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气候变化对陆地生态系统第一性生产力的影响研究综述 总被引：12，自引：0，他引：12
气候变化对陆地生态系统第一性生产力(NPP)的影响是一个倍受关注的问题,目前从观测、实验和模拟等几个方面在不同层次上对这个问题进行了大量的研究。气候变化对生态系统NPP的影响取决于气候各因子及其组合变化的方向、生态系统与当前气候之间的关系,另外还要受养分及其它因子的影响。目前大量存在的NPP模型各有优缺点,模拟结果各异但有会聚的趋势。改进观测方法和理论、建立全球共享NPP数据库、进行大规模生态系统层次的实验研究和发展生态系统动态模型(DGVM)是未来一段时期研究的重点。 相似文献
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基于气候变化影响的水资源评价对水资源规划和管理具有重要意义,随着全球气候变化影响的加剧,这一研究显得越来越紧迫。在目前的气候变化研究中,很少考虑气候自然波动的影响(气候自然变异),常将所有的变化单独归因于气候变化的影响,这在气候变化的影响评价中可能导致错误的理解与判断。气候自然变异分析由于缺乏超长系列的数据资料而长期被人为避开。针对这一问题,本研究提出模型方法体系,通过历史基准期的长系列模拟来分析气候自然变异的影响。选取常用的1961~1990年水文系列作为基准期,提出一种基于拉丁超立方体抽样技术的季节分段抽样模拟方法,实现对气候自然变异的模拟。应用水文模型TOPMODEL对基准期的径流系列进行模拟,基于不确定性分析GLUE方法对基准期内水文模型参数不确定性进行分析,并探讨了气候自然变异的影响。研究结果表明,在气候变化影响评价中,气候自然变异的影响不可忽略,应在气候变化的影响中加以区分和界定。 相似文献
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由于大气中二氧化碳等温室气体浓度的急剧增加,全球气候正呈现变暖多雨的趋势。全球气候变化对森林生态系统影响的研究是现代森林生态学的一个重要发展方向。本文综述了全球气候变化对森林生态系统影响研究的目的、内容和主要方法。全球气候变化将不同程度地影响森林生态系统分布、组成、结构、功能和生产力,同时也将影响生物多样性。森林生态系统的长期定位监测、实验生态学和生态系统的计算机建模是开展全球气候变化对森林生态系统影响研究的主要方法。最后简要探讨了全球气候变化对我国森林生态系统影响研究的现状及存在的问题。 相似文献
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在全球气候变化的影响下,湖泊蓝藻水华面临着规模扩张、频率增加和持续时间延长的发展趋势,严重威胁着湖泊生态系统服务功能和人体健康。系统阐述了外部环境因子和内部生理生态特征对湖泊蓝藻水华发生的作用机制,探讨了气温升高、CO2浓度增加、极端气候事件频发对湖泊蓝藻水华发生机制的影响途径和过程,初步搭建了以“机理解析—模型构建—模拟预测—风险评估”为主线的气候变化对湖泊蓝藻水华的影响研究框架,并提出了应对气候变化的湖泊蓝藻水华防控策略。针对目前研究存在的问题,从大数据监测平台搭建、机理模型构建及风险预测、营养盐控制标准制定、防控政策制定等方面提出了未来研究的重点方向,以期为湖泊蓝藻水华的综合防治提供科学支撑。 相似文献
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陆地生态系统与气候相互作用的研究进展 总被引：43，自引：4，他引：43
陆地生态系统与气候系统通过地面与大气之间能量平衡、水汽交换和生物地球化学循环相互作用,影响大气中温室气体浓度和气溶胶,继而影响气候变化。较系统分析总结了当代国际上陆地生态系统与气候相互作用的最新研究进展。首先介绍了陆地生态系统与气候相互作用的机制与过程,总结了陆地生态系统与气候相互作用研究的三个发展阶段,以及当代相互作用的过程模拟研究中三类主要的全球生态系统模型,即生物物理模型、生物地理模型和生物地球化学模型。并介绍了气候对生态系统变化的响应,即两种主要的反馈机制。最后,对未来的研究方向和重点作了分析。 相似文献
