坚守青藏高原 攻克冻土难题——记中国科学院西北生态环境资源研究院研究员俞祁浩

俞祁浩,中国科学院西北生态环境资源研究院研究员,博士生导师。三十多年来一直坚守青藏高原科研一线,致力于我国冻土区重大工程冻融灾害整治、防控关键科技难题的攻克,系统研究了冻融灾害孕育和致灾机理,完善了冻土工程长期稳定理论,构建了冻融灾害防控保障技术体系,为我国冻土工程理论发展和引领国际冻土工程技术创新作出了突出贡献,累计产生经济效益21.43亿元。

中国科学院西北生态环境资源研究院施雅风冰冻圈科研攻关突击队:我们是一片雪花,降落到祖国最需要的地方

中国科学院西北生态环境资源研究院(简称“西北研究院”)施雅风冰冻圈科研攻关突击队共有13人,其中中共党员7人,平均年龄35岁;其攻关任务为2022年北京冬奥会雪务保障关键技术。该突击队以施雅风院士命名,时刻牢记“求真求实不畏艰险勇于创新”的使命,旨在传承老一代科学家精神、践行新时代科学家精神。

科技期刊青年编辑“多维协同”人才培养模式研究——以中国科学院西北生态环境资源研究院期刊出版部为例

青年编辑能力培养和效能发挥对于一流科技期刊建设至关重要。以中国科学院西北生态环境资源研究院期刊出版部为例,分析其依托资源禀赋优势搭建青年创新人才成长的平台,通过内部“多维赋能”和外部竞赛促能相结合的育才用才模式,促使多名青年编辑在出版领域崭露头角,成长为西部科技期刊发展的骨干力量和学术共同体建设的人才支撑。

立足西北脆弱生态环境 坚持绿色复苏气候治理

2023年2月21日,习近平总书记在二十届中共中央政治局第三次集体学习时发表重要讲话强调:“加强基础研究,是实现高水平科技自立自强的迫切要求,是建设世界科技强国的必由之路”。当前,世界正处于机遇与挑战交汇并存的历史时期,新一代信息技术发展为我国提供了自工业革命以来最好的机遇窗口,但是,随着逆全球化思潮的抬头以及疫情后全球经济的复苏乏力,我国发展已经进入战略机遇和风险挑战并存的时期。面对新征程上的巨大风险挑战,破除阻碍我国发展的“卡脖子”难题,需要加快健全新型举国体制,强化国家战略科技力量,优化创新资源配置。

2005-2020年中国西北干旱区典型生态系统土壤有机碳密度数据集

土壤有机碳库是陆地生态系统碳库中最大、最为活跃的部分,在全球碳循环过程和全球气候变化中起着重要的作用。中国西北旱区位于欧亚大陆的腹地,生态系统极其脆弱,对气候变化的响应也极为敏感,是近年来众多学者关注的热点地区,土壤有机碳储量估算以及空间分布特征日益成为该区域的研究焦点之一,但是数据共享不足与实测数据相对缺乏是造成研究结果不确定性的重要因素。在收集中国生态系统研究网络(CERN)位于中国西北六省区的农田、荒漠、草地生态系统野外科学观测研究站土壤长期观测数据的基础上,通过筛选、质量控制后,采用有机碳估算模型计算生成了中国西北干旱区典型生态系统土壤有机碳密度数据集。本数据集涵盖了11个站点2005-2020年各类长期观测样地的表层(0-20 cm)和剖面分层土壤有机碳密度数据,以期为中国西北干旱区土壤碳储量估算和碳循环过程研究提供有价值的实测数据。

