气候变化下中国潜在植被演替及其敏感性

潜在植被的研究能够真实反映气候条件对植被形态变化的影响,是植被-环境分类与关系研究的起点,也是全球变化与陆地生态系统研究的关键,对区域植被生态的恢复和重建具有重要的指导意义。本研究基于综合顺序分类系统,对过去30年(1986—2015年)和IPCC5发布的RCP4.5情景下未来3个时期(2030s、2050s和2080s)潜在植被的空间分布进行了GIS模拟,并分析了潜在植被对气候变化响应的敏感性。结果表明:(1)中国分布的潜在植被类型数量及各类在不同时期所占比例均存在差异,同时炎热极干热带荒漠类(VIIA)为各个时期共同缺失的潜在植被类型。(2)潜在植被的分布面积整体上呈现出冷干型潜在植被类型面积逐渐减少、暖湿型潜在植被类型面积逐渐增加的趋势,具体表现为扩展型、缩减型和波动型3类;潜在植被类组的重心发生了不同方向、不同距离的移动变化。(3)中国潜在植被对气候变化的响应存在敏感性差异,其空间分布形态总体呈现出不同敏感性程度的区域相间分布的特点。敏感性高的区域、敏感性较高的区域和敏感性较低的区域分别占国土总面积的2.28%、14.39%和43.82%。     

孟印缅地区农田生产力脆弱性变化及气候影响机制——基于1982-2015年GIMMS3g植被指数

农田生产力对气候变化的敏感性决定了其脆弱性,全球气候变暖及极端气候频发将严重影响农业粮食生产,进而将可能影响区域粮食安全。科学评估农田生产力脆弱性并分析其气候影响机制有助于积极应对气候变化,保障区域粮食安全,具有重要的现实和科学意义。以"一带一路"区域的"孟中印缅经济走廊"为研究区,基于1982-2015年卫星遥感数据的归一化植被指数,根据IPCC脆弱性定义,采用年际变率及其变化趋势计算农田生产力对气候变化的敏感性、适应性和脆弱性指数,分时段分析研究区农田生态系统脆弱性空间格局变化及气候影响机制。结果表明：（1）较之1982-2000年,2000-2015年期间研究区农田脆弱性程度略有提升,高度和极度脆弱面积略有增加（分别增加0.42%和1.12%）,但其分布格局发生北移。（2）年降水、年平均气温和年辐射与年累积NDVI间线性回归分析表明,孟加拉和缅甸地区与气候因素显著相关的区域面积在本国农田面积中的比例分别增加21.3%和16.7%,而印度地区减少10.5%,全区减少8.1%;（3）线性回归方程的复相关系数（R²）表征气候变化的解释能力,整个研究区增加12%,其中印度气候解释能力从48%提升至64%,增加16%。（4）农田生产力脆弱性受气候影响的范围略有减小,但影响程度增大,且存在较大的区域性差异;高温和降水季节不均引发的旱涝灾害是农田高脆弱度形成的两个关键气候因素。为该地区农业应对气候变化适应性管理措施的提出及决策提供了科学依据,有效支撑"一带一路"建设;也为其他地区应用卫星遥感开展脆弱性研究提供了方法参考,为生态系统对全球变化响应研究提供重要知识参考。     

青藏高原高寒生态区生态系统脆弱性时空变化及驱动机制分析

全球气候变化和人类活动胁迫下, 青藏高原高寒生态区的脆弱生态系统正在发生深刻变化。研究在充分考虑研究区生态环境本底特征(高寒、冻融侵蚀、盐渍化、水力侵蚀强烈)的基础上, 引入了极端气候事件因子(极端高温、极端低温、极端降水)和人类活动干扰因子构建了青藏高原高寒区生态系统脆弱性评价体系, 进而对研究区近13 年的生态系统脆弱性时空变化格局及其驱动机制进行了分析。研究结果表明: 青藏高原高寒生态区的生态系统脆弱性总体上属于中度脆弱状态, 其空间分布格局自东南向西北呈现递增趋势; 2000-2013 年, 青藏高原高寒生态区总体的生态系统脆弱性表现为先增加后减小的趋势; 生态系统脆弱性时空变化分异格局与地形、气候(气温、降水等)、人口密度存在显著地相关性。相关研究成果可以为青藏高原脆弱生态环境的保护和修复提供决策支持。     

