2001-2009年中国碳排放与碳足迹时空格局

碳排放引发的全球变暖给自然环境及人类社会都带来了显著影响,而碳足迹可以衡量自然生态系统对人类活动碳排放的响应。为研究自然-社会二元系统碳动态,基于MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)数据和统计资料计算2001—2009年中国陆地植被净初级生产力、能源消费碳排放、碳足迹和碳赤字;在GIS(Geographic Information System)技术支持下,运用空间自相关分析方法讨论其时空格局;据此划分生态经济区。结果表明:(1)2001—2009年全国植被净初级生产力(Net Primary Production,NPP)平均值为3.32 Pg C/a(1 Pg=1015g),呈西南地区东南沿海华中、华东地区东北、华北地区西北地区的空间格局;(2)2001—2009年全国能源消费碳排放逐年增加,年均增长率16.7%,多年平均值2.53 Pg C/a,呈东部中部西部的空间格局;(3)2001—2009年全国碳足迹逐年增加,年均增长率14.7%,多年平均值6.98×106km2;具有正碳赤字(即碳源)的省份为山西、环渤海地区各省、长三角地区各省、广东;相邻省份碳赤字的相对大小由于互相影响而改变;(4)全国分为中东部、南部、北部、西部四个生态经济大区。研究结果直观揭示了中国碳排放和碳足迹的时空动态,为实现自然-社会二元系统的可持续发展提供科学依据。     

疏勒河流域土地利用变化对净初级生产力的影响

研究区域土地利用变化对植被净初级生产力(NPP)的影响, 对厘清植被的生长状况及其和土地利用变化的关系, 以及维持区域生态环境可持续发展具有重要意义。以中国西北干旱区疏勒河流域为例, 基于土地利用数据和CASA模型计算的2001—2015年植被NPP数据, 分析了疏勒河流域NPP的时空变化特征, 探讨土地利用变化对植被NPP的影响。结果如下: 2001—2015年, 疏勒河流域NPP年总值整体上呈上升的趋势。NPP增加的区域占总面积的84.29%,上游山区和中下游绿洲区增加的最显著。NPP减少的区域占总面积的15.71%,主要分布于北部的肃北、敦煌的西部和南部及中下游绿洲的南北两侧。15年间土地利用的面积变化对NPP贡献率空间差异显著, 但总体上对NPP总量增加起到促进作用, 且耕地面积的变化对NPP总量的贡献率最大。     

中国陆地生态系统服务价值测量

利用遥感技术,结合生态学方法,在对生态参数遥感测量的基础上,计算了中国陆地生态系统2000年的生态服务价值.结果表明,中国陆地生态系统2000年所产生的生态服务价值为9.17×10¹²元,总体空间分布由东向西递减、由中部向东北和南部递增,与植被的地带性分布梯度基本一致;森林的平均单位面积价值最高,为18789元·hm^-2,占总生态服务价值的40.80%;其次是灌丛(13789元·hm^-2)和耕地(13054元·hm^-2),分别占总生态服务价值的10.79%和24.23%.从生态系统服务功能来看,气体调节价值的贡献率最大,占总价值的45.16%;其次是水土保持价值(28.83%)和涵养水源价值(14.44%);有机物质生产和营养物质循环的价值最小,其贡献率为11.57%.生态遥感测量方法克服了传统生态统计方法以点代面的缺点,计算结果能更加客观地反映生态系统服务价值及其空间分布,但该方法本身也存在一些不确定性,对生态系统各项服务功能及其价值的评估只是保守和粗略的估计,有待于深入研究.     

云南哀牢山南部鸟类的区系分析

哀牢山南延部分在云南省南部至东南部红河哈尼族彝族自治州(简称红河州)内,呈西北东南走向。南部为热带气候,北部为亚热带气候区。地势起伏虽不若滇西北三大峡谷之剧烈,但河口县与金平县内西隆山峰之高差却约达3,000米。这一南延部分区域内,植被类型复杂,花果繁茂,昆虫种类丰富。如此优越的自然条件,也导致了鸟类种类繁多昌盛的结果。     

