pdf文档 中国主要陆地生态系统服务与生态安全研究的重要进展

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中国主要陆地生态系统服务与生态安全研究的重要进展内容摘要:

专题综述     自 然 杂 志   第 34 卷第 5 期 do i: 10. 3969/ 2012. 05. 003 i s s n. 0253-9608. j. 中国主要陆地生态系统服务与生态安全研究的重要 进展 * 傅伯杰 ①   吕一河 ②   高光耀 ③ ① 中国科学院院士,② 副 研 究 员,③ 助 理 研 究 员,中 国 科 学 院 生 态 环 境 研 究 中 心 城 市 与 区 域 生 态 国 家 重 点 实 验 室 ,北 京 100085 973 计划)项目( 2009CB421100) * 国家重点基础研究发展计划( 关键词   生态系统过程   生态系统服务   生态安全   人类福祉   综合评估 2009—2013)”执 行 三 年 多 来    介绍了国家重点基础研究计划项目“中国主要陆 地 生 态 系 统 服 务 功 能 与 生 态 安 全 ( 的重要研究进展,包括生态系统过程与服务机理、生态系统 服 务 区 域 综 合 研 究、国 家 尺 度 生 态 系 统 结 构 与 服 务、生 态 系统服务价值化与生态安全等四个方面 。最后概要介绍了项目的后续研究计划 。 项。该项目面 向 国 家 和 区 域 生 态 安 全 及 生 态 系 统 服 务    生态系统 服 务 是 指 生 态 系 统 形 成 和 所 维 持 的 人 类 赖以生存 和 发 展 的 环 境 条 件 与 效 用 [1]。 它 不 仅 包 括 生 研究的关键科学问题,选择对 保 障 中 国 生 态 安 全 起 关 键 态系统为人类所提供的食物、淡 水 及 其 他 工 农 业 生 产 的 作用的森林、湿地、草地和荒 漠 生 态 系 统 类 型,针 对 中 国 原 料,更 重 要 的 是 支 撑 与 维 持 了 地 球 的 生 命 支 持 系 统, 面 临 的 主 要 生 态 问 题,从 生 态 系 统、区 域 和 全 国 三 个 尺 维持生命物质的生物地球化 学 循 环 与 水 文 循 环 ,维 持 生 度 研 究 水 源 涵 养 与 水 文 调 节、水 土 保 持 与 防 风 固 沙、生 物 物 种 的 多 样 性,净 化 环 境,维 持 大 气 化 学 的 平 衡 与 稳 物多样性保育、碳固定等 重 要 生 态 服 务。 项 目 总 体 目 标 定。生态系 统 服 务 是 人 类 赖 以 生 存 和 发 展 的 基 础。 由 是揭示主要陆地生态系统 结 构 过 程 与 服 务 功 能 相 互 作 于人类对生态系统服务及其 重 要 性 缺 乏 充 分 认 识 ,对 生 用 机 理,建 立 生 态 系 统、区 域 和 国 家 三 个 尺 度 的 生 态 系 态系统的长期压力和破 坏,导 致 生 态 系 统 服 务 退 化。 生 统服务功能评价指标和模型,阐 明 中 国 主 要 陆 地 生 态 系 态系统服务的丧失和退化将 对 人 类 福 祉 产 生 重 要 影 响 , 统 服 务 的 区 域 格 局、变 化 过 程 与 驱 动 机 制,编 制 中 国 陆 威 胁 人 类 的 安 全 与 健 康,直 接 威 胁 着 区 域,乃 至 全 球 的 生态安全。生 态 系 统 服 务 研 究 已 成 为 国 际 生 态 学 和 相 关学科研究的前沿和热点。 长期的生态系统开发利 用 和 巨 大 的 人 口 压 力 ,使 中 国生态系统和生态系统服务 严 重 退 化,生 态 系 统 呈 现 出 由结构性 破 坏 向 功 能 性 紊 乱 的 方 向 发 展 [2]。 由 此 引 起 的水资源短缺、水土流失、沙 漠 化、生 物 多 样 性 减 少 等 生 态问题持续加剧,对中国 生 态 安 全 造 成 严 重 威 胁。 国 务 院 2006 年 1 月 发 布 的 《国 家 中 长 期 科 学 和 技 术 发 展 规 地 生 态 系 统 服 务 综 合 评 估 系 列 图,划 分 生 态 功 能 区,并 提出生态补偿和生态安全对策。 项目于 2009 年 立 项, 2010 年 顺 利 通 过 科 技 部 中 期 评估。执行三年多来,建立了 生 态 系 统 联 网 控 制 平 台 与 试 验 体 系,在 生 态 系 统 过 程 与 服 务 机 理、生 态 系 统 服 务 区 域 综 合 研 究、国 家 尺 度 生 态 系 统 结 构 与 服 务、生 态 系 统服务价值 化 与 生 态 安 全 等 方 面 取 得 重 要 进 展。 本 文 将对相关的主要研究工作进行简要介绍 。 划纲要( 2006—2020 年)》把生态脆弱区生态 系 统 功 能 的 恢复重建列为环境领域的四 个 优 先 主 题 之 一 ,明 确 提 出 了构建生态系统服务综 合 评 价 体 系。 因 此,开 展 中 国 主 要类型生态系统服务与生态 安 全 研 究,是 生 态 系 统 恢 复 和 生 态 建 设、生 态 功 能 区 划 和 建 立 生 态 补 偿 机 制,保 障 中国生态安全的国家重大战略需求 。 1 生态系统过程与服务机理 1. 