基于遥感总初级生产力的天山-塔里木绿洲地区生态系统脆弱性研究

生态系统的脆弱性是全球气候变化与可持续发展研究的核心问题，测定与评价脆弱性对认识生态系统的结构与功能至关重要。天山-塔里木绿洲地区包含着山地、荒漠和绿洲等多种类型的生态系统，存在着多个不同生态类型的交界过渡区。为定量评价该地区生态脆弱性，以植被总初级生产力这一生态系统重要的功能性指标为基础，对该地区生态系统脆弱性进行了计算和分级（不脆弱、轻度脆弱、中度脆弱、重度脆弱和极度脆弱），并对研究区生态系统脆弱性的空间分布特征及其与环境因子的关系进行了分析与讨论。结果表明：（1）研究区生态系统脆弱性总体上表现出明显的空间分化格局，以中度和重度脆弱为主，极度脆弱的地区主要分布在南部的塔里木绿洲。（2）生态系统脆弱等级大体上随着区域内多年平均温度的升高而升高。受地表水灌溉的影响，生态系统脆弱性与降水量间并无明显趋势性规律。（3）研究区的生态系统脆弱等级随着区域内的平均海拔以及平均坡度的升高都呈现下降的趋势。受自然条件恶劣、过度放牧以及农田过度开垦的影响，目前该地区总体呈现脆弱性严重的状态。研究表明该地区应积极开展生态治理工作，合理规划生态功能关键区，保护好现有草原和湿地等易开垦地区，划定绿洲开发范围的"红线"，限制农田的开垦，协调好塔里木河流域的水资源分配。研究为使用卫星遥感数据研究生态系统脆弱性提供了方法上的参考，为可持续发展和生态治理提供了科学依据。     

植被活动对气候变化的响应过程研究进展

植被作为陆地生态系统的主体,在以增暖为主要特征的气候变化影响下,植被活动产生了动态的、非线性的响应规律,并体现出水热要素与植被活动多过程的交互作用和复杂影响机制,形成明显的区域分异特征。总结了温度升高和降水变动对植被活动影响研究进展,一定幅度的增温与增雨有利于植被活动增强,但许多研究认为升温超过3℃,或者降水变化50%,将会对植被活动造成不利影响,而其中的关键响应阈值与脆弱性机制仍不明晰;整合分析了气候多要素对植被活动的耦合效应,水、热、光等气候要素相互叠加共同影响植被活动过程,尤其是暖湿的气候组合对植被活动更为有利。综述了植被活动响应气候变化的区域差异性,及其对植被带分布产生的影响,如我国东北地区的植被活动对温度较为敏感,森林界线发生北移,而内蒙古西部地区则受到水分影响,草原有所退化。提出了今后应遵循"过程和格局耦合"思路,集成应用实验、统计和模型等多种方法,增强植被活动响应气候变化的空间分异规律研究。     

不同气候变化情景下2070-2099年中国潜在植被及其敏感性

潜在植被作为当前气候条件、无人类干扰下,所能发育演替形成的最稳定、最成熟的一种顶极植被类型,能够反映立地植被发展的趋势。潜在植被的研究有助于人类了解植被与气候系统的作用机制,可为区域植被恢复工程和生态建设提供参考依据。基于综合顺序分类系统,利用A1B、A2及B1情景下2070-2099年气象数据对中国潜在植被进行了模拟,在不同气候变化情景下分析了未来中国潜在植被的空间分布和潜在植被对不同气候变化的敏感性。结果表明:(1)不同气候变化背景下中国潜在植被分布的规律具有相似性,但潜在植被类在总数和各情景下分布的面积存在差异性;(2)比较发现,中国的气候条件在20世纪和21世纪均不适宜炎热极干热带荒漠类(ⅦA)的发育;(3)中国潜在植被在3种气候变化情景下表现为敏感性的区域占到国土总面积的64.10%,在西北地区、北方地区、南方地区及青藏地区不同自然区敏感性地区所占各区的比例不同,分别为68.20%、70.82%、49.94%及66.59%。     

