植物给气候号脉

自公元10世纪以来,全球的气温就一直处于缓慢降温的时期,其降幅为0.1—0.2℃,到了20世纪20年代开始,温度则呈现迅速上升的趋势。值得注意的是,自100多年前人类有了准确气温记录以来,1998年是最暖的一年,而20世纪又是千年来最暖的百年,其中以这一世纪90年代为最暖的10年。因此,近年来全球气候变暖的趋势,已成为人们日常谈论的热门话题。也许人们会问,气候到底变化有多快?21世纪全球温度到底能上升多少度? 其他气候变量(特别是降水)如何变? 气候变化将对人类的生存环境,特别是人类赖以生存的生物圈将产生怎样的影响?……。如果要回答这些问题,…     

大气二氧化碳浓度增高与植物水分利用效率(综述)

自工业革命以来,人类消费大量煤炭和石油等矿物燃料使大气层CO2等温室气体的浓度在不断上升,大气层截获更多的太阳辐射,导致地球变暖。虽然有报告指出,将来全球气候变暖不会像预测的那么严重,结果也不会是全世界一样,地球变暖是人为原因还是自然现象的争议也很多,但越来越多的研究结果证明,人类活动导致全球变暖的现象确实存在,CO2等温室气体的大量排放最终将造成气温和雨量的变化,海平面上升和冰川后退,并影响全球的作物产量和植被生产力。大气CO2浓度的增高对作物和植被的影响以及绿色植物在吸收CO2、延缓地球变暖中所发挥…     

中国水分状况对全球气候变化的敏感性分析

中国气候信息库提供了全国太阳辐射日资料以及12个月的气温,降水量,相对湿度,日照百分率和风速资料。利用改进后的Penman式估算出全国潜在蒸散和干燥指数的空间分布,以及降水量增加10％,平均气温上升1．5度,3．0度和4．5倍,3种假定未来气候情况下的潜在蒸散和干燥指数,以评价全球气候变化对中国水分状况的可能影响,结果表明,随着气温的升高,潜在蒸散量会显著增加,而干燥指数变化较为复杂,与当前气候怦景相比较,降水量增加10％,平均气温上升1．5度时中国水分状况会稍微湿润,气温上升4．5度时会稍微干燥,而气温上升3．0度时中国水分状况将介于稍微润与稍干燥之间。     

中国植被对全球变化反应的研究

全球变化研究是本世纪80年代兴起的跨学科、跨国界、迄今为止规模最大的国际合作研究活动,涉及到地球科学、生物科学、环境科学、天体科学及遥感技术、地理信息系统及网络化高科技技术的应用等众多的学科领域,其规模之大、持续时间之久、经费投入之多和高科技技术的广泛应用,代表着当前世界科学的发展趋势。全球变化研究是由以下三个相互独立、相互依存的计划组成:以研究气候系统中物理方面的问题为主的世界气候研究计划(WCRP),以研究地球系统中的生物地球化学循环及过程为主的国际地圈-生物圈计划(IGBP)和以了解导致全球环境变化的人类因素为主的全球环境变化的人类因素计划(HDP)。     

功在当代,利于千秋:祝贺《中华大典-生物学典-动物分典》出版问世!

<正>当今世界,全球变化是世界各国关注的话题。人口爆炸、环境破坏、气候变化等给人类的生存和可持续发展带来严重挑战。评估人类活动和气候变化对地球生态环境变化的影响十分必要。过去,人们主要依靠冰心、年轮、化石、花粉、石笋、树轮、沉积物等代用资料来了解和重建过去的历史环境变迁。而历史资料作为古代人类亲眼所见的事实资料对于研究古代气候和环境变化具有其独特的价值。但由于世界上具有长期、连续历史记载的国家较少,加之古文对大多数现代     