2001–2020年黄土高原光合植被时空变化及其驱动机制

为揭示实施退耕还林(草)政策20年后黄土高原植被盖度的最新演变趋势及区域差异,定量分析气候和人类活动对该区植被盖度变化的贡献率及空间分布。该研究以光合植被(PV)盖度为植被生长状况指标,基于2001–2020年PV数据及同期气象数据,采用Mann-Kendall检验、Sen分析和残差分析等方法,分析了黄土高原2001–2020年植被覆盖的时空演变特征及其驱动要素。主要结果:20年中黄土高原植被盖度呈显著增加趋势,增速为每年0.8%。全区植被盖度呈增加趋势的区域面积比例为90%,呈显著增加的区域面积占比为71%;对全区植被盖度增加的贡献,主要是黄土丘陵区(约2/5),其次为风沙丘陵区(约1/4)和石质山区(约1/5);不同地貌分区内,黄土丘陵区中陕西榆林和延安两市区境内植被盖度增加迅速,风沙丘陵区中内蒙古鄂尔多斯市植被盖度变化最快;研究时段内人类活动和气候变化对黄土高原植被增加的贡献率分别为76%和24%;人类活动对植被盖度贡献较大区域主要分布在陕西延安以北、山西太原以南、宁夏同心以南和甘肃平凉和庆阳等丘陵、台塬和风沙丘陵等政府生态工程实施较好的地区。     

利用CASA模型估算我国植被净第一性生产力

基于地理信息系统和卫星遥感应用技术,利用CASA模型估算了我国1997年植被净第一性生产力及其分布。结果表明：1997年我国植被净第一性生产力为1．95PgC,约是世界陆地植被年净第一性生产力的4．0％;我国植被净第一性生产力的主要分布趋势是从东南沿海向西北逐渐减小,其中海南岛南部、云南西南部、青藏高原东南部的热带雨林和季雨林地区植被年净第一性生产力最大,达900gC.m^2.a^-1以上,而西部塔克拉玛干沙漠地区植被年净第一性生产力最小,不足10gC.m^-2.a^-1。     

基于MODIS的中国陆地植被生长及其与气候的关系

基于MODIS2000~2005(缺2004年)5a每8d的GPP资料,分析了中国陆地植被生长特征,讨论了我国气候因子(温度、降水以及辐射)对同期植被生长的影响。研究结果显示,中国陆地植被的年均GPP分布范围在0~3252.6gC.m-.2a-1之间,5a平均值为491.1gC.m-.2a-1;年均GPP最大的地方主要分布于云南南部、海南、台湾以及东南沿海部分地区,最小值主要出现在青藏高原、新疆以及内蒙古西部等高寒、干旱地区。温度是影响同期我国陆地植被生长的主要因子,其次为降水,辐射对我国陆地植被的影响比较小,主要影响区域在华南地区。陆地植被GPP与温度和降水的相关系数在我国表现为自北向南逐渐减小的分布特征,与对应气候因子的分布呈反向关系;而GPP与云量的相关系数则自北向南逐渐增大。     

中国陆地植被净初级生产力估算模型优化与分析——基于中国生态系统研究网络数据

该研究基于中国生态系统研究网络(CERN)数据对传统CASA模型进行优化,对比两叶模型与优化CASA模型在站点尺度和像元尺度对于8个典型生态站点的植被净初级生产力(NPP)估算精度,选择在像元尺度表现更好的优化CASA模型,结合中国土地覆被数据(ChinaCover)开展2000—2019年中国陆地植被NPP监测与分析。研究结果表明：(1)基于FY2D PAR的优化方案能够有效避免空间插值导致的不确定性问题,显著提高了PAR估算精度;(2)在站点尺度上,两叶模型用于估算典型森林、草地生态系统的NPP表现更好,而在像元尺度上优化CASA模型估算精度更高;(3)在全国尺度上,优化了最大光能利用率、水分胁迫系数以及光合有效辐射计算方法的CASA模型能够较好地模拟中国陆地植被NPP,近20年中国陆地植被NPP变化范围为2.703—2.882 PgC/a,在空间上呈西北低东南高的格局,在时间上呈现波动中缓慢增加的趋势。     

2001-2019年台风干扰下我国东南沿海地区植被抵抗力和恢复力评估

台风是影响我国陆地生态系统结构和功能的主要自然灾害之一,尤其对东南沿海地区植被具有明显的干扰效应。为深入了解台风对我国沿海地区植被的影响及其响应,基于MODIS增强型植被指数(Enhanced Vegetation Index, EVI)和叶面积指数(Leaf Area Index, LAI),分析了2001-2019年间不同等级的台风对植被EVI和LAI的影响,评估台风登陆时植被的抵抗力及台风过后植被的恢复力。结果表明:(1)2001-2019年间,共有70个台风登陆我国东南沿海地区,其中,台风(TY)、强台风(STY)与超强台风(SuperTY)的数量分别为35、26和9个。我国台湾省的台风登陆次数最多,为26个,其次为广东省(20个);(2)在整个研究区范围内,台风(TY)、强台风(STY)与超强台风(SuperTY) 登陆后的EVI净变化率分别为4.88%、-7.48%、-1.85%,LAI净变化率分别为22.28%、-65.70%、-17.60%;(3)在经历台风干扰后,沿海地区大部分植被可在3个月之内得到恢复,其中浙江省与广东省植被的恢复时间较长,海南省与台湾省植被的恢复时间较短。研究结果对我国沿海地区森林经营管理和生态环境保护具有重要意义。     

