The consequences of uncertainties in land use, climate and vegetation responses on the terrestrial carbon

The IPCC SRES narratives were implemented in IMAGE 2.2 to evaluate thefuture condition of the climate system (including the biosphere). A series of scenario experiments was used to assess possible ranges in emissions and concentrations of greenhouse gases, climate change and impacts. These experiments focussed on the role of the terrestrial carbon cycle. The experiments show that the SRES narratives dominate human emissions and not natural processes. In contrary, atmospheric CO2 concentration strongly differs between the experiments. Atmospheric CO2 concentrations range for A1B from 714 to 1009 ppmv CO2 in 2100. The spread of this range is comparable with the full SRES range as implemented in IMAGE 2.2 (515-895 μmol/mol CO2). The most important negative and positive feedback processes in IMAGE 2.2 on the build-up of CO2 concentrations are CO2 fertilisation and soil respiration respectively. Indirect effects of these processes furtherchange land-use patterns, deforestation rates and alter the natural C fluxes. The cumulative effects of these changes have a pronounced influence on the final CO2 concentrations. Our scenario experiments highlight the importance of a proper parameterisation of feedback processes, C-cycle and land use in determining the future states of the climate system.     

春兰内生真菌的分离及其抑菌活性的初步研究

利用内蒙古锡林浩特国家气候观象台1994～2009年牧草生长季逐月实测资料,对CENTURY模型进行检验,模拟内蒙古典型草原1953～2010年间地上净初级生产力（ANPP）动态,并与26个气象因子进行相关性分析。模型检验结果显示,模拟值与观测值之间的相关系数为R²=0.66,斜率b=0.95,误差平方根值为50.51 g·m^-2,平均绝对百分比误差为44.19%。结果表明：（1）CENTURY模型能比较准确地模拟这类草原的季节动态和年际变化;在过去的58年中,内蒙古典型草原温度增加,降水减少,ANPP下降;ANPP变化趋势与降水量相似。（2）用实际气象观测资料模拟获得的ANPP随气温和降水的变化呈现出明显的变化规律,生长季内地上生物量对降水和温度的季节性分布也非常敏感;相关分析进一步表明,ANPP对生长季内降水量和极端高温非常敏感,而与年极端最低气温、平均地面温度、日照时数、平均风速和最大积雪深度无显著相关关系;过去58年研究区ANPP下降是降水减少、温度升高以及干旱事件频发共同作用的结果。（3）根据预测,在SRES B2情景下,未来50～100年内蒙古典型草原生长季平均最高气温和最低气温都将呈升高趋势,2080s分别升高4.01℃、4.35℃,每10年增加速率分别为0.35℃和0.38℃;降水量略呈增加,2020s、2050s和2080s研究区生长季将分别增加3.17%、5.13%和7.03%,每10年增加速率为0.09 mm;ANPP呈下降趋势年际间波动较大,2020s、2050s和2080s研究区将分别下降5.76%、7.52%和11.42%,每10年下降速率为0.76 g·m^-2。     

两种温室气体排放方案下我国水稻产量变化模拟

利用最新的温室气体和SO₂排放方案,即政府间气候变化委员会(IPCC)排放情景特别报告(SRES)的A2和B2方案,通过区域气候模式PRECIS和作物模型CERES-Rcie相嵌套,在50 km×50 km网格尺度下,模拟了未来2080年我国水稻产量的变化.结果表明,两种温室气体排放方案下,我国水稻的年平均单产水平各地有增有减,增产地区主要集中在长江及长江流域以南地区,其中四川和湖北交界的山区增产幅度最大,减产地区主要集中在华北平原和东北平原;由于CO₂的肥效作用,A2温室气体排放方案对我国水稻单产的正面影响大于B2方案,A2排放方案下,我国水稻总产呈现一定程度的上升趋势,B2排放方案下,水稻总产表现为少量下降.     