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目前多数研究直接将大气环流模式(GCM)获得的气候要素输入水文模型或者系统动力学模型评价气候变化所引起的风险,而忽视了一些重要统计要素的实际影响。针对目前研究存在的问题,利用随机模型产生大量模拟数据并输入到关于水资源系统的系统动力模型,通过评价指数和模拟数据间的统计关系建立"气候响应模型",最终利用多种大气环流模式来进行风险评价。通过A2气候变化情景下36种GCM对美国麻州Quabbin水库未来两个时段2036—2065年和2066—2095年由气候变化引起的风险进行评价。结果表明,在1950—1999年流域净流量年际方差100%～140%范围内,2036—2065年的风险为0.25～0.30,2066—2095年的风险为0.30～0.45。 相似文献
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陆地生态系统和气候系统紧密相关,特别是植物,土壤和大气圈之间的碳循环。已有人提出气候和大气二氧化碳浓度的变化调整循环,使大量的碳沉淀提供给陆地生态系统,但直接证据很有限。估计了稳定气候态之间变化引起的生态系统碳储备变化,但对生态系统碳流动对短期气候变化的动力响应不了解得不够充分。用一个陆地生物持球化学模式,配合一个一般的循环莱模拟短期气候变化,定量研究１８６１－２０７０年大气ＣＯ２气候引起的短期生 相似文献
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气候变暖成因研究的历史、现状和不确定性 总被引：6，自引：1，他引：5
简要回顾了关于气候变暖成因研究的历史和现状,重点评述了当前气候学界对全球和中国气候变暖原因的认识及其仍存在的不确定性。气候学者对气候变暖与大气中温室气体浓度关系的认识,目前比过去任何时候似乎都更加清晰,但他们眼前仍然弥漫着重重迷雾。引起观测到的气候变暖的因子十分复杂,相关问题的研究仍存在大量不确定性。未来气候变化科学的进步依赖于对这些尚存不确定性的认识水平和削减程度。 相似文献
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全球碳循环与中国百年气候变化 总被引：5，自引：2，他引：3
文章总结近百年来中国气候变化的特点、人类活动对碳循环的影响以及温室气体气候效应的模式研究结果.近百年来,中国年平均温度呈上升趋势,但温度变化具地区性和季节性特征.近50年观测到的冬季增温最为明显,长江中下游地区夏季地区还出现了降温.人类活动被认为是导致全球变暖的重要原因.大气CO2浓度从工业化前的约280ppm增加到了2008年的385.2ppm[1].20世纪90年代期间,全球碳源为8.0GtC/a(1Gt=10亿吨),包括化石燃料燃烧产生的碳(6.4±0.4GtC/a)和土地利用变化产生的碳1.6[0.5～2.7]GtC/a.同时大气中增加的碳为 3.2±0.1GtC/a和海洋吸收的碳为 2.2±0.4GtC/a[2].碳源比碳汇高出2.6[0.9～4.3]GtC/a,这部分目前学术界还不能解释的碳汇被称为"碳失汇"[2].北半球陆地生态系统是寻找"碳失汇"的重要方向.目前多数气候模式能够成功再现全球平均气温在过去百年的实际演变.就全球年平均温度在 1880～1999年的变化而言,在自然因子和人为因子的共同强迫作用下,参加IPCC AR4的19个耦合模式集合模拟的变暖趋势为0.67℃/100a,非常接近观测的0.53℃/100a[3]. 多模式集合的结果与观测序列的相关系数可以达到0.87[3],这种高相关系数主要来自20世纪的变暖趋势.19个耦合模式模拟中国平均气温演变的能力较之模拟全球平均情况要差,与实际观测值之间的相关系数为0.55[4].这表明对区域尺度的气候变化而言,其情况要比全球平均情况复杂的多,特别是中国地区存在的高浓度气溶胶,能在很大程度上影响中国区域的气候变化.由于气候变化同时受地球系统的自然变率和人为因子的影响,更进一步了解全球碳循环对中国近百年气候变化的影响还依赖于地球气候系统模式对各种自然和人为气候强迫的模拟准确性,特别需要结合观测和模拟减小陆地生态系统碳源汇的不确定性. 相似文献