自然生态系统响应气候变化的脆弱性评价研究进展

以气候变暖为标志的全球气候变化已引起各国政府、国际组织和科学工作者的高度重视.气候变化给人类及自然生态系统带来的风险和危害日趋增大.生态系统脆弱性分析和评价是适应和减缓气候变化的关键和基础,已成为近年来气候变化领域和生态学领域的研究热点.目前国内外学者正在不同领域、不同空间尺度上开展响应气候变化的脆弱性评价,其中以自然生态系统为评价对象的脆弱性研究也有了长足的发展.本文通过对脆弱性的概念、气候变化脆弱性评价研究现状、自然生态系统响应气候变化的脆弱性定量评价方法的综述,探讨了该研究领域存在的问题和未来的发展前景.     

气候变暖对陆地生态系统碳循环的影响

作为全球变化的主要表现之一,气候变暖对全球陆地生态系统碳循环的影响巨大,揭示这一作用对于精确理解碳循环的过程和相关政策的制定具有重要的指导意义。该文综述了此领域近十几年来的主要研究工作,总结了陆地生态系统碳循环对气候变暖响应的主要内部机制及其过程,简述了相关模型的发展及其主要应用,并指出以往研究中存在的主要问题以及未来研究的主要方向。在气候变暖条件下,陆地生态系统碳循环的变化主要体现在以下几个方面:1)低纬度地区生态系统NPP一般表现为降低,而在中高纬度地区通常表现为增加,而在全球尺度上表现为NPP增加;2)土壤呼吸作用增强,但经过一段时间后表现出一定的适应性;3)高纬度地区的生态系统植被碳库表现为增加趋势,低纬度地区生态系统植被碳库变化不大,或略微降低,在全球尺度上表现为植被碳库增加;4)地表凋落物的产量和分解速率增加;5)土壤有机碳分解加速,进而减少土壤碳储存,同时植被碳库向土壤碳库的流动增加从而增加土壤碳库,这两种作用在不同生态系统的比重不同,在全球尺度上表现为土壤碳库的减少;6)尽管不同生态系统表现各异,总体上全球陆地生态系统表现为一个弱碳源。生物物理模型、生物地理模型和生物地球化学模型陆续被开发出来用于研究工作,并取得了一定的成果,但是研究结果仍然存在很大的不确定性。在未来的数年甚至是数十年间,气候变暖与全球变化的其它表现间的协同影响将是下一步的研究重点,气候变暖和陆地生态系统间的双向反馈作用机制是进行更准确研究的理论基础,生态系统结构和功能对气候变化的适应性是准确理解和预测未来气候情景下陆地生态系统碳循环的前提。     

2005年中国科学院生命科学和医学学部新当选院士简介

方精云生态学家。北京大学教授。1959年出生于安徽怀宁。1982年毕业于安徽农学院林学系,1989年获日本大阪市立大学生物学博士学位。现任中国生态学会副理事长及国内外多个学术刊物的副主编或编委。建立了我国陆地植被和土壤碳储量的研究方法,系统研究了我国陆地生态系统的碳储量及其变化,较早地开展了碳循环主要过程的野外观测,构建了中国第一个国家尺度的陆地碳循环模式,为我国陆地碳循环的研究奠定了基础;系统研究了我国大尺度的植被动态及时空变化,揭示了我国植被生产力的变化趋势、空间分异及其对气候变化响应的规律;系统开展了我国植被分布与气候关系的定量研究,提出了基于植被气候关系的我国植被带划分的原则和依据,首次采用统一的调查方法,较系统地研究了我国山地植物多样性的分布规律。     

