全球气候变化与生物入侵

近年来,人们能越来越明显地感受到全球气候的变化,例如气温升高、降水量增加和极端气候事件增多等。而生物入侵由于对生物多样性和经济造成了巨大影响,也逐渐受到研究人员和各国政府的重视。全球气候变化因素众多,不可避免地影响到了生物入侵进程和成功率,而大规模生物入侵对森林和海滨生态系统的破坏反过来也将对全球气候造成影响。本文探讨了全球气候变化与生物入侵的关系,以及造成这些关系的相关机理。     

全球气候变化与红树林

因为红树林位于海洋与陆地之间,其可能是首先被全球气候变化影响的生态系统。红树林的分布会随着温度气温的升高而增加。全球气候变化对红树林最重要的影响是海平面的变化。随着CO2的增多,大部分的红树林有高的光合作用率、水的利用效率以及生长率。在相对低的光照条件下,红树林的光合作用率相对较高。最后提出了今后尚待加强的一些研究领域。     

气候变化、土地退化和粮食安全问题:关联机制与解决途径

气候变化影响全球食物、水、能源生产和消费,并直接威胁国家和区域粮食安全和社会稳定,相关研究关系到国计民生与全球可持续发展。土地退化是近年来国际研究热点,IPCC、IPBES、UNCCD等都开展了土地退化的专题评估,高度关注土地退化的动态、趋势、影响及响应。尽管气候变化与土地退化具有密切关联,但对其复杂关联机制及解决途径缺乏系统的研究。IPCC于2017-2019年开展了第一次气候变化和土地退化评估,并于2019年8月发布了《气候变化与土地》特别报告（SRCCL）。基于此评估报告,对其中气候变化、土地退化与粮食安全之间的关联机制、未来的变化趋势、可能的影响及对策等进行了系统的论述。特别报告的重要贡献在于其厘清了气候变化与土地退化之间的复杂关联与反馈机制,进一步证实土地利用是导致气候变化的主要因素,指出日益增加的人口压力和粮食消费加剧了土地的退化和气候变化。尽管如此,特别报告也强调土地可为当前全球变暖、生物多样性减少等诸多环境问题提供解决方案,并重点指出改变人类饮食结构和消费习惯具有能够同时应对气候变化和土地退化的双赢效果。将全球升温幅度限制在1.5℃以内的窗口期正在迅速缩短,要解决当前日益凸显的气候变化和土地退化问题,需要推动食物消费的转型、降低碳排放、实施可持续土地管理,促进可同时减缓气候变化和土地退化的协同行动,科学合理的应用负排放和碳储存技术。     

水土资源保持的科学与政策:全球视野及其应用——第66届美国水土保持学会国际学术年会述评

美国水土保持学会第66届国际学术年会于2011年7月17-20日在美国首都华盛顿举行。会议主题是"资源保持的科学与政策:全球视野及其应用"。会议以大会报告、口头分会场报告、座谈会、欢迎宴会、会员论坛、展板、会议考察等多种形式为与会代表提供了交流平台。其中,大会报告密切关注全球化对资源保持政策和实践的影响途径这一重大话题,从"农耕对未来粮食安全、生态系统服务和农业政策影响"、"全球粮食与水资源可持续供给的战略抉择"、"水土资源保持及其管理如何减缓和适应气候变化"等三个方面进行探讨。而分会场报告和座谈会则从水土资源和生物能源的理论技术、政策实施及其影响、地表水-土-碳过程的机理与规律、资源保持法律法规及其创新机制等若干层面进行了深入研讨。本次大会中所凸显的"4R"资源优化配置方案、农民是减缓和适应气候变化的主力、政府-科研院所-企业集团无缝对接等观点与新理念对于开展水土自然资源保持和生态保育、实现产学研紧密结合、维护和谐的人地关系等都具有重要启示和价值。     

