基于Biome-BGC模型的天山北坡森林生态系统碳动态模拟

以天山北坡森林生态系统为对象,对Biome BGC模型的生理生态参数进行了校正,模拟了1959-2009年气候变化及不同气候变化情景下,研究区森林生态系统净初级生产力（NPP）、碳收支（NEP）和土壤呼吸的变化趋势。结果表明：[JP2]1959-2009年该区森林生态系统年均NPP为547.97 g·m-2·a-1,年均NEP为61.24 g·m-2·a-1,[JP]表现出适度的碳汇效应,但碳汇效应整体呈递减趋势;在设定的温度、降水情境下,NPP和NEP对降雨变化的敏感性,较其对气温升高的敏感性强;在平均气温升高、降雨量不变的情景下,森林生态系统NPP呈微弱增加态势,但NEP呈减少趋势,主要原因为气温升高,导致土壤呼吸增强。通过分析气温在干旱区的正负效应,表明气温升高促进了天山北坡森林生态系统的NPP;干旱胁迫在该区域不显著。     

北方农牧交错带气候变化对农作物生产力影响的诊断分析-以定西县为例

根据北方农牧交错带(定西县1970-2000年)的气候资料,分析了该地区30年来气候变化周期、趋势及其农作物气候生产力的变化。研究结果表明:气温有上升而降水呈减少的态势,并且都具有7年的准周期,预计在下一个周期平均气温可能会增加到7.88℃,而降水将减少到377.7mm。在温度升高而降水不变的情景下,温度每升高1℃,农作物生产潜力增加69kg/hm2.a;相反情况下,降水每减少1mm,生产潜力减少9.7kg/hm2.a。研究农牧交错复合生态系统气候变化及农作物生产力对气候变化的响应且有非常重要的意义。     

基于RS/GIS的呼和浩特市生态系统服务价值评估

借助于TM遥感资料和GIS方法,对研究区1995~2005年的土地利用/土地覆盖变化进行分析,并计算在此驱动下生态系统服务价值的变化。采用Costanza的生态系统服务价值计算公式及谢高地等人的单位面积生态服务价值表进行计算,结果表明:1)1995~2005年,呼和浩特市耕地、湿地和未利用土地逐年减少;而林地、草地有所增加;社会用地面积迅速增加,10年间增加了66.932km2;2)生态系统服务总价值变化幅度很小,研究期内仅增长了1.0983亿元;3)森林、草地、水体的生态系统服务价值呈不断增长趋势,而耕地、湿地和未利用土地的生态系统服务价值呈不断减少趋势;4)生态系统单项服务功能价值中气体调节增量最多,主要归功于森林覆盖率的不断提高;而废物处理价值损失最多,主要是由于湿地的大面积减少所引起的。     

渭干河流域农田生态系统服务价值变化及其影响因素分析

以渭干河流域为例,计算了2000—2010年间上游山区、中游山间盆地、下游冲洪积平原的农田生态系统服务价值变化,并采用多元逐步回归模型分析了人类活动对流域不同区域农田生态系统服务价值的影响。结果表明：渭干河流域农田生态系统综合服务价值呈中游山间盆地＞上游山区＞下游冲洪积平原的空间分异特征,单位面积农田生态服务价值则表现为上游山区＞下游冲洪积平原＞中游山间盆地;流域农田生态系统综合服务价值呈增长趋势,其中上游山区增加了3．86亿元、中游山间盆地增加了2 ．26亿元、下游冲洪积平原增加了6．02亿元;农田生态系统基本服务价值,上游山区、中游山间盆地及下游冲洪积平原年均分别增加0．56亿元、0．61亿元和0．75亿元;使用化肥等导致农田环境污染损失的价值表现出不同程度的增大趋势;农业耗水损失价值方面,上游山区和中游山间盆地年均分别减少 0．19亿元和 0．35亿元,下游冲洪积平原变化较小;回归分析结果显示渭干河流域农田生态系统服务价值的变化主要是由农业现代化以及种植结构调整引起的,流域不同地貌单元主要影响因子及影响程度具有较大差异性。     

