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正湿地是分布于陆生生态系统和水生生态系统之间具有独特水文、土壤、植被与生物特征的生态系统,湿地在调节气候、涵养水源、蓄洪防旱、控制土壤侵蚀、促淤造陆、净化环境、维持生物多样性和生态平衡等方面均具有十分重要的作用。湿地具有多种类型,按照地貌类型和湿地形成过程 相似文献
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正湿地是"地球之肾""淡水之源"和"天然物种库",它是迁徙水鸟的优良停歇地,是淡水安全的生态保障地,它与森林、海洋一起并称为全球三大生态系统,有天然水库和天然物种库的美称,它在维持生态平衡、保持生物多样性和珍稀物种资源以及涵养水源、蓄洪防旱、降解污染、调节气候、补充地下水、控制土壤侵蚀、固碳减排等方面均起到重要作用。 相似文献
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《中国科学:地球科学》2019,(12)
微生物是驱动海洋元素循环的主体,在调节全球气候变化中起着重要作用.近半个世纪海洋研究的一个谜团就是"为什么有着一个相当于大气CO2碳总量的惰性溶解有机碳(Recalcitrant Dissolved Organic Carbon, RDOC)库在海洋中长期存在?".生物泵(Biological Pump, BP)和微食物环(Microbial Loop, ML)研究加深了我们对生物在海洋碳循环中作用的理解,但直到微型生物碳泵(Microbial Carbon Pump, MCP)理论的提出,才真正阐释了海洋惰性溶解有机碳来源和存储的生物地球化学机制. MCP是由微型生物介导的溶解有机碳(非沉降)转化和迁移的海洋储碳新机制,提出了RDOC产生的3个重要途径:(1)微型生物特别是异氧细菌和古菌在有机质降解代谢过程中改造并分泌RDOC;(2)病毒颗粒裂解宿主导致细胞的死亡并释放RDOC;(3)原生动物等捕食者摄食微型生物并释放RDOC. MCP揭示了海洋RDOC的惰性机制,定义了两类RDOC组分(RDOCc和RDOCt),为调节气候和改善生态环境提供了可验证的理论.为纪念中国科学家在海洋碳循环领域的突出贡献,文章在回顾海洋微型生物与碳循环相关研究基础上,系统总结并讨论了MCP理论提出以来中国在此领域的国际引领地位和影响力,并展望了未来研究的方向. 相似文献
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实施海洋负排放践行碳中和战略 总被引：1，自引：0，他引：1
焦念志 刘纪化 石拓 张传伦 张永雨 郑强 陈泉睿 汤凯 王誉泽 董海良 唐剑武 叶思源 董双林 高坤山 张继红 薛强 李琦 贺志理 屠奇超 王法明 黄小平 白雁 潘德炉 《中国科学:地球科学》2021,(4):632-643
碳中和是应对气候变化的必由之路,海洋负排放是实现碳中和的重要途径.文章提出海洋负排放相关的八个基本路径,包括陆海统筹减排增汇、海洋缺氧酸化环境减排增汇、滨海湿地减排增汇、养殖环境减排增汇、珊瑚礁生态系统减排增汇、海洋地质碳封存、海洋碳汇核查技术体系,以及海洋碳汇交易体系和量化生态补偿机制等;旨在抛砖引玉,引发研讨、推动... 相似文献
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《中国科学:地球科学》2016,(1)
海洋微型生物是海洋生物地球化学循环的主要驱动者,也是海洋能量代谢的主要参与者,在海洋生态系统中发挥着举足轻重的作用.好氧不产氧光合异养细菌(AAPB)是海洋中一类重要的功能类群,在海洋中广泛分布,它们可以利用光能补充自身的能量代谢,在海洋碳循环中发挥着重要而特殊的作用.在21世纪初,由于微型生物显微荧光定量方法的弊端,人们对于AAPB分布规律的认识存在着一定的偏差."时间序列红外荧光显微数字化方法"(TIREM)的建立,修正了AAPB定量偏差,揭示了海洋中AAPB分布的真正规律.之后,对AAPB生态分布调控因素的进一步研究表明:相对于光照,溶解有机碳(DOC)对AAPB绝对丰度和相对丰度的影响更重要.此认识推翻了"AAPB通过利用光能就可以赢得与普通异养细菌竞争"这一"想当然"的理论推测.而对AAPB碳源利用特点的研究表明,此功能类群具有重要的碳分馏作用,即AAPB在碳代谢过程中,部分碳源并非简单的沿着传统生物泵方向传递.在此基础上的海洋微型生物与DOC相互作用关系研究,最终导致海洋储碳新机制—微型生物碳泵(MCP)的提出,它解释了海洋中巨大溶解有机碳库存在的原因和机制,实现了海洋储碳机制理论上的新突破. 相似文献