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基于模型率定期(基准期)气候自然变异的模拟方法及气候自然变异引起的径流变化的可能情况分析,此部分研究未来期(2021~2051年,2061~2091年)气候变化下径流变化情况及气候自然变异的影响。基于CSIRO、NCAR、MPI三种气候模式及A1B、A2、B1三种排放方式共7种未来气候情景,应用和基准期相同的水文模型和研究流域,引入基准期模型率定出的参数,考虑气候自然变异的影响,对未来气候变化对水资源的影响进行分析。为消除气候模式本身的系统误差,采用δ差值方法得到各模式各排放情景下的未来气候情景。该项研究主要说明如何在气候变化的影响评价中将气候自然变异的贡献分离出来,从而实现更客观的气候变化的影响评价。研究结果表明,气候变异的影响在整个气候变化进程中的贡献随时间的推移将有所不同。未来2021~2051年期间,气候自然变异的影响相对较大;未来2061~2091年期间,由温室气体引起的气候变化的影响占主导。 相似文献
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千百年尺度气候快速变化及其数值模拟研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
千百年尺度全球气候快速变化是古气候研究中的一个重要内容。研究发现，末次冰期和全新世都存在着千年、百年尺度的快速气候变化，其变化幅度可以达到典型的地质变化或天文因子所造成的冰期/间冰期的气候振荡幅度，同时这些古气候事件具有全球性。对冰期和全新世气候变化的数值模拟揭示了气候系统对地球轨道参数变化的响应以及海洋、植被、冰盖、温室气体等反馈因子的重要性,其中大洋温盐环流对北大西洋淡水注入的敏感性与末次冰期和全新世气候快速变化密切相联。利用中等复杂程度的气候模式（EMIC）CLIMBER 2模拟了末次冰期典型时段（60~20 ka BP）D/O和Heinrich事件以及东亚气候的响应过程。模拟研究揭示了全新世青藏高原冰雪环境对亚洲—非洲季风气候的显著影响。今后的古气候模拟研究将在改进模式分辨率、结合古气候代用资料确定更加符合历史时期边界条件以进一步改善气候模式的基础上,更加注重气候突变机制的研究以及加强全球变化背景下的区域气候的长期变化研究。 相似文献
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区域气候模式是进行流域尺度气候变化研究的重要工具,其中水平分辨率对流域模拟结果的影响亟待评估。本文使用区域气候模式RegCM4,在ERA-Interim再分析资料驱动下,进行2种水平分辨率（50 km和25 km）1990-2010年东亚区域的长时间连续积分模拟。通过与观测资料的对比,评估RegCM4对黄淮海流域的模拟性能,同时分析水平分辨率对模拟结果的影响。结果表明:① 2组模拟均可以较好地再现黄淮海流域冬季、夏季平均气温和降水的空间分布,以及气温和降水的年循环变化;对极端气候事件指数的分布模拟效果也较好,且对与气温有关的极端气候事件指数模拟效果优于与降水有关的极端气候事件指数。②与观测相比,也存在一定的偏差,如模拟的冬季气温存在冷偏差,夏季气温存在暖偏差,冬季、夏季降水在大部分地区偏多等。③ 2组模拟对比来看,对冬季、夏季平均气温的量级和空间分布,25 km模拟与观测更加接近;对冬季、夏季平均降水,50 km模拟与观测的空间相关系数分别为0.86和0.44,较25 km模拟有较大提高;对极端事件,2组模拟差别不大。模拟结果可为后续此版本模式在黄淮海流域气候变化研究中的应用提供参考。 相似文献