EAM会议专刊辑述评——气候变化下旱区农业生态系统的可持续性

农业生产是将自然资源不断转化为农产品的过程。简单的说就是将阳光、空气、水和土壤等无机资源转化为可以供人类消费的有机产物。农业生态系统必须对全球气候变化、市场竞争、自然环境的恶化、经济等政策法规和人民的需求等因素做出灵活的应对策略,同时还要保证自然生态系统的稳定性。在发展中国家,有超过20亿的人口每天收入低于2美元,他们收入中绝大部分都用于解决温饱。这些人大部分生活在干旱、半干旱地区,并以农业生产作为生活的主要来源。由于这些地区水资源匮乏、土壤贫瘠,粮食安全问题一直是该地区人类生存的关键。中澳两国都把干旱、半干旱地区的农牧业发展作为研究的重点。两国的专家都致力于恢复和维护干旱半干旱地区脆弱的农业生态系统。气候变化正在使农业生态系统可持续发展面临严峻挑战。因此,迫切需要农学,生态学,环境学,社会经济学等多学科的共同发展和融合解决这一问题。2010年7月20—25日在兰州大学举办了以“气候变化和旱区农业生态系统管理”为主题的“第二届生态系统评估与管理（EAM）国际会议”。国内外众多知名专家参与了此次会议,并共同讨论在全球气候变化背景下如何提高干旱半干旱地区脆弱农业生态系统生产力与可持续性。本次会议的议题是：(1）半干旱地区旱作雨养农业生态系统评估与管理,(2）干旱地区绿洲农业生态系统评估与管理。此次会议由兰州大学和澳大利亚西澳大学联合主办,中国科学院生态环境研究中心协办,由国家教育部和国家外专局联合支持、兰州大学干旱与草地生态教育部重点实验室承担的“旱寒生态学”学科创新引智基地和西澳大学农业研究院、FAO属下的叙利亚国际旱地农业研究中心(ICARDA)联合提供资金支持。会议期间,25位专家就干旱、半干旱地区植物土壤互作关系作了报告。另外还有18位在干旱半干旱地区科研一线工作的青年学者汇报了研究进展,并与专家进行了广泛交流。报告会之后,大会组织专家分别对典型旱区农业进行了考察,分别是兰州大学黄土高原旱地农业生态实验站(榆中)和甘肃武威市民勤绿洲农业生态系统。此次大会遴选出35篇学术论文,以专刊的形式发表于《生态学报》第31卷第9期。会议遴选出的其它英文文章将于2011年在《Plant and Soil》和《Crop and Pasture Science》上发表,敬请期待。我们相信,本专刊的出版将会对气候变化背景下旱区农业生态系统的研究和发展产生重要的推动作用。     

应对全球气候变化的干旱农业生态系统研究——第二届EAM国际会议青年学者论坛综述

全球气候变暖对干旱农业生态系统管理提出了严峻的挑战,解决方案须从个体到全球不同尺度开展系统研究,并协同考虑与社会经济系统的互作机制。综述了2010年7月24日在兰州大学举行的第二届生态系统评估与管理(EAM)国际会议青年学者论坛的18场青年学者报告,包括全球变化生态学、植物水分生态学、植物营养与土壤生态学、草畜耦合生态学和生态系统设计与管理等5个分支,报告内容从个体尺度到全球尺度、从自然层面到社会层面均有涉及。将会议主题放入Reynolds等人提出的旱地系统发展范式(DDP)、Jianguo Liu等人提出的人与自然耦合系统理论(CHANS)和Thorvald Srensen提出的生态区概念(ecotope)及脆弱生态系统差别分层管理理论(SFDM)的视角中开展系统地讨论。总结过去20a在干旱农业生态学方面的研究工作,并融合国际前沿进展,提出在年降水量为300-550 mm的地区如何实施"大面积搞生态、小面积搞生产"和以"提高农业生产力和增加植被覆盖率"为核心的生态系统管理模式。该模式映射了未来几十年高效应对全球变化给干旱农业生态系统管理带来的挑战。     