西南地区植被对陆地水储量的响应

为探究中国西南地区植被生长对陆地水储量变化的响应规律，本研究利用重力恢复和气候实验(GRACE)卫星的陆地水储量异常(TWSA)数据以及归一化植被指数(NDVI)数据分析了2003年1月—2021年12月间中国西南地区植被与TWSA的变化趋势及相互关系。结果表明：研究期间中国西南地区的NDVI整体呈现上升趋势，而TWSA在西藏中南部呈现显著下降趋势，在西藏西北部及中国西南地区东南部呈现显著上升趋势。Pearson相关分析表明，中国西南地区NDVI对TWSA变化的响应具有显著的空间差异，西藏大部分区域NDVI对TWSA的变化呈现显著的负响应，而中国西南地区东南部大部分区域NDVI对TWSA的变化呈现显著的正响应，这受到气候变化与地貌差异的影响。     

西藏自然保护区现状分析及其空间布局评估

对自然保护区空间布局合理性进行评估,可为管理部门制定政策提供科学依据。以自然保护区名录数据为基础,采用数理统计、时间序列分析和空间叠加分析等方法,在深入认知西藏国家级和省级自然保护区现状特点的基础上,从人文和自然角度对其空间布局合理性进行评估。结果表明:(1)截至2015年底,西藏自然保护区面积达41.37万km2,较全面保护了西藏脆弱生态系统和国家重点保护动植物;(2)西藏1990—2015新增国家级和省级自然保护区2000年以前由东南部往中西部扩展,2000年以后主要分布在自治区中部,其空间分布和类型趋于完善;(3)从人文角度看,西藏国家级和省级自然保护区生态保护与人类活动的矛盾不突出,总体布局合理;(4)从自然角度看,各个生态地理区(植被带)内自然保护区密度较为接近,但自然保护区面积占比差异较大,空间布局还需优化。     

Climate change‐induced migration patterns and extinction risks of Theaceae species in China

Theaceae, an economically important angiosperm family, is widely distributed in tropical and subtropical forests in Asia. In China, Theaceae has particularly high abundances and endemism, comprising ~75% of the total genera and ~46% of the total species worldwide. Therefore, predicting the response of Theaceae species to climate change is vital. In this study, we collected distribution data for 200 wild Theaceae species in China, and predicted their distribution patterns under current and future climactic conditions by species distribution modeling (SDM). We revealed that Theaceae species richness is highest in southeastern China and on Hainan Island, reaching its highest value (137 species) in Fujian Province. According to the IUCN Red List criteria for assessing species threat levels under two dispersal assumptions (no dispersal and full dispersal), we evaluated the conservation status of all Theaceae species by calculating loss of suitable habitat under future climate scenarios. We predicted that nine additional species will become threatened due to climate change in the future; one species will be classified as critically endangered (CR), two as endangered (EN), and six as vulnerable (VU). Given their extinction risks associated with climate change, we recommended that these species be added to the Red List. Our investigation of migration patterns revealed regional differences in the number of emigrant, immigrant, and persistent species, indicating the need for targeted conservation strategies. Regions containing numerous emigrants are concentrated in Northern Taiwan and coastal regions of Zhejiang and Fujian provinces, while regions containing numerous immigrants include central Sichuan Province, the southeastern Tibet Autonomous Region, southwest Yunnan Province, northwest Sichuan Province, and the junction of Guangxi and Hunan provinces. Lastly, regions containing persistent species are widely distributed in southern China. Importantly, regions with high species turnover are located on the northern border of the entire Theaceae species distribution ranges owing to upwards migration; these regions are considered most sensitive to climate change and conservation planning should therefore be prioritized here. This study will contribute valuable information for reducing the negative impacts of climate change on Theaceae species, which will ultimately improve biodiversity conservation efficiency.     