基于MaxEnt模型西南地区高山植被对气候变化的响应评估

采用1∶100万的中国植被类型图以及19个气候环境变量数据,基于最大熵(MaxEnt)算法和ArcGIS空间分析模块构建西南地区高山植被地理分布的气候适宜性预测模型,模拟其在基准期(1960—2000年)和不同气候情景下(A2、A1B和B1)的气候适宜性分布格局,并评价其对气候变化的适应性。结果表明:MaxEnt模型分析研究区高山植被地理分布气候适宜性的适用性非常高(AUC=0.93);最暖月均温、最湿季均温、最冷月均温等温度变量是限制其地理分布的主要气候因子;研究区高山植被地理分布的气候适宜区主要集中在西藏自治区、青海省、四川省西部及云南省西北部的部分地区;完全适宜、中度适宜、轻度适宜、不适宜的面积所占总面积比例约为1∶1∶2∶5;1960—2050年研究区高山植被潜在地理分布的气候适宜性面积有不同定程度的减少;未来3种气候变化情景下高山植被地理分布对气候变化的适应性分布格局基本一致,均为不适应区所占总面积比例较大;伴随气候变化,研究区高山植被的适应性减弱,体现在其潜在地理分布对气候变化的适应区分布范围减少;海拔5000—5500m适应性较强,适应区所占面积比例最大(53%左右);3500—4500m适应性最弱,适应区所占面积比例最小(5%左右)。     

生态-经济发展情景下内蒙古宏观生态系统模拟与分析

内蒙古自治区是我国北方面积最大、种类最全的生态功能区，是我国北方的重要生态屏障，其宏观生态系统状况不仅关系民众生存和生计，而且关系华北、东北、西北乃至全国的生态安全。构建了1990、2000及2015年3期宏观生态系统格局与影响因子数据集；融合区域生态系统发展规划，设置了基准、生态-经济协同发展和生态-经济权衡发展三种情景；应用土地利用均衡分析模型，模拟了3种情景下2025年及2035年内蒙古六大类生态系统结构与空间格局变化。结果表明：在延续历史发展趋势的基准情景和注重经济发展的生态-经济权衡发展情景下，草地和农田生态系统在2035年均无法恢复至2000年的水平，宏观生态系统结构难以达到规划目标；在注重生态保育的生态-经济协同发展情景下，草地、森林与湿地生态系统面积增长较大，符合内蒙古构建中国北方生态屏障的战略定位。从空间上看，农田生态系统面积的减少主要集中在农牧交错带地区，该区域的退耕还草构成了草地生态系统增加的主要来源；草地生态系统面积扩张还分布在近十年来发生草地退化的区域，这与近年来通过实施"京津风沙源治理"、"草原奖补政策"等生态工程建设后内蒙古自治区原有退化的草地生态系统在逐渐恢复的趋势相吻合；森林生态系统面积增加主要集中分布在大兴安岭等几个植被恢复地；城市生态系统主要以原有城镇居民点为中心，在其周边区域呈扩散式增长，特别是在采矿场、工业用地、交通沿线附近城镇面积增加较为显著；荒漠生态系统的缩减主要发生在与其它生态系统的交界处，这与开发利用的便利性、原有生态系统的可开发潜力等密切相关。研究表明，生态-经济发展情景下的宏观生态系统的空间显性模拟是区域国土空间规划和可持续发展的重要科学依据。     

Vulnerability of the global terrestrial ecosystems to climate change

Climate change has far‐reaching impacts on ecosystems. Recent attempts to quantify such impacts focus on measuring exposure to climate change but largely ignore ecosystem resistance and resilience, which may also affect the vulnerability outcomes. In this study, the relative vulnerability of global terrestrial ecosystems to short‐term climate variability was assessed by simultaneously integrating exposure, sensitivity, and resilience at a high spatial resolution (0.05°). The results show that vulnerable areas are currently distributed primarily in plains. Responses to climate change vary among ecosystems and deserts and xeric shrublands are the most vulnerable biomes. Global vulnerability patterns are determined largely by exposure, while ecosystem sensitivity and resilience may exacerbate or alleviate external climate pressures at local scales; there is a highly significant negative correlation between exposure and sensitivity. Globally, 61.31% of the terrestrial vegetated area is capable of mitigating climate change impacts and those areas are concentrated in polar regions, boreal forests, tropical rainforests, and intact forests. Under current sensitivity and resilience conditions, vulnerable areas are projected to develop in high Northern Hemisphere latitudes in the future. The results suggest that integrating all three aspects of vulnerability (exposure, sensitivity, and resilience) may offer more comprehensive and spatially explicit adaptation strategies to reduce the impacts of climate change on terrestrial ecosystems.     