宁夏荒漠草原带生态环境质量时空变化及其驱动机制

生态环境质量及其变化评价是生态系统管理的关键依据,也是衡量区域生态文明建设成效的重要指标。宁夏荒漠草原带人工绿洲、旱作农田、荒漠草原、流动沙地并存,加上黄河及其沿岸湿地,山水林田湖草沙景观相对完整,是研究多种生态系统耦合生态环境质量评价的典型区域。以宁夏中部荒漠草原带为例,基于Google Earth Engine(GEE)云平台对2000—2020年Landsat地表反射率图像进行像元间优化重构,计算了区域湿度(WET)、绿度(NDVI)、干度(NDBSI)、热度(LST)四个分量指标,利用土地分类数据核算区域生态系统服务价值(ESV),通过主成分分析法将上述指标加权耦合,构建改进型遥感生态指数(IRSEI),在长时序尺度下对研究区域生态状况进行监测,并明确影响IRSEI的主要驱动因素。结果表明:(1)前两主轴累计贡献率为84.66%,其中NDVI与WET是PC1主要贡献因子;ESV是PC2的主要贡献因子。IRSEI的评价分析中引入ESV减少了分量指标在PC1的聚集现象,将分量指标分散有效反映了IRSEI的多样性。(2)研究区生态系统服务价值呈现稳步增加的趋势,其中调节服务>支持服务>供给服务>文化服务,空间上呈东北高西南低的格局。(3)2000—2020年IRSEI指数均值范围为0.546—0.598,呈现单峰型波动增加趋势,增长率为7.42%。2000—2020年,面积变化由中等与较高级为主转变为较高与高等级为主,其中高等级面积增长率达到84.79%。(4)降水是影响IRSEI分异的主要驱动因素,整体驱动因素上:降水>人口密度>温度>土地利用强度>经济生产总值。海拔则是通过影响气候因子进而间接影响了IRSEI指数。研究评价了2000—2020年宁夏荒漠草原带生态环境质量时空变化特征及驱动机制,为指导区域生态保护修复和可持续发展提供了重要决策参考。

中国西北干旱内陆区季风-西风交互作用研究进展

中国西北内陆干旱区存在季风和西风两个气候变化模态,是季风-西风交互作用影响区。对该区域气候环境的研究具有重要的理论和现实意义,也是当前全球变化研究中备受关注的前沿问题。本文通过梳理前人对季风、西风区及其边缘活动带界定、器测和代用指标的两大环流气候影响及其交互作用研究进展,认为今后需加强对西风模态及其与季风交互作用、区域界定、高分辨率大时空尺度驱动机制的相关研究,以期推动区域全球变化响应及其动力机制等学科领域发展,为西北干旱区区域沙漠化治理和国家生态安全战略提供科技支撑和决策理论依据。

基于财务共享服务模式的中央预算单位财务转型——以中国科学院为例

文章分析现行财务管理模式的缺陷,介绍财务共享服务模式在中央预算单位推广应用情况及效应;介绍财务共享模式建设总体框架并以中科院为例重点阐述集中核算、业财服务、决策支持三种模式的建设路径。

中国科学院西部地区科技工作者的文化类型数据集

当代自然科学研究工作中,更好体现文化因素作用的需求日益显著。在人类与自然关系研究中,当地居民的生活方式、文化服务,以及他们所掌握的文化知识都是构建生态系统综合服务体系和环境治理的关键。Mary Douglas的文化理论为人类的文化偏好判定提供了有效的视角,使得地理学者、生物多样性专家、人类社会学家及管理决策者等在文化问题上的合作越来越普及。根据该理论,本调查构建了包含自然感知、社会认知、人际关系处理以及自我反思等4个方面共40个选题的判定问卷,围绕个人主义、等级主义、平等主义及宿命论等4个文化类型于2019年5月和10月,面向中国科学院西部地区科技工作者开展两步调查工作。第一步预测试邀请10位不同岗位的科技工作者参与答题与自评,并邀请了9位掌握或已学习文化理论且认识所有预测试被试者3年及以上的评定专家参与问卷验证。验证结果表明,问卷有高度一致性、可靠性和内容效度,其中被试自评的一致率为0.9,标度一致性的Kappa系数为0.861。第二步网络调查面向中国科学院西部地区某单位,共收集了181条数据,其中有效数据160条。数据质量评估的一致率为0.762,Kappa系数为0.623,表明具有高度的一致性。调查结果显示,中国科学院西部地区的科技工作者中,等级主义和平等主义分别占47%和45%,个人主义者占6%,宿命论者为2%。通过本数据集,还可以分析不同性别、年龄及岗位的科技工作者的文化类型和工作态度。

中国科学院兰州分院科技支撑碳达峰碳中和战略研究

2020年9月,我国在第七十五届联合国大会上提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。2020年底,中国科学院学部启动了碳中和重大咨询项目的研究工作,在此基础上,形成了中国科学院科技支撑碳达峰碳中和战略行动计划,旨在以解决关键核心科技问题为抓手,促进构建绿色低碳循环发展的经济体系和清洁低碳、安全高效的能源体系,推动能源革命,推进产业优化升级,加快绿色低碳科技革命,积极支撑我国参与和引领全球气候治理,为国家实现碳达峰碳中和战略目标提供强有力的科技支撑。

中国科学院玉龙雪山冰冻圈与可持续发展野外科学观测研究站

中国科学院玉龙雪山冰冻圈与可持续发展野外科学观测研究站(以下简称“玉龙雪山站”)始建于2006年,是我国第一个以海洋性冰川与环境为观测与研究对象的国家级野外站,依托单位为中国科学院西北生态环境资源研究院。玉龙雪山站地处青藏高原东南缘的云南省丽江市玉龙纳西族自治县白沙镇(27°1′17.25″N,100°14′6.08″E,海拔2 600 m),2013年进入中国科学院高寒区地表过程与环境观测研究网络,2019年获批为中国科学院院级站.

