广东省陆地生物多样性热点区域及其胁迫因素

生物多样性热点区域的识别及其胁迫因素的分析为生物多样性的保护和恢复提供了有效途径。当前研究大多将物种多样性及其受威胁状况结合起来确定需优先保护的热点区域,缺乏在识别生物多样性热点区域的基础上对其胁迫状况的深入分析。文章基于广东省动植物物种、生态系统林分类型、土地利用等多源数据,利用植物物种多样性、动物物种多样性和景观多样性构建陆地生物多样性热度指标,进而识别生物多样性热点区域,并在此基础上根据生物多样性面临的主要威胁分析了生物多样性受胁迫程度及主导胁迫因子。结果表明:1)广东省陆地生物多样性热度高值区主要分布在人类干扰相对较小的山区,基于热度值分区识别出云雾山、南岭、罗浮山、莲花山4个生物多样性热点区域,总面积达59931.82 km^(2),占广东省陆域面积的33.58%。2)热点区域内各类保护区面积合计6594.39 km^(2),约为广东省所有陆域保护区面积的61.33%,涉及广东省全部204个陆域保护区中的122个。热点区域内保护区的面积仅为热点区域总面积的11.00%,生物多样性仍有大量潜在的保护需求。3)在4个热点区域中,云雾山生物多样性普遍受到中度至重度胁迫,主导胁迫因子为经济发展强度;其他3个热点区域生物多样性广泛受到轻度至中度胁迫,最主要的胁迫因子均为地质灾害风险。

陆地生物配体模型(t-BLM)初探:镁离子降低铜离子对小麦根的毒性

生物配体模型(BLM)同时考虑了水中金属离子的化学形态以及阳离子与金属离子在生物配体(BL)上的竞争对其毒性的影响,能成功预测水体金属的生物毒性/有效性.最近,BLM呈现出向土壤环境中拓展的趋势,发展能预测重金属对土壤生物毒性的陆地生物配体模型(t-BLM)正成为最新的国际研究热点.论文模拟土壤溶液,以土壤溶液中的主要阳离子Mg2+为例,通过单因素浓度控制-恒pH营养液培养-陆生植物根伸长抑制试验,定量探讨了不同浓度Mg2+存在下,铜离子(Cu2+)对小麦(Triticum aestivum)根的毒性.结果表明,Mg2+浓度升高显著减弱了Cu2+对小麦根的毒性,即呈现出保护效应.证实陆地生态系统中也存在阳离子对重金属植物毒性的保护效应,支持了BLM中阳离子和重金属离子在生物配体上存在竞争结合的假设,即BLM概念适用于陆生植物.定量分析表明,小麦根生长抑制的毒性效应指标EC50(以自由铜离子活度表示)与自由镁离子活度间存在良好的相关性,线性回归方程为:pEC50(Cu2+)=-0.36(Mg2+)+6.47(r2=0.9976),Mg2+对Cu2+毒性的影响强度可以通过该方程进行预测.论文积累了重金属铜对典型陆生受试植物小麦的毒性数据,探讨了t-BLM的构建方法学,并为其发展提供了思路.联合了土壤理化性质、金属形态及生物积累和毒性效应的t-BLM,将提供一个环境风险评价和制定土壤质量标准的新工具.

高寒草甸生态系统陆地生物圈模式研究及应用

改进了适合于高寒草甸生态系统的陆地生物圈模式 ,分析了模式中温度变化与水分运动分层的物理原因 ,说明了气候状况对地表面能量交换的影响 ,给出了净辐射和蒸散量新的计算方法 ,提出了有限差分计算中具有二阶精度的Euler隐式格式 ,介绍了中国科学院海北高寒草甸生态站的气候概况和野外观测情况。最后利用本模式对高寒草甸生态站地区的土壤—植被—大气间水热交换过程进行了数值模拟 。

