全球变化与陆地生态系统土壤侵蚀网络:一个多方参与的研究计划

土壤侵蚀是土地持续利用与管理的一个重大威胁,是人为土地退化的主要形式。奥德曼等人(1991)认为全世界大约有六分之一的可用地已遭风蚀或水蚀。土壤侵蚀还能造成异地环境问题,诸如增加空气中尘埃(Stetler等人1994;EPA1994),促使沉积物向河流和湖泊中的迁移(Robinson 1979),以及水库淤塞(Tagwira 1992)。全球变化会使目前状况更恶化。

从地球过程到人地和谐——关于地球系统研究科学战略的思考

较为详尽分析了地球系统科学的由来与发展、我国地球系统科学研究所面临的机遇与挑战,阐明了我国开展地球系统科学研究的基本思路,从而提出8个战略重点:区域气候环境系统变化与适应;水系统、水循环与水安全;生态系统与全球碳循环;人类活动与地球表层系统;地球内部动力学与地球系统演化;地球灾变事件与生命过程;地球观测系统与地球系统模拟以及耦合过程动力学、响应动力学、适应和预测理论。

气候系统与气候变化研究进展

2012年，气候系统研究所以“东亚季风变异机理及其对中国气候影响”研究为核心，围绕东亚季风变异机理和预测、海-陆-气相互作用对东亚气候影响、青藏高原热力和动力过程及其影响、气候变化机理与预测理论4个主要方向开展研究，在东亚季风长期变化机理等方面取得了创新性成果。

中国东部陆地农业生态系统与全球变化相互作用机理研究取得重要进展

由彭少麟研究员和周晓峰教授主持的国家自然科学基金重大项目“中国东部陆地农业生态系统与全球变化相互作用机理研究”(项目编号:39899370)取得重要进展。最近,该项目被国际地圈生物圈计划(IGBP)之全球变化与陆地生态系统计划(GCTE)列为核心研究项目,分类级为一等(这是GCTE给予某一研究项目的最高支持),开展该研究的中国东部南北样带被列为IGBP的第15条国际标准样带。这表明该项目已获得国际科学界的承认,项目组所开展的研究已与国际同类研究接轨。去年,该项目被评为国家基础研究十大新闻之一。

《土壤健康与气候变化》评介

土壤是陆地生态系统的重要组成部分。通过复杂的生物地球化学过程,土壤对全球的环境变化起到了一个缓冲器的作用,扮演了温室气体的源或汇的角色,从而直接影响着人类社会、经济和环境的健康发展。土壤提供的大部分生态系统功能依赖于土壤有机质。

论“地理过程”在高考中的考查方式与复习对策

“地理过程”是指地理事物和现象发生、发展、演变的过程，强调陆地表层系统地理事物和现象随时间变化的特征。其研究的内容大致包括：①认识有限时段内的变化规律。在一定的时间间隔内，尽可能详尽地记录地理现象的依时行为，从中发现地理事实变化规律，

地理过程类问题的考查角度及应对策略

地理过程是指地理事物和现象发生、发展、演变的过程，强凋陆地表层系统地理事物和现象随时间变化的特征，主要包括地理事物的时间演变、结构演变和数量演变。学习地理，重在掌握基本的地理过程和模式。《全日制普通高中地理课程标准》非常重视地理过程的学习，明确提出：“学会独立或合作进行地理观测、地理实验、地理调查等基本技能”“初步学会运用多种途径、多种手段搜集地理信息，尝试运用所学的地理知识和技能对地理信息进行整理、分析，并把地理信息运用于地理学习过程”。

基坑支护中锚杆预应力损失机理分析

目前基坑支护工程中,预应力锚杆加固技术已经得到广泛应用,但对于锚杆锁固以后的预应力变化规律还没有进行深入探讨研究,尤其是针对基坑侧壁为土质边坡的情况。针对锚杆锁固后,预应力的短期内损失和长期运行的稳定性缺乏全面的认识。通过对基坑锚杆预应力变化的系统监测和分析,揭示了锚杆预应力在运行过程中预应力变化的3个不同阶段,并分析了相应的作用因素。

