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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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富营养化对海洋生态系统的影响及其围隔实验研究 总被引：17，自引：1，他引：16
陆源的营养盐输入引起海洋中的富营养化,提高了水体中营养盐含量,改变了水体中营养盐比例,引起浮游植物水华甚至赤潮。水华发生时由于沿传统食物链的能流在浮游植物环节阻塞,能量过多地分配到微生物环,细菌大量繁殖分解有机物,导致水体缺氧,造成鱼虾贝类窒息死亡。围隔系统是物质相对守恒的系统,围隔与自然海水没有水交换,利用现场围隔实验可以定量地、系统地研究海洋生态系统对富营养化的响应。围隔实验现已成为全球海洋生态系统动力学研究的重要手段。 相似文献
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多年冻土区储存着大量的土壤有机碳， 其碳库变化及生态系统碳反馈机制是当前全球气候变化研究中备受关注的热点问题。为了增强对多年冻土碳循环的认识， 通过综合第三极和北极地区多年冻土碳循环研究， 概述了土壤有机碳库大小、 脆弱性及生态系统碳交换过程， 分析了涉及大气、 海洋和陆地综合影响的多年冻土区生态系统碳循环。研究表明： 第三极和北极多年冻土区碳储量不确定性较大， 影响和控制有机碳分解和生态系统碳交换的生物地球化学过程仍需进一步研究， 进而改进生态系统碳循环相关的模拟研究。在全球气候变化背景下， 研究多年冻土碳库变化及其对气候变化的响应， 是预估未来气候变化的关键环节。 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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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
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区域尺度生态系统水分利用效率的时空变异特征研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
水分利用效率(WUE)是深入理解生态系统水—碳循环耦合关系的重要指标,揭示区域尺度生态系统WUE的时空变异特征及其控制机制,有助于评价和预测全球变化对生态系统水、碳过程的影响。综述了目前区域尺度生态系统WUE的研究进展,结果表明:①目前关于生态系统WUE影响因素的研究多基于站点尺度,区域尺度的研究相对缺乏;②关于不同生态系统WUE的大小及时间变化特征已有较明确的结论,而基于生态模型方法获取的生态系统WUE的空间分布格局尚需进一步验证;③已有研究表明气候变化和土地利用/覆被变化(LUCC)均会显著改变生态系统生产力或蒸散,然而,较少研究关注两者导致的生态系统WUE的改变。因此,区域尺度生态系统WUE时空变异的控制因子及其对气候变化和LUCC的响应可能是未来全球变化研究的热点问题之一。 相似文献
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海洋生物功能群变动与生态系统演变 总被引：1，自引：0，他引：1
人们之所以关注海洋生态系统的变化,特别是其变化趋势,是因为这涉及到海洋生态系统的服务与产出。海洋生物多样性的变化是海洋生态系统变化的一个非常重要的指标,但是我们所关注的不仅是海洋生物种类和数量的变化,应更加关注哪些生物减少了、哪些生物增多了,这种变化对海洋生态系统结构与功能会产生什么样的影响?把在生态系统中的作用和地位相同或相近的生物类群作为一个功能群,依据各种生物在生态系统中的功能定位将其划分为不同的功能群,研究在全球变化背景下生物功能群的变动规律,能够从宏观上增强对生态系统结构与功能的了解,预测在全球气候变化和人类活动多重压力下的海洋生态系统演变趋势和资源环境效应,有助于海洋生态系统的海洋管理模式的建立。 相似文献
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Phytoplankton variability is a primary driver of chemical and biological dynamics in the coastal zone because it directly affects water quality, biogeochemical cycling of reactive elements, and food supply to consumer organisms. Much has been learned about patterns of phytoplankton variability within individual ecosystems, but patterns have not been compared across the diversity of ecosystem types where marine waters are influenced by connectivity to land. We extracted patterns from chlorophyll-a series measured at 84 estuarine–coastal sites, using a model that decomposes time series into an annual effect, mean seasonal pattern, and residual “events.” Comparisons across sites revealed a large range of variability patterns, with some dominated by a recurrent seasonal pattern, others dominated by annual (i.e., year-to-year) variability as trends or regime shifts and others dominated by the residual component, which includes exceptional bloom events such as red tides. Why is the partitioning of phytoplankton variability at these three scales so diverse? We propose a hypothesis to guide next steps of comparative analysis: large year-to-year variability is a response to disturbance from human activities or shifts in the climate system; strong seasonal patterns develop where the governing processes are linked to the annual climate cycle; and large event-scale variability occurs at sites highly enriched with nutrients. Patterns of phytoplankton variability are therefore shaped by the site-specific relative importance of disturbance, annual climatology, and nutrient enrichment. 相似文献
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Justus E. E. van Beusekom Sabine Diel-Christiansen 《International Journal of Earth Sciences》2009,98(2):269-280
Phytoplankton plays a dominant role in shelf biogeochemistry by producing the major part of organic matter. Part of the organic
matter will reach the sediment where diagenetic processes like denitrification, apatite formation or burial will remove nutrients
