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在全球气候变化和人类活动的影响下,森林生态系统结构、功能以及空间格局都将发生不同程度的变化。明晰景观尺度上未来森林的动态变化,对森林可持续发展具有重要意义。选择江西省泰和县为研究区,综合利用土地利用模型（CA-Markov）和森林景观动态模型（LANDIS-II）,并结合生态系统过程模型（PnET-II）,模拟气候变化、土地利用、采伐以及综合情景下未来40年（2010-2050年）阔叶林、针叶林的面积及生物量变化。结果表明：① 气候变化对森林面积影响较小,采伐使森林面积显著减少,土地利用变化使森林面积的变化更加剧烈;② 针叶林和阔叶林对不同干扰方式的响应表现出较强差异,针叶林对采伐的响应更加剧烈;③ 多模型综合模拟方法有助于区域森林管理,为南方红壤丘陵区森林结构优化和功能提升提供科学建议。 相似文献
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随着全球变暖的日益显著,气候变化及其影响越来越受到广泛关注。火干扰作为森林生态系统碳循环的一个重要组成部分,其干扰过程是对碳的再分配过程,因而对区域乃至全球的碳循环产生重要影响。气候变化、火干扰与生态系统碳循环三者之间存在因果循环关系,正确认识气候变化与火干扰的复杂关系及双向反馈作用,以及火干扰在生态系统碳循环中的作用,这对制定科学合理的火干扰管理策略,提高生态系统管理水平,减少碳排放,促进碳增汇,减缓全球变化速率均有重要意义。从两个方面阐述了气候变化、火干扰与生态系统碳循环之间的交互作用关系：气候变化与火干扰相互影响关系及双向反馈作用,分别从气候变化对火干扰的影响及火干扰对气候变化的影响两个方面阐述了两者之间的相互影响关系;火干扰与森林生态系统碳循环的交互作用,分别从火干扰对森林生态系统碳循环的影响及模型方法在模拟火干扰对森林生态系统碳循环影响中的应用两个方面论述火干扰对森林生态系统碳循环的影响及其定量评价模型方法。目前火干扰直接碳排放的模型方法比较完善,而间接影响碳循环的模型方法并不成熟,许多方法局限于定性描述,因此,应进一步探讨集成实地测量、遥感观测和模型模拟的跨尺度火干扰对碳循环的影响研究,注重尺度的转换问题。最后,提出了气候变暖背景下火干扰管理的路径选择,以及对今后的研究方向进行了展望。 相似文献
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模拟增温对生态系统碳循环影响研究进展 总被引：1，自引：1，他引：0
气候变暖影响着生态系统碳循环,碳循环的变化反馈于气候变化。这两者的相互作用影响着未来气候变化的方向和强度。野外增温试验有助于了解生态系统碳循环对气候变化的响应及其机制,因此成为近年来的研究热点。生态系统所处的地理位置及相应的气候背景影响着碳循环对增温的响应。增温后不同生态系统的碳释放和碳固定均可表现为增加、减小或者无显著变化,因而生态系统净碳收支对气候变化响应多样。增温后土壤氮矿化速率、物候、生态系统物种组成和结构的变化间接影响着生态系统净碳收支。多年冻土区储存了大量的土壤有机碳,冻土融化后冻土有机碳分解将释放大量的CO2到大气中,正反馈于气候变暖,因而是目前野外增温试验对碳循环影响研究的焦点。 相似文献
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以土地利用变化和气候变化为特征的全球和区域环境变化及其影响已经成为国际社会和公众关注的焦点,同时也是土地科学、全球变化科学和全球生态学关注的关键问题。由于土地、气候和森林生态系统之间存在着复杂而密切的关系,土地利用变化和气候变化将不可避免地对森林结构和功能产生重要影响。如何采用合理的适应措施降低这些变化可能带来的损失,是目前全球变化研究亟待解决的问题之一。因此,研究土地利用和气候变化对森林的单独及综合影响具有重要的科学意义。本文综合利用基于主体的土地利用模型（ABM/LUCC）、生态系统过程模型（PnET-II）以及森林景观动态模型（LANDIS-II）构建了综合模拟研究框架,选择森林类型多样且具有长期观测数据积累的江西省泰和县为研究区,模拟并对比了土地利用和气候变化组合情景下未来森林地上总生物量的变化差异。结果表明：① 土地利用变化对泰和县森林地上总生物量的影响比气候变化所带来的影响更加显著。研究区森林地上总生物量在有土地利用变化干扰的情景下与RCP 2.6、RCP 4.5和RCP 8.5单独的气候情景下相比分别减少33.13%、32.92%和32.42%;② 尽管未来气候变化可能有利于森林地上总生物量的积累,但土地利用变化将使森林地上总生物量显著减少,并将抵消气候变化带来的正效应;③ 本文提出的综合模拟研究框架可以很好地模拟土地利用和气候变化对森林生态系统的影响,可为提升和优化人工林结构和功能、开展可持续森林管理提供科学建议。 相似文献
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在干旱区,水是形成绿洲的根本要素。干旱区高寒山地是维系西北干旱区绿洲存在、是当地国民经济持续发展和生态环境稳定的水源地,山地森林生态系统具有重要的涵养水源功能,有“绿色水库”之称。气候变化将改变山地生态系统结构、组成和水循环,加剧水资源短缺,威胁干旱区绿洲安全。回顾并综述了干旱区气候变化及其对干旱区山地森林生态系统稳定性和水文过程的影响研究进展,指出了研究中存在的问题,并提出未来在干旱区山地仍需要评估优于1 km空间分辨率的气候变化趋势,从多尺度、多界面、多学科、多方法开展气候变化对干旱区山地森林生态系统稳定性和水文过程影响的综合研究,以促进干旱区山地生态学的发展,为干旱区管理部门提供适应和缓解气候变化、科学的制定气候变化条件下水资源管理方案、实现水资源的有效管理奠定理论基础,促进干旱区气候变化条件下的环境和社会经济可持续性发展。 相似文献
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全球气候变化背景下生态系统的脆弱性评价 总被引：25，自引：4，他引：21
未来100年气候变暖速度将比上一世纪提高2－10倍,势必对生态系统的格局、过程和服务功能产生巨大影响,威胁生态系统和社会经济的持续发展。因此评价全球气候变化背景下生态系统脆弱性是当前全球变化和生态系统研究的主要内容。由于气候变化以及生态系统对其响应和适应的复杂性,生态系统脆弱性评价进展缓慢。本文在阐明生态系统脆弱性概念的基础上,综述了近年来国内外关于气候变化对生态系统影响及其脆弱性评价研究的现状、方法,归纳和介绍了脆弱性评价研究的三种主要方法——模型模拟研究、指标评价研究以及类比研究,指出气候变化的脆弱性评价研究中存在的问题、不足以及今后的发展方向。 相似文献
