分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 湖泊是我国地表水资源库和山水林田湖草生命共同体的重要组成。湖泊生态系统相对封闭，结构与功能较为清晰，生物与环境相互作用紧密，是开展生态学理论与实践研究的优良场地。湖泊生态学研究的主要方法有野外观测、受控实验及数值模拟。而浅水湖泊环境容量小，湖泊生态系统对环境变化敏感。比如，风浪等物理过程能显著引起湖泊沉积物悬浮和内源营养盐释放，影响上覆水光环境，进而影响浮游植物生长乃至整个湖泊生态系统结构与功能。受制于野外受控实验系统的条件限制，目前我国湖沼学实验大多停留在数立方米体积的水池试验和条件较难控制的湖体中试，大尺度受控模拟试验装置缺乏，重要湖沼学过程和关键条件参数获取困难。在中国科学院野外站网络重点科技基础设施建设项目的支持下，中国科学院太湖湖泊生态系统研究站在我国第三大淡水湖——太湖建成了浅水湖泊物理-生态过程模拟平台，以高仿真湖泊物理模型实验平台为核心，配套大型生态实验平台与数值模拟平台，可以开展波浪、湖流、河道脉冲式输入等湖泊物理过程影响下的湖体污染物迁移转化过程、生物生理与生态系统响应过程，以及水体鱼类、高等水生植物、浮游藻类、底栖生物等生态系统模拟试验。利用模拟平台开展了重要水体生态过程研究、工程技术参数确定，极大增加了野外站受控实验能力和数值模型参数精度，提升了支撑国家生态修复与管理需求、国际湖沼学理论前沿探索的能力。
分类： 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间： 2017-11-10 合作期刊: 《中国生态农业学报》
摘要： 越来越多的证据表明伴随植树造林/再造林等工程实施, 我国北方地区叶面积指数(LAI)近年来变化明显。但有关植树造林等引起的LAI 变化对水循环的影响仍存在争议。本研究利用卫星遥感LAI 数据和生态 过程模型(BEPS)评价了2000—2014 年北方地区LAI 变化对蒸散和产水量的影响。首先评价了北方地区LAI 的变化趋势; 在此基础上采用“去趋势”法去除LAI 变化趋势而仅保留其年际变化; 而后分别基于原始和去趋势后LAI 序列驱动BEPS 模拟北方地区蒸散; 最后基于两种情景比较分析LAI 变化对蒸散和产水量的影响。结果表明, 北方地区LAI 发生显著变化的地区占北方地区面积的20.2%, 其中LAI 显著升高和显著降低地区面积分别占18.8%和5.5%。在像元尺度上, LAI 升高会促进蒸散并降低产水量, LAI 降低则相反。在区域尺度上,LAI 升高分别对蒸散和产水量产生了显著的正负效应; LAI 变化对水循环影响取决于研究区覆盖范围和研究区内LAI 升高和降低的比例。考虑到LAI 升高对产水量可能产生的负效应和北方地区的缺水危机, 未来植树造林活动或许应该考虑更多集中于南方地区。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 黄河下游引黄灌区是我国重要的粮食保障基地。该地区当前面临严重的缺水和水资源分配不足问题，从而导致地下水位快速下降。由此对未来农业及生态环境的影响存在诸多未知和不确定性，已成为当前农田生态系统研究的热点。在中国科学院野外站网络重点科技基础设施建设项目的支持下，中国科学院禹城综合试验站（以下简称“禹城站”）/山东禹城农田生态系统国家野外科学观测研究站 2016—2020 年建成了 16 个地下水位可调控的封底样地群构成的地下水-农田生态系统关键过程综合试验模拟装置（以下简称“禹城GAS”）。禹城 GAS 集成了大型封底样地子系统、地下水位自动调控子系统、土壤温度-湿度-盐分监测子系统、土壤水采集子系统、根系生长监测子系统、地下水水量-水质动态监测子系统、关键带动态监测子系统、农田生态系统水碳氮交互作用研究子系统、近地面无人机作物长势-多光谱监测子系统等 9 个子系统；通过多方法定位监测、多要素分层解析、多尺度立体监测组成的综合监测体系，禹城 GAS 可支撑开展地下水动态变化情景下农田生态系统碳氮水养分循环、粮食安全、生态安全和环境安全相关的基础试验研究和国际前沿探索。