气候变化对大兴安岭北部森林生态系统的影响

大兴安岭北部地区受气候变化影响显著,而该区森林对气候变化的响应是多方面的。气温升高和降水变化将影响大兴安岭北部森林的树种组成,群落结构,将出现阔叶林北移;而多年冻土退化会使沟谷的森林倾倒,影响森林发育;并且气候变化也会加剧林火的发生频率。这些变化也将影响到森林生态系统的碳循环过程,从而对气候变化产生反馈效应。     

森林与碳循环

阐述森林生态系统的碳循环及其在全球碳循环中的作用,说明森林生态系统在碳循环中的作用主要取决于森林生态系统的生物量、林产品、植物枯枝落叶和根系碎屑以及森林土壤。     

欧美国家林火研究现状与展望

林火是国际减灾战略的一项重要工作,也是生物多样性、全球气候变化和全球可持续发展的重要组成部分。森林火灾是对森林健康影响最大的自然因素之一。阐述了21世纪林业发达国家美国、加拿大、欧洲等国的林火研究方向与研究成果,以及林火与全球气候变化的研究,探讨了世界林火研究的发展趋势,提出了新时期我国林火研究的发展方向。     

长白山阔叶红松林生态系统生产力与温度的关系

目的气候变暖背景下生态系统碳循环的温度敏感性研究是全球变化生态学的主要研究内容之一,森林生态系统生产力对温度的响应和适应机制是理解生态系统的温度敏感性的重要手段,长白山阔叶红松林作为典型的温带森林生态系统及重要的碳汇,研究其生产力对环境温度的响应,对提升中国森林植被碳循环模拟的准确性至关重要。方法本研究以长白山阔叶红松林为对象,收集长白山通量站2003—2011年共9年的观测数据,通过进行整合分析,量化了生态系统碳循环的3个关键过程:生态系统总初级生产力、净生态系统生产力和生态系统呼吸的温度响应曲线,并进一步分析环境因子对其最适温的影响。结果研究发现总初级生产力、净生态系统生产力的温度响应均表现为一条峰值曲线,并存在最适温,GPP的最适温(t_GPP)与NEP的最适温(t_NEP)存在显著线性正相关关系。在年际尺度上,一年中最高空气温度的改变是引起t_GPP和t_NEP变化的主要因素,而年均温和夏季温度对t_GPP和t_NEP的变化没有显著影响。当最高温度升高1 ℃时,t_GPP和t_NEP分别增加0.41和0.66 ℃。降水、光和有效辐射、饱和蒸汽压差等环境因子对t_GPP和t_NEP无显著影响,但夏季降水能够降低温度对t_GPP的影响。结论通过上述研究说明,生态系统的初级生产力及净生产力存在温度适应现象,当研究碳循环与气候变化相互作用的模型时需要充分考虑生态系统生产力的温度适应,从而更加准确地预测碳循环对气候变暖的响应和反馈。      

土地利用方式转变对土壤有机碳及土壤呼吸的影响

土地利用方式转变对于生态系统碳循环和全球气候变化具有非常显著的影响,研究土地利用转变对土壤有机碳及土壤呼吸的影响,对于掌握土地利用转变与全球气候变化之间的关系及科学估算区域生态系统的碳汇功能具有十分重要的意义。本文综述了土地利用方式转变对土壤有机碳、活性碳(主要包括水溶性碳、易氧化碳、微生物量碳)及土壤呼吸的影响,以期为研究土地利用方式转变对全球气候变化的响应和反馈机制提供科学依据。     

全球变暖背景下的森林火灾防控策略探讨

在总结世界森林火灾形势的基础上,探讨了气候变暖与林火频发之间的密切关系;基于全球变暖趋势的分析,提出了深化林火发生机理研究、大力开展森林防火技术培训、加强森林火险预测预报、注重扑火安全和加强国际合作等气候变化下的森林火灾防控策略,对于指导人类应对气候变化和防控森林火灾具有非常重要的意义。     

森林碳汇——林业发展的新趋势

全球气候变化是人类面临的巨大威胁,而人类社会大量排放二氧化碳等温室气体形成的温室效应则是全球气候变化的根源。从温室效应、二氧化碳以及森林碳汇之间的关系入手,结合森林生态系统碳循环,论述了森林碳汇的生态效益和经济效益。     

加强气候变化背景下植物病原真菌控制技术的创新和突破

全球气候变化是现代农业生态系统目前面临的主要威胁之一。一方面,气候变化正在重塑植物与微生物的互作,诱导某些共生微生物转变为病原微生物,提升植物真菌病害发生的频率和程度;另一方面,气候变化降低植物的免疫力和抗病性,导致植物更严重的真菌病害。本文将重点讨论气候变化如何影响共生真菌与作物的互作,如何驱动植物真菌病害的发生和传播,以及采取何种调控措施从源头上预防病原真菌的危害。     