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树轮稳定同位素比率是研究气候变化与环境演变的有效代用资料,耦合分析树轮稳定同位素记录的信息可揭示森林生态系统碳—水—氮时空变化特征及相互作用,反映环境变化对植物特定化合物的生理影响。树轮稳定氮同位素比率（δ15N）与树木生长的环境条件密切相关,其变化可以反映长时间尺度森林生态系统氮循环的动态特征,弥补监测资料的不足。本文综述了树轮稳定氮同位素的分馏机理与测定方法,解析了树轮δ15N在样品预处理和测试中需要关注的问题,系统梳理与归纳了基于树轮δ15N进行气候变化、环境演变和人类活动氮排放研究的进展。指明中国树轮稳定氮同位素研究潜力及其在未来亟需着重发展的方向,旨在推动森林生态系统氮循环时空特征深入研究。 相似文献
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全球气候变化已经对生态环境产生了明显的影响,并将继续产生长远而巨大的影响,其中气候变化对荒漠化和森林碳功能的影响倍受关注.从气候变化对土地荒漠化和森林碳功能影响的监测和评估方法人手,对近10 a来的相关研究成果进行了综述;概括出气候变化对荒漠化和森林碳功能影响的监测和评估方法主要分为3类,即统计资料方法、实验观测方法和模型模拟方法,并指出未来开展气候变化对土地荒漠化和森林碳功能的影响研究应关注以下几个方面①研究气候变化对土地荒漠化的影响,应将遥感方法和地面定位监测结合起来,积累连续的监测资料;应用遥感数据研究气候变化对土地荒漠化的影响,应保证遥感数据有足够的时间序列.从而减小数据选择的随机性带来的影响.②在荒漠化面积随气候变化变幅较大的生态脆弱区,除关注荒漠化土地边缘进退发展外,还应格外关注荒漠化程度的转变和景观格局的变化.③应加快中国碳通量观测网络建设,为研究气候变化对中国碳循环(包括森林生态系统碳功能)的影响积累连续的基础数据. 相似文献
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在自然或人为活动的干扰下,生态系统的正常功能或多或少受到影响。生态系统干扰信息可为跟踪气候变化响应、探寻全球碳循环路径和维系生态系统功能提供重要参考。飞速发展的遥感技术为生态系统干扰信息的获取提供了新的思路,高时空分辨率的遥感影像能及时有效地监测干扰事件发生的时间和位置。本文以中国西南地区为例,选用2005—2016年MODIS影像的地表温度LST（Land Surface Temperature）和增强型植被指数EVI（Enhanced Vegetation Index）产品,首先应用遥感干扰指数模型提取2007—2016年的逐年生态系统干扰数据,然后研究了西南地区森林与草地灌丛生态系统干扰的时空分布,并通过地面着火点观测记录、遥感火烧迹地数据、Google Earth和政府报告等验证干扰指数模型的有效性,最后明晰中国西南地区森林与草地灌丛干扰强度的分布特征。结果表明：① 本文使用的遥感干扰指数模型对干扰事件十分敏感,明显优于单独使用EVI或LST。② 本文提取的森林生态系统干扰和草地灌丛生态系统干扰与Google Earth、气象数据等保持高度一致。③ 森林与草地灌丛干扰是研究区内最主要的生态系统干扰,约占每年总干扰面积的90%。④ 森林干扰最强烈区在川西高原地区,可能的干扰类型为森林火灾,草地灌丛干扰最强烈区为青藏高原农牧区,可能的干扰类型为气象干旱干扰。 相似文献
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过去50年气候变化下中国潜在植被NPP的脆弱性评价 总被引：4，自引：1，他引：3
借助动态植被模型IBIS,首先模拟了过去50年（1961-2010年）气候变化下中国潜在植被NPP的动态变化,然后采用IPCC第五次评估报告选定的标准气候态时段（1986-2005年）平均气候状态作为“标准年气候”,并将该气候条件下的潜在植被NPP作为评价基准。通过与基准进行比较,计算每一年潜在植被NPP的波动情况,进而评价该年的气候条件是否使潜在植被“不适应”以及“不适应”的程度,最后根据过去50年的“不适应”次数和程度综合判断气候变化下潜在植被NPP的脆弱性。评价结果显示：在过去50年的气候变化下,天山以南的暖温带荒漠生态系统、北方温带草原生态系统以及青藏高原西部的高寒草原生态系统更容易受到气候变化的不利影响,NPP呈现出较高的脆弱性;而大部分以森林为主的生态系统则不容易受到气候变化的影响,NPP脆弱性较低,其中以常绿阔叶林和针叶林为主的生态系统NPP脆弱性更低。此外,天山以北的温带荒漠生态系统以及青藏高原中部和东部的高寒草原草甸生态系统NPP也呈现出较低的脆弱性。 相似文献
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NPP vulnerability of the potential vegetation of China to climate change in the past and future 总被引：3，自引：1，他引：2
Using the Integrated Biosphere Simulator, a dynamic vegetation model, this study initially simulated the net primary productivity (NPP) dynamics of China’s potential vegetation in the past 55 years (1961–2015) and in the future 35 years (2016–2050). Then, taking the NPP of the potential vegetation in average climate conditions during 1986–2005 as the basis for evaluation, this study examined whether the potential vegetation adapts to climate change or not. Meanwhile, the degree of inadaptability was