from the biogeochemical cycle. In this article current knowledge on the decadal plankton variability in the North Sea is summarized
and possible implications of these changes for the biogeochemistry of the North Sea are discussed. Most of the observed interdecadal
dynamics seem to be linked to large-scale oceanographic and atmospheric processes. Prominent changes in the North Sea ecosystem
have taken place around 1979 and 1988. In general, the phytoplankton color (CPRS indicator of phytoplankton biomass) reached
minimum values during the end of the 1970s and has increased especially since the mid 1980s. Changes with a similar timing
have been identified in many time series from the North Sea through the entire ecosystem and are sometimes referred to as
regime shifts. It is suggested that the impact of global change on the local biogeochemistry is largely driven by the phyto-
and zooplankton dynamics during spring and early summer. At that time the extent of zooplankton–phytoplankton interaction
either allows that a large part of the new production is settling to the sediment, or that a significant part of the new production
including the fixed nutrients is kept within the pelagic system. The origin of the extent of the phytoplankton–zooplankton
interaction in spring is probably set in the previous autumn and winter. In coastal areas, both large-scale atmospheric and
oceanographic changes as well as anthropogenic factors influence the long-term dynamics. Due to eutrophication, local primary
production nowadays still is up to five times higher than during pre-industrial conditions, despite a decreasing trend. Recently,
introduced species have strengthened the filter feeder component of coastal ecosystems. Especially in shallow coastal seas
like the Wadden Sea, this will enhance particle retention, shift organic matter degradation to the benthic compartment and
enhance nutrient removal from the biogeochemical cycle by denitrification or apatite formation. 相似文献
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水母暴发研究所面临的挑战 总被引：7，自引：0，他引：7
在过去的10多年中,全球海洋中的水母数量都有所增加,在一些局部区域出现了水母种群暴发的现象,主要是在近海、特别是一些重要的渔场和高生产力区。水母暴发已经形成重要的生态灾害,对沿海工业、海洋渔业和滨海旅游业等造成严重危害。水母暴发的原因、生态危害、如何应对等是一个世界性难题,引起全球沿海国家的重视,也是国际海洋生态系统研究领域的焦点问题之一。由于水母特殊的生物学和生态学特性,水母暴发的研究面临众多的困难和挑战。水母的暴发与全球气候变化、海洋渔业活动、富营养化、海岸带工程等密切相关,水母暴发现象是海洋生态系统演变的一种具体体现,通过对水母暴发机理的研究,将会加深对在全球变化和人类活动共同作用下海洋生态系统演变机理和变化趋势的了解。 相似文献
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Phytoplankton are finely tuned to the seasonality of their environment, and shifts in the timing of phytoplankton phenology provide some of the most compelling evidence that species and ecosystems are being influenced by global climate change. Evaluation of a 50-year dataset of climatic parameters, a 12-year dataset of nutrients, and a 15-year dataset of phytoplankton biomass and composition in Gyeonggi Bay of the Yellow Sea revealed that the climate has shifted from a cold to a warm phase in the last few decades and that recent warm climatic and eutrophication trends are affecting phytoplankton biomass, phenology, and structure. In Gyeonggi Bay, climatic and ecological regime shifts were detected during the 1990s and 2000s, respectively. The asymmetric relationship between climate and ecological regime shift probably depends on macrotidal system configurations that are more resistant to environmental perturbation. The spring diatom blooms observed in the 1990s have moved forward to winter blooms in the 2000s because early winter warming has been induced by higher light and precipitation, which has removed prior light limitation and control of diatom blooms. Summer blooms are triggered by enhanced nutrients, which leads to frequent and recurring dominance of dinoflagellates and diatoms, supporting the hypothesis that summer phenology might be brought about by local processes such as eutrophication, as well as by climate change. Overall, differences in phenological trends can be brought about by differences in the underlying drivers of seasonality. Based on the results of this study, perspectives are drawn regarding the utility of phenology as an organizing principle for analysis of pelagic ecosystems. 相似文献