生态医生——脆弱性评价与适应性管理

<正>你可能不知道:1.1880—2012年全球平均地表温度呈线性上升趋势,而1951—2012年全球平均地表温度的升温速率更是1880年以来升温速率的两倍,加上全球降水异质性增强,引起了一系列生态环境问题。2.中国地处地球环境变化速率最大的季风气候区,天气气候条件年际变化很大,气象灾害频发,自然与农业生态系统受气候变化与气象灾害影响剧烈。总之,气候变化已经并将继续对中国农业、水资源、自然生态系统与海岸带、重大工     

黄土高原极端气温变化特征及其与平均气温的相关性

近几十年来,黄土高原极端气候频发,研究和预测极端气候的发生显得尤为重要。目前,关于极端气候的研究多关注事件本身的变化特征,而忽略了平均气温与其变化趋势的相关分析。本研究基于1986—2019年黄土高原79个气象站的逐日最高气温、最低气温和平均气温资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendall检验、滑动t检验以及Pearson相关分析方法,对黄土高原地区极端气温的变化趋势及其与平均气温的相关性进行研究。结果表明: 研究期间,黄土高原地区极端气温暖指数呈显著上升趋势,冷指数呈显著下降趋势,极端高温事件发生频率增加;大多极端气温指数在20世纪90年代中后期和2012年发生突变,且极端气温在1998—2012年整体呈现下降趋势,较好地响应了全球变暖停滞现象;平均气温在西部黄土高塬沟壑区、土石山区及河谷平原区的上升趋势较其他区域明显,且极端气温指数大幅变化趋势的站点几乎都发生在平均气温大幅上升的区域;平均气温的小幅上升显著增加了极端高温事件发生的频率,其中,极端低温的变化幅度和速率大于极端高温,气候变暖对极端气温指数产生了不同影响,平均气温的微小变化使得黄土高原整体气候分布向着更易发生热浪的方向转移。     

昆虫对全球气候变暖的响应

过去的100年全球地表平均温度显著上升,全球气候变暖对生物的影响引起世界范围内的广泛关注。和其他生物一样,昆虫也受到了气候变暖的影响,如繁殖发育速度增快、遗传变异、种群多样性降低、分布区扩大、种群爆发、外来入侵、种群灭绝等等。全球变暖引起的昆虫响应对农林业以及人类健康存在潜在风险,因此本文主要从物候、分布区、生长发育及繁殖、形态、行为与生理、分子水平这些方面综述全球气候变暖背景下昆虫如何响应,并讨论了目前研究动态和未来的研究方向,意在为气候变化条件下昆虫科学管理策略(如种群监控、模型预测、风险评估、遗传多样性、抗性遗传等)提供指导意义。     

气候变暖对油松毛虫幼虫越冬及上下树发生期的影响

温度是影响害虫生长发育最重要的因素之一,为了解气温的变化趋势以及在此背景下油松毛虫Dendrolimus tabulaeformis Tsai et Liu幼虫越冬及上下树的动态变化,本文根据辽宁省建平县1988—2009年期间油松毛虫上下树发生期资料和气象资料,分析了建平县气温年变化趋势和油松毛虫上下树发生期年变化趋势,探讨了发生期与气温之间的相关性,结果表明:近22年(1988—2009)建平县气侯变暖的趋势显著,线性倾向估计分析发现年均气温、年均最低气温和年均最高气温均呈现出上升趋势,气候倾向率分别达0.50、0.59和0.36℃/10年,四季中春季气温的升幅最大,夏秋两季次之,冬季最低。在此气候变暖背景下油松毛虫幼虫上下树及越冬发生着一定的变化趋势,其中:下树总体呈现出提前发生、提前结束、下树历期缩短的变化趋势;翌年幼虫上树期则呈现出延迟发生、提前结束、上树历期缩短的变化趋势;整个越冬期长度则呈现出延长的变化趋势。相关性分析认为气候变暖对油松毛虫的下树活动具有直接影响,主要表现为下树结束期随气候变暖而显著提前,在不考虑其它因素的影响下,9—10月均气温上升1℃则下树结束期会提前约2 d,而幼虫越冬及上树发生期表现为并不受气候变暖的直接影响。研究结果为有效控制油松毛虫危害提供了理论依据。     