evaluated. Finally, the NPP vulnerability of the potential vegetation was evaluated by synthesizing the frequency and degrees of inadaptability to climate change. In the past 55 years, the NPP of desert ecosystems in the south of the Tianshan Mountains and grassland ecosystems in the north of China and in western Tibetan Plateau was prone to the effect of climate change. The NPP of most forest ecosystems was not prone to the influence of climate change. The low NPP vulnerability to climate change of the evergreen broad-leaved and coniferous forests was observed. Furthermore, the NPP of the desert ecosystems in the north of the Tianshan Mountains and grassland ecosystems in the central and eastern Tibetan Plateau also had low vulnerability to climate change. In the next 35 years, the NPP vulnerability to climate change would reduce the forest–steppe in the Songliao Plain, the deciduous broad-leaved forests in the warm temperate zone, and the alpine steppe in the central and western Tibetan Plateau. The NPP vulnerability would significantly increase of the temperate desert in the Junggar Basin and the alpine desert in the Kunlun Mountains. The NPP vulnerability of the subtropical evergreen broad-leaved forests would also increase. The area of the regions with increased vulnerability would account for 27.5% of China. 相似文献
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А. I. Kochurov N. A. Marunich Yu. A. Khaziakhmetova E. V. Krasnov 《Geography and Natural Resources》2017,38(4):394-398
An assessment is made of the natural protection and absolute and relative tension of the ecological-economic state across the territory of Transnistria. Research results point to an ecological imbalance in the region. The situation can be improved by increasing the area of forest ecosystems created according to the natural type. Of particular significance in the optimization of the structure of land resources in the Pridnestrovian Moldavian Republic is an increase in area and improvement of the quality of forest ecosystems and energy efficiency of forestry. The geo-energy approach provides a means of identifying the ways to optimize the functioning of forest ecosystems in Transnistria having regard to an assessment of the ecological-economic balance of the territory. Based on this approach, it is possible to correctly compare different sites and processes, because energy is a universal measure of everything and a universal equivalent of cost. The geoenergy approach has been used to assess energy efficiency of the suggested variant of optimization of the functioning of forest ecosystems for the following components: energy expenditures connected with the means of mechanization, fuel used in the operation of machines and mechanisms, and with labor resources. Based on calculations, we