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珊瑚礁是海洋中最重要的生态系统之一,具有极高的初级生产力.然而在全球气候变化和人类活动的双重压力影响下,其健康和稳定性受到不断的挑战.造礁珊瑚及其共附生微生物共同组成"珊瑚-微生物"共生体,共附生微生物和珊瑚的健康密切相关.化学信号分子介导的微生物间及微生物和宿主间的相互作用是珊瑚共附生微生物群落演变的内在驱动力.文章总结了几类重要的造礁珊瑚共附生微生物的信号分子,包括N-酰基高丝氨酸内酯(N-acyl homoserine lactone, AHL)类的密度感应(quorum sensing, QS)信号分子、二甲基巯基丙酸内盐(dimethylsulfoniopropionate, DMSP)、一氧化氮(nitric oxide, NO)以及活性氧(reactive oxygen species, ROS)在微生物间以及微生物和珊瑚互作中媒介作用的研究进展,比如AHL信号分子介导的微生物间的协作和竞争、DMSP和NO介导的微生物和宿主的相互作用以及环境胁迫下珊瑚和微生物对ROS响应过程,并探讨了未来研究方向.珊瑚共附生微生物可影响珊瑚的环境适应能力,进一步深入研究信号分子传导通路的分子机制可从驯化珊瑚共附生微生物群落的角度为造礁珊瑚礁生态系统恢复和保护提供新思路. 相似文献
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近30年来鄱阳湖生态系统服务变化 总被引：1，自引：0，他引：1
鄱阳湖是我国最大淡水湖,在维持区域生态安全和生态平衡中发挥重要作用.为了解近30年鄱阳湖生态系统服务变化情况,本文对已有文献与监测数据进行收集整理,直接获取鄱阳湖水资源供给、渔业资源供给、水环境净化服务数据,通过输沙量法、Berger-Parker优势度指数计算泥沙淤积调控和生物多样性维持服务,利用RMSD方法分析19922014年鄱阳湖生态系统服务关系.结果表明:(1)渔业资源供给和水环境净化服务不断下降,水资源供给和泥沙淤积调控服务在2010s有所恢复;(2)冬候鸟种类和数量增加,鱼类种群结构逐渐恢复,但Berger-Parker指数总体上升;(3)浮游植物、底栖动物多样性上升,浮游动物多样性下降;(4)不同时间尺度各服务间均为高权衡关系,水环境净化服务相对收益始终高于其他服务. 相似文献
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正滨海湿地作为重要湿地类型,既蕴藏着丰富的自然资源,又有自己独特的生态环境效应,是地球上生产力最高、生物多样性最丰富、最具保护价值的生态系统之一。滨海湿地地处海洋与陆地的交汇地带,不仅资源丰富,还具有调节气候、调节水文、净化污染物、为生物提供栖息地等多种功能。5月13日,滨海湿地保护工作组CWCT、跨境环保关注协会、唐山市曹妃甸区在水一方湿地生态科技咨询中心联合主办的"滨海湿地保护和 相似文献
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湖沼学是研究内陆水体的多学科整合科学——兼论我国湖沼学发展面临的挑战与机遇 总被引：1，自引：0，他引：1
湖沼学是研究内陆水体的多学科交叉综合性科学,自从Forel F.A.于1892年首次对湖沼学做出定义以来已有近130年历史.湖沼学的主要分支学科包括地质湖沼学(包括古湖沼学)、物理湖沼学、化学(生物地球化学)湖沼学和生物湖沼学.湖沼学的关键自然属性是通过跨学科的整合,从水生态系统水平综合分析相关过程与机理,并对生态系统变化进行预测.因此,湖泊学也是支撑水资源与生态系统保护、管理与修复的核心科学.然而,目前我国湖沼学发展面临分支学科发展不平衡、研究碎片化等问题,而人类活动加剧和气候变化对内陆水体生态系统的影响及管理对策是湖沼学研究面临的挑战与机遇.我国湖沼学研究亟需围绕人类活动、气候变化的影响,重点开展以下几个方面的工作:1)水动力与水文地貌特征变化及其环境生态效应; 2)营养盐和有机质生物地球化学循环及其环境生态效应; 3)食物网结构与功能; 4)外来入侵物种的影响与控制对策; 5)与水环境有关的传染病防治; 6)地表水生态评价; 7)生态系统演变机理与退化生态系统修复等. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2017,(4)