The exposure,sensitivity and vulnerability of natural vegetation in China to climate thermal variability (1901–2013): An indicator-based approach

Vulnerability assessments can be helpful in assessing the impact of climate change on natural ecosystems and are expected to support adaptation and/or mitigation strategies in the 21st century. A challenge when conducting such assessments is the integration of the multi-level properties and processes of ecosystems into an assessment framework. Focusing on the primary stresses of climate thermal variability (at both upper and lower extremes), this study proposes a quantitative indicator system—following the IPCC framework of vulnerability assessment—that assesses the impact of historical climate change, during 1901–2013, on the natural terrestrial vegetation types in China. The final output of the vulnerability assessment was expressed as a composite index, composed of ecosystem exposure, sensitivity and resilience to climate thermal change, and including biological, ecological and spatial traits of vegetation types in the assessment. The exposure to temperature variability was generally higher in January than in July, and higher in non-arborous vegetation types than forests. In contrast, sensitivity was higher for forests, wetlands and alpine tundra regions, especially for small areas and areas with scattered patterns. Original forests—especially those distributed in the north—had lower resilience than other vegetation types. The vulnerability of natural vegetation types in China to the temperature variability of the past century was very low to moderate, with a few exceptions, including tropical mangroves and the semi-arid to arid vegetation types in northwestern China, which had high vulnerability. Vulnerability was stronger in winter than in summer. Our results are generally in accord with the scenario-based projections on the geographical pattern of vegetation vulnerability to climate change, and revealed the difference caused by not considering moisture. The risks for these fragmented and narrow-range ecosystems are highlighted, and the importance of natural resilience is stressed for the assessment of vegetation vulnerability to climate change. Given the inadequate coverage of the natural reserve network in China (after the large investment in recent decades) found in the high-vulnerability vegetation types (with a few exceptions), the assessment of natural resilience of ecosystems could be critical for the optimal design of socio-economic strategies in response to the impacts of future climate change.     

大气CO2升高及气候变化对中国陆地生态系统结构与功能的制约和影响（英文）

在本顶研究中,我们探讨了大气CO2加倍和气候变化条件下,中国陆地生态系统的结构与功能的变化。与多数研究不同的是,我们耦合了两个以地理空间为参照的生态系统模型,即生物地理模型（KBIOME）和生物地球化学模型（TEM）,用此研究现状和未来的环境下,中国的植被分布和年净初级生产力（NPP）的状况,我们采用3个大气环流模型,（GFDL－Q,GISS和OSU）预测的结果代表潜在气候变化。3个气候模型的预测都煌中国将变得更温暖并总体上更湿润。耦合的模型预测中国陆地生态系统的结构与功能都将产生十分显著的变化。植被的变迁表现为：1）中国东部森林带北移,温带常绿阔叶林面积扩大,较南的森林取代较北的类型;2）森林和草地的总面积增加,这是作为取代干旱藻木林、沙漠和高山苔原的结果。年净初级生产力在大气CO2加倍和气候变化条件下,增加30％左右,与其它研究不同的另一点是,我们可能进一步区分生产力变化的原因,在所增加的生产力中,12％－21％是源于生态系统的取代较低产的生态系统的结果。这项研究预测了未来中国植被和生产力潜在的变化并给出了变化的范围,为同类的研究以及有关的政策评估提供了有用的参考信息。     