陆地生物圈动态模式:生态系统模拟的发展趋势

陆地生物圈是一个通过能量、水及各个化学要素与大气及物理气候系统进行交换而相互作用的动态系统。由于生物圈平衡模式有很多局限性,目前迫切需要发展新一代模式—生物圈动态模式,用来在全球变化的背景下评价和预测陆地生物圈初级生产力和生物地球化学循环。陆地生物圈动态模式的目的是模拟自然和人类活动扰动导致的陆地生态系统中的动态变化,以及陆地生物圈与大气之间能量、水和碳循环之间的相互作用。开发生物圈动态模式的关键差距并不在于我们没有构建模式源代码的能力,而在于不能很好地描述经验与构建模式所应用的概念之间的联系,尤其是缺乏构建模式所必需的数据,以及对陆地生态系统复杂机理的认识尚不完整、对如何提高和扩展我们已有的知识以及如何对模式进行验证缺乏了解。数据、模式结构、参数库和预测不确定性之间的相互作用将会推动生物圈动态模式的进步与发展。

我国中、新生代主要陆地生物群的年代框架和沉积环境演变研究报告

建立了榆社盆地的高分辨率磁性地层年代学框架,厘定了高庄动物群和麻则沟动物群的准确年代,建立了中国陆相上新统高庄阶和麻则沟阶的高分辨率磁性地层年代学框架。高庄动物群和高庄阶的时代为早上新世,麻则沟动物群和麻则沟阶的时代为晚上新世。目前已对临夏盆地牛家村、丫沟、杨家山、后山和郭泥沟剖面等5个含有重要化石层位的剖面以约20 cm间距采集了古地磁定向手标本样品。结合岩石地层学、磁性地层学和生物年代学的制约,确定了下沙沟动物群的年代为2.2~1.7 Ma;将上新统/更新统界线确定于下沙沟剖面的底部。此外,结合研究组近年来在泥河湾盆地的其他磁性地层学定年结果,建立了泥河湾盆地哺乳动物群的年代序列。建立了大理盆地三营组的高分辨率磁性地层年代学框架,揭示出大理盆地记录了C4n.1r负极性时到C2n正极性时之间的沉积,其中三营植物群产于上新世地层中,从而准确厘定了三营植物群的年代。课题组建立了昭通盆地的高分辨率磁性地层年代学框架,揭示出昭通盆地记录了C3Br负极性时到C2An.1n正极性时之间的沉积,其中昭通古猿化石及其伴生哺乳动物群产于C3An.1n正极性时早期,年代为6.1 Ma。此外,对辽西建昌玲珑塔大西山剖面含化石沉积层中的3个凝灰岩样品进行了详细的SIMS锆石U-Pb定年,获得了（160.7±1.7）Ma、（159.5±2.3）Ma和（158.9±1.7）Ma的年龄结果。通过对义县组各个沉积层展开精细的研究,确定各沉积层的古环境特征,并对热河生物群开展古生物学研究,命名Microraptor一新种。对辽西四合屯早白垩世古湖泊边缘区和深水区的各种岩相的分布范围和厚度变化趋势进行调查,分析了各种岩相和相组合在时间和空间的分布规律,恢复了湖泊形成、演化和消亡规律,探讨了各种岩相和相组合中化石埋葬的方式,从而寻找有利于化石特异埋藏的环境。对富含珍稀动植物化石的、辽西四合屯早白垩世古湖泊演化的第二和第三阶段的沉积物进行了高分辨率、微米级的沉积微相分析,从而划分了6个微相。通过有机碳同位素、碳酸盐碳氧同位素等地球化学手段在我国由南至北3个沉积盆地的地层中确定PETM事件的存在,并通过四醚膜类脂物（GDGTs）组分重建古温度等信息,进而恢复PETM时期我国陆地气候的空间格局和环境特征。该课题选取了内蒙古岱海地区全新世以来的湖泊沉积物DH99a钻孔,进行了黑碳的提取和碳同位素（δ13C）分析。在揭西县灰寨、河源黄村和浏阳澄潭江发现了3条出露完整、化石丰富的新剖面。对这3条剖面以及宜章心田门剖面进行了详细的研究,初步建立了南岭地区晚三叠世-早侏罗世的岩石地层和生物地层的层序。

