东亚地区夏季干旱、强台风事件与松树枯萎病的关系

松树枯萎病的发生和流行给东亚的日本、中国和韩国带来了不小的损失,引起许多国家的重视.本文应用实地观测和气象数据分析等方法,研究了东亚地区松树枯萎病的发生和流行特点,以及与灾害气象事件之间的关系.结果表明:在日本、中国和韩国,持续的夏季干旱少雨和强台风等极端气象事件能够诱发松树枯萎.在极端干热的环境中,松树常出现能量代谢失调,以至于受胁迫的松树整株枯萎;而在低温多雨的年份,松树枯萎少,甚至没有发生枯死现象.在松材线虫及其媒介昆虫侵染之前,松树的活力业已下降.松树枯萎病似乎应该局限在台风频发和持续干热的地区.在自然环境优越、少有台风和于热事件出现且没有不当扩大松树栽培范围的地区,松树枯萎病大面积发生的可能性不大.     

高度重视虫传危险性森林病害——松材线虫病

松材线虫病 ,又名松树萎蔫病 ,是松树的一种毁灭性病害 ,具有发病致死速度快、传播蔓延迅速、防治难度大等特点 ,因此被称为“松树癌症” ,在国内外均被列为重要的植物检疫对象。松树一旦感染此病 ,最快的4 0多天即可枯死 ;病害流行很快 ,一般从发病到松林毁灭只需 3～ 5年。该病目前主要分布在北美和东北亚 ,在美国、加拿大、墨西哥、日本、韩国、中国 ,葡萄牙也有分布 ,但危害程度不一 ,以日本受害最重。在北美三国 ,该病虽严重影响了木材出口 ,但并未对松林造成严重危害。而在东北亚 ,该病导致松树大量死亡 ,尤其在日本 ,该病分布全国 ,…     

基于NDVI的云南省2009-2010年干旱遗产效应研究

气候变化正导致干旱事件发生的强度、频度显著改变,极端气候事件发生的不确定性直接影响陆地生态系统关键生态过程。我国西南地区在2009-2010年发生百年一遇的极端干旱,目前关于植被生长在长时间尺度对此次干旱事件的响应尚不明确。以云南省为研究区,基于多年Normalized difference vegetation index(NDVI)影像数据以及长时间序列气象资料对此次极端事件的干旱遗产效应开展研究,分析了干旱遗产效应的持续时间以及不同植被类型的响应差异。结果表明:1)云南省植被生长在极端干旱事件发生后受到的抑制时间大约持续1-2年,受影响区域主要集中在遭遇降水严重减少的地区;2)海拔2000 m附近为植被对干旱响应最为敏感的区域,海拔高于4000 m的植被生长几乎未受到干旱影响;3)较之草地和农田,森林植被受到的抑制作用更为强烈。研究揭示了极端干旱对云南省植被生长造成的影响,为该地区未来应对极端干旱并有效开展植被恢复提供理论依据。     

内蒙古荒漠草原牧户对气候变化的感知和适应

荒漠草原是气候变化影响的脆弱和敏感地区.荒漠草原的牧户主要依赖天然草原维持生计,正面临着严峻的气候变化挑战.本文采用问卷调查的实证分析方法,在获取内蒙古苏尼特右旗荒漠草原牧户对气候变化和极端气候事件感知和适应的第一手资料基础上,分析了荒漠草原牧户对气候变化趋势和极端气候事件感知和适应的现状与行为特征.结果表明:在降水稀少、气象灾害频繁发生的荒漠草原,干旱是影响范围最广、影响程度最深、发生频率最高的极端气候事件;牧户不仅对干旱的敏感度远高于其他极端气候事件,而且对大风、沙尘暴和大雪等极端气候事件的深刻感知伴随着对干旱的感知而产生;相对于长期气候变化的感知,牧户对短期气候变化趋势的感知更深刻、准确,并主要依据近10年气候变化的感知结果来判断较长期气候变化的总体趋势;牧户认为,气候变化在很大程度上影响了牲畜健康和草场产量,但牧户应对气候变化的行为相对单一,且多为自发性被动适应,缺乏行之有效的主动适应.     