内蒙古生态系统质量空间特征及其驱动力

植被作为生态系统的重要组成部分,联结着大气、水分和土壤等自然过程,其变化将直接影响该区域气候水文和土壤等状况,是区域生态系统质量变化的重要指示器。植被状况的好坏,主要通过生物量和植被覆盖度因子来表示。内蒙古自治区是我国北方生态环境问题十分严重的省份,弄清当前区域生态系统质量状况与变化及其近10年来变化的驱动因素,对分析与制定区域生态环境保护决策具有十分重要的意义。基于2000—2010年生物量和植被覆盖度,并结合地区植被区划数据,对内蒙古植被生态系统质量状况进行分析,并评估其与气候(降水、温度),人类活动(交通密度、农业发展、生态恢复工程)的相关关系,在此基础上探讨了气候和人类活动对近年来内蒙古生态系统质量变化的影响。结果表明:(1)内蒙古生态系统质量状况整体偏低,其中森林生态系统平均质量最高,灌丛、草原生态系统次之。空间分布呈明显的经度地带性,由东向西,质量逐渐降低。2000—2010年内蒙古生态系统质量总体上呈现缓慢增长趋势,但局部地区生态系统质量仍存在恶化,其中在107°E以东的草原和森林区域,生态系统质量变化十分剧烈。(2)近10年来内蒙古生态系统质量的变化与气候和人类活动的关系非常密切,其与降水、GDP1、化肥施用量、天保工程和退耕还草工程呈现明显的正相关。而与温度、道路密度和京津风沙治理工程呈现明显的负相关。其中,生态保护工程实施区域内和区域外的相关性存在显著的差异性。随着内蒙古社会经济的快速发展,人类活动对生态系统质量的影响逐渐加强,但降水仍是该地区生态系统质量的主要影响因子。(3)在内蒙古生态系统质量变化典型区域内,质量的增长主要是由于降水的增加、温度的降低、农业的发展、退耕还草工程的作用和交通发展的放缓。质量的降低则是因为降水的减少、温度的增加、农业发展缓慢和交通发展的加快所致。     

黄河流域国土空间碳中和度研究——以内蒙古段为例

基于全球气候治理背景以及黄河流域在我国生态文明建设中的重要地位,以黄河流域内蒙古段为例,通过情景分析法,建立改进的IPAT模型和集成生态圈模拟器IBIS,预测不同情景下2018-2060年研究区碳排放变化趋势和达峰情况,并结合对碳汇水平的模拟分析2060年碳中和实现进程。结果显示①在基准情景、节能情景、低碳情景和粗放情景下,黄河流域内蒙古段将分别于2040年、2035年、2030年和2050年实现碳达峰,峰值碳排放量分别为12209万t、11213万t、9784万t和17635万t;②在IPCC RCP2.6和RCP6.0气候变化情景下,黄河流域内蒙古段的陆地生态系统整体分别呈现出碳汇和碳源的不同效应,净初级生产力分别为1533万t和-506万t;③综合能源消费碳排放和碳汇水平,在RCP2.6气候情景下,若碳排放选取基准、节能、低碳和粗放情景,则2060年黄河流域内蒙古段分别可实现碳中和进程的18.42%、22.37%、34.46%和9.90%;在RCP6.0气候情景下,由于研究区陆地生态系统呈现出碳源效应,因此难以对碳中和进程的推进做出贡献。可见,对于黄河流域内蒙古段而言,需要科学制订碳达峰、碳中和目标实现时间,未来要更进一步保护重要碳汇生态系统,提升固碳增汇能力;调整能源消费结构,增加可再生能源发展规划指标;构建碳排放权交易市场,促进碳指标流动;制定土地利用碳排放标准,优化国土空间格局。     

Climate change risks for net primary production of ecosystems in China

Few studies have investigated ecosystem risk under climate change from the perspective of critical thresholds. We presented a framework to assess the climate change risk on ecosystems based on the definition of critical thresholds. Combined with climate scenario, vegetation, and soil data, the Atmosphere Vegetation Interaction Model version 2 was used to simulate net primary productivity in the period of 1961–2080. The thresholds of dangerous and unacceptable impacts were then defined, and climate change risks on ecosystems in China were assessed. Results showed that risk areas will be closely associated with future climate change and will mainly occur in the southwest and northwest areas, Inner Mongolia, the southern part of the northeast areas, and South China. The risk regions will expand to 343.66 Mha in the long term (2051–2080), accounting for 35.80% of China. The risk levels on all ecosystems (eco-regions) are likely to increase continually. The ecosystems of wooded savanna, temperate grassland, and desert grassland, which typically exhibit strong water stress, will have the maximum risk indices in the future. The Northwest Region is likely to be the most vulnerable because of precipitation restrictions and obvious warming. By contrast, Qinghai–Tibet Region will not be so vulnerable to future climate change.     