四亿年以来中国陆地生物群演变及其与环境的关系立项报告

地球陆地生态系统大约从4亿年前开始形成,经历了数次重大的变革,生命演化的许多关键环节也是在陆地上完成的。一些重大的地质环境变化对陆地生物各个类群以及整个生态系统的演化产生了重要影响。我国拥有丰富古生物资源以及涵盖4亿年来各个地史时期的,出露良好且沉积类型多样的陆相和海陆交互相的地层记录。已完成的古生物学领域的两个973项目在古生物学及其相关前沿领域均取得了一系列令国内外关注的重要成果。该申请项目将侧重陆相地层与古生物学综合研究,集中国内优势队伍,充分发挥团队和学科交叉优势,以中国丰富的陆相化石材料和地层为依托,以前期积累的研究成果为基础,重点对约4亿年前植物和脊椎动物登陆以后,中国各主要陆地生物群的演化开展系统深入的研究。首先,将继续加强传统古生物学和地层学的工作,不断完善我国陆相地层的年代框架,为精确的区域和全球对比奠定基础;其次,将通过揭示古生物本身所包含的古环境信息,并结合同位素地球化学、沉积学的工作,对一些关键地史时期的动、植物生活的古环境进行恢复;最后,在以上工作的基础上,进一步对生物演化和环境的关系开展更加深入的研究,重点探索重大全球和区域地质环境事件对植物和脊椎动物登陆、中生代主要动物类群起源和演化、新生代陆地生物群演化及动植物地理区系的形成和演变的影响过程和机理。

陆地生物群地域分异规律剖析

本文在剖析生物群地域分异因素基础上,按空间尺度大小和分异因素的差异将陆地生物群划分为大陆性、区域性、地方性三种尺度分异规律,地带性、经度省性、地带段性地区性、垂直带性、系列性、微域性七种类型的分异规律。

研究发现最早的陆地生物长有鱼类下颌

来自英国林肯大学的研究人员在鉴定了89具年代可追溯至4．1亿年至2．95亿年前四足动物化石的下颔后认为，在这段时间里鱼鳍逐渐进化出四肢，使得它们能够从水里爬到陆地上。研究人员还发现，所有动物的下颌基本都是相似的形状，

二氧化碳浓度升高对陆地生物圈的影响

陆地生物圈与大气圈过程间在具体时间上的连结方面已取得了很大的进展。现在有可能用模型描述地球的初级生产力对气候变化和大气CO_2浓度变化的潜在响应。然而,我们对生态系统对CO_2浓度上升的各种反映仍了解不多,这是由于各种可能的相互作用形成了一个复杂网络。需要在CO_2浓度升高的情况下,对整个生态系统进行实验,而且需要能够监测所有潜在的相互作用及反馈,包括植物与微生物,植物与食草动物,以及植物与大气之间的相互作用。为了解决一些有关生物圈内生物质分配方式的变化问题,国际地圈-生物圈计划(IGBP)正在世界主要生物群落内建立全球实验网络。

白垩纪早中期(Valanginian晚期-Turonian早期)增温过程及陆地生物响应

白垩纪气候总体经历了增温、高温和降温3个阶段,其中白垩纪早中期(Valanginian晚期-Turonian早期,约135~92 Ma)经历了持续和长时间的增温过程。伴随着增温,陆地生物和生态系统经历了快速的辐射和演化。虽然学术界对白垩纪中期的温室气候状态已有深入研究,但对早中期的升温过程及陆地生物响应,仍缺乏深入了解。本研究基于全球已有温度和陆相化石记录,对白垩纪早中期的增温过程及陆地生物响应进行了初步梳理。白垩纪古温度证据显示,早白垩世Valanginian晚期至Barremian期,全球温度逐渐升高,在Aptian最早期(约120 Ma)迎来第一个峰值,最高表层海水温度可达32℃以上,Aptian中-晚期,则经历了一次温度的下降,自Albian期开始又不断升高,在Cenomanian晚期-Turonian早期达到最高,最高表层海水温度可达37℃以上。伴随着温度逐渐升高,以被子植物和鸟类等为代表的陆地生物快速辐射,从中生代陆地生态系统向现代陆地生态系统转变。全球白垩纪早中期陆地生物群的发展和分布与温度的逐渐增高可能存在密切关系。早白垩世中晚期(Barremian-Aptian早期),伴随着温度的逐渐增高,全球陆地生物的演化迎来了一次大辐射。中国东北地区白垩纪早中期发育了热河生物群、阜新生物群(延吉生物群)和松花江生物群(早期),这些生物群的辐射和演化与温度等气候的变化具有密切关系。