关中平原小麦产量对气候变化区域响应的评价模型研究

根据关中地区宝鸡、西安、渭南与咸阳 4地 (市 )的 1 949～ 1 999年的逐年小麦单产记录序列以及 4地 (市 )的气象观测站点自建站以来至 2 0 0 0年近 5 0年的气象记录序列 ,对关中地区小麦产量与年均温、年降水作相关分析 ;探讨了关中地区小麦单产对气候变化区域响应的评价模型。结果发现 :关中平原气候具有暖干化趋势 ;随着气温变暖 ,小麦产量增加幅度减小 ;小麦产量对降水波动的响应比对气温波动的响应显著。     

三江平原生态系统服务价值评估

三江平原是我国最大的淡水湿地分布区 ,系统评价三江平原生态系统服务价值 ,揭示湿地在该区域生态系统服务功能中的重要地位 ,可以为湿地保护及资源可持续利用提供科学依据。本文参照中国学者制订的中国陆地生态系统单位面积服务价值表 ,估算了三江平原各种生态系统的生态服务价值 ,及生态价值的构成情况 ,表明湿地生态系统在维持三江平原生态功能上具有重要作用。三江平原生态系统总价值为 1 660 .2 9× 1 0 8元 /年 ,占全国陆地生态系统服务总价值的 2 .96%。各类生态系统的生态服务价值对总价值的贡献率有较大差异 ,湿地生态系统和森林生态系统的贡献率为最高。在三江平原每年的生态系统服务价值中 ,废物处理价值、水源涵养价值、气候调节价值、土壤形成与保护价值、生物多样性保护价值、气体调节价值所占比例较高 ,分别为 1 8.88%、1 8.5 5 %、1 6.1 9%、1 2 .81 %、1 0 .0 6%和 9.1 6%。     

基于Markov-PLUS模型的石羊河流域土地利用及生态系统服务价值模拟

石羊河流域作为我国典型内陆河流域,是西部地区的重要生态屏障。文中基于Markov-PLUS模型对石羊河流域2030年自然发展、生态保护、城镇建设情景下的土地利用格局及生态系统服务价值进行模拟。结果表明：1)2000-2020年石羊河流域土地利用转移总面积为4670.87km²,主要发生在草地、未利用地、人造地表之间。2)三种情景土地利用模拟结果各异。自然发展情景下水域、湿地面积减少,生态保护情景下林地、灌木地大幅增加,城镇建设情景下人造地表大量扩张,耕地、草地显著减少。3)研究区2000、2010、2020年ESV分别为486.16亿元、491.1亿元、489.86亿元,呈先升后降趋势;2030年自然发展、生态保护、城镇建设三种情景下ESV分别为490.06亿元、503.29亿元、498.28亿元,较2020年不同程度增加。4)研究区ESV强度自上游到下游递减,生态保护情景下ESV增加和城镇建设情景下ESV减少主要集中在中部走廊城镇建设区外围和西南部林草区。未来石羊河流域应不断巩固前期治理成效,持续推动生态建设。     

近40年来科尔沁沙地沙漠化过程的气候背景分析

本文利用时间序列分析中的滑动平均和短期预测方法分析了科尔沁沙地的 8个气象台站 1 961～ 2 0 0 0 ( 1 998)年多年气温和降水量数据的变化趋势 ,并用简单气候偏差指数计算了逐年的降水量变差 ;同时用变异系数计算了 8个站点 1 961～ 2 0 0 0 ( 1 998)年的降水量年际变差。结果表明 ,近 40年来 8个站点的年均温度呈现显著的直线上升趋势 ,平均增温 1 .5 1℃ ,增温幅度在 0 .90～ 1 .79℃ ;年均温增加主要表现在冬季增温和春季增温 ,而年降水量未发现显著上升或下降的趋势。但从降水季度分布来看 ,春季降水占全年的百分比有显著增加趋势     