土壤碳氮特征沿干旱梯度时空格局及对气候变化的响应——基于中国生态系统研究网络(CERN)长期定位监测数据

土壤碳氮含量及其化学计量特征是表征生态系统碳汇能力和土壤质量的重要指标,在支撑生态系统结构功能以及缓解气候变化中起着关键作用。利用中国生态系统研究网络(CERN)长期定位监测数据,分析了土壤碳氮特征沿干旱梯度的时空规律及其对气候变化的响应。结果表明:空间上,典型荒漠草原生态系统随着干旱加剧,土壤有机碳和全氮含量减少,土壤有机碳对干旱响应的敏感性降低,而土壤全氮对干旱响应的敏感性增加,土壤有机碳随土壤全氮含量的增加而增加。时间上,2005—2018年,荒漠草原生态系统土壤有机碳和全氮含量变化速率沿干旱梯度表现出由负转正的增加趋势,其中,干旱区呈减少趋势,半干旱和半湿润地区呈增加趋势,鄂尔多斯站和沙坡头站呈显著增加趋势。从影响因素来看,土壤碳氮特征对降水量增加的敏感性沿干旱梯度呈现出先增强后减弱的“上凸”抛物线趋势,温度变化对土壤碳氮特征的调控没有表现出明显的干旱梯度效应。土壤碳氮比、土壤有机碳含量、土壤全氮含量对降水量和平均温度变化响应的敏感性均依次降低。不同干旱梯度土壤碳氮特征的变化规律为未来气候变化下生态系统结构与功能预测提供科学依据。

2005-2017年中国干旱半干旱区典型生态系统土壤储水量数据集

土壤水是地球水体的重要组成部分之一,陆地上植被和作物所利用的水分主要是从土壤中直接汲取的。因此土壤水的存贮、补给、消耗、更新和平衡对全国尤其是干旱半干旱区域的农业、牧业、林业、自然生态环境和水资源平衡,有着极其重要的意义。本数据集选取中国生态系统研究网络(CERN)位于中国西北干旱半干旱区的8个生态系统观测研究站,收集整理了各站2005–2017年的土壤含水量长期观测数据,通过质量控制、开展剖面-样地尺度上层次及时间归一化统计计算,生成了相应的土壤储水量数据集,以期为中国干旱半干旱区典型生态系统土壤储水量分布及变化状况提供长时序的数据刻画和支撑。

“以山为名”的高寒生态研究

山地是生物多样性的摇篮,其复杂丰富的生境类型孕育庇护了各种各样的生物物种,许多地区更是特有物种的栖息地。山地具有重要的生态功能与服务价值,易受到气候变化与人类活动干扰的影响。在我国疆域以青藏高原为主体的典型山地生态系统具有极高的环境异质性、物种多样性和特有性,其显著特点是较小的海拔梯度变化能导致巨大的气候差异。利用野外调查、试验研究、文献综述等方法探讨复杂生态系统的变化,特别是在不同时间和空间尺度对全球变化的响应值得我们重点关注。本专辑收录了以中国生态学会高寒生态专业委员会2023年学术年会“高寒生态研究生论坛”报告为主体的多种类型题材的文章,旨在重点展示研究生在高寒生态领域的阶段性研究成果,为未来的深入研究提供重要参考与培养潜在生力军。该专辑不仅深化了对高寒生态系统的科学理解,更为全球环境保护和气候变化应对策略提供了理论支撑,促进了生态系统的适应性管理,最终为可持续发展绘制计划蓝图,制定解决方案。

2005-2020年中国干旱半干旱区典型草地和荒漠生态系统植被地上生物量数据集

植被生物量是全球碳循环的重要组成部分,是陆地生态系统与大气之间碳交换的重要环节,是定量研究全球气候变化与草地、荒漠生态系统之间的反馈调节作用等的基础。中国干旱半干旱区的草地、荒漠生态系统是重要的碳库类型,本文选取中国生态系统研究网络(Chinese Ecosystem Research Network,CERN)中位于中国干旱半干旱区的2个草地生态系统观测研究站(海北站、内蒙古站)和5个荒漠生态系统类型观测研究站(鄂尔多斯站、阜康站、临泽站、奈曼站、沙坡头站)的典型生态系统,对其按照CERN生态系统长期观测规范开展长期观测获取的植被地上生物量的2005–2020年间生长季的月动态实测数据进行了收集整理与质量控制,并开展了样方原始调查数据到样地尺度观测数据的统计计算,生成了植被地上生物量数据集,可为中国干旱半干旱区草地和荒漠生态系统对全球气候变化响应及植被保育与可持续发展等研究提供地面观测数据支撑。

