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土壤圈在全球变化中的意义与研究内容 总被引：5，自引：0，他引：5
土壤圈是地圈系统的组成部分，它处于地圈系统，即气圈、水圈、生物与岩石圈的交界面，是最活跃、最富生命力的圈层、土壤圈的物质循环是全球变化中物质循环的重要内容，因此，研究土壤圈及其物质循环的结构与功能，对全球变化，特别对全球土壤变化有密切关系。土壤圈在全球土壤变化中的研究内容包括：土壤圈与地圈各圈支的物质循环；水土资源的时空变化；土壤肥力变化与农业持续发展，区域治理与环境建设等，这些都是全球土壤变化， 相似文献
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21世纪土壤科学展望 总被引：28，自引：0，他引：28
土壤学是解决人口－资源－环境－粮食矛盾的重要学科之一。在21世纪，从圈层角度研究土壤圈物质的组成、性质及能量循环及其对人类生存和环境的影响是土壤学发展的总趋势，其中全球土壤变化是土壤学研究的战略重点，数字化与信息化是土壤学发展的驱动力，土壤质量与环境是土壤学的重要内容，保护土壤资源、提高土壤肥力是土壤学的重要任务，研究资源节约型高效持续农业是土壤学的历史使命，加强土壤学基础理论研究是土壤学发展的基石。 相似文献
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生物圈是地球系统中唯一具有生命活动的圈层,生物圈及其与各圈层之间的相互作用对地球环境变化起着巨大的推动作用。因此,有关生命过程与地球环境相互关系的知识对于人类理解地球系统以及利用地圈、水圈和大气圈资源至关重要。地球环境与生命过程研究的内涵就是研究地球环境与生命过程相互作用中的各种化学、物理、生物过程,以及其在地圈、水圈、大气圈、生物圈各子系统之间发生的相互作用,增进对地球系统的理解和认识,区分人类活动与自然过程在全球变化中的作用,评估气候与环境变化对生命过程的影响及其反馈作用,揭示生命过程对于地球环境的适应性及其调控机理,为科学地管理地球,确保地球系统的可持续发展提供依据。其核心目标就是通过理解生命过程与地球环境相互作用的过程,评估人类对自然平衡和自然循环造成的影响,进而实施地球管理,确保地球生命支持系统的可持续发展。基于当前地球系统科学研究前沿,提出了未来关于地球环境与生命过程研究需
要重视的方面,尤其是关于生态系统对全球变化响应的阈值研究应引起高度重视。 相似文献
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全球变化与陆地生态系统研究：回顾与展望 总被引：16，自引：2，他引：16
全球变化与陆地生态系统相互关系的研究是国际地圈－生物圈计划（IGBP）的核心研究计划之一，也是整个全球变化的研究核心领域之一。该计划自上世纪八十年代启动以来，已经取得了一系列重要的研究成果，对于推动全球变化研究发挥了重要作用。中国学者在全球变化与陆地生态系统研究领域也开展了许多工作并取得了重要成绩。按照我国科学技术和社会经济发展的需求，本文提出了未来我国在该领域的研究重点，包括（1）中国陆地生态系统重要生命元素的代谢及其耦合机制研究；（2）全球变化敏感区域或重要样带上陆地生态系统对全球变化的影响研究；（3）我国的C、N、P、S生物地球化学循环与全球变化的关系研究；（4）发展中国特色的区域植被动态模型。 相似文献
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土壤呼吸对全球温暖化的响应 总被引：3，自引：0，他引：3
<正> 地球表面温度升高是未来气候变化的主要趋势之一。由于温度是调节和控制生物地球化学过程的一个关键因素(Rustad等,2001),全球温暖化势必要对大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和土壤圈之间的物质循环产生深远的影响。全球碳循环重要环节之一的土壤呼吸对温度变化非常敏感,因其最终产物是主要的温室气体CO_2,所以,土壤呼吸与全球温暖化之间的关系不仅会影响到陆地生态系统在碳循环方面的源汇功能,而且,全球温暖化的趋势和时空格局也会因此产生重大变化。 相似文献