赤峰市生态系统服务价值变化研究

研究土地利用格局变化引起的区域生态系统服务价值的改变,可定量评价土地利用活动对区域生态环境的影响。基于1995、2000、2003年的土地利用数据,应用谢高地等人制定的中国陆地生态系统单位面积服务价值表,估算了地处农牧交错区的赤峰市土地利用格局变化引起的生态系统服务价值的改变。结果表明:1995~2000年间,赤峰市耕地增加5.04%,林地减少2.44%,草地减少1.32%,水域减少0.74%,城乡工矿及未利用地减少0.74%;其生态系统服务价值由782.88亿元减至778.49亿元,净减少值为4.39亿元,减幅为0.56%;2000~2003年间,赤峰市土地利用类型动态度变化为耕地-17.71,林地31.56,草地2.95,水域-27.71,城乡及未利用地3.29,其生态价值由778.49亿元增至849.75亿元。表明前5年间毁林垦草播耕等不合理土地利用现象仍存在,至使生态系统服务功能下降;后3年土地利用格局的合理化,大面积的退耕还林,植树造林是生态服务价值增加的主要原因。     

气候变化背景下未来中国气候生产潜力时空动态格局

基于气温及降水数据,运用Thornthwaite Memorial模型,分析了气候变化背景下中国未来(2021-2099年)RCP4.5和RCP8.5气候情景相对于基准期(1986-2005年)气候生产潜力的时空分布及动态变化特征。结果表明:基准期、未来RCP4.5及RCP8.5情景下中国气候生产潜力(CPP)年均值分别为754.14、878.48、920.34g/(m~2·a)。未来CPP呈显著增加趋势,但并未发生突变。其中,RCP4.5情景下年均增加124.34g/(m~2·a),只21世纪前半叶显著增加;RCP8.5情景下年均增加166.20g/(m~2·a),21世纪前半、后半叶均显著增加,且后半叶增幅更大。未来RCP4.5、RCP8.5情景下中国CPP呈年代际递增趋势,20年代最低,分别为841.90、849.94g/(m~2·a),90年代最高,分别为894.43、1001.44g/(m~2·a);随着年代增加距平百分率由负到正,增幅逐渐变大。在空间上CPP总体呈现出从西北向东南逐渐递增的带状分布。未来CPP在大部分区域都增加,增幅在北部大于南部,大部分地区增幅在300g/(m~2·a)以下,只有西北部分地区增幅超过600g/(m~2·a),最高达14倍。在西、南部少数地区,未来CPP将下降,最大降幅为293g/(m~2·a)(93%)。该研究对于未来合理利用气候资源、科学应对气候变化、实施可持续发展战略具有一定的指导意义。     

五台山地区森林生态系统服务功能价值评估

森林对维持我国自然生态系统的平衡和稳定具有重要意义,其服务功能价值越来越受到人们的重视。采用综合评价方法对五台山地区森林生态系统服务功能价值进行估算。结果表明:五台山地区森林生态系统服务功能总价值为101.47×108元,单位面积价值量为6.80元·m-2·a-1,其中供给功能价值为0.44×108元(占0.43%),支持功能价值为31.34×108元(占30.89%),调节功能价值为65.83×108元(占64.88%),文化服务功能价值为3.86×108元(占3.80%);从不同的服务功能类型来看,其价值量为:防风固沙维持营养物质循环涵养水源气候调节保护生物多样性休憩娱乐净化空气提供林产品控制侵蚀;不同森林类型价值量差异较大,灌丛最大,针阔混交林最小,从单位面积价值量来看,松杉类最大,灌丛最小;五台山地区森林生态系统服务功能价值巨大,该结果对区域生态系统管理具有重要意义。     