闽东南地区马尾松古树对气候变化和虫灾的生态弹性

马尾松是我国南方地区广泛分布的先锋造林树种。在全球变暖、气候干旱化和虫灾频发的趋势下,研究马尾松对环境干扰的生态弹性对森林管理有重要意义。本文对福建省仙游县百松村的马尾松古树进行树木年轮样品采集,建立区域首个马尾松树轮宽度标准年表(1865—2014年)。结果表明: 当年7—9月低相对湿度和5—9月极端高温是树木生长的主要限制因素。根据树轮极端窄年确定1869、1889、1986、1991和1993是极端事件年。时序叠加分析发现,极端事件发生前两年的持续低值加剧了极端事件的影响。干旱年份更容易引发虫灾。1889年是受虫灾影响最严重的年份,1986和1991年受到虫灾和干旱气候的双重影响,其余极端年主要受干旱气候的影响。树木对虫灾的抵抗力弱于对干旱事件的抵抗力;除1991年外,树木对虫灾的相对弹性力高于对干旱事件的相对弹性力。1889年的相对弹性力最高,1991年受到连续极端事件的影响,相对弹性力最低。2000年以来研究区干旱化趋势加强,马尾松古树遭受干旱和虫灾的干扰加强,部分树木死亡。     

乙脑病毒的空间播散及迁徙事件研究

为明确乙脑病毒在空间播散的分布及分化机制,利用PhyML v3.0软件对359株具有详细信息的乙脑病毒(基因1型)E基因序列进行系统进化分析,使用PAUP v4.0软件和MigraPhyla软件包进行迁徙事件推演分析。结果显示乙脑病毒在亚洲的播散存在频繁的迁徙事件,共计发生迁徙事件95次,其中在我国境内发生54次。分析结果还显示泰国以及中国上海、山东、四川和云南等地是乙脑病毒重要的迁徙源泉地区,泰国作为源泉地区主要播散至太平洋地区的澳大利亚、柬埔寨、印度以及中国西藏;上海作为源泉地区乙脑病毒主要播散至亚洲东部沿海地区以及中国云南;山东主要播散至韩国以及中国的浙江、湖北、山西和辽宁等省份;四川主要迁徙至中国内陆省份以及越南和日本;云南作为源泉地区主要迁徙至浙江。本研究首次证实乙脑病毒在亚洲的播散存在频繁的迁徙事件,泰国以及中国上海、山东、四川和云南等省份是乙脑病毒在亚洲播散的重要源泉地区。     

松材线虫对其携带的细菌繁殖的影响

1.引言松材线虫病（Bursaphelenchus xylophilus）是松树的一种毁灭性病害,在日本、中国、韩国和北美、尼日利亚和葡萄牙等国家蔓延,造成了巨大经济损失,其中以日本和中国受害最重.一直认为松材线虫是引起该病的唯一病原,但近十几年来的研究发现,细菌在致病过程中可能起着重要作用,相继从病木和松材线虫体上分离到能对黑松苗有致萎活性的细菌.赵博光等首次根据实验提出松材线虫病是线虫和细菌共同侵染引起的复合侵染病害的假说,并在以后的试验中得到了验证.关于松材线虫对其细菌繁殖的影响研究鲜有报道.本试验采用从感病松树上分离并鉴定了的细菌菌株中选取假单胞属7株、其它属的细菌菌株3株,     