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陆地生态系统水—碳耦合循环与过程管理研究 总被引：14，自引：1，他引：14
陆地生态系统的水循环与碳循环是地球表层系统物质循环与能量交换的核心，也是最基本的耦合的两个生态学过程。区域或全球尺度生态系统的水管理与碳管理是全球变化科学与可持续发展研究的两大主题，是人类维持全球生态系统的物质与能量循环、自然资源循环再生的重要生态学途径。我们在综合评述现代应用生态学研究的发展趋势，陆地生态系统水和碳循环与生态系统管理关系的基础上，提出了陆地生态系统水循环与碳循环过程管理的内容与思路，阐述了生态系统水和碳耦合循环机制与模拟综合研究的新设想。 相似文献
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环境·灾害与地学 总被引：12，自引：1，他引：12
环境与灾害已成为中国社会经济发展的重大制约因素 ,保护环境、减轻灾害需要全社会的努力和科学支撑。环境与灾害的形成主要受两大因素控制 :一是自然变异 ,二是人类社会活动。地球在不停地运动着、变化着 ,致使人类、地球、环境发生日新月异的变化 ,并导致自然灾害的发生。从表面看 ,地圈的运动和变化导致地质环境的变迁和地震及地质灾害的产生 ;水圈的运动和变化导致水环境的变化和水灾害的发生 ;气圈的运动和变化导致气候环境的变化和气象灾害的发生 ;地球表层系统和生物圈的运动和变化导致生态环境的变化和生物灾害的发生。然而 ,从深层次看 ,由于地球是一个开放的自组织系统 ,各个圈层自身运动变化的同时 ,彼此也在发生着物质和能量的交流 ,各个圈层的运动与变化受控于全球运动与全球变化 ,并受太阳及其它天体运动和变化的影响。由此看来 ,地球各个圈层的环境与灾害的产生都不是孤立的现象 ,而是彼此相关 ,形成环境灾害系统 ,并作为地球系统的一个分支 ,属于全球变化的一个组成部分。基于这一认识 ,环境与灾害应当是地学研究的新命题。 相似文献
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地质作用是形成区域生态环境格局的重要驱动力之一,岩石圈表层地质建造是土壤圈、水圈、大气圈和生物圈的载体,制约着地形地貌、水文地质、土壤物理化学性质以及地质灾害等生态地质条件,进而对整体的生态平衡起着重要的作用。生态地质研究在于探索生态环境与地质条件之间的联系,从地质学的视角,探寻生态系统运行与演化机制。本文在四川邛海—泸山地区生态地质调查实践中,探索了一套适用于西南山区的土壤地质图、生态地质剖面和生态地质图等生态地质系列图件的编制方法。研究认为,生态地质系列图件应是岩石圈- 土壤圈- 生物圈等多圈层融合的地球表层系统在地质图上的反映,其表达内容主要包括：作为生态环境物质基础的地表基质层（岩石圈和土壤圈）的生态功能属性、地表覆盖的生态系统和人类活动的现状和展布、生态地质单元的生态功能属性等。基于地质建造和地表基质层的生态地质系列图件,能系统地反映研究区地球表层系统中各生态地质要素的现状、特征、展布和交互关系,为生态保护修复及国土空间用途管制提供地球科学依据。 相似文献
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全球气候变化——新生代构造隆升的结果 总被引：4，自引：0，他引：4
构成地球的各大圈层是相互联系、相互影响的，因此其中一个圈层发生变化必将影响其他圈层的特征和状态。新生代时，岩石圈中出现了物质的重新分配与调整，产生了地史上最为显著的构造隆升。同时，地球其他圈层中也出现了明显的变化；大气圈中有大气环流的改变，大气CO2质量分数的变化；水圈中出现降雨分布的改变、两极冰盖的出现；生物圈表现为植物群落分布的迁移；这些变化的同时出现暗示地表的隆升对其他圈层，特别是大气圈产生了重要的影响。基于此种推断，以Ruddiman等为代表的科学家提出了构造隆升－气候假设。这一假设对解释新生代以来气候变化以及隆升与气候之间的相互影响提供了较为合理的答案。但是，由于许多尚未解决的问题，特别是缺少对新生代以来地壳主要隆升区（特别是青藏高原）构造演化史的清楚认识，关于新生代气候变化的真正原因还缺乏定论。更多的工作还有待于地质学家、气象学家、生物学家、海洋学家等来共同完成。 相似文献