海洋是地球上最大的碳库,发挥着全球气候变化"缓冲器"的作用.蓝色碳汇,简称"蓝碳",即由海洋生态系统捕获的碳(主要是有机碳),是海洋储碳的重要机制之一.蓝碳最初认识的形式是可见的海岸带植物固碳.其实之前没有得到足够重视的、看不见的微型生物(浮游植物、细菌、古菌、病毒、原生动物)占海洋生物量9 0%以上,是蓝碳的主要贡献者.中国陆架边缘海占国土总面积的1/3,碳汇潜力巨大,亟待研发.本文以近海生态系统碳汇过程、调控机制及增汇模式为主线,论述了近海生态系统结构与碳循环功能特征、碳汇形成过程与机理,并结合近海碳汇在沉积记录中的地史过程演变探讨了自然过程和人类活动对碳汇的可能影响,展望了碳汇工程在增加近海海洋储碳能力方面的应用前景. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2018,(12)
在2.52亿年前的二叠纪-三叠纪之交,海洋系统出现了海水表面温度的快速升高、最严重的动物大灭绝和生物地球化学循环的变化,这对研究现代海洋生态系统具有很好的启示意义.随着当时阶段性的全球变暖,海洋系统碳、氮和硫的地球化学循环从动物大灭绝前的解耦关系转变到大灭绝期间的耦合关系.后者又从动物大灭绝第一幕的碳与氮的耦合关系转变到大灭绝第二幕的碳、氮和硫的耦合关系,显示了海洋环境和动物危机不断加剧的变化过程.也就是说,当海洋从第一幕的缺氧发展到第二幕的硫化时,生态系统就从生物危机发展到生态危机.元素循环耦合关系的出现说明了在当时的海洋系统中以几种主要的循环途径占主导,参与元素循环的途径多样性明显在降低.这一解剖案例显示了元素地球化学循环的变化可以很好地指示了地质时期全球变暖所引发的海洋生态系统的阶段性崩塌.实际上,地质环境中元素循环的这种耦合/解耦关系与环境条件有密切关系,而这种环境条件又影响生态系统(如缺氧导致生物大灭绝、硫化导致生态系结构转变).在现代海洋系统,全球变暖所引发的碳和氮的耦合关系已经在局部海区出现.如果这种耦合关系进一步发展到全球规模,就会出现碳、氮和硫的耦合关系,海洋生态系统将会出现严重危机. 相似文献
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西藏高原草原化嵩草草甸生态系统CO_2净交换及其影响因子 总被引：2，自引：0，他引：2
了解生态系统CO2净交换(NEE)的季节变化规律和主要生物因子及环境因子对这些过程的影响将有助于生态系统碳循环过程机理的理解以及大尺度过程的模拟．本研究利用涡度相关技术对位于西藏高原腹地的、世界海拔最高的草地碳通量观测站的NEE及生物和环境因子进行近3年观测,阐明NEE及其组分的动态变化特征和影响因子．草原化嵩草草甸生态系统碳吸收的最大值出现在8月,最大碳排放出现在11月,在生长季初的6月,受降水和植物返青快慢的影响,会出现生态系统碳吸收或排放的年际差异,7～9月表现为碳吸收,其余月份均为碳排放．在生长季,白天的NEE主要受光合有效辐射变化的控制,同时又与叶面积指数交互作用,共同调节光合速率和光合效率的强度．生态系统呼吸主要受温度的控制,同时也受到土壤含水量的显著影响,呼吸商(Q10)与温度呈负相关,而与土壤含水量呈正相关关系．生长季昼夜温差大并不利于生态系统的碳获取．10℃时标准呼吸速率(R10)与土壤水分、温度、叶面积指数和地上生物量呈正相关关系．降水格局影响了土壤水分动态,土壤含水量会显著影响生态系统呼吸的季节变化．生长季初和末期的脉冲性降水会导致生态系统呼吸的迅速上升,从而导致生态系统碳的流失．西藏高原草原化嵩草草甸生长季短,温度低,致使生态系统的叶面积指数偏低,生态系统碳吸收较少,降水格局引起的土壤湿度动态和脉冲性降水将对生态系统呼吸产生了重要影响,从而会影响到生态系统的碳收支水平． 相似文献
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了解生态系统CO2净交换(NEE)的季节变化规律和主要生物因子及环境因子对这些过程的影响将有助于生态系统碳循环过程机理的理解以及大尺度过程的模拟.本研究利用涡度相关技术对位于西藏高原腹地的、世界海拔最高的草地碳通量观测站的NEE及生物和环境因子进行近3年观测,阐明NEE及其组分的动态变化特征和影响因子.草原化嵩草草甸生态系统碳吸收的最大值出现在8月,最大碳排放出现在11月,在生长季初的6月,受降水和植物返青快慢的影响,会出现生态系统碳吸收或排放的年际差异,7～9月表现为碳吸收,其余月份均为碳排放.在生长季,白天的NEE主要受光合有效辐射变化的控制,同时又与叶面积指数交互作用,共同调节光合速率和光合效率的强度.生态系统呼吸主要受温度的控制,同时也受到土壤含水量的显著影响,呼吸商(Q10)与温度呈负相关,而与土壤含水量呈正相关关系.生长季昼夜温差大并不利于生态系统的碳获取.10℃时标准呼吸速率(R10)与土壤水分、温度、叶面积指数和地上生物量呈正相关关系.降水格局影响了土壤水分动态,土壤含水量会显著影响生态系统呼吸的季节变化.生长季初和末期的脉冲性降水会导致生态系统呼吸的迅速上升,从而导致生态系统碳的流失.西藏高原草原化嵩草草甸生长季短,温度低,致使生态系统的叶面积指数偏低,生态系统碳吸收较少,降水格局引起的土壤湿度动态和脉冲性降水将对生态系统呼吸产生了重要影响,从而会影响到生态系统的碳收支水平. 相似文献