西北干旱区气候变化及其对生态环境影响

在全球气候变化的大背景下,中国西北干旱区气候在过去50 a也发生了相应的变化,对该区域的生态环境已经产生了较大程度的影响.利用西北干旱区128站点1961-2010年逐日气温降水量资料,结合DEM数据和GIDS插值分析方法,探讨了西北干旱区气候变化特征及其对生态环境的影响.结果表明:西北干旱区气温普遍升高,但变暖的幅度因季节和地域而存在差异,其中冬季增暖最为明显(0.506℃·10 a-1),夏季增暖缓慢;增温趋势最大区域主要在伊犁河谷、塔城等地区,天山东部和祁连山区变暖趋势也较大,天山中部及沙漠周边地区变暖趋势一般;降水量也呈增加趋势,年和冬季降水增加显著,春季降水有逐步增加的趋势,秋季降水增加则比较缓慢;降水变化趋势山区最大,干旱区东部、沙漠腹地及周边地区有下降趋势;近几十年来西北干旱区气候的暖湿化趋势,导致冰川强烈的消融退缩,对干旱区水资源和生态环境产生重大影响;而沙尘暴频次减小主要与新疆和内蒙古等沙源区向暖湿化发展有关,由暖干化向暖湿化转型对沙尘暴的发生有一定的弱化作用.湖泊水位的升降、面积的变化对气候变化有一定的响应.     

水煮地球

在漫长的地史长河中,气候一直处于冷(冰期)、暖(间冰期)交替之中。冰期地球平均气温比现代低7～9℃,间冰期则比现代高8～12℃。地球的最后一次冰期时代为第四纪,约始于200万年前,并延续到今天。根据来自南极大陆东部腹地的东方站取出的冰芯,以及取自北极格陵兰冰盖中央顶部的冰芯记录,在过去的100年中,全球气温平均上升了0．3～0．6℃。由于温度升高,使得极地沉睡了千百万年的冰川已开始出现部分的融化,从而导致全球海平面升高,海面温度上升,飓风发生的强度与频率也明显增加。     

气候变化对中国近海生物资源影响的初析

有关研究表明,中国历史上气候变化与全球变化基本上是同步的。本世纪以来,中国气候处于一个回暖期,其中40年代气温最暖。80年代青岛气温和水温比60年代分别升高O.2℃和O.3℃。近百年来随着气候转暖,世界海平面平均上升了12cm左右,中国海平面平均上升了14cm。青岛海平面自50年代以来一直保持稳定。半个世纪以来,中国近海生物资源发生了若干重大变化。 1.原有记录的一些鱼种,计渤海四指马鲅等约20种、黄海松球鱼等约10种。东海白鲟等约10种,已从该海近岸区消失。21种传统渔业资源枯竭或衰落。鳀鱼种群却呈现繁盛景象(资源量达300万吨)。远东沙瑙鱼向西扩展,在黄海海州湾形成了一个新的产卵场等等。     

气孔参数和温室效应及其与大气CO2浓度的相关性

自从工业革命以来 ,全球气温发生了明显的变化。研究表明 ,2 0世纪 90年代和 2 0世纪分别是近千年来最暖的 10年和世纪。 2 1世纪的全球变暖现象将比 2 0世纪更加明显。目前普遍认为 ,温室效应是造成全球气候变暖的主要原因。气候变暖影响全球生态系统 ,威胁着人类的生存和发展。正确认识植物气孔参数、温室效应及其与大气 CO2 浓度的相关性 ,有助于正确预测全球气候变化的趋势 ,促使人们采取相应的措施 ,促进可持续性发展。1　温室效应及其与大气 CO2 浓度的相关性1.1　温室效应的含义　生活中常见的玻璃花房和塑料薄膜蔬菜大棚就是典型…     