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 南方红壤区和亚热带森林交错，是我国生态文明建设重要的空间载体；提升生态服务功能，传承健康稳定的生态系统，是区域可持续发展面临的重大挑战。中国科学院千烟洲亚热带森林生态系统观测研究站（以下简称“千烟洲站”）地处亚热带典型红壤丘陵山区，以亚热带人工林、常绿阔叶林、次生林等生态系统为研究对象，采用长期定位观测、控制实验与模拟等方法，研究亚热带森林生态系统结构与功能。在国内率先引进碳水通量观测技术，突破了涡度相关与稳定同位素技术协同观测的技术瓶颈，从点到面阐明了我国亚热带森林对全球变化响应适应机制；揭示了流域尺度物质循环与生态水文过程耦合机制；创新人工林生态系统多目标经营理论、关键技术与示范模式；在地下生态过程研究取得突破性进展，首次提出了基于植物根系的植物进化理论。千烟洲站是以林为主、山水林田湖草生态系统恢复和可持续发展的典型代表，是我国亚热带森林生态系统功能演替序列研究的重要野外平台，已成为我国生命科学和地学交叉的代表性的综合观测研究站。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2020-12-17 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 以艾比湖流域荒漠生态系统为研究对象，选取1 hm2荒漠植物群落样地，基于6个取样尺度（5 m×5 m，10m×10 m，20 m×20 m，25 m×25 m，50 m×50 m，100 m×100 m），利用不同的生态学模型拟合植物群落的分布格局，从而判定主导荒漠生态系统植物群落构建的主要生态学过程以及尺度效应对群落构建的影响。结果表明：（1）随着空间尺度的增加，群落中稀有种逐渐降低；常见种比例逐渐增加。（2）物种多度等级曲线显示，随尺度的增加物种丰富度增加，物种分布越均匀。（3）模型拟合结果表明，荒漠植物物种多度分布与中性模型和统计模型的预测结果一致，而生态位模型均未通过检验（P<0.05）。（4）随着尺度的增加物种丰富度指数和Shannon-Wiener指数随之增加；Simpson指数和Pielou指数则呈现相反趋势。综上所述，虽然基于不同尺度下荒漠生态系统在群落组成上有明显的变化，但影响物种多度分布格局的生态学过程基本一致，同时可初步推断中性理论对荒漠植物群落物种多样性维持过程中显得更为重要。
分类： 其他 >> 综合 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》
摘要： 中国科学院黄土高原地球关键带与地表通量野外观测研究站（以下简称“黄土高原关键带站”）立足黄土高原，面向黄河中游，开展季风区地球关键带和地表通量的长期定位观测和数据积累，在科学上为世界地球关键带科学作出突出贡献，在服务国家需求上为黄河流域生态保护和高质量发展等国家战略提供有力的科技支撑。黄土高原关键带站提出了黄土关键带形成演化的“季风控制论”，重建了地质历史时期黄土高原植被、温度和降水的变化，查明了黄土关键带形成演化的气候背景；重建了过去500年温度、降水等气候要素序列，揭示了黄土高原干旱、高温等极端气候事件发生的诱因及特点；系统开展了黄土高原生态系统过程与服务研究，揭示了黄土高原关键带土地利用格局与生态过程的作用机理，阐明了不同生态系统服务的形成与相互作用机制，提出了面向可持续发展的黄土高原关键带类型划分的指标体系和方法框架；深入开展了黄土高原多尺度水土过程及其对重大生态工程的响应研究，阐明了黄土高原和黄河流域过去60年径流输沙和水沙关系的时空尺度特征与驱动机制，揭示了土壤水分与区域气候、土壤和植被的相互关系，定量评估了黄土高原生物和工程治理措施的环境效应；为黄土高原综合治理、生态保护和经济社会可持续发展提供决策咨询。
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