基于MODIS-EVI的西南地区植被覆盖时空变化及驱动因素研究

基于MODIS-EVI和气象数据,利用最大值合成法、像元二分模型、趋势分析和相关分析等方法,探讨了西南地区2001-2015年植被覆盖时空变化特征及其对气候因子的响应,并分析了温度和降水对植被覆盖时空变化的驱动作用。结果表明：（1）2001-2015年,西南地区植被EVI以0.1%/a的变化率呈波动增加趋势,但空间异质性显著,呈现出从东南向西北逐渐递减的趋势;（2）西南地区以高和极高植被覆盖度为主,极低植被覆盖度区域约占研究区总面积的8.6%,植被覆盖度增加的区域集中分布在广西省北海-钦州、贵州省邵通-毕节-遵义、四川省广元-广安以及西藏那曲等地区,植被覆盖度呈减少趋势区域主要集中在西藏拉萨-阿里地区和四川成都-阿坝州-甘孜州等地区;（3）植被EVI与同期温度和降水相关性较好,均以正相关为主。在0.05显著水平下,受降水驱动的区域呈斑块状分布在西藏自治区和青海省交界处,以及云南和广西部分地区,约占研究区总面积的3.4%;受温度驱动的区域零星分布在各省、自治区,约占研究区总面积的1.6%;受温度和降水共同驱动的区域约占研究区总面积的7.2%,主要分布在西藏自治区的阿里地区北部,青海省的三江源地区以及四川和贵州两省交界处的小部分地区;西南地区大部分区域的植被EVI指数变化表现为非气候因素驱动。     

Contribution to knowledge of the genus Chydaeus in Xizang Autonomous Region [Tibet] and Yunnan Province, China (Coleoptera, Carabidae, Harpalini)

Five new species of the genus Chydaeus Chaudoir, 1854 are described from China: Chydaeus fugongensissp. n. (Shibali, Fugong County, Yunnan Province), Chydaeus gutangensissp. n. (Gutang, Medog County, Xizang Autonomous Region [Tibet]), Chydaeus hanmiensissp. n. (Hanmi, Medog County, Xizang Autonomous Region [Tibet]), Chydaeus asetosussp. n. (NE of Fugong, Yunnan Province), and Chydaeus baoshanensissp. n. (N of Baoshan, Yunnan Province). Taxonomic and faunistic notes on eleven other species occurring in Xizang and Yunnan are also provided. Chydaeus shunichii Ito, 2006 is re-described, based on specimens from Lushui County, Yunnan. Chydaeus kumei Ito, 1992 is treated as a subspecies of Chydaeus andrewesi Schauberger, 1932 [NEW STATUS]. The taxonomic status of Chydaeus guangxiensis Ito, 2006 is discussed. The following taxa are recorded from China for the first time: Chydaeus obtusicollis Schauberger, 1932 (Xizang and Yunnan), Chydaeus malaisei Kataev & Schmidt, 2006 (Yunnan), Chydaeus semenowi (Tschitschérine, 1899) (Xizang and Yunnan), Chydaeus andrewesi andrewesi Schauberger, 1932 (Xizang and Yunnan), Chydaeus andrewesi kumei Ito (Yunnan), Chydaeus bedeli interjectus Kataev & Schmidt, 2002 (Xizang), and Chydaeus bedeli vietnamensis Kataev & Schmidt, 2002 (Yunnan).     

我国春玉米潜在种植分布区的气候适宜性

根据中国气象局216个春玉米农业气象观测站资料与1971—2000年10 km×10 km空间分辨率的气候资料,基于全国区域和年尺度筛选出了影响我国玉米种植分布的潜在气候指标,利用最大熵(Maximum Entropy,MaxEnt)模型和ArcGIS空间分析技术,构建了春玉米潜在种植分布与气候因子关系模型,研究了影响我国春玉米潜在种植分布区的主导气候因子及其气候适宜性。结果表明,影响我国春玉米潜在种植分布的主导气候因子有:≥10℃积温、≥10℃的天数、最热月平均温度、年平均温度、年降水、湿润指数和气温年较差;结合春玉米存在概率,将我国春玉米潜在种植分布区划分成4个等级:气候不适宜区、次适宜区、适宜区和最适宜区,给出了各气候适宜区的气候特征。选取作物在待预测地区的存在概率这一综合反映各主导气候因子影响的指标来划分作物潜在种植分布区,有助于更加准确地进行气候区划,从而可为制定玉米应对气候变化措施提供科学依据。     