云南省气候生产潜力的时空变化

利用云南省1961-2017年101个国家级气象站年平均气温、年降水量资料,运用Miami模型、Thornthwaite Memorial模型计算了云南省3种气候生产潜力,用Mann-Kendell法进行突变检验,并分析了时空分布特征及未来趋势.结果表明:研究期间,云南平均温度气候生产潜力(Yt)、降水气候生产潜力(Yr)和蒸散气候生产潜力(Ye)值分别为1968、1477、1434 g·m^-2·a^-1,Yt呈波动上升状态,Yr/Yt值显示地区间水热配比差异大,约束性条件也明显不同;气候生产潜力存在突变现象,Yt在2001年开始明显突变,Yr没有突变,Ye在2002-2004年有突变;气候生产潜力及气候倾向性空间分布不均,全省各地年平均Yt、Yr和Ye分别在1030~2465、927~2341和832~1995 g·m^-2·a^-1,3种气候生产潜力均为滇西北和滇东北最低,滇西南和滇南最高,大部分地区Yt、Yr和Ye的气候倾向率分别为增长、减小和增长趋势;8种模拟未来气候变化的方案(仅气温增加1℃、仅降水增加10%、仅气温降低1℃、仅降水减少10%、气温增加1℃且降水减少10%、气温增加1℃且降水增加10%、气温降低1℃且降水增加10%、气温降低1℃且降水减少10%)将导致研究区Ye分别变化6~45、13~77.2、15~67、-87^-17、-74~46、58~96、-54~57、-101^-59 g·m^-2·a^-1.整体上,如果未来气候趋于"暖湿"化,将有利于研究区农作物增产,如果趋于"冷干"化,将不利于农作物生产.     

六盘山东西两侧苹果物候期对气候变化的响应

利用六盘山东西两侧甘肃平凉市的崆峒、静宁站1971—2008年气温资料及1987—2008年在崆峒所设苹果观测点物候观测资料,分析了气候变化对苹果物候期的影响。结果表明:在全球气候变暖的背景下,甘肃平凉自1971年以来,气温呈现出明显的线性上升趋势,且以冬季和春季增温为主,气温稳定通过≥10℃的积温增加;受此影响,苹果叶芽开放、展叶、开花等成熟前的发育期提前14~18d,且六盘山东侧春季的苹果物候期提前的变化速率明显大于西侧;气候变暖增加了果树春季开花受冻的危险,通过苹果与霜冻灾害的相关分析,结果得到临界值:在4月11—20日、4月21—30日及5月1—10日苹果开花期,地面最低温度≤-2.0℃,且连续≥2d时,苹果受冻面积分别达到80%、90%和100%。     

气温上升对草地土壤微生物群落结构的影响

在 2 0世纪内 ,全球气温已经上升了 0 .6℃ ,并预计到本世纪末仍将上升 1.4～ 5 .8℃。全球气候变暖对生态系统的潜在影响 ,生态系统对气温上升的反馈已成为国际生态学界的研究热点 ,而且所研究的系统也已经从过去简化的模拟系统到复杂的真实生态系统。但是 ,现有对真实生态系统的研究大部分集中在地上植物群落和土壤气体交换等领域 ,对在土壤有机碳分解和保护中起决定作用的土壤微生物研究较少。为此 ,在美国大平原地区进行人工提高气温 (上升 1.8℃ ) ,来研究土壤微生物对气温上升的反应。结果表明 :增温对土壤微生物的总生物量没有显著效应 ,但可以提高微生物的 C∶ N比。另外 ,磷脂肪酸分析发现 ,气温上升显著降低土壤微生物量中的细菌比重 ,提高真菌的份额 ,从而显著提高了群落中真菌与细菌的比值。而且 ,通过对土壤微生物底物利用方式和磷脂肪酸特征的主成份分析 ,发现增温导致了土壤微生物群落结构的转变。可见 ,气温上升可能是通过提高土壤微生物中真菌的优势 ,而导致群落结构的变化。该变化将可以提高微生物对土壤有机碳的利用效率 ,并利于土壤有机碳的保护     