全球变化下的国际水文学研究进展:特点与启示——2011年欧洲地球科学联合会会员大会述评

欧洲地球科学联合会2011年会员大会于4月3-8日在奥地利首都维也纳举行。其中,水文学专场重点讨论了全球变化对陆地表层水文过程的影响。主要包括气候变化下的洪涝灾害与干旱胁迫、冰川融雪、降雨特性、区域水平衡、土壤侵蚀与泥沙搬运、景观进化与水文过程、地下水与溶质迁移、植被动态与水文格局、气候-水-健康、气候和土地利用综合影响下的区域水行为、耦合水与人类经济社会的关键要素、基于公众和利益相关者参与的水资源优化管理等重要科学进展。众多议题凸现了多学科交叉、多区域、跨尺度、系统性以及先进技术设备的广泛应用等几大特点,对于今后应对气候变化和环境变迁所带来的种种挑战具有重要启示。当前和今后的工作中应瞄准与把握以下几个基本原则。(1)进一步加强基础研究、促进学科交融与渗透,以实现方法和理念互补、共同解决复杂生态学问题。(2)重视区域分异、以凸现具体科学问题,实现研究目标、对象、内容和方法的有机统一。(3)重视系统性研究,加强国际合作、共同研发,促进先进技术和研究手段的创新与应用。     

近40年沈阳城市森林春季物候与全球气候变暖的关系

1960-2005年期间,沈阳气候受全球气候变暖的影响,年平均气温总体呈上升趋势,气温升幅为0.96℃,但以1982年为界,1960-1982年为偏冷阶段,气温降幅最大值为1.95 ℃:1983-2005年为偏暖阶段,气温升幅最大值为1.60 ℃.一年四季气温处于上升阶段,以冬、春季气温升幅最大,分别为2.3 ℃和1.35℃.城市森林主要树种的春季物候期,在气候偏冷阶段,春季物候期出现较晚,而在偏暖阶段,春季物候期提前发生.同时,物候春季开始日期与结束日期有密切的同步相关性,并与物候季节节奏的长短呈负相关.树木萌动期早晚与冬季和早春气温高低呈显著的负相关,冬春季气温越高,芽萌动越提前.展叶早晚主要受展叶前的春季气温高低的影响,与冬季气温相关性不显著.始花前2-8旬,特别是2-14旬气温对始花期影响最显著.寒冷指数(CI)与树木芽萌动期、展叶始期呈显著正相关,而与开花始期相关性不显著.预测了CO2倍增和气温升高条件下,沈阳城市森林主要树种的萌动期、展叶始期和开花始期分别提前40.41、43.08和24.13 d.     

2010年全球生物技术/转基因作物商业化发展态势

谨此庆祝国际农业生物技术应用服务组织成立二十周年(1991-2010) 2010年是转基因作物商业化15周年,鉴于转基因作物为经济、环境和社会福利带来的持续可观的利益,世界各地的数千万大型、小型和资源匮乏农户在这一年继续扩大了种植面积.     

近40年沈阳城市森林春季物候与全球气候变暖的关系术

1960-2005年期间,沈阳气候受全球气候变暖的影响,年平均气温总体呈上升趋势,气温升幅为0．96℃,但以1982年为界,1960-1982年为偏冷阶段,气温降幅最大值为1．95℃;1983-2005年为偏暖阶段,气温升幅最大值为1．60℃。一年四季气温处于上升阶段,以冬、春季气温升幅最大,分别为2．3℃和1．35℃。城市森林主要树种的春季物候期,在气候偏冷阶段,春季物候期出现较晚,而在偏暖阶段,春季物候期提前发生。同时,物候春季开始日期与结束日期有密切的同步相关性,并与物候季节节奏的长短呈负相关。树木萌动期早晚与冬季和早春气温高低呈显著的负相关,冬春季气温越高,芽萌动越提前。展叶早晚主要受展叶前的春季气温高低的影响,与冬季气温相关性不显著。始花前2—8旬,特别是2—4旬气温对始花期影响最显著。寒冷指数（CI）与树木芽萌动期、展叶始期呈显著正相关,而与开花始期相关性不显著。预测了CO2倍增和气温升高条件下,沈阳城市森林主要树种的萌动期、展叶始期和开花始期分别提前40．41、43．08和24．13d。     

