。过去几十年来,在全球变化等全球性重大环境问题和人类科学决策需求的推动下,地理系统模型虽然发展迅速,但还不足以准确地模拟和预测复杂人地耦合系统。本文分别从模型原理、框架和尺度等方面回顾与梳理了地理系统模型从单要素到多要素、从统计到过程、从静态到动态、从单点到区域和全球尺度模拟等发展历程,并总结了地理系统模型对发展人类—自然耦合系统以及模型—数据融合系统的趋势。发展中国的地理系统模型将有助于中国和全球可持续发展的科学决策。     

1982-1999年我国陆地植被活动对气候变化响应的季节差异

利用NOAA-AVHRR数据,以归一化植被指数 (NDVI) 作为植被活动的指标,研究中国1982~1999 年四季植被活动的变化,探讨植被活动对全球变化的主要响应方式。结果表明,18年来,中国植被四季平均NDVI均呈上升趋势。春季是中国植被平均NDVI上升趋势最为显著 (P<0.001)、增加速率最快的季节,每年平均增加1.3%;而秋季是NDVI上升趋势最不显著的季节 (P=0.075)。不同植被类型的季节平均NDVI的年变化分析表明,生长季的提前是中国植被对全球变化响应的最主要方式,但这种季节响应方式存在明显的区域性差异。夏季平均NDVI增加速率达到最大的地区主要分布在西北干旱区域和青藏高寒区域,而东部季风区域的植被主要表现为春季NDVI增加速率最大。     

1949—2017年青藏高原科学考察研究历程

被誉为世界屋脊和亚洲水塔的青藏高原是中国资源宝库和生态安全屏障。1949年以来,青藏高原科学考察研究作为国家战略任务受到高度重视。1949—2017年第二次青藏高原综合科学考察研究（简称“第二次青藏科考”）启动之前,中国科学家在青藏高原地区开展的科学考察研究历程大致可分为4个阶段：① 区域专题科学考察阶段（20世纪50—60年代）,该阶段取得了重要的第一手资料,为此后的大规模青藏高原综合科学考察研究奠定了基础;② 第一次青藏高原综合科学考察研究阶段（简称“第一次青藏科考”,1973—1992年）,该阶段首次开展了大规模多学科的综合考察研究,完成了面积约260万km²的青藏高原综合科学考察研究,积累了大量的科学资料,产生了巨大的科学和社会影响;③ 问题主导的科学考察研究阶段（20世纪90年代—21世纪初）,包括攀登计划、国家重点基础研究发展计划、高水平国际合作等为特征的科学问题主导的科学考察研究,实现了由静态到动态、由定性到定量、由单一学科到交叉学科的里程碑式转变;④ 建制化和团队攻坚的科学考察研究阶段（2003—2017年）,这一阶段以2003年中国科学院青藏高原研究所成立为标志,队伍规模化组建,野外台站体系化建成,实验室建设形成规模,国际合作不断深化,中国科学院战略性先导科技专项以及第三极环境国际计划等重大项目的实施,汇集了全国和全球开展青藏高原研究的杰出人才,推动青藏高原研究走进世界地学研究的第一方阵,为2017年启动第二次青藏科考打下了坚实基础。     

1982～2006年全球植被生长时空变化

基于遥感和地理信息系统技术,利用 1982～2006年间NOAA-AVHRR获得的归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,简称NDVI)数据对全球最近25年来的植被生长的动态变化及其与温度、降水的相关关系进行了分析.结果表明: 25年间,全球植被生长季NDVI总体上呈显著上升趋势(R2=0.27,P<0.01),尤其在1982～1997年间(R2=0.68,P<0.01); 而在最近的10年(1997～2006年),全球平均生长季NDVI呈下降趋势(R2=0.34,P=0.08).不同地区生长季NDVI变化趋势存在较大差异.1982～2006年间,热带地区生长季NDVI增加速度最快(R2=0.32,P<0.01),其次为北半球中高纬地区(R2=0.14,P=0.06),而南半球温带地区平均生长季NDVI主要处于波动中(R2=0.04,P=0.31).生长季平均NDVI与气候因子之间相关关系分析表明,北半球中高纬大部分地区植被的NDVI与温度成正相关,说明温度上升对该地区植被生长有利.     

最近18年来中国植被覆盖的动态变化

基于遥感和地理信息系统技术,利用NOAA-AVHRR数据对我国最近18年(1982～1999)来的植被覆盖的动态变化进行了分析.结果表明:我国植被覆盖的动态变化受气候波动的影响十分显著,并且这种变化的区域性差异明显.18年来,NDVI减小的地区主要分布在西北地区和青藏高原,而NDVI增加的地区主要发生在东部地区;20世纪80年代和90年代的NDVI变化趋势之间存在较大差异;90年代NDVI减小的区域明显地比80年代增加,特别是西北干旱地区NDVI的下降趋势明显.我国珠江三角洲和长江三角洲地区是18年来植被覆盖下降趋势最明显的地区,表明快速城市化的影响.     

青藏高原陆地生态系统碳汇估算:进展、挑战与展望

陆地生态系统碳汇是实现碳中和的重要支撑。作为我国乃至亚洲的生态安全屏障,青藏高原具有良好的生态资源、固碳增汇潜力大。本文系统梳理了青藏高原陆地生态系统碳汇现状与未来潜力估算。主要结果如下：通过整合自下而上(清查法和生态系统模型)和自上而下(大气反演模型)不同方法的研究,当前碳汇大小为每年26.5～33.7 Tg C,占全国陆地生态系统碳汇的9.9%～19.6%;未来气候暖湿化以及生态恢复与管理措施加强情景下,到2060年碳汇有望实现倍增,达到每年53.0～63.7 Tg C。但高原碳汇估算仍存在很大不确定性,未来研究应聚焦在减少土壤碳汇不确定性、极端气候事件对碳汇功能影响、冻土碳库脆弱性、退化生态系统增汇潜力与途径、水体碳源汇功能和其他温室气体源汇功能等方面;通过补齐高原关键区域观测短板、研发自然与人文耦合的生物地球化学模型、构建模型-多源观测数据融合系统,以准确揭示青藏高原碳汇现状与未来趋势,为青藏高原碳中和贡献先行示范区和生态文明高地建设提供参考与支撑。