基于NDVI的三江源地区植被生长对气候变化和人类活动的响应研究

采用Spot VEGETATION 逐旬NDVI数据、1 ∶ 100万植被类型图和气象站资料,在掌握近10a三江源地区植被变化趋势基础上,分不同植被类型探讨植被生长对气候变化的响应机制,并通过分离气候要素与人类活动对NDVI的贡献,定量评估生态保护与建设工程的实施效果。结果表明,区域尺度上,三江源地区2001-2010年植被生长呈好转趋势,植被增长从东南向西北递减;在10a时间尺度上,气候变化是影响植被生长的决定性因素,但人类活动可在短期内加快植被变化速率,气候要素和人类活动对植被生长的贡献分别为79.32%和20.68%;降水和气温对植被生长的影响程度相当,其中受春季和秋季的降水和气温影响最大,尤其是植被生长季前后一个月(4月份和10月份)的气候条件;与林地和灌丛相比,高寒草地受气候条件的抑制作用更为明显,其中高寒草甸受气候变化的影响最大,NDVI与降水和气温均具有较高相关性,高寒草原受气温的影响比较大,而高山植被受降水的抑制作用更为明显;在气候条件利于植被生长的趋势下,2001-2010年三江源地区的人类活动对生态环境表现出正影响,实测NDVI_max与模拟NDVI_max之间的残差为0.0863,表明生态保护与建设行动取得初步成效,其中黄河源区东部和长江源区通天河两侧的生态恢复效益最为明显,而在唐古拉山、昆仑山、布青山、阿尼玛卿山等山脉的周边地区,人类活动对生态环境仍表现为负影响;时间尺度上人类活动对植被的正影响呈现出下降趋势,2001-2010年NDVI_max残差的回归斜率为-0.0039,表明生态项目实施的短期行为严重,生态建设的效果缺乏长效性。     

气候变暖对陆生植物的影响

温度是影响植物生长、发育和功能的重要环境因子,是调节许多陆地生态系统生物地球化学过程的关键因素之一.全球气候持续变暖直接或间接地对陆生植物产生不同程度的影响.本文从不同方面分析了植物对温度升高及其它生态环境因子变化交互作用下的生理生态适应机制,包括生态系统的土壤呼吸、植物的气体交换、水分关系、生物量和生产力的响应等方面的研究进展,并就未来开展陆生植物对气候变暖响应研究提出加强和改进的设想.     

科学家发现新的小RNA分子

一个由多国专家组成的联合调查小组分析近40年来研究报告后认为,全球变暖正在改变地球运作方式,至少90％的生态环境遭破坏现象归咎于人类活动导致的全球变暖。这是研究人员首次正式把全球生物习性重大变化与人类活动造成的全球变暖相联系。     

中国南方干旱灾害风险特征及其防控对策

应用中国南方区域14省区市252个国家基本气象站1961—2015年逐日地面气象观测资料及干旱灾害资料,研究中国南方干旱灾害影响的时空变化特征,分析中国南方干旱灾害风险变化特征,提出干旱灾害风险防控策略与防御对策。结果表明:近55年中国南方区域降水量呈现波动变化,降水量线性拟合趋势特征不明显。但进入21世纪后南方区域平均降水量明显偏少,且平均降水量年际振荡幅度增大。近55年研究区气温呈显著上升趋势,南方平均地表气温升高速率高于全球地表升温速率;研究区气温从1976年开始持续上升,气温升高的突变年在1997年。重旱风险高发区主要集中于西南,随着气候变暖,干旱灾害频率、强度和受旱面积均增加,干旱灾害风险增大。气温突变后次高干旱灾害风险区明显扩大。未来10年(2016—2025年)中国南方地区的干旱发生频率可能升高。因此,要加强干旱灾害风险管理,生态环境脆弱区域实施生态环境修复,农业主产区域以保障粮食安全为主,解决水资源时空分布不均和资源供需加剧矛盾,提高干旱灾害风险防控水平。