极端高温对亚热带人工针叶林净碳吸收影响的多时间尺度分析

极端高温是影响森林生态系统碳循环重要的极端天气事件之一.本研究利用千烟洲亚热带人工针叶林2003-2012年的CO₂通量及常规气象数据,结合小波分析方法,明确极端高温及极端高温事件对该森林生态系统净碳吸收的影响,以及极端高温及事件发生时,不同时间尺度上环境因子对净碳吸收的控制作用.结果表明: 极端高温发生时,日最高气温在35～40 ℃时,会导致该生态系统平均日总净CO₂交换量(NEE)较30～34 ℃下降51%;极端高温及极端高温事件对月及年总NEE的影响与极端高温事件发生的强度及持续时间有关,2003年强极端高温事件发生时,7、8两个月总NEE仅为-11.64 g C·m^-2·(2 month)^-1,较多年平均值下降了90%,使年总NEE的相对变化率达-6.7%.在极端高温及事件发生的7-8月间,气温(T_a)、饱和水汽压差(VPD)是控制NEE日变化的主要环境因子,其相干性分别可达0.97、0.95;在8、16、32 d周期上,T_a、VPD、土壤5 cm处含水量(SWC)及降水量(P)均对NEE有较强的控制作用,在32 d周期上,NEE与SWC、P的相干性超过了0.8.极端高温及事件发生时,短时间尺度上大气干旱影响该森林生态系统的净碳吸收,而长时间尺度上,大气干旱与土壤干旱共同影响该森林生态系统的净碳吸收.     

离体筛选抗枯萎病辣椒新种质

以2个辣椒(Capsicum annuum L.)自交系子叶诱导产生的愈伤组织为材料,辣椒枯萎菌粗毒素为选择剂,筛选抗枯萎病辣椒新种质.结果表明,枯萎菌粗毒素对辣椒子叶愈伤组织诱导、生长及不定芽分化具有明显的抑制作用,且随着粗毒素浓度的增加,抑制作用增强;在枯萎菌粗毒素质量浓度为0.60 g·L-1条件下,筛选、鉴定并获得了抗枯萎病辣椒体细胞变异无性系,且成功再生抗性植株.从而证明,离体筛选抗枯萎病辣椒新种质的方法是可行的.     

东北地区近50年来极端降水和干燥事件时空演变特征

利用东北地区93个国家常规气象观测站1951~2002年逐日降水资料,分析了东北地区的暴雨、严重干燥事件等极端降水事件的时空演变特征,从极端降水事件发生频率和强度变化的角度解释旱涝灾害加剧的原因。结果表明,近52年来,小雨事件发生频次显著减少;暴雨发生频次变化不大,但强度增强;严重干燥事件显著增加;严重湿润事件显著下降。因此,在东北地区降水总量具有减少趋势的背景下,降水事件还有向极端化发展的倾向,降水分布变得更不均匀,从而可能引起更多、更强的旱涝灾害,尤其是旱灾,从而对东北地区的生态环境,尤其是农业生产带来不利的影响,这应引起重视。     

2001—2010年黄河流域生态系统植被净第一性生产力变化及气候因素驱动分析

基于MODIS-NDVI遥感数据,利用CASA模型分析黄河流域2001—2010年植被净第一性生产力（NPP）的空间分布格局,并结合同期气温和降水量数据,分别从不同空间和时间尺度上分析了黄河流域6种生态系统类型区域植被NPP的变化趋势,并对其与气候因素的相关关系进行分析.结果表明： 植被NPP空间分布呈西北低、东南高的分布特征,平均NPP年总量为108.53 Tg C,植被NPP的分布与生态系统类型呈现较高的相关性;2001—2010年,植被NPP总体呈上升趋势但波动较大,55.4%的面积呈现增加趋势,不同生态系统类型区域呈现不同的变化趋势;在年际水平上,黄河流域植被NPP变化与气候因素没有显著相关性,但在月际水平上呈现了较高的相关性,降水量和气温对植被NPP变化的影响作用相当;不同生态系统类型对气候因素呈现不同的相关性质以及时滞效应,草地对降水量的响应存在一定程度的时滞效应,荒漠对气温存在时滞效应.     