对南海热带气旋近海加强机理个例模拟研究

利用具有完备物理过程的中尺度模式MM5对发生于南海的0214号热带气旋(TC)“黄蜂”进行高分辨率的数值模拟,以此来研究热带气旋在近海发展为强热带风暴过程中结构变化对强度的作用,并对近海加强的内部动力机理做一些探讨。模拟结果发现在加强阶段,气旋环流中存在类似于涡旋Rossby波性质的波动在西北侧对流激发下绕中心逆时针传播,波动与眼墙区对流带相耦合,使得眼区趋于闭合;中尺度涡旋系统的轴对称化过程,通过与对称环流系统非线性相互作用,向气旋环流提供能量,其自身也得到维持与发展。这些结构的变化对TC近海加强和登陆后迅速减弱都产生了重要的影响。

磷影响陆地生态系统碳循环过程及模型表达方法

全球气候变暖已大大改变了陆地植物碳吸收能力,提高了全球植被净初级生产力。随着气候变暖的加剧,磷对植物生长的限制作用逐渐显现且不断增强,磷影响陆地生态系统碳循环的机理和模型研究已成为研究热点。该文系统分析了磷影响陆地生态系统碳循环的相关机理以及模型对相关过程的定量化表达方法。综合对比分析了国际上的CarnegieAmes-Stanford Approach-CNP (CASA-CNP)、Community Land Model-CNP (CLM-CNP)和Jena Scheme for Biosphere-Atmosphere Coupling in Hamburg-CNP (JSBACH-CNP)等碳、氮、磷耦合模型中磷影响植物光合作用与同化物分配过程、植物对磷的吸收过程、土壤中磷的转化过程以及生态系统磷输入与输出等过程的相关数学表达方法,指出了模型算法的局限与不确定性以及未来模型发展与改进的方向。同时综合对比分析了CASA-CNP、CLM-CNP、JSBACH-CNP模型的基本特征,总结了磷循环模型的建模方法,为未来开展磷影响陆地生态系统碳循环的模型模拟研究提供了借鉴方法与参考思路。

冻融过程与陆地生态系统碳循环的相互关系研究进展

全球变化与可持续发展研究是当今地学研究的两大主题,陆地生态系统碳循环对全球变化影响重大。冻土中的碳储量占据全球陆地碳储量的重要份额,它对气候变化十分敏感,是气候变化的指示器,研究冻土地区土壤的冻融过程及其与陆地生态系统碳循环之间的相互关系对于全球变化研究具有重要意义。在总结冻融对碳循环过程影响机理的基础上,回顾了国内外关于冻融影响下碳循环模拟研究的主要进展,指出了其存在的主要问题,并对未来冻融与碳循环研究发展趋势做了初步的展望。

植物如何登上陆地并改造地球表层系统?

陆地植物作为最重要的初级生产者之一,是地球系统的关键要素,是陆地生态系统的基础(Chap⁃in et al.,2011).陆地植物起源于奥陶纪中期,至泥盆纪形成最早的森林(Wang et al.,2019).陆地植物的起源和辐射演化是地球生命史中的重大事件,深刻改变了地球表层系统,是地球宜居性演化的重要里程碑.伴随着植物组织器官及类群多样性的演化,生物物理风化、化学风化及成土作用增强,陆源物质的搬运和堆积过程、生物地球化学循环等发生重要转变(薛进庄等,2022).