面向生态文明的生态系统服务——2017年第九届国际生态系统服务大会述评

第九届国际生态系统服务大会（9th Ecosystem Services Partnership World Conference,ESP9）于2017年12月11日-12月15日在中国深圳召开。本次会议主题为"增强生态系统服务,促进生态文明建设",旨在探讨生态系统服务科学热点问题,交流最新研究成果,并寻求基于自然的绿色解决方案,进一步推动生态修复与环境保护政策及实践的有机结合,为加强生态修复与生态治理国际合作提供良好交流平台。本文旨在对本次会议的7场特邀报告,30个主题会场内容进行综述,内容围绕当前生态系统服务领域的前沿与热点领域展开,包括生态系统保护管理及可持续性、生物多样性、生态系统脆弱性、生态系统服务评估与模型、气候变化、土地利用与景观、政策与决策分析等方向。     

2019年全球生物技术/转基因作物商业化发展态势

保障粮食安全和营养是各国克服饥饿和营养不良问题的关键.联合国估计,目前的高人口增长率、政治动荡、自然资源退化、被迫移民(从农场到城市社区),以及正在流行的新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情等各种挑战的相互作用将对粮食安全产生重大影响,可能会加剧全球的饥饿和营养不良问题.在农业、粮食、健康、水和卫生等部门,以及社会...     

1982-2012年中亚地区植被时空变化特征及其与气候变化的相关分析

干旱区植被生态系统对气候变化极为敏感,并且干旱区的植被变化研究对全球碳循环具有重要意义。然而近几十年来,中亚干旱区植被对气候变化的响应机制尚不甚明朗。利用归一化植被指数NDVI数据集和MERRA（Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications）气象数据,采用经验正交函数（EOF,Empirical Orthogonal Function）和最小二乘法等方法系统分析了31a（1982-2012年）来中亚地区NDVI在不同时间尺度的时空变化特征。进一步分析和研究NDVI与气温和降水的相关性,结果表明：1982-2012年,中亚地区年NDVI总体呈现缓慢增长趋势,而1994年以后年NDVI呈现明显下降趋势,尤其在哈萨克斯坦北部草原地区下降趋势尤为突出。这可能是由于过去30年间,中亚地区降水累计量的持续减少造成的。NDVI的季节变化表明春季NDVI增长最为明显,冬季则显著下降。与平原区相比,中亚山区的NDVI值增长幅度最大,并且山区年NDVI与季节NDVI呈现显著增加趋势（P < 0.05）。中亚地区年NDVI与年降水量正相关,而年NDVI与气温变化存在弱负相关。年NDVI和气温的正相关中心在中亚南部地区,负相关中心则出现在哈萨克斯坦的西部和北部地区;NDVI和降水的相关性中心刚好与气温相反。此外,在近30年间的每年6月至9月,中亚地区NDVI与气温存在近一个月的时间延迟现象。本研究为中亚干旱区生态系统变化和中亚地区碳循环的估算提供科学依据。     

2015年全球生物技术/转基因作物商业化发展态势

2015年是生物技术作物(又称遗传改良作物或转基因作物)商业化20周年。从1996年到2015年的20年间,全球转基因作物累计种植面积达到空前的20亿公顷,相当于中国大陆总面积(9.56亿公顷)或美国总面积(9.37亿公顷)的2倍。这一累计面积包括:转基因大豆10亿公顷、转基因玉米6亿公顷、转基因棉花3亿公顷和转基因油菜1亿公顷。20年来,农民收益超过了1 500亿美元。     

地球关键带水文土壤学与自然资源可持续利用——2016年水文土壤学国际会议述评

第三届水文土壤学国际会议于2016年8月16日-19日在北京师范大学举行,会议吸引了来自18个国家150余名专家学者参加。本届会议围绕7个主题展开,分别为：（1）土壤结构及优势流;（2）地球关键带科学的观测及模拟;（3）土壤水文和生态水文的过程交叉;（4）关键带科学与观测站;（5）土壤生物物理学与生物化学复合;（6）水文土壤学与生态水文学;（7）土壤水分与其它土壤属性。对我国水文土壤学研究主要有以下启示:（1）推进水文土壤学理论的发展和完善;（2）注重新技术新方法在水文土壤学中的应用;（3）加强学科融合,培养具有多学科背景的人才;（4）拓展水文土壤学研究的国际合作。     