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汞是联合国环境规划署重点管控的全球性污染物.植被是联结大气圈与土壤圈的关键纽带,在全球汞生物地球化学循环中扮演着举足轻重的角色.植被生态系统是全球大气重要的汞汇,但由于大气?植被?土壤的汞界面交换过程及植物组织中汞的分布、来源与迁移转化规律及驱动机制认识不清,致使当前的全球汞生物地球化学循环模型缺失植被过程模块,无法厘定全球植被的大气汞汇通量.近年来迅速发展的汞同位素地球化学、同步辐射和微气象汞通量观测等新方法,为多层次解析不同类型植被与土壤及大气界面汞交换过程,阐明植物组织中汞的分布、来源与迁移规律提升了可能,能为进一步解决当前森林生态系统汞的生物地球化学循环的研究难点提供独辟蹊径的视角. 相似文献
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喀斯特地质与生态系统是地球表层系统中的重要组成部分,其变化将对其他地区以及整个地球系统产生影响.生物地球化学循环是全球和区域变化研究的核心内容,而生态系统的演化与系统内水分和养分的生物地球化学循环密切相关。因此,我们有必要将喀斯特生态系统纳入到更大区域或全球生态系统中进行分析研究,在充分研究认识整个喀斯特生态系统物质生物地球化学循环规律的基础上,进一步研究喀斯特生态系统的全球变化响应或影响机制,为喀斯特生态系统优化调控对策和措施提供科学基础。研究生态系统演化过程中物质的生物地球化学循环规律,是研究植物适生性、物种优化配置和适应性生态系统调控机理的关键基础。在介绍前人工作基础的同时,本文全面而概括地总结了我们近年利用元素、同位素(如δ13C、δ15N、δ34S、87Sr/86Sr)示踪和化学计量学理论和方法对喀斯特生态系统中不同界面和流域中物质的生物地球化学循环及其生态环境效应的研究成果。认识到:喀斯特流域生物地球化学循环活跃,相互耦合,并与流域生态环境变化相互制约;人类活动正干预流域物质的自然生物地球化学循环过程,并导致相应的生态和环境效应;全球变化科学深化有赖于区域生态环境变化及物质生物地球化学循环的研究。这些认识是我们将来系统深入开展喀斯特以及其他流域生态系统物质生物地球化学循环研究的重要方向。 相似文献
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全球变化下土壤功能演变的响应和反馈 总被引：8，自引：0，他引：8
土壤过程是陆地生态系统过程的重要组成部分,对全球变化有响应和反馈作用。概述了国内外全球变化下的土壤功能演变过程的研究进展。样带的生态学对比结合长期试验的联网研究成为区域尺度的重要研究方法,同时广泛应用稳定性碳氮同位素分析和区域模型方法,对土壤碳氮循环的人文和自然元素综合驱动进行定量研究。未来对全球变化下土壤过程的研究重点是集成社会经济和生物物理过程的研究,加强土地利用变化驱动的定量描述,综合研究土壤碳氮循环和水循环交互作用,建立区域尺度的土壤碳氮循环模型,预测全球变化下土壤功能的演变和反馈,提出调控策略和措施。 相似文献
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岩溶关键带水文地球化学研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
岩溶关键带处于岩石、水、土壤、大气、生物五圈交汇地带。正确认识岩溶关键带的结构、特点及其水文地球化学过程是当前地球关键带与岩溶水科学研究的重点问题。本文基于对国内外相关研究成果的归纳整理,剖析了岩溶关键带水文地球化学内涵、岩溶关键带水动力垂向分带、岩溶关键带框架下的水文地球化学过程与机制, 探寻变化环境下岩溶关键带水文地球化学过程演变的规律与驱动机制。指出了当前研究中存在的薄弱环节:目前工作仅停留在传统岩溶地下水科学工作范畴,未从岩溶关键带框架体系的角度考虑植物冠层至岩溶含水层之间水文地球化学过程及其耦合关系,未考虑新污染物持续输入、地球大数据科学工程深入实施、全球碳排放路径逐渐改变等时代因素对岩溶水文地球化学研究的潜在影响。进一步的研究可以从以下方面开展:基于岩溶关键带框架体系的新污染物水文地球化学研究,基于大数据框架体系的岩溶水文地球化学研究,“双碳战略”下的岩溶水文地球化学研究,岩溶关键带水文地球化学驱动的物质转化与能量迁移过程及其耦合以及高分辨率监测、评估与模拟手段的综合应用。 相似文献