全球变化对高寒草地生态过程的影响及机理

阐明高寒草地生态系统功能过程和结构过程沿温度梯度的线性或非线性响应，量化其温度敏感性；阐明全球变化驱动因子对青藏高原高寒草地生态系统过程加和或交互作用；量化人类干扰（放牧）和气候变化对高寒草地生态过程的分别驱动作用及其它们之间的交互作用效果；明确高寒草地生态系统结构过程和功能过程之间响应全球变化的相互调控和机理；

地表物质能量交换过程中的水循环综合模拟系统(HIMS)研究进展

基于地学的理念,特别是陆地表层系统研究理论,探讨了水循环研究发展趋势,从单一要素过程、到流域多过程综合、再到水系统多要素、多过程、多尺度的集成,阐述了发展水循环综合模拟技术的重要性。系统介绍了自主研发的水循环综合模拟系统HIMS(Hydro-Informatic Modeling System)的发展历程、主体结构与特色功能,包括水循环多源信息集成平台、水循环多元要素定量遥感反演系统、水循环过程模块库集成系统、多尺度分布式水循环定制模拟系统等。指出多学科交叉,与信息技术的融合是水循环模拟发展的重要方向之一。HIMS系统及其定制模型在国内外的大量验证和应用,显示出其水循环综合模拟技术的实用性和先进性。可望为变化环境下的复杂陆地表层过程中涉水问题研究提供技术支撑工具,适应水系统研究的需要。

2001～2010年中国陆地生态系统碳收支的初步评估

定量评估陆地生态系统的碳收支现状是实施区域碳汇管理、减缓气候变化行动计划的基础.因此,定量研究全球以及不同国别的陆地生态系统生产力及其在各种碳库或生态学过程中的利用与分配规律,评估陆地生态系统碳源/汇强度的空间格局和动态变化,不仅是生态系统与全球变化科学研究的重要内容,也是履行《联合国气候变化框架公约》、增强全球和国别温室气体管理的重大科技需求.

陆地生态系统扰动与碳循环模拟研究进展

陆地生态系统扰动(火灾、病虫害、氮沉降、极端气候事件等)可以极大影响并改变生态系统的功能与结构,进而对陆地碳循环的时空格局产生重要影响。定量估算自然扰动对陆地生态系统的影响对于深入理解陆地生态系统循环过程具有十分重要的科学意义。文中针对几种主要陆地生态系统自然扰动(火灾、虫害、氮沉降、干旱和洪水等)分析扰动过程与陆地碳收支动态变化的关系,并在此基础上综述近年来相关研究的主要进展,总结生态系统扰动过程的主要研究方法和各自特点,重点介绍运用生态系统过程模型方法研究陆地生态系统对各种扰动过程的响应,分析当前相关研究中存在的主要问题和不确定性,最后对该领域的未来发展方向进行了展望。

变化环境中的陆地光合作用

光合作用是生物界赖以生存的基础，是最重要的支撑生物的生理过程。而在光合作用这个高度动态过程中，精准地理解它如何响应环境变化，对预测单一植物乃至整个农业或生态系统在二氧化碳浓度、大气温度持续上升以及水和营养物循环失衡的全球背景下所受影响至关重要——事关地球生态系统的稳定。基于此，本书作者利用近几十年分子分析学和生理学技术的飞速发展，采纳交叉学科的方法，涵盖生态学、

“十一五”,地球科学重要研究方向

“十一五”期间,地球科学领域的发展战略情况如何布局?近日,自然科学基金委地球科学部常务副主任柴育成,全面介绍了国家自然科学基金在地球科学领域的学科发展战略情况和优先发展的领域的科学目标、关键科学问题和重要研究方向,本文选取部分内容予以刊登,以期为地学工作者追踪地学前沿,立项申请项目提供参考。

新书介绍：生态水文过程观测方法

生态水文学(Ecohydrology)是生态学和水文学的新兴交叉学科,研究陆地表层系统生态格局与生态过程变化的水文学机理.揭示陆生环境和水生坏境植物与水的相互作用关系,了解与水循环过程相关的生态环境变化原因与调控机理生态水文学关注在不同时空尺度上和一系列环境条件下的生态水文过程,系统性研究气候-土壤-植被动态过程中的水文机制。