新疆森林生态系统服务功能经济价值估算

本文在我国大量生态学系统服务功能研究的基础上,对新疆森林生态系统服务功能的内涵进行了描述,并利用市场价值法、费用代替法、影子工程法、替代工程法、机会成本法、生产成本法定量评价了新疆森林生态系统服务功能的直接经济价值和间接经济价值。结果表明,新疆森林生态系统服务功能总价值为1.1345×107万元,其中直接经济价值9.1763×105万元,间接经济价值1.0428×107万元,是直接经济价值的11.36倍。可见,新疆森林生态系统的经济价值主要体现在间接价值,即生命支持系统的价值上。     

陕西佳县枣林生态系统环境适应性及服务功能价值评估

以陕西佳县枣林复合农业生态系统为研究对象,从环境适应性角度,综合分析其对环境的适应特征,评估其服务功能的经济价值。结果表明：枣树的生理结构、生长周期和耐受性适应佳县的自然环境,并且枣树对自然环境具有改造作用;枣具有丰富的营养成分和药用价值,市场需求旺盛,良性的枣林生态系统为人类带来利益,长期形成的有关枣的神话和习俗等枣文化对人类破坏古枣树具有约束作用。佳县枣林生态系统服务功能价值巨大,据测算其主要服务功能的总经济价值为1.72×109元·a-1,其中,提供物质产品和保持土壤是最主要的服务功能。枣林生态系统对佳县的自然和社会环境具有显著的适应性,这种适应性和服务功能价值共同推动了其延续和发展。     

喀纳斯自然保护区森林生态系统服务功能价值评估

以喀纳斯自然保护区森林生态系统为研究对象,以物质量为基础,从价值量角度出发,采用市场价值法、影子工程法、机会成本法等对其生态系统服务功能价值进行了评估。结果表明：喀纳斯自然保护区森林生态系统服务功能价值达30.05×10^8元/年,其中产品提供功能价值、调节功能价值、文化功能价值和支持功能的价值分别为1.566×10^...     

温度和光周期对小黑瓢虫滞育的调节作用

在实验室条件下研究了温度（11℃、16℃、21℃、26℃和31℃）和光周期（16L：8D、14L：10D、12L：12D、10L：14D和8L：16D）对小黑瓢虫Delphastus catalinae（Horn）滞育的影响。结果表明,温度、光周期及二者的相互作用均对小黑瓢虫滞育有显著影响。低温和短光照诱导成虫进入滞育。26℃和31℃时,测定的5个光周期均不能诱导滞育;而11℃、16℃和21℃时,滞育率随温度降低或光照时长缩短均呈升高的趋势。11℃和光周期8L：16D是诱导滞育的最适条件。11℃和光周期8L：16D诱导40 d,成虫进入稳定的滞育状态,滞育率高达95.44%。同时发现,滞育成虫产卵前期随温度降低或光照时长缩短而延长。11℃和光周期8L：16D有利于维持滞育,延长成虫产卵前期。21℃和光周期14L：10D加速滞育的解除,缩短成虫产卵前期。     

近50a西北干旱区气候变化对农业的影响

本文选取了西北干旱区21个代表站点1951-2000年逐日气温和逐日降水量资料。用趋势法和百分位阈值法分析年平均气温、年降水量、极端年最低温度、年最高温度和极端降水量变化特征及其各分区极端气候变化趋势。研究结果表明:(1)近50a西北干旱区气温呈上升趋势(0.22℃/10a),1986年后气温明显升高,柴达木盆地和北疆升温较大。近50a西北干旱区年降水量变化和趋势分布,降水变化有增加的趋势(3.2mm/10a),其中北疆降水增加最多。(2)西北干旱区近40a年极端最低温度的天数有减少趋势,平均最低温度天数的减少率为7-8天/40a。而极端年最高温度的天数略有增加趋势,平均增加率为0.5天/40a左右。年最高温度略有减少趋势,平均变率为-0.5℃/40a,年最低温度也有增加趋势,平均变率为1.0℃/40a。西北干旱区近40a极端降水的天数增加了2天/40a。(3)气候变暖对西北干旱区农业既有有利影响,又有不利影响,降水量增加,极端气候事件减少对农业有有利影响。     