Global patterns in the vulnerability of ecosystems to vegetation shifts due to climate change

Aim Climate change threatens to shift vegetation, disrupting ecosystems and damaging human well‐being. Field observations in boreal, temperate and tropical ecosystems have detected biome changes in the 20th century, yet a lack of spatial data on vulnerability hinders organizations that manage natural resources from identifying priority areas for adaptation measures. We explore potential methods to identify areas vulnerable to vegetation shifts and potential refugia. Location Global vegetation biomes. Methods We examined nine combinations of three sets of potential indicators of the vulnerability of ecosystems to biome change: (1) observed changes of 20th‐century climate, (2) projected 21st‐century vegetation changes using the MC1 dynamic global vegetation model under three Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) emissions scenarios, and (3) overlap of results from (1) and (2). Estimating probability density functions for climate observations and confidence levels for vegetation projections, we classified areas into vulnerability classes based on IPCC treatment of uncertainty. Results One‐tenth to one‐half of global land may be highly (confidence 0.80–0.95) to very highly (confidence ≥ 0.95) vulnerable. Temperate mixed forest, boreal conifer and tundra and alpine biomes show the highest vulnerability, often due to potential changes in wildfire. Tropical evergreen broadleaf forest and desert biomes show the lowest vulnerability. Main conclusions Spatial analyses of observed climate and projected vegetation indicate widespread vulnerability of ecosystems to biome change. A mismatch between vulnerability patterns and the geographic priorities of natural resource organizations suggests the need to adapt management plans. Approximately a billion people live in the areas classified as vulnerable.     

Effect of climate change over the past half century on the distribution,extent and NPP of ecosystems of Inner Mongolia

The response of natural vegetation to climate change is of global concern. In this research, changes in the spatial pattern of major terrestrial ecosystems from 1956 to 2006 in Inner Mongolia of China were analyzed with the Holdridge Life Zone (HLZ) model in a GIS environment, and net primary production (NPP) of natural vegetation was evaluated with the Synthetic model, to determine the effect of climate change on the ecosystem. The results showed that climate warming and drying strongly influenced ecosystems. Decreased precipitation and the subsequent increase in temperature and potential evapotranspiration caused a severe water deficiency, and hence decreased ecosystem productivity. Climate change also influenced the spatial distribution of HLZs. In particular, new HLZs began to appear, such as Warm temperate desert scrub in 1981 and Warm temperate thorn steppe in 2001. The relative area of desert (Cool temperate desert scrub, Warm temperate thorn steppe, Warm temperate desert scrub, Cool temperate desert and Warm temperate desert) increased by 50.2% over the last half century, whereas the relative area of forest (Boreal moist forest and Cool moist forest) decreased by 36.5%. Furthermore, the area of Cool temperate steppe has continuously decreased at a rate of 5.7% per decade; if the current rate of decrease continues, this HLZ could disappear in 173 years. The HLZs had a large shift range with the mean center of the relative life zones of desert shifting northeast, resulting a decrease in the steppe and forest area and an increase in the desert area. In general, a strong effect of climate change on ecosystems was indicated. Therefore, the important role of climate change must be integrated into rehabilitation strategies of ecosystem degradation of Inner Mongolia.     

1985—2015年中国不同生态系统NDVI时空变化及其对气候因子的响应

植被是陆地生态系统不可或缺的部分,气候是影响其动态变化的重要驱动因素。因此,探究植被的时空变化及其与气候因子的响应关系,有助于理解陆地生态系统的内在演化机制。目前,不同生态系统尺度下的植被动态变化与气候因子的时间响应关系仍未被完整剖析。因此,为了厘清过去30年不同生态系统植被生长对气候因子的响应关系,利用GIMMS NDVI3g数据和气候资料数据,通过Theil-Sen Median趋势分析和Mann-Kendall检验分析了1985—2015年中国陆地NDVI的时空变化特征,结合时间序列相关分析探究了NDVI变化与降水、温度和饱和水汽压差的内部关联,探讨了中国不同生态系统植被与气候因子间的时间响应机制。结果表明：(1) 1985—2015年中国陆地植被呈现改善趋势,年均NDVI先减小后增加,拐点时间在1995年左右,整体变化率为0.5×10^-3/a。农田、森林和草地生态系统的植被显著改善的程度最高,湿地生态系统的植被退化趋势最显著。(2)中国陆地植被NDVI与气候因子的相关性存在明显的空间异质性,且受不同生态系统分区影响。内蒙古高原中部草地生态系统NDVI与降水...