suggest the ways to raise energy efficiency of forestry in unified energy units, joules. The energy potential of forest ecosystems in the republic is analyzed, and energy efficiency of forestry management is predicted. The suggested variant of optimization of the functioning of forest ecosystems will make it possible not only to increase the energy potential of forest and also create valuable high-quality forest stands from the economic and ecological perspective. 相似文献
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中国自然生态系统对气候变化的脆弱性评估 总被引：29，自引：8，他引：21
生态系统的脆弱性已经成为气候变化影响评估和适应性管理的关键问题。本文介绍和分析了生态系统的脆弱性、敏感性和阈值的概念,中国生态环境的敏感带和脆弱性,脆弱性评估和中国生态系统脆弱分布以及自然生态系统的可持续性和适应减缓对策。自然生态系统对气候变化脆弱性评估仍存在许多问题和不确定性,迫切需要在以下领域开展研究:自主开发新一代气候变化对生态系统影响综合评估模型(特别是双向耦合模型)、加强相关野外长期观测实验、开展适应性与可持续发展示范工程的研究等。 相似文献
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Global and regional environmental changes such as land use and climate change have significantly integrated and interactive effects on forest. These integrated effects will undoubtedly alter the distribution, function and succession processes of forest ecosystems. In order to adapt to these changes, it is necessary to understand their individual and integrated effects. In this study, we proposed a framework by using coupling models to gain a better understanding of the complex ecological processes. We combined an agent-based model for land use and land cover change (ABM/LUCC), an ecosystem process model (PnET-II), and a forest dynamic landscape model (LANDIS-II) to simulate the change of forest aboveground biomass (AGB) which was driven by land use and climate change factors for the period of 2010–2050 in Taihe County of southern China, where subtropical coniferous plantations dominate. We conducted a series of land use and climate change scenarios to compare the differences in forest AGB. The results show that: (1) land use, including town expansion, deforestation and forest conversion and climate change are likely to influence forest AGB in the near future in Taihe County. (2) Though climate change will make a good contribution to an increase in forest AGB, land use change can result in a rapid decrease in the forest AGB and play a vital role in the integrated simulation. The forest AGB under the integrated scenario decreased by 53.7% (RCP2.6 + land use), 57.2% (RCP4.5 + land use), and 56.9% (RCP8.5 + land use) by 2050, which is in comparison to the results under separate RCPs without land use disturbance. (3) The framework can offer a coupled method to better understand the complex and interactive ecological processes, which may provide some supports for adapting to land use and climate change, improving and optimizing plantation structure and function, and developing measures for sustainable forest management. 相似文献