火山磷供给推动中国北方中生代陆地生物繁荣

中国北方中生代热河生物群的生物量和生物多样性超过了同时期的其他陆地生物群,早白垩世热河生物群的辐射可能是对华北克拉通峰期破坏过程的响应,然而,克拉通破坏的深部过程和陆地生物群演化之间的内在联系尚不清楚。磷是生命所必需的营养元素,火山产物(包括熔岩和火山碎屑岩)中的磷可通过风化作用供给陆地生态系统。中国北方中生代连续的火山-沉积序列记录了火山磷供给、生物生产力和物种丰度的变化,为研究地球深部过程、火山作用与陆地生物群的协同演化提供了关键证据.火山磷供给与生物群演化之间的耦合关系表明,在华北克拉通峰期破坏期间,大量火山产物的风化作用为陆地生态系统供给了丰富的营养物质,创造了有利于热河生物群繁荣的陆地环境。与华北克拉通破坏初期相对应的侏罗纪燕辽生物群的演化也反映了上述火山-生物之间的耦合机制。

农田土壤重金属污染的陆地生物配体模型研究进展

矿产开采和冶炼、工业"三废"排放等原因导致我国农田土壤重金属污染比较严重。如何科学准确地预测和评价土壤重金属的生物有效性及其生物毒性,是近年来人们关注的热点问题之一。陆地生物配体模型(Terrestrial Biotic Ligand Model,t-BLM)是一种能够预测土壤中重金属生物有效性的机理性模型,模型假设环境中的金属进入到生物体内与一些生物位点结合形成金属-生物配体络合物(BL),当BL达到一定浓度时才会对生物产生毒性,由此判断重金属的生物有效性。本文在综述我国农田土壤重金属污染来源及现状的基础上,讨论了土壤重金属的生物有效性及其生物毒性的研究方法,重点介绍了t-BLM的基本原理,基于植物、土壤动物和微生物为受试生物的t-BLM预测和评价土壤重金属生物有效性及生物毒性的研究进展,提出了t-BLM理论和应用上存在的一些不足。

陆地生物圈模型的发展与应用

陆地生物圈与大气圈和水圈之间能量、水和碳氮等元素的交换和循环对整个地球系统产生了深刻的影响。陆地生物圈模型(TBM)是研究陆地生态系统如何响应和反馈全球变化的重要方法和工具。通过对从生态系统到区域和全球陆地生物圈不同空间尺度的植被动态、生物地球物理和生物地球化学循环过程、水循环和水文过程、自然干扰和人类活动等过程时间动态的模拟,陆地生物圈模型被广泛地应用于评估和归因过去陆地生物圈的时空变化和预测陆地生物圈对未来全球变化的响应和反馈。该文简要回顾了陆地生物圈模型的发展,总结了模型对陆地生态系统主要过程的刻画和模型在生态系统生态学的应用,并对未来陆地生物圈模型的发展和应用进行了展望。

多样性生物的天然粮仓

红树林是处于海陆交界处的独特湿地生态系统,其具有较高的食物供应量,为各种海洋和陆地生物创造了独特而复杂的栖息地。迄今为止,在我国红树林湿地记录到的生物物种数超过3000种,红树林也因此被称为生物多样性最高的海洋生态系统之一。

海洋微生物活性胞外多糖的研究进展

海洋是生命资源的宝库，地球上的生物80％存在于海洋，海洋生物物种远比陆地生物丰富和复杂。海洋微生物是海洋生物的重要组成部分，是重要的海洋自然资源。近些年来，海洋微生物胞外多糖独特的化学结构和生物活性研究在海洋生态学、微生物学特别是药学领域受到广泛关注，海洋微生物胞外多糖的结构及生物活性研究取得了显著进展。