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文章从古土壤及其环境信息、人类文明以来的土壤变化以及未来土壤环境变化的一些趋势3方面进行综述。指出土壤不仅是个历史自然体,而且是有自身发展变化规律的地球系统的一个圈层,土壤随地球系统的发展而不断演化;列举了我国主要埋藏古土壤和残余古土壤后指出,研究古土壤可揭示许多环境信息,发现未来变化的主要趋势;阐述了人类文明以来之土壤变化,包括建立了人为土,与此同时也引起了土壤退化。面对工业化与城市化以来出现的土壤环境问题,从土壤学角度提出了有关环境保护和农业可持续发展的对策和建议。 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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高等植物产生的植硅体是古气候和古环境研究的重要手段,也是陆地硅循环中重要的硅的储库;植硅体通过河流的跨区域输送在全球硅的生物地球化学循环中起着重要作用,是区域硅循环研究的重要载体,然而这方面的关注却很少。河流输送的生物硅大致分为自源和异源两种类别。"自源"生物硅主要包括河流水体本身自生浮游植物(主要是淡水硅藻)产生的硅质颗粒;"异源"生物硅主要由流域土壤的侵蚀输出到河流的植硅体所构成。流域地表过程是使得部分土壤中的植硅体进入河流的主要途径,并成为河流生物硅输送中重要的形式,这对河流-河口水循环体系的硅生物地球化学循环过程产生了重要的影响,但人们对河流输送的植硅体在硅循环中的作用的研究还不够。文章着眼于陆海相互作用研究,以河流中水体携带的植硅体为中心,总结了河流植硅体输送在地表水体硅循环系统中贡献的研究进展,分析了长江与黄河植硅体入海通量与河口行为及对近海海洋环境的影响。最后,对未来河流输送的植硅体参与硅循环研究可能需要加强的科学问题提出了建议。 相似文献
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洞庭湖区土壤实测碳量的分布规律及其对全球变化的响应 总被引：2，自引：1，他引：1
研究区域土壤碳库的分布特征对于全球变化研究、土壤肥力和生态系统的功能评价具有重要意义。在缺乏长期实测资料情况下,国内外多以模型、第二次土壤普查资料或较稀的实测数据进行研究。文中利用洞庭湖区生态地球化学调查实测数据,研究影响该区土壤碳分布的因素认为区域土壤碳量处于全国的中、高级水平;地质地貌条件是影响土壤无机碳量分布的最重要因素;土壤类型对土壤碳量有影响;本区水土流失强度对表层土壤总有机碳量影响不大;经济林、竹林的土地利用方式及防治土壤潜育化有利于土壤的碳储存;从TOC等沉积的时空演化规律说明,本区环境变化是对全球环境变化的响应,为区域土地利用、促进土壤碳固定及全球环境变化研究提供了依据。 相似文献
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土壤溶解性有机碳（DOC）动态变化影响因素
研究进展 总被引：4，自引：0，他引：4
土壤溶解性有机碳(DOC)是陆生生态系统中极为活跃的有机组分,是土壤圈层与相关圈层(如生物圈、大气圈、水圈和岩石圈)发生物质交换的重要形式.与土壤有机碳其他组分相比,DOC对土壤质量变化、环境因素以及土地利用变化表现出高度敏感性,因此土壤DOC的消长动态及其影响因素已经成为了土壤、环境和生态科学领域研究的热点之一.本文对近年来有关土壤DOC动态变化影响因素的研究进行了综述,并分析了生物因素、非生物因素和人为因素对土壤DOC动态变化的影响及作用机理.研究表明,生物因素植被和土壤微生物控制着土壤DOC的输入和输出;非生物因素和人为因素通过作用于微生物活性、植被生长及其他过程而间接地驱动着土壤DOC的动态变化;生物因素、非生物因素和人为因素对土壤DOC的影响通常表现为综合作用.在此基础上,本文针对土壤DOC动态变化影响因素的进一步研究提出了两点建议,即应用模型定量分析各影响因素的作用和统一DOC含量的测定方法. 相似文献