Response of net primary production to land use and climate changes in the middle‐reaches of the Heihe River Basin

Net primary production (NPP) supplies matter, energy, and services to facilitate the sustainable development of human society and ecosystem. The response mechanism of NPP to land use and climate changes is essential for food security and biodiversity conservation but lacks a comprehensive understanding, especially in arid and semi‐arid regions. To this end, taking the middle‐reaches of the Heihe River Basin (MHRB) as an example, we uncovered the NPP responses to land use and climate changes by integrating multisource data (e.g., MOD17A3 NPP, land use, temperature, and precipitation) and multiple methods. The results showed that (a) land use intensity (LUI) increased, and climate warming and wetting promoted NPP. From 2000 to 2014, the LUI, temperature, and precipitation of MHRB increased by 1.46, 0.58°C, and 15.76 mm, respectively, resulting in an increase of 14.62 gC/m² in annual average NPP. (b) The conversion of low‐yield cropland to forest and grassland increased NPP. Although the widespread conversion of unused land and grassland to cropland boosted both LUI and NPP, it was not conducive to ecosystem sustainability and stability due to huge water consumption and human‐appropriated NPP. Urban sprawl occupied cropland, forest, and grassland and reduced NPP. (c) Increase in temperature and precipitation generally improved NPP. The temperature decreasing <1.2°C also promoted the NPP of hardy vegetation due to the simultaneous precipitation increase. However, warming‐induced water stress compromised the NPP in arid sparse grassland and deserts. Cropland had greater NPP and NPP increase than natural vegetation due to the irrigation, fertilizers, and other artificial inputs it received. The decrease in both temperature and precipitation generally reduced NPP, but the NPP in the well‐protection or less‐disturbance areas still increased slightly.     

内蒙古草原区植被净初级生产力及其与气候的关系

利用NOAA/AVHRR GIMMSNDVI数据、土地覆盖分类数据、气象数据等,基于改进的基于光能利用率的净初级生产力(Net Primary productivity,NPP)遥感估算模型对内蒙古草原区1982-2006年的NPP进行估算,并分别以年、季节和月为时间单位,计算基于像元的NPP与降水、温度之间的相关及偏相关系数,分析不同时间单位及尺度上NPP与气候的关系。结果表明,1982-2006年内蒙古草原区NPP总量呈波动增加的趋势,平均增加值为0.861Mt C/a。以年为时间单位,内蒙古草原区年NPP与降水的关系比较明显。以季节为时间单位,年际春季和夏季NPP与降水的关系比较明显,秋季二者关系相对较弱,春季和秋季NPP与温度的相关系数和偏相关系数空间格局比较一致,且相关性明显高于夏季。以月为时间单位的相关水平明显高于年际水平,多年平均年内月NPP与降水、温度的相关程度明显增强,除去降水的影响,月均温对NPP的影响明显下降,且空间格局也有明显的变化,说明以月为时间单位在年内尺度上降水对植被生长的影响比温度要大。而以4、7、10月份为例,在年际尺度上,虽然各月份NPP均受降水的影响较大,但与降水关系最为密切的是4月份和10月份NPP,与之相比,7月份NPP与温度的关系明显高于其他两月。     

2000—2015年陕西植被净初级生产力时空分布特征及其驱动因素

利用MOD17A3 NPP时间序列数据、地表覆盖类型数据、气象数据、MOD16蒸散产品、地形数据等,分析2000—2015年陕西省植被净初级生产力(NPP)时空变异特征,探讨NPP的时空变异对各影响因素的响应特征.结果表明: 研究期间,陕西植被NPP 整体呈极显著上升趋势,NPP变化趋势线斜率为5.02 g C·m^-2·a^-1.NPP年平均值为344 g C·m^-2·a^-1,变化范围为247～390 g C·m^-2·a^-1.陕西NPP显著增加的区域占全省国土面积的61.2%,主要分布在陕北、渭北地区和秦巴山地西部;显著减少的区域主要分布在西安市、宝鸡市等城市周边区域,仅占2.5%.陕西年平均气温和年降水量变化趋势均不显著,气温呈现不显著升高,降水呈现不显著降低,具有暖干化趋势.NPP与降水量、平均气温显著相关的区域分别占全省总面积的9.4%和1.5%.由于人类活动的频繁干预大大降低了气候环境对NPP变化的影响程度,人类活动逐渐成为影响NPP变化的主导因素.陕北、关中地区的NPP与蒸散显著相关,随着植被NPP的增加,势必对这些地区水平衡造成重大影响.各土地覆盖类型NPP平均值为耕地>林地>草地>园地,NPP增加速率为园地>草地>林地>耕地,NPP变化百分率为草地>园地>林地>耕地.研究区内坡度0°～5°、5°～25°和>25°区域的NPP增长百分率分别为14.6%、25.7%和35.9%.     