内蒙古典型草原地上净初级生产力对气候变化响应的模拟

利用内蒙古锡林浩特国家气候观象台1994～2009年牧草生长季逐月实测资料,对CENTURY模型进行检验,模拟内蒙古典型草原1953～2010年间地上净初级生产力(ANPP)动态,并与26个气象因子进行相关性分析。模型检验结果显示,模拟值与观测值之间的相关系数为R2=0.66,斜率b=0.95,误差平方根值为50.51g.m-2,平均绝对百分比误差为44.19%。结果表明:(1)CENTURY模型能比较准确地模拟这类草原的季节动态和年际变化;在过去的58年中,内蒙古典型草原温度增加,降水减少,ANPP下降;ANPP变化趋势与降水量相似。(2)用实际气象观测资料模拟获得的ANPP随气温和降水的变化呈现出明显的变化规律,生长季内地上生物量对降水和温度的季节性分布也非常敏感;相关分析进一步表明,ANPP对生长季内降水量和极端高温非常敏感,而与年极端最低气温、平均地面温度、日照时数、平均风速和最大积雪深度无显著相关关系;过去58年研究区ANPP下降是降水减少、温度升高以及干旱事件频发共同作用的结果。(3)根据预测,在SRES B2情景下,未来50～100年内蒙古典型草原生长季平均最高气温和最低气温都将呈升高趋势,2080s分别升高4.01℃、4.35℃,每10年增加速率分别为0.35℃和0.38℃;降水量略呈增加,2020s、2050s和2080s研究区生长季将分别增加3.17%、5.13%和7.03%,每10年增加速率为0.09mm;ANPP呈下降趋势年际间波动较大,2020s、2050s和2080s研究区将分别下降5.76%、7.52%和11.42%,每10年下降速率为0.76g.m-2。     

青海高原植被净初级生产力变化规律及其未来变化趋势

利用青海省43个气象台站1961—2009年的气象资料、22个样点生物量资料以及未来SRESA1B情景下的气象数据,验证了周广胜模型在青海地区的适用性,并根据此模型,计算了青海省1961—2009年及2020年、2050年和2080年NPP变化趋势。结果表明:周广胜模型所计算出的NPP值与实测值具有很好的相关性,此模型在青海高原具有一定的适用性;1961—2009年青海省平均NPP呈增加的趋势,趋势系数为0.067t.hm-2.10a-1,各地NPP变化趋势不尽相同,趋势系数为0.006～0.147t.hm-2.10a-1,其中柴达木盆地东部NPP增加趋势最明显,趋势系数为0.077～0.147t.hm-2.10a-1,果洛大部分地区NPP增加较小,趋势系数为0.006～0.030t.hm-2.10a-1;在气候变暖背景下,降水量和温度均与NPP存在较高的相关性,但降水量对NPP的影响效应大于温度;未来100年NPP变化趋势系数大致呈由东向西逐渐减小的趋势,青海东部地区NPP增加最为明显,为1.35～1.49t.hm-2.100a-1,青海西北部尤其是柴达木盆地和三江源区的部分地区NPP变化系数较小,为0.5...     

The consequences of uncertainties in land use, climate and vegetation responses on the terrestrial carbon

The IPCC SRES narratives were implemented in IMAGE 2.2 to evaluate the future con-dition of the climate system (including the biosphere). A series of scenario experiments was used to assess possible ranges in emissions and concentrations of greenhouse gases, climate changeand impacts. These experiments focussed on the role of the terrestrial carbon cycle. The experi-ments show that the SRES narratives dominate human emissions and not natural processes. In contrary, atmospheric CO_2 concentration strongly differs between the experiments. Atmospheric CO_2 concentrations range for A1B from 714 to 1009 ppmv CO_2 in 2100. The spread of this range is comparable with the full SRES range as implemented in IMAGE 2.2 (515-895 μmol/mol CO_2).The most important negative and positive feedback processes in IMAGE 2.2 on the build-up ofCO_2 concentrations are CO_2 fertilisation and soil respiration respectively. Indirect effects of theseprocesses further change land-use patterns, deforestation rates and alter the natural C fluxes. Thecumulative effects of these changes have a pronounced influence on the final CO_2 concentrations. Our scenario experiments highlight the importance of a proper parameterisation of feedback proc-esses, C-cycle and land use in determining the future states of the climate system.