西北地区陆地生态系统植被状态参数业务化遥感研究

植被指数 (NDVI)和叶面积指数 (LAI)是两个非常重要的陆地生态系统植被状态参数。我们首先利用最大值 (MVC)合成方法使用先进遥感数据如MODIS、AVHRR3等得到旬合成植被指数 (NDVI) ,然后利用最新的经验方法针对不同的陆地生态系统类型反演得到叶面积指数 ,重点研究了我国沙尘暴发生频率较高的我国西北地区植被覆被状态及其变化情况。植被指数能够反映区域 ,乃至全球范围植被年季状态 ,用于监测陆地生态系统植物光合作用活动及其变化。植被指数作为一个基础参数能够用于计算反演更高级别的陆地生态系统状态参数。叶面积指数直接影响植被的光合作用 ,蒸腾作用的变化和陆面过程的能量平衡状态。在沙尘暴预测研究中使用的起沙过程模型需要将叶面积指数作为一个关键输入变量 ,另外 ,绝大多数生态过程模型模拟碳、水循环时也都需要将叶面积指数作为一个非常重要的输入变量。我们总结了最新的叶面积指数经验反演方法 ,针对 6钟不同的陆地生态系统类型应用不同经验模型计算得到了叶面积指数。

我国土壤中重金属铜的生物配体模型的建立与应用

关于重金属污染的风险评价及其预测模型日益成为环境领域的研究热点。近年来,一种用于预测和评价环境中重金属生物毒性的机理性模型一生物配体模型(BLM)被广泛应用于水体及陆地生态系统。本研究以我国土壤的陆地生物配体模型(TBLM)建构为目标,以土壤溶液系统为媒介,通过17种土壤上重金属铜离子与大麦根长的相互作用关系,发现了土壤中Cu-TBLM的主要影响因素为Cu^(2+)、CuOH^+、Mg^(2+)以及铜离子与大麦根系表面的专性结合能力。基于模型大麦根长预测值与实测值之间的相关关系,通过数学拟合功能求得TBLM中各参数值为logK_(CuBL)=4.87、logK_(CuOH)+=7.62、logK_(MgBL)=1.91、f^(50%)=0.103、β=1.09。本研究所得到的TBLM模型能很好地预测我国土壤中铜对大麦根长的毒害程度,预测值与实测值的相关性达到了90%。本研究结果不仅可以为我们降低重金属离子生物有效性提供有力的理论借鉴,更对我国土壤环境质量保护和长期良性可持续发展具有重要意义。文160余篇。

CARAIB陆地碳循环模型研究进展及其应用

陆地生态系统碳循环是全球变化研究中的重要组成部分,多种模型已用于陆地生态系统碳循环的模拟。文中着重论述了陆地生物圈碳循环模型CARAIB的原理、方法及其应用和最新进展。CARAIB模型主要是基于叶面光合作用子模型、冠层子模型和木质呼吸作用3个子模型的耦合,应用大气环流模式气候数据模拟出生态系统碳存储量和生物群区分布。介绍了欧洲利用植物数字化地理配准数据库重新划分植物群组(BAGs)的方法,比较BAGs与传统的植物功能型(PFTs)划分在方法上的差异,根据植物群组应用CARAIB模型进行生物群区分布模拟,并提出利用CARAIB模型模拟我国陆地碳循环和生物群区分布的可行性,为研究中国植被对气候变化的响应模型和预测提供区域尺度的新方法。

WYSS2023世界青年科学家峰会 2023年论坛、活动推介(一) 创建可持续发展青年科学家奖

“科技的未来在青年”。可持续发展青年科学家奖正是在这一大背景下应运而生的。当今世界,人类要破解共同发展难题,比以往任何时候都更需要国际合作和开放共享。而联合国可持续发展目标以及青年科学家正是破题的关键。为此设立了这个奖项,在全球范围内,评选并奖励为联合国可持续发展目标做出卓越贡献的青年科学家,奖项设置了8个可持续发展目标领域(SDG 2零饥饿、SDG 6清洁饮水和卫生设施、SDG 7经济适用的清洁能源、SDG 11可持续城市和社区、SDG 13气候行动、SDG 14水下生物、SDG 15陆地生物,以及多目标交叉领域Interaction),评选不超过5名获奖者,每名获奖者获得100万元人民币奖励,获得了可持续发展国际大数据研究中心、联合国秘书长青年特使等的支持,同时也作为中国落实联合国可持续发展目标的重要举措。