黄土高原草地净初级生产力时空趋势及其驱动因素

草地净初级生产力是生态系统碳循环的关键环节和重要组成部分。本研究使用分段线性回归分析和Pearson相关分析,分析了黄土高原2000—2015年间土地利用类型未改变的草地净初级生产力(NPP)的变化趋势及气候核心因子(年降水量、年强降水量、年有效降水日数、年平均温度、年最高温度、年最低温度)对NPP变化的影响,并借助增强回归树逐像素分析了草地NPP的驱动因素。结果表明: 2000—2015年,研究区草地NPP总体呈增加趋势,显著增加区域占51.3%。年均NPP的变化速率从2000—2004年间的15.23 g C·m^-2·a^-1下降到2005—2015年间的3.58 g C·m^-2·a^-1。黄土高原草地NPP与降水指标呈显著正相关,与温度指标主要呈负相关。年降水量是研究区草地NPP变化最重要的驱动因素且具有最高的平均相对贡献率,年最高温度是高原中部草地NPP的主要限制因素,年最低温度主要影响高原西部高海拔地区的草地生长。     

天然草原净初级生产力变化监测与驱动力分析——以锡林郭勒草原为例

草地是陆地生态系统重要的组分,利用遥感技术在宏观尺度分析天然草原长势变化与其驱动力是了解草地生态状况的重要手段。本研究基于气候模型和光能利用率模型分别模拟2000—2018年锡林郭勒草原植被潜在植被净初级生产力(NPP)和实际NPP,以它们的差值作为由人类活动导致的NPP残损值,并利用最小二乘法在像元尺度分析锡林郭勒草原NPP时空变化规律以及气候和人类活动对NPP的驱动作用。结果表明: 2000—2018年间,锡林郭勒草地NPP在空间上呈由西向东递增分布规律,年均NPP为271.54 g C·m^-2·a^-1,NPP上升(草地恢复)面积为3.65万km²,NPP下降(草地退化)面积为5.99万km²;潜在NPP在温度和降水的驱动下趋于上升趋势,年均上升6.5 g C·m^-2·a^-1,表明研究期间区域气候(降水和温度)对锡林郭勒草原NPP的提升具有积极作用,草地退化的驱动力主要来自人类活动;人类活动导致的研究区NPP残损值呈由东向西、由南向北递减分布,其中,乌珠穆沁草甸草原及南部典型草原残损值最高;采矿、开垦等人类活动对草地NPP的影响最明显。     

Spatial and temporal variability in the net primary production of grassland in China and its relation to climate factors

As an important component of the terrestrial carbon (C) cycle, variability in net primary productivity (NPP) plays a crucial role in the C input and accumulation in grasslands system. In this study, the spatial and temporal variability of grassland NPP in China during 2001–2010 and its relation to climate factors were analyzed by using a modified model of Carnegie–Ames–Stanford Approach based on the Comprehensive and Sequential Classification System. The results show that monthly grassland NPP increases from January to July. While the seasonal variability of NPP indicates peak productivity in summer. Annual mean grassland NPP follows a significant increasing trend with fluctuation from 2001 to 2010. The spatial pattern of grassland NPP shows increasing gradients from the west to the east and from the north to the south of China. Annual NPP differs significantly among different grassland types, with the highest NPP in the grassland distributed in sub-tropical perhumid evergreen broad leaved forest and tropical-perhumid rain forest. Time-lag correlation analysis at the monthly scale shows that grassland NPP responded more rapidly to changes in temperature than to precipitation. Among the climate factors, grassland NPP shows the strongest correlation at 1-month lag with moisture index K. There is a significant positive correlation between seasonal NPP and K. The seasonal NPP is significantly correlated with >0 °C annual cumulative temperature. The highest and the lowest NPP sensitivity to precipitation, K, and temperature were observed in the grassland distributed in tropical forest and semi-desert. The results indicate a complex mechanism of climate factors that control grassland C sequestration in terrestrial ecosystems.     