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贵州独山地区晚泥盆世F-F生物灭绝后的先驱生物及其在生态系统重建过程中的意义 总被引：3，自引：0，他引：3
生物集群灭绝后, 大多数地区变成一个没有或缺乏生态系统的“生态裸地”. 研究率先进入这一“生态裸地”的先驱生物和在这一“生态裸区”上早期生态系统的形成过程, 对于阐明生物集群灭绝后生物演化非常重要. 晚泥盆世弗拉期(Frasnian)-法门期(Famennian)(F-F)之交生物集群灭绝事件后, 在贵州独山地区遗迹化石的出现和繁盛明显早于其他生物实体化石. 一些构造相对简单、在沉积物表面活动并以食沉积物为主的造迹生物往往率先进入这一集群灭绝后的“生态裸地”, 其习性构造经历了由简单到复杂的、从由二维层面到三度空间的开拓和发展, 遗迹化石的结构显示出这类造迹生物改造沉积物的能力逐渐增强、分异度逐渐增大的觅食效率提高, 逐步建立起一个新的生态系统的基础. 这个过程与前寒武纪-寒武纪之交的遗迹化石所显示的演化特征颇为相近. 弗拉期-法门期生物灭绝事件之后, 独山地区法门期的实体化石因泥盆纪-石炭纪界线之交的又一次灭绝事件只存在复苏阶段, 而缺少辐射阶段, 但遗迹化石结构和多样化演化的特征显示其经历了复苏期和辐射期两个发展阶段. 遗迹化石的演化为其他生物的复苏发挥了必要的生态链铺垫作用. 在生物集群灭绝后的“生态裸地”上, 随着导致灭绝事件的环境因素逐渐消失, 新生态系统的重建经历了“雏形生态系统”和“基础生态系统”两个形成生态链的铺垫阶段后, 逐步形成了一个“发达生态系统”. 新生态系统的建立为生物群复苏奠定了重要的基础. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2018,(11)
海洋中最重要的两种生物储碳机制,包括生物泵和微型生物碳泵,其中后者在中国海中的定量估算和模拟的相关研究还未见报道.文章以南海为研究区域,构建了一个包含MCP过程的物理-生态系统耦合海洋模型.模型结果显示,南海整体平均的MCP储碳率为1.55mg C m~(-2)d~(-1);如果取1000m深的颗粒物输出通量作为BP的估计,模型估算的MCP:BP比例约为1:6.08.在此基础上,用该模型预测未来南海海表增温2个典型场景下南海生态系统,特别是MCP和BP储碳过程的响应.模拟结果表明,增强的海表层化会造成输入表层的营养盐减少,进而导致硅藻生物量和生产力的降低,最终抑制BP的储碳率.然而,在这些场景下,由于超微型浮游生物的生产力增加,反而有利于细菌活动,部分补偿生产力的降低,造成MCP对于全球变暖的响应具有非线性的特征.总体而言, MCP:BP比例在两个场景下都有所增加,特别是在4℃增暖的场景下增加至1:5.95,表明在全球变暖的大背景下,未来海洋中MCP碳储的重要性将更加突出. 相似文献
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物种灭绝背景下东海渔业资源衰退原因分析 总被引：1，自引：0，他引：1
《中国科学:地球科学》2015,(11)
目前全世界几乎所有海域的遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性等各个层次都在经受着严重破坏,海洋生态系统严重退化,海洋生物的灭绝速度大大加快.文章从东海海域的海水营养盐结构改变、海洋污染的毒害作用、海洋生境破坏、气候变暖导致海水温度升高、海洋酸化、海洋渔业捕捞压力、海洋致病微生物的扩散等方面分析了可能导致东海渔业资源衰退的原因.认为上述各种因素对东海渔业资源的衰退影响巨大,而且鉴于各种因素的累积效应以及共同作用后的放大效应和叠加效应,实际海洋生态系统中海洋生物的灭绝风险可能比以前估计的更加严重.因此,在生态系统管理中,针对某一风险或影响因素的研究和管理不足以改变东海海洋生态系统退化和海洋渔业资源衰退的状况,对东海海域全面、系统、有效的研究和管控是生态系统健康和持续发展的必然要求. 相似文献