1 森林生态系统 ( 1)不同森林生态系统生产力和固碳效应 在 这 样 的 大 背 景 下,国 家 重 点 基 础 研 究 计 划 项 目 南亚热带不 同 演 替 森 林 生 态 系 统 生 产 力   利 用 壕 “中国主要陆地 生 态 系 统 服 务 功 能 与 生 态 安 全 ”得 以 立 沟断根法在鼎湖山研究南亚 热 带 马 尾 松 针 叶 林 、针 阔 叶 · 261 · i ew  Ar t i c l e  Rev Ch i ne s e  Journa l  of  Na t ur e Vo l. 34 No. 5  混交林和季风 常 绿 阔 叶 林 等 三 种 不 同 演 替 阶 段 的 森 林 的 时 间 动 态,晴 天 显 著 高 于 阴 雨 天,夏 季 显 著 高 于 春 秋 土 壤 呼 吸 特 征,区 分 土 壤 异 氧 呼 吸 和 自 养 呼 吸 的 贡 献, 两季,冬季液流活动微弱;在 土 壤 供 水 充 分 的 条 件 下,影 计算不同演替阶段森林 生 态 系 统 的 碳 收 支。 结 果 表 明: 响液流日动态和季节动态的 主 要 气 象 因 子 依 次 为 辐 射 、 马尾松林、针阔叶混交林和季 风 常 绿 阔 叶 林 年 均 土 壤 总 水汽压亏缺、层顶湿度等。 呼 吸速率分别为 425, 428 和 518 mg·m-2 ·h-1 ( CO2 ), 温带森林生 态 系 统 的 水 源 涵 养 效 应   在 长 白 山 定 而 土 壤 异 氧 呼 吸 量 变 化 不 大,速 率 分 别 为 ( 318±101), 位研究站森林坡面径流场的 观 测 结 果 表 明 :原 始 针 阔 叶 ( 330±128)和 ( 328±124)mg· m ·h ( CO2 );随 着 混交林降水年截流率为 21% ,森林类型对降 水 截 留 的 过 -2 -1 演 替 的 进 行,生 态 系 统 生 产 力 逐 步 提 高,从 演 替 早 期 到 程呈指数函数关系,单次降雨 事 件 中 林 冠 截 雨 的 极 值 为 顶极群落,净 生 态 系 统 生 产 力 ( NEP)从 368 上 升 至 827 13 mm 左右;长 白 山 地 区 年 际 间 水 热 条 件 变 化 幅 度 较 CO2 )。 Huang 等 进 一 步 研 究 了 土 壤 mg·m ·h ( 磷素缺失对三种演替阶段森 林 生 产 力 的 影 响 ,发 现 全 球 小,即使在降水最少 的 年 份,森 林 土 壤 也 没 有 明 显 的 水 变 化 导 致 干 旱 时 间 延 长,将 抑 制 磷 酸 酶 的 活 性,造 成 磷 相 对 干 旱 的 月 份,森 林 蒸 散 并 没 有 降 低,这 主 要 是 由 于 素供应的进一步缺失,从而影 响 南 方 森 林 生 态 系 统 生 产 降水较少的年 份 具 有 相 对 较 高 的 净 辐 射 和 空 气 饱 和 水 力。 汽 压 差,两 者 对 土 壤 水 份 变 化 响 应 不 敏 感,使 得 蒸 散 量 -2 -1 [ 3] 中亚热带人工 林 生 态 系 统 生 产 力   Wen 等 [ 4] 在千 分 亏 缺 现 象,但 年 内 的 土 壤 水 分 干 湿 交 替 变 化 明 显;在 反而较高。 烟洲基于五年的涡度相关通 量 观 测 结 果 ,发 现 中 亚 热 带 气候变化对 南 亚 热 带 森 林 水 文 功 能 的 影 响   最 近 人工林生态系统生产力存在 如 下 规 律:季 节 性 干 旱 降 低 几 十 年 来,无 论 气 温 还 是 降 雨 都 在 显 著 发 生 变 化,它 将 了总 生 态 系 统 生 产 力 (GEP)、生 态 系 统 呼 吸 (RE)和 影响地表水文过程,研究森林 水 文 特 征 对 气 候 变 化 的 响 NEP;每月的 GEP 和 RE 均 与 大 气 温 度 呈 指 数 关 系,月 应具有重要意义。Zhou 等 [5]基 于 鼎 湖 山 自 然 保 护 区 长 和年尺度上的 RE 与 相 应 的 GEP 存 在 显 著 的 线 性 正 相 期的水文过程监 测 和 SWAT 模 型,对 气 候 变 化,尤 其 是 -2 关 关系;每年的 NEP 在 306~430  C)之间,平均 g·m ( 气温升高及暴 雨 频 率 的 增 加 如 何 影 响 土 壤 水 分 动 态 及 ( C),NEP 的 年 际 变 化 主 要 受 气 温 影 水文变量进行了研究。结果表明: 1950—2009 年 间 年 总 值为 395  g· m -2 响, RE/GEP 受降雨与蒸发散的比值影响。 降 水 量 变 化 很 小,但 降 雨 格 局 发 生 了 显 著 改 变,主 要 表 温带森林生态系 统 生 产 力 与 固 碳 能 力   基 于 MO- 现在暴雨频度的上升以及无 雨 日 数 的 增 加 ;气 候 变 化 使 DI S 卫星资料,结合地面观测,定量分析长白山温带森林 得 土 壤 水 分 含 量 明 显 降 低,旱 季 地 表 径 流 量 下 降,但 雨 生态系统生 产 力 动 态 及 其 与 气 候 因 子 间 关 系。 结 果 表 季地表径流量上升;气候变化 已 经 导 致 该 流 域 以 及 中 国 明:温度是长白山阔叶红松林 土 壤 呼 吸 的 主 要 驱

本文档由 sddwt2022-04-09 01:36:19上传分享
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