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We investigated whether climate change results in long-term changes in phytoplankton biomass and phenology in a turbid eutrophic
coastal plain estuary. Changes in annual mean chlorophyll a (chla) concentrations were studied for the period 1978–2006 in the eutrophic and turbid macro-tidal Western Scheldt estuary. Three
stations were investigated: WS1, at the mouth of the estuary; station WS6, halfway up the estuary; and station WS11, near
the Dutch–Belgian border near the upstream end of the estuary. No significant long-term changes in yearly averaged chla concentrations were observed in WS1 and WS6, but in WS11 the phytoplankton biomass decreased considerably. This is most likely
due to an increase in grazing pressure as a result of an improvement in the dissolved oxygen concentrations. Spectral analyses
revealed a possible periodicity of 7 years in the mean chla which was related to periodicity in river discharge. We also observed strong phenological responses in the timing of the
spring/summer bloom which were related to a well-documented increase in the temperature in the estuary. The fulcrum, the center
of gravity or the day at which 50% of the cumulative chla was reached during the year, advanced by 1–2 days/year. A similar trend was observed for the month in which the maximum bloom
was observed, with the exception of station WS1. All stations showed an earlier initiation of the bloom, whereas the day at
which the phytoplankton bloom was terminated also moved forward in time excepted for WS11. As a result, the bloom length decreased
at station WS1, remained the same at station WS6, and increased at WS11. This complicated pattern in bloom phenology demonstrates
the complex nature of ecosystem functioning in estuaries. 相似文献
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边缘海浮游生态系统对生物泵的调控作用 总被引：1，自引：0，他引：1
海洋生物泵及其与碳循环关键生物地球化学研究是当今全球变化研究的前沿课题。边缘海是全球海洋的重要组分,在生态系统的物质循环、能量流动和气候调节中起着十分重要的调控作用,同时也是海洋生态系统和生物地球化学过程相互作用研究的热点和难点区域。针对"边缘海浮游生物群落结构如何调控生物泵效率"这一科学命题,归纳分析了浮游生态系统主要生物组分及其在碳循环和生物泵(颗粒有机碳输出)过程中的作用,总结了当前国内外相关研究进展和存在的问题。目前大多数的研究思路是将整个浮游生态系统看成黑箱模式,关注该生态系统某些方面的动态与生物泵效率的关系。最新研究表明,浮游生态系统对生物泵的调控并不是简单的线性关系,该系统内不同营养级间的碳流与颗粒有机碳输出的相关过程非常复杂。简单地利用浮游生物不同类群(含营养级)生物量和生产力等指标来阐明浮游生态系统结构和生物泵效率的耦合机制非常困难。针对当今存在的问题,提出从整个浮游生态系统入手,在研究生态系统群落组成和生物量(即各类群颗粒有机碳储库)的基础上,更加关注有机碳在不同营养级之间的转换过程及其速率,期望阐明影响生物泵效率的关键生物地球化学过程和机制,同时构建不同浮游生态系统的碳流传递过程和颗粒有机碳的输出模式,从而最终揭示浮游生物群落结构调控生物泵效率的问题。 相似文献
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海洋生态系统动力学研究与海洋生物资源可持续利用 总被引：22，自引：5，他引：22
围绕国家重点基础研究发展规划（973）项目“东、黄海生态系统动力学与生物资源可持续利用”，介绍了海洋生态系统动力学研究对我国社会与科技发展的意义、研究现状和发展趋势、拟解决的关键科学问题以及实施计划。该项研究的最终目标是弄清我国近海海洋生态系统的结构、功能及其服务与产出，量化其动态变化及生态容纳量，预测生物资源的补充量，寻求可持续开发利用海洋生态系统的途径。使集中多种机制于一体并具陆架特色的我国近海生态系统力学理论体系和研究队伍进行国际先进行列。 相似文献
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植被物候是反映植被动态的重要指标和气候变化对生态系统影响的重要感应器,它影响着地表反照率、粗糙度、蒸发散、CO2通量以及人类生产活动。首先论述了基于遥感的植被物候提取方法和植被物候变化的影响因素两方面的研究进展,然后指出气候变化背景下植物物候研究存在的突出问题,包括遥感难以直接获取常绿植被叶片和冠层结构物候、尺度效应阻碍遥感产品与地面观测的匹配、气候要素(降水和日间、夜间温度等)和城市化对物候的影响及协同作用机制不清楚、缺少针对植被类型的物候产品和模型以及未将物候间滞后效应纳入考虑等。开展常绿植被物候指标的遥感提取方法及算法研制,探索气候变化、极端天气气候对物候的影响机制及未来预估,分析城市化、植被类型对物候的影响以及与气候变化的协同效应,建立综合考虑降水、滞后效应和尺度效应的群落尺度物候模型,是未来工作关注的重点。 相似文献
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海洋生物地球化学模式研究进展 总被引：4，自引：1，他引：3
海洋生物地球化学模式是定量认识物质的海洋生物地球化学循环、理解其控制机制以及预测体系变动的重要手段。20世纪90年代以来,该研究领域的进展主要体现在海洋生物地球化学循环的物理输送和生态动力学过程以及年际、年代际变动的模拟3个方面。物理过程模拟方面的进展,集中在寡营养海区上层海水营养盐的供应机制问题上,在经典的上升流、垂直扩散之外,提出涡旋可能构成一种重要的物理输入过程。而生态动力学过程的模拟方面,90年代前期考虑食物网基本结构,由浮游植物、浮游动物和细菌三大类群构成生物状态变量,氮和磷营养盐以及颗粒碎屑构成其他状态变量;90年代后期,开始引入铁和硅的限制问题,考虑不同浮游植物和浮游动物群落结构的影响,特别是浮游植物粒级结构变化的预测可能是未来该领域力图解决的一个技术问题。年际变化的模拟,多围绕ENSO事件对初级生产的影响及其机制问题展开;年代际和地质年代尺度的体系变动问题仍存在争论,相对缺乏有效的数值模拟研究。该研究领域未来应加强生物—化学过程的函数表达、物理模式、中尺度过程、边界交换以及资料获取技术等方面的研究,以应对目前面临的诸多问题与挑战。 相似文献