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研究气候变化对水资源系统的影响通常是建立详细的月水文、气候和水库运行模型来对特定的供水系统进行模拟。这些研究结果只适用于被研究的供水系统。本文旨在建立一个区域水文气候评价模型，并研究该模型所带来的巨大潜力。这样的模型适用于在更大的地理范围内确定气候变化对供水特性的影响情况。 相似文献
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气候变化对江河流量变化趋势影响研究进展 总被引：9，自引：0，他引：9
气候变化对基于自然稳定气候假定的流量变化趋势的检测和水资源评价方法提出了挑战。在流量变化趋势的检测中分离出气候变化的影响,不仅对水资源管理和水利工程设计有重要的应用价值,而且有助于了解气候变化以何种方式、在何时、何地、已经或尚未对水文循环产生影响,对改进气候模型的模拟与预测有重要的科学价值。
统计方法是检验流量变化趋势显著性的有效工具。直接用气候模型模拟和预测未来径流变化的可靠性取决于模型对当代降水模拟的可信度。多个气候模型集合分析有可能在一定程度上减少模型对降水、径流模拟的不确定性。近年发展起来的多个气候模型集合分析与统计显著性检验技术结合的方法,有可能模拟并预测出气候强迫导致大尺度径流空间分布的变化。随着气候模型尤其是陆—气耦合的区域气候模型对降水模拟的改进,可以预见径流变化的检测、归因和预测的趋同化模拟已为期不远。将温室气体外强迫导致的水文气候变化作为一个因子引入到水资源评价中,对于水资源管理经济与生态评估,以及未来的发展规划将是一件十分重要的变革。
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中国陆地生态系统对全球变化的反应模式研究进展 总被引：9，自引：0，他引：9
综述了国家自然科学基金“八五”重大项目“中国陆地生态系统对全球变化的反应模式研究”的最新进展，主要有对全球变化反应的植物生态生理学基础模型研究，对全球变化反应的植物群落学模型与气候（植被关系，全球变化中的我国生物群区遥感监测技术与相关模型研究，以及生态系统对全球气候变化响应的预测。最后指出未来中国进行全球变化与陆地生态系统关系研究拟注重各计划间的交叉及应加强研究的领域。 相似文献
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青藏高原草地生态系统碳通量研究进展 总被引：7，自引：3，他引：4
青藏高原拥有我国面积最大的天然草地,区域内生态系统碳通量的长期定位观测研究具有重要意义.在总结生态系统碳通量主要研究方法基础上,对青藏高原不同植被类型碳循环的源、汇效应、时空变化及其与影响因子关系等研究领域所取得的重要进展进行了综合评述.现有研究表明,不同植被类型间CO2通量的季节变化、年际变化、交换量和碳源汇特征等存在明显差异,光合有效辐射、温度、降水、土壤水分和叶面积指数等是影响碳通量变化的主要驱动因子.最后,结合当前青藏高原地区生态系统碳通量研究的现实与需要,探讨了通量观测所面临的主要科学问题及解决途径.未来对青藏高原碳循环关键过程的研究工作还需要多尺度、长期生态实验和CO2通量观测数据支持,同时以此为基础发展新的数据处理、分析和跨尺度机理模拟方法,建立青藏高原生态系统碳循环模型. 相似文献
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从第三极到北极： 热喀斯特及其对碳循环影响研究进展 总被引：2，自引：2，他引：0