2009年全球生物技术/转基因作物商业化发展态势——第一个十四年1996-2009

谨此纪念已故的诺贝尔和平奖得主、国际农业生物技术应用服务组织(ISAAA)首位创始资助人Norman Borlaug     

生态系统服务研究进展——2013年第11届国际生态学大会(INTECOL Congress)会议述评

第11届国际生态学大会于8月18日至23日在英国伦敦举行,来自世界各地的2000余位代表参加了会议。此次会议规模宏大、内容丰富、气氛活跃、交流形式多样,讨论了生态学不同专题领域的最新进展。会议中关于生态系统服务的探讨主要从生态系统服务与人类福祉的关系、生态系统服务价值评估,城市可持续发展与生态系统服务三方面展开,强调了不同国家、不同领域之间的交流与协作,并展现了生态系统服务研究中的最新成果以及面临的挑战。对我国生态系统服务研究的启示主要有以下几个方面:(1)加强生态系统服务研究的国际交流与合作,注重跨学科综合型人才的培养。(2)加强对生态系统服务的尺度效应及尺度转换的研究。(3)加强生态系统服务机理的研究。(4)加强新技术在生态系统服务研究的应用,促进生态系统服务制图、模型、动态监测的发展。     

2007年全球转基因作物商业化发展态势——从1996年到2007年的第一个12年

在转基因作物商业化的第一个12年(1996～2007)中,由于能得到持续稳定的收益,农民种植转基因作物量逐年增加.2007年,全球转基因作物种植面积增长率达12%,即增加1230万公顷(3000万英亩),达到1.143亿公顷(2.824亿英亩).第一个12年,转基因作物的商业化给工业化国家和发展中国家的农民都带来了经济和环境效益.     

推进生态文明建设,促进区域可持续发展——中国生态文明与可持续发展2020年学术论坛述评

中国生态文明与可持续发展2020年学术论坛于2020年11月11日至15日在江西省南昌市举行,论坛吸引了来自国内70余所高校和科研院所的近360名专家学者参与。本次论坛的主题是"推进生态文明建设,促进区域可持续发展"。论坛围绕9个专题展开,分别是：（1）流域生态环境保护与可持续发展;（2）生态文明建设与乡村可持续发展;（3）高原生态保护与可持续发展;（4）生态经济与区域发展;（5）生态文明与国土空间规划;（6）生态文明背景下的国土综合整治与生态修复;（7）喀斯特地区生态文明建设与可持续发展;（8）湿地监测评估与规划管理;（9）生态系统服务与生态产品供给。对我国生态文明建设与区域可持续发展研究的启示有：（1）加强生态文明建设,深化生态系统服务与可持续发展之间的动态连接;（2）注重社会-生态系统的耦合;（3）关注区域间的平衡,协同促进区域可持续发展;（4）开展国土空间生态修复、推动生态文明建设与可持续发展。     

连接景观异质性与社会环境系统——2017年美国景观生态学年会（The US-IALE 2017 Annual Meeting）会议述评

美国景观生态学年会于2017年4月9日至13日在美国马里兰州巴尔的摩举行。此次会议内容丰富、气氛活跃、交流形式多样,讨论了景观生态学领域的最新研究进展。会议中关于景观异质性与社会环境系统关系的探讨主要从景观格局与社会环境系统耦合方法、景观格局和社会环境系统变化过程、景观异质性与社会环境系统研究在政策制定中的应用三方面展开。对我国景观生态学研究的启示主要有以下方面:(1)重视景观格局变化和社会环境系统的耦合研究;(2)加强景观格局-过程-服务的多尺度综合集成研究;(3)加强景观生态学研究在实际中的应用,为政策制定和实际管理提供支持。