Water-use efficiency in response to simulated increasing precipitation in a temperate desert ecosystem of Xinjiang,China

Water-use efficiency(WUE) is a key plant functional trait that plays a central role in the global cycles of water and carbon. Although increasing precipitation may cause vegetation changes, few studies have explored the linkage between alteration in vegetation and WUE. Here, we analyzed the responses of leaf WUE, ecosystem carbon and water exchanges, ecosystem WUE, and plant community composition changes under normal conditions and also under extra 15% or 30% increases in annual precipitation in a temperate desert ecosystem of Xinjiang, China. We found that leaf WUE and ecosystem WUE showed inconsistent responses to increasing precipitation. Leaf WUE consistently decreased as precipitation increased. By contrast, the responses of the ecosystem WUE to increasing precipitation are different in different precipitation regimes: increasing by 33.9% in the wet year(i.e., the normal precipitation years)and decreasing by 4.1% in the dry year when the precipitation was about 30% less than that in the wet year.We systematically assessed the herbaceous community dynamics, community composition, and vegetation coverage to explain the responses of ecosystem WUE, and found that the between-year discrepancy in ecosystem WUE was consistent with the extent to which plant biomass was stimulated by the increase in precipitation. Although there was no change in the relative significance of ephemerals in the plant community, its greater overall plant biomass drove an increased ecosystem WUE under the conditions of increasing precipitation in 2011. However, the slight increase in plant biomass exerted no significant effect on ecosystem WUE in 2012. Our findings suggest that an alteration in the dominant species in this plant community can induce a shift in the carbon-and water-based economics of desert ecosystems.     

The relationship between soil,climate and forest development in the mid-mountain zone of the Sangong River watershed in the northern Tianshan Mountains,China

The mountainous forests in arid regions, being sensitive to climate change, are one of the key research topics related to the mechanism of interaction between climate and the terrestrial ecosystem. In this study, the spatial distribution of a mid-mountain forest and its environmental factors were investigated by using a combination of remote sensing technology, field survey, climate indices and soil nutrient analysis in the Sangong River watershed of the northern Tianshan Mountains. The forest(Picea schrenkiana) was distributed between 1,510 and 2,720 m asl. Tree height and diameter at breast height(DBH) exhibited a bi-modal pattern with increasing elevation, and rested at 2,450 and 2,250 m asl, respectively. The two maxima of DBH appeared at 2,000 and 2,550 m asl, and the taller trees were observed at 2,100 and 2,600 m asl. For the annual mean temperature, the difference was approximately 5.8°C between the lowest and the highest limits of the forest, and the average decreasing rates per hundred meters were 0.49°C and 0.55°C with increasing altitude between 1,500 and 2,000 m asl and above 2,000 m asl, respectively. The annual precipitation in the forest zone first increased and then decreased with the increase of altitude, and the maximum value was at 2,000 m asl. For per hundred meters, the annual precipitation increased with the rate of 31 mm between 1,500 and 2,000 m asl and decreased by 7.8 mm above 2,000 m asl. The SOM, TN and TP were high between 2,000 and 2,700 m asl and low at the lower and upper forest limits. The minimum Ca CO3 concentration, p H value and EC coincided with the maximum precipitation belt at 2,000 m asl. The SOM, TN and TP were high in the topsoil(0–10 cm) and differed significantly from the values observed in the deep soil layers(10 cm). The soil nutrients exhibited spatial heterogeneity and higher aggregation in the topsoil. In conclusion, soil and climate are closely related to each other, working synergistically to determine the development and spatial distribution of the mid-mountain forest in the study area. The order of the importance of environmental factors to forest development in this study is as follows: soil nutrientsprecipitationelevationtemperature.