北半球多年冻土区储存着大量的土壤有机碳， 气候变暖加剧了多年冻土退化， 多年冻土退化最明显的特征是热喀斯特。热喀斯特会直接导致活动层及多年冻土层土壤有机质暴露， 并改变水文、 植被和土壤生物环境条件， 对生态系统碳循环具有重要影响。热喀斯特对碳循环的影响是评估多年冻土碳循环和气候变化关系不确定性的关键问题之一。然而， 在气候变暖背景下热喀斯特地貌的发育及其对碳循环影响有多大， 目前对这个问题仍然缺乏足够的认识。通过综合比较第三极和北极热喀斯特相关研究， 分析了第三极和北极地区热喀斯特地貌特征及其变化趋势， 阐述了热喀斯特对植被演替、 土壤碳损失和生态系统温室气体排放过程的影响， 并提出了未来热喀斯特研究可能遇到的挑战。认识热喀斯特碳循环过程， 是评估气候变化对多年冻土碳循环影响的关键环节， 有助于加强多年冻土区生态系统碳循环与气候变暖之间反馈关系的认知。 相似文献
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近千年全球气候变化的长积分模拟试验 总被引：5，自引：2，他引：3
近千年全球气候变化的长积分模拟试验是全球气候模拟研究的新领域,它不仅将现代器测资料与过去代用指标序列进行了有机的衔接,而且对过去百年和年代际尺度的气候变化可进行动力学解释,探讨其主要控制因素及其导致的区域响应差异。由于这类长积分模拟对计算机技术和气候模式本身的要求较高,目前能进行这类研究的国家为数不多。重点介绍了德国马普气象研究所的全球海气耦合气候模式ECHO G,以及利用该模式进行的千年长积分模拟试验结果。首先,应用全球120年的器测资料对模拟结果进行了检验,论证了该模型较强的气候模拟能力;其次,根据全球地表2 m气温的千年模拟结果,揭示了中世纪暖期—小冰期—20世纪暖期三段式气候变化时段,然后讨论了中世纪暖期和小冰期鼎盛期全球及中国的温度分布特点;最后根据对各控制因子的拟合分析与比较,初步揭示了近千年来的温度变化主要受太阳有效辐射的变化控制,而温室气体含量的增加对100年来温度的快速上升起着主导作用。
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早新生代是地质史上最后一个温室气候期，随后南极冰盖形成，地球进入到晚新生代冰期。温室气候的成因和冰期气候转型的机制一直是国际相关学界关注的问题。评述国际上对此开展的古气候模拟，反映了早新生代温室气候受到了海洋和大陆的地理位置、暖海洋温盐环流和海洋热输送、太阳辐射和大气CO2浓度变化的作用和影响。古气候模拟还反映了早新生代温室气候转向冰期气候，受到了大洋通道改变和高原构造隆起、大气成分变化以及海陆生态系相互的作用和反馈。这些古气候模拟试验锁定在气候变化的关键时段和重要驱动因子，对测试地球内外驱动力和地球各圈层反馈作用提供了重要的科学依据；温室气候以及趋向冰期气候的模拟研究对探讨气候变化内在机制、预测未来气候具有重要意义。
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生物地球化学循环是地球系统物质循环的核心,是维系地表生态系统稳定和人类社会可持续发展的重要基础。然而,气候变化以及人类的过度干扰可能会显著改变表层地球系统中的生物地球化学循环过程,尤其是脆弱的喀斯特生态系统。特殊的多孔隙关键带结构也加速了喀斯特地区物质循环及其对外界环境变化的响应,影响了不同尺度的物质循环和生物地球化学过程。本研究主要综述了宏观尺度（气候变化）、中尺度（人类活动）和微观尺度（微生物活动）的环境变化对喀斯特地区生物地球化学循环的影响。结果表明多要素变化导致喀斯特地区物质循环受到强烈影响,气候变化、人类活动和微生物活动及其耦合关系对喀斯特地区生物地球化学循环的调控作用具有重要意义。最后,本研究强调了现有研究的局限性并指出未来研究的挑战与方向,即未来应从系统研究（如地球关键带）的视角出发,将多尺度观测－分析与综合模型集成研究并举,从而构建多源多尺度耦合的过程和系统模型,进而为阐明喀斯特系统的演变规律和动力学机制、实现喀斯特地区的生态保护和高质量发展提供理论基础。 相似文献