基于涡动相关技术的森林生态系统二氧化碳通量研究进展

森林生态系统是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,森林对大气二氧化碳(CO₂)浓度具有重要的调节作用,开展森林生态系统碳循环研究对更好地了解生物地球化学过程和应对全球气候变化具有重要的科学意义和应用价值。涡动协方差/涡动相关技术是目前应用最广泛的森林生态系统CO₂通量观测技术。讨论了基于该技术的森林生态系统CO₂通量研究的部分代表性成果,总结了当前森林生态系统CO₂通量的主要研究成果并对未来研究提出展望。目前,森林生态系统CO₂通量的研究主要集中于:①森林生态系统的碳源/汇估算;② CO₂通量观测源区/足迹的计算;③ CO₂通量动态特征的提取及其环境影响因子;④基于统计模型的森林生态系统物候特征参数的提取;⑤基于机理模型的气候系统对森林生态系统碳循环的影响。主要结论为:森林生态系统是陆地生态系统的重要碳汇,在对森林生态系统进行CO₂通量观测时需对其通量源区的空间代表性进行检验,森林生态系统碳源/汇状态受到树龄、降水和土壤含水量等因素的影响,空气温度是森林生态系统碳循环的重要影响因子。未来森林生态系统CO₂通量研究应该集中于提高通量足迹模型计算精度,讨论不同林分对大气CO₂的贡献强度。结合气候系统模型和生态生理模型建立植物生理过程参数化模型、预测气候变化对森林碳交换的影响。区域-全球尺度森林生态系统CO₂通量研究未来将关注多站点通量,气象数据长时间序列的整合分析,讨论CO₂通量气候态特征与碳源/汇的空间格局,更好地了解全球陆地生态系统碳循环机制。表1参64     

中国北方森林和草地生态系统碳氮耦合循环与碳源汇效应研究

全球变化自20世纪80年代以来作为一个科学问题开始出现,现今已超越科学领域,成为影响当今世界发展的重大政治、经济和外交问题。在科技部的 “十三五”期间“全球变化及应对”重点研发计划专项支持下,来自中国科学院沈阳应用生态研究所、西北农林科技大学、中国科学院植物研究所等6个单位31位科学家于2016年7月开始承担“中国北方森林和草地生态系统碳氮耦合循环与碳源汇效应研究”项目。该项目旨在:1)凸显中国北方植物群落演替在温室气体吸收和排放平衡,特别是在我国未来碳汇中的作用;2)绘制森林和草地碳源汇转变的敏感区、脆弱区;3)建立和发展稳定同位素技术研究碳氮循环的多时间序列历史变化及其对全球氮沉降、大气CO2浓度上升和气候变化的响应;4)揭示氮沉降、升温、火干扰和植被演替驱动的碳氮耦合循环生物学机制及其碳源汇响应。通过该项目5年的实施,预期能增加我国北方森林和草地生态系统碳氮耦合循环生物学机制的认识,增强对北方森林和草地生态系统对全球变化响应的预测能力和减少预测的不确定性。      

丛枝菌根与土壤碳截获的研究进展

土壤碳截获一直是研究陆地生态系统碳循环的重要领域,而丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,简称AM)广泛存在于陆地生态系统中,对陆地生态系统碳循环有着重要作用。近年来,AM真菌在土壤碳截获中的应用日益受到人们的关注。综述了丛枝菌根在土壤碳截获功能中的作用机制,主要围绕AM与根系的关系、AM与光和碳截获、AM与土壤碳截获、环境因子对AM在土壤碳截获中的作用等方面进行了介绍。由于AM真菌对于调控碳循环具有不可替代的作用,因此全球气候变化下,AM真菌土壤碳截获的潜力研究、菌丝在土壤结构中的功能及菌丝网在生态系统碳固持中的作用必将成为研究热点。     

全球气候变化背景下森林生态系统现状和响应机制研究

全球气候变化对生态环境的影响正引起人们的广泛重视,森林生态系统对未来全球气候变化的影响成为人们关注的重点。基于此,本文分析全球气候变化背景下森林生态系统产生的变化,并探讨相关的响应机制。     