The Tropical Forests of Southern China and Conservation of Biodiversity

Species-rich tropical forests once occurred along much of China’s southern border, from southeastern Xizang (Tibet) and southern Yunnan to southwestern Guangxi, southern Taiwan and Hainan, mainly south of 22°30’N latitude. These Chinese forests are similar to Southeast Asian lowland tropical forests in their profiles and physiognomic characteristics, floristic composition and species richness. Studies of these southern forests in China are reviewed. Complete vegetation studies on the physiognomy and floristic composition have been done in southern Yunnan, Hainan and southwestern Guangxi. Forest fragmentation, dispersal patterns of trees, and the maintenance, population dynamics, phylogenetic community structure, tree functionality and phylogenetic diversity and conservation of these tropical Chinese forests have also been studied. Major changes in land use in China have resulted in an increase in rubber and Eucalyptus plantations and a decrease in the extent of southern forests. The direct results have been fragmentation and loss of biodiversity. The underplanting of economic crops in native forests also threatens to destroy saplings and seedlings, causing the forest to lose its regenerative capacity. Limiting further expansion of monoculture tree plantations, restricting underplanting, and promoting multi-species agroforestry systems are needed in China to conserve the biodiversity of its forests.     

2003-2020年青藏高原冻融侵蚀时空变化特征

全球气候变暖导致青藏高原永久冻土逐渐退化,并增加了季节性冻土的面积,但对冻融侵蚀时空变化还缺乏系统的认识。通过权重法对年冻融日循环天数、日冻融相变水量、植被覆盖度、年均降雨量、坡度和坡向6个冻融侵蚀因子进行赋权,分析青藏高原2003—2020年不同强度的冻融侵蚀时空变化和主导驱动因素。结果表明：(1)2003—2020年青藏高原平均冻融侵蚀面积为(161.37±0.42)×10⁴km²,占青藏高原面积的64.55%,中度及以上侵蚀占冻融侵蚀面积的63.0%,强烈、极强烈和剧烈侵蚀主要分布在雅鲁藏布江流域、昆仑山-祁连山、帕米尔高原地区;(2)2003—2020年青藏高原冻融侵蚀表现为加剧趋势,加剧的区域达到29.79×10⁴km²,占青藏高原面积的11.6%;2003—2010年中度及以上平均侵蚀面积为(95.71±3.33)×10⁴ km²,2013—2020年为(107.60±3.20)×10⁴ km²,其面...     

Contribution of terrestrial invertebrates to the annual resource budget for salmonids in forest and grassland reaches of a headwater stream

1. The annual input, contribution to the diet of salmonids, and quantitative input of terrestrial invertebrates to four reaches with contrasting forest (n=2) and grassland riparian vegetation (n=2) were compared in a Japanese headwater stream.
2. The annual input of terrestrial invertebrates falling into the forest reaches (mean±1 SE=8.7×10³±0.3×10³ mg m^?2 year^?1) was 1.7 times greater than that in the grassland reaches (5.1×10³±0.8×10³ mg m^?2 year^?1), with clear seasonality in the daily input of invertebrates in both vegetation types. The daily input, however, differed between the vegetation types only in summer, when it rose to a maximum in both vegetation types.
3. Fish biomass also differed among the seasons in both vegetation types, being less in the grassland reaches. The contribution of terrestrial invertebrates to the salmonid diet in the forest and grassland reaches was 11 and 7% in spring, 68 and 77% in summer, 48 and 33% in autumn, and 1 and 1% in winter, respectively. The prey consumption rate of fish, which was similar between the vegetation types, increased with stream temperature and was highest in summer. Terrestrial invertebrates supported 49% (mean±1 SE=5.3×10³±0.4×10³ mg m^?2 year^?1) of the annual, total prey consumption (10.9×10³±1.7×10³ mg m^?2 year^?1) by salmonids in the forest and 53% (2.0×10³±0.3×10³ mg m^?2 year^?1) (3.8×10³±0.6×10³ mg m^?2 year^?1) in the grassland reaches.
4. Salmonids were estimated to consume 51 and 35% of the annual total (falling plus drift) input of terrestrial invertebrates in the forest and grassland reaches, respectively. The input of terrestrial invertebrates by drift, however, was almost equal to the output in both vegetation types, suggesting that the reach‐based, in‐stream retention of terrestrial invertebrates almost balanced these falling in.
5. Difference in the riparian vegetation, which caused spatial heterogeneity in the input of terrestrial invertebrates, could play an important role in determining the local distribution of salmonids.