秦岭南北地区环境变化响应比较研究

利用气象水文部门截止 1999年的气象水文实测数据 ,计算分析在气候变暖过程中中国秦岭具有的区域响应分界意义。由于气候变暖 ,在百年时间尺度上 ,通过旱涝指数分析证明秦岭以北进入干旱期 ,秦岭以南为湿润期 ;在 10年时间尺度上 ,陕南气温变化较小 ,而关中气温增高较快 ,陕南与关中年均气温差值变小 ;关中和陕南降水量差值变小 ,二者同时干旱或陕南更干旱 ,反映出秦岭在气候变化中显著的分界作用。气候变暖 ,渭河与汉江年径流系数同步减小 ,其中渭河径流系数由 5 0年代的 0 2下降为 90年代的 0 1以下 ,渭河流域已变为少水带 ,即相当于气候上的干旱区。秦岭以北地区较其以南地区环境干暖化的趋势更明显 ,这对于认识全球变化的区域响应差异有参考意义。

河流入海物质通量对海、陆环境变化的响应

入海河流物质通量研究是陆-海相互作用和全球海洋通量联合研究计划的重要命题。我国是最早开展物质通量研究的国家之一。自20世纪90年代以来,国家自然科学基金项目和国家重大基础研究计划项目都开展了有关河流和边缘海物质通量的研究,即将开始的全国海岸带环境调查专项也把主要河流物质入海通量及其海洋环境效应研究作为主要内容之一。根据当前国内外河流物质通量研究的最新进展,较系统地阐述了河流入海物质通量的概念和对邻近大陆和海洋环境变化的响应。并在此基础上强调指出,河流入海物质通量是研究陆-海相互作用及其全球变化效应的重要参量。归纳了河流入海物质通量研究中需要解决的关键问题。

陆地生态系统环境控制实验的研究方法及技术体系

生物及生态系统与环境变化间的反馈关系及其过程机制是生态学研究的重要内容。不同类型的生物环境因素控制实验以及大尺度的联网野外控制实验被认为是认识生态系统响应和适应环境变化过程机制、精细定量表达的有效手段及认知过程的加速器。近年来发展了大型野外物理模拟实验装置网络(如ECOTRON)、生态系统分析与实验平台(AnaEE)、国际干旱实验研究网络(Drought Network)、氮沉降联合实验网络(Nutrient Network),以及基于各区域性生态观测实验站的联网控制实验(如USA-ILTER)。发展大陆尺度联网实验研究平台事业正日益受到学术界的重视,将会在认知生态系统环境响应过程机制方面发挥更重要的作用。基于以上背景,本文综述了生态系统环境控制实验的研究方法和实验体系的发展,明确指出各种类型的生物环境控制实验需要形成联合协作体系,共同解决生态系统对环境变化的响应及适应的基本科学问题。目前的控制实验包括:1)实验室封闭装置内的生物生理生态学控制实验;2)野外实验场的半开放部分环境要素控制实验;3)近自然状态的野外环境控制实验;以及4)基于野外生态站的联网控制实验。进而,本文还深入讨论了陆地生态系统的环境响应及适应过程机制实验系统设计的发展趋势,分析了基于大尺度自然环境梯度实验及生态站尺度的要素控制实验的优势,提出了整合两种实验技术、发展新一代的野外联网实验体系的科学设想,讨论了基于野外联网控制实验的研究体系,论证了研究生态系统对环境变化短期响应和长期适应的规律和机制、生态系统环境响应定量表达的技术途径。若本文提出的控制实验体系设计方案能够得以实施,必将大大促进我国乃至全球生态系统和环境变化科学的研究水平,对我国应对气候变化和生态环境建设具有重要的科学意义。