1982-2010年中国草地净初级生产力时空动态及其与气候因子的关系

植被净初级生产力（NPP）及其与气候变化的响应研究是全球变化的核心内容之一。论文基于长时间序列遥感数据和气象数据，通过光能利用率模型（Carnegie-Ames-Stanford approach， CASA模型）模拟了1982-2010 年中国草地NPP，进而分析其时空变化特征及其与气候水热因子的相关性。结果表明：（1）1982-2010年中国草地年平均NPP为282.0 gC m^-2a^-1，年总NPP的多年平均值为988.3 TgC；空间分布上呈现东南部高西北部低的特征。（2）近30年中国草地NPP增加速率为0.6 gC m^-2a^-1，呈增加趋势的面积占中国草地总面积的67.2%；总体上，中国草地NPP呈极显著和显著增加的比例（35.8%、8.0%）大于呈极显著和显著减少的比例（5.8%、4.8%）；NPP明显增加的区域主要包括青藏高原西部、阿拉善高原、新疆西部；明显降低的区域主要分布在内蒙古地区；不同年代际和不同草地类型的NPP变化趋势差异明显。（3）草地NPP与降水量的相关性高于与温度的相关性。不同草地类型NPP对气温、降水量的响应程度不同，其中温性荒漠草原 、温性草原、温性草甸草原的NPP与降水量均达到显著正相关（P<0.05）。     

Dynamic of grassland vegetation degradation and its quantitative assessment in the northwest China

Grasslands, one of the most widespread land cover types in China, are of great importance to natural environmental protection and socioeconomic development. An accurate quantitative assessment of the effects of inter-annual climate change and human activities on grassland productivity has great theoretical significance to understanding the driving mechanisms of grassland degradation. Net primary productivity (NPP) was selected as an indicator for analyzing grassland vegetation dynamics from 2001 to 2010. Potential NPP and the difference between potential NPP and actual NPP were used to represent the effects of climate and human factors, respectively, on grassland degradation. The results showed that 61.49% of grassland areas underwent degradation, whereas only 38.51% exhibited restoration. In addition, 65.75% of grassland degradation was caused by human activities whereas 19.94% was caused by inter-annual climate change. By contrast, 32.32% of grassland restoration was caused by human activities, whereas 56.56% was caused by climatic factors. Therefore, inter-annual climate change is the primary cause of grassland restoration, whereas human activities are the primary cause of grassland degradation. Grassland dynamics and the relative roles of climate and human factors in grassland degradation and restoration varied greatly across the five provinces studied. The contribution of human activities to grassland degradation was greater than that of climate change in all five provinces. Three outcomes were observed in grassland restoration: First, the contribution of climate to grassland restoration was greater than that of human activities, particularly in Qinghai, Inner Mongolia, and Xinjiang. Second, the contribution of human activities to grassland restoration was greater than that of climate in Gansu. Third, the two factors almost equally contributed to grassland restoration in Tibet. Therefore, the effectiveness of ecological restoration programs should be enhanced whenever climate change promotes grassland restoration.     

羌塘高原高寒草地生态系统生产力动态

基于实测气象数据和遥感数据,分析了藏北地区气候变化趋势,并采用植被 气候综合模型和CASA模型模拟分析了藏北草地潜在和现实净第一性生产力(NPP)的动态变化和空间格局.结果表明：1955—2004年间,羌塘高原年平均气温上升了1.37 ℃,降水量增加了63 mm,中、东部区域的气候趋于暖湿化,西部区域趋于暖干化,目前气候变化尚未引起草地退化.草地潜在NPP平均值为东部 > 中部 > 西部.1982—2004年,由于水热条件的变化,中部区域的潜在NPP增加值最高,达0.55 t·hm^-2·a¹,东部和西部分别为0.51和0.21 t·hm^-2·a^-1;东、中、西部现实NPP增量分别为-0.19、-0.03 和0.20 t·hm^-2·a^-1.超载过牧是东、中部草地退化的主要原因,中部是草地保护恢复工程的最佳实施区域.