气温变化对温带混交林生态系统CO2通量的影响

森林是陆地生态系统的主要碳汇。由于植物自身独有的生长特性,其生长状况和生理活动对气候变化的响应会影响森林生态系统碳循环过程。该研究以国际通量网(FLUXNET)注册站点,哈佛森林通量观测塔记录的2000—2012年局域尺度CO2通量和气温观测数据为基础,结合物候模型,分析气温变化对温带森林生态系统CO2通量的影响。结果表明:(1)2000—2012年NEE的最大值为298.13 g·m^-2·a^-1,出现在2010年,除2010和2011年之外,其它年份的年NEE均为负值。(2)NEE、GPP和气温与物候模型的拟合效果较好(R 2>0.8),显示温带混交林森林生态系统光合作用稳定期主要集中在夏季,植被生长状况是温带混交林森林生态系统碳循环的主导因素。(3)气温的变化量时间点(最大点、最小点和0点日期)与NEE、GPP的变化量时间点(最大点、最小点和0点日期)的线性拟合结果显示,气温与CO2通量存在显著的正相关关系(P<0.01),气温的变化影响温带混交林生态系统碳循环过程。     

林火对植物的影响与森林养护

林火是森林生态系统中重要的生态因子,火对于植物的影响用取决于火的大小和强度,与火灾的周期和频度。火对与植物的种子、植株、群落和生态系统都有不同程度的影响,植物在营养阶段和繁殖阶段会采取不同的措施来适应火的侵入。火既可以烧毁森林,严重破坏森林的结构和功能,也可以作为营林的工具和手段,合理利用林火可以改善森林环境,有利于维持和促进森林生态系统的平衡。     

基于遥感反演的森林生态系统呼吸研究

陆地生态系统碳循环是全球气候变化研究的核心内容之一,森林生态系统作为陆地生态系统中面积最多、最重要的自然生态系统,在维持全球碳平衡和调节全球气候等方面有着举足轻重的地位。本文采用3类MODIS数据(叶面积指数、地表温度数据、地表水份数据)结合Ameri Flux通量观测网络中位于加拿大亚寒带气候区的4个通量塔站点观测数据建立1个遥感反演模型,利用该模型对常绿针叶林生态系统呼吸进行估算,并使用独立的通量站点观测数据评估模型的准确性。结果表明,遥感反演模型在估算森林生态系统呼吸方面具有很大的潜力,为大区域尺度上定量评估森林生态系统对区域碳平衡及全球碳循环的影响,制定合理的森林生态管理方案提供数据支持。     

张掖地区森林可持续经营标准与指标

本文提出的森林可持续经营标准与指标是在"温带和北方森林可持续经营标准与指标"及"中国森林可持续经营标准与指标"的基础上,根据张掖地区实际情况,遵循统一、适用、可操作原则制定的.该标准包括生物多样性、森林生态系统生产力的维持、森林生态系统健康与活力维持、水土保持、森林对全球碳循环贡献的保持、森林长期多种社会经济效益的保持和加强、法律及政策、信息及技术支持八个方面,共83个指标.     

浅析植物叶片功能性状对气候变化的响应

植物功能性状是植物与环境因子相互作用的结果.植物功能性状既反映了植物对环境因子的响应,也能显著影响生态系统过程与功能.该文综述了植物叶片功能性状对气候变化的响应,旨在探讨植物功能性状对气候变化的响应机制和生态对策,以期为生物多样性保护和生态系统可持续发展提供参考.     

森林碳汇与全球气候变化学术会议

全球气候变化问题日益成为人们关注的焦点。为积极探索应对气候变化的有效途径,充分发挥林业在应对气候变化中的独特作用,2011年9月25—26日,由浙江省自然科学基金委员会、浙江省林业碳汇与计量重点科技创新团队、浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室主办,浙江农林大学环境与资源学院承办的“森林碳汇与全球气候变化学术会议”在浙江农林大学召开。     

森林经营管理对森林碳汇的作用及提高措施

碳循环对全球气温变化的影响至关重要,尤其是森林生态系统碳循环研究,已成为全球碳循环研究的热点之一。总结了森林经营管理的原则,从森林生态系统碳贮量入手,分析各种森林管理措施对森林碳汇的作用和影响,并提出加强森林管理和增加森林碳吸收的措施,以为森林的经营管理和森林碳汇的增加提供参考。     

大兴安岭呼中林区不同火后恢复年限森林碳密度变化研究

大兴安岭林区是我国北方唯一现存的寒温带针叶林,在维持区域生态平衡和碳循环方面起着重要的作用。林火干扰是大兴安岭森林生态系统的常见的干扰因子之一,火后的恢复过程中森林的碳密度变化是衡量森林恢复的一个重要指标。以大兴安岭呼中林区为例,对2000-2012年的火烧迹地进行调查,采用异速生长方程计算等到乔木层碳密度,采用收获法和实验室烘干分析灌木层和草本层的碳密度。结果表明,林火干扰显著降低了森林乔木层和灌木层的碳密度,随着火后恢复时间的增加,森林乔木层和灌木层的碳密度逐渐增加;草本层碳密度呈现相反趋势,火后明显增加了草本层的碳密度,尤其是在火后初期增加尤为明显。火后恢复过程中碳密度的变化可以为林火管理和森林可持续经营提供科学的指导。