开展冰冻圈服务和灾害研究促进区域可持续发展——中国科学院玉龙雪山冰冻圈与可持续发展野外科学观测研究站

冰冻圈是气候系统五大圈层之一,与人类可持续发展息息相关.冰冻圈服务为人类发展提供了巨大的民生福祉.同时,其快速变化又对可持续发展造成了一定风险或灾害影响.在全球变暖问题日益严峻的今天,冰冻圈与可持续发展受到广泛关注.

改良红层工程性能与环境耐久性研究进展

红层在我国东南、西南、西北地区广泛分布,因其膨胀收缩性、遇水崩解性、岩体软弱性等特点,往往不能直接作为填料应用于路基工程,必须进行物理或化学改良处理。通过文献调研,本文从红层崩解机理、工程改良方法、改良效果及环境耐久性等方面对国内外研究进行了梳理。并结合现有研究,提出未来应加强环境荷载(如干湿、冻融作用)及静、动荷载单独或耦合作用下改良红层的耐久性研究。

西北地区红层泥岩崩解特性试验研究

针对西北地区红层泥岩设计了一套自由浸水崩解装置,对不同质量的红层泥岩试块进行自由浸水试验。考虑试块的吸水过程,将试块吸水率作为崩解试验结果的补偿,研究不同质量红层泥岩试块的崩解率、崩解速率随时间变化规律。结果表明,测试红层泥岩膨胀性矿物含量较少,其崩解的前30%时间内崩解率可达45%~75%,前50%时间内崩解率可达68%~90%,崩解总时间T与试块质量m满足T=a*(1-e^(-b*m)) 关系。随着试块质量增加,试块崩解速率越大,且崩解的前50%时间内崩解率增加显著。

中国多元林草原料生物质资源分布及醇类利用指标分析

中国林草原料资源丰富,对其分布的整理不仅有助于推动林草原料的综合利用,也有助于解决林草废弃物带来的环境问题。因此,该研究根据中国大陆地区的地理经纬度,对全国范围内的代表性林草原料进行了分区梳理,并筛选出了各地区的优势林草作物。对多元林草原料的分布与组成特性,水分、挥发分、纤维素含量、半纤维素含量、C元素含量、O元素含量、热值等进行了共性和个性指标的整理,确定了多元林草原料组成与结构分析的数据库检索字段。华东地区甜菜并不适宜作为生物质醇类利用中林草原料,氧元素含量较其他林草原料高出46%,玉米秸秆和水稻秸秆中O元素含量较低,适宜作为生物质醇类利用中林草原料;大豆中纤维素含量明显较低,比其他林草原料低40%,西南地区玉米秸秆高于其他林草原料;西北地区黑麦草和华东地区华南地区甘蔗的比热容值较高,在3.2~4.8 J/(kg·K),其他能源草比热容值多处于0.8~2.4 J/(kg·K)。深入分析各地区代表性林草原料作为醇类利用的指标,探讨多元林草原料的物理性质、化学组成、工业组成、元素组成以及醇类利用潜力的差异性、变异性和相关性。该研究为中国多元林草醇类利用提供了重要的基础支撑和数据参考。

黄土高原典型丘陵沟壑区的滑坡灾损土地生态修复研究进展

我国是地质灾害频发的国家,滑坡是地质灾害的主要类型之一。陇中黄土丘陵区地处黄土高原西段的黄河流域上游,一直以来是滑坡事件的高发区,因其突发性造成的次生灾害给当地人民生命财产安全带来了较大隐患。近年来随着社会防治力度与投入加大,该区域有关滑坡的理论研究和技术修复手段有了较为全面的提升,特别在生态修复研究与实践领域取得了一定的进展。但是,该区域现有的针对性研究方法与灾损土地的修复手段仍然存在一定的局限性与不足。因此,本文就陇中黄土丘陵区滑坡的影响因素和现有修复模式进行综述,首先采用地理信息系统手段图示研究区域的环境概况,进而运用文献计量学的方法系统概括该领域的研究热点内容,并就目前滑坡灾损土地修复的不足之处提出相关解决办法,以期能够全面阐述滑坡灾损治理的必要性,为未来滑坡治理梳理潜在的研究方向,促进滑坡治理更好地发展。