陇东黄土高原农业物候对全球气候变化的响应

通过对多年来陇东黄土高原董志塬主要农作物冬小麦和主要果树苹果、梨发育物候和气候变化的同步观测,分析了陇东黄土高原农作物发育物候对气候变化的生态响应。分析发现,董志塬近35年来年平均气温呈显著增加的趋势,且以冬季和春季增温为主(冬小麦越冬期增温线性趋势达0.0672℃a/),和全球气候变暖趋势基本一致。增温线性趋势达0.0507℃a/,远高于全国20世纪60年代以来平均增温幅度,也高于陇东黄土高原近35年平均增温幅度(0.0348℃a/),是陇东黄土高原增温中心地带。气候变暖对董志塬冬小麦和果树的生态影响主要体现在春季发育期普遍提前,冬小麦越冬期显著缩短(缩短的线性趋势达0.674d a/),而冬小麦和果树春季各发育期间隔并未出现缩短的趋势。而且由于当地种植冬小麦品种为强冬性、长日照型品种,发育期提前导致日长缩短,对发育有一定抑制作用,抵消了一部分增温的影响,因此果树春季各发育期提前的线性趋势比冬小麦明显。就果树而言,梨树春季发育期提前的线性趋势又比苹果树明显。结论认为气候变化对农业的影响有利有弊,农业管理部门应根据当地气候变化特征,及时调整种植结构,优化种植模式,趋利避害,充分挖掘气候资源潜力,提高农业经济效益。

气候变化中海洋和冰冻圈的变化、影响及风险

本文系统梳理了IPCC《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》(SROCC)的主要结论,并对主要观点进行了解读。报告主要关注全球变暖背景下高山、极地、海洋和沿海地区现在和未来的变化及其对人类和生态系统的影响,以及实现气候适应发展路径的方案。在全球变暖背景下,冰冻圈大面积萎缩,冰川冰盖质量损失,积雪减少,北极海冰范围和厚度减小,多年冻土升温,全球海洋持续增温,1993年以来,海洋变暖和吸热速度增加了一倍以上。同时,海洋表面酸化加剧,海洋含氧量减少。全球平均海平面呈加速上升趋势,2006—2015年全球海平面上升速率为3.6 mm/yr,是1901—1990年的2.5倍,但存在区域差异。高山、极地和海洋的生态系统的物种组成、分布和服务功能均发生变化,并对人类社会产生了显著负面影响。极端海洋气候事件发生频率增多,强度加大。1982年以来,全球范围内海洋热浪的发生频率增加了一倍,且范围更广,持续时间更长。海平面持续上升加剧了洪涝、海水入侵、海岸侵蚀等海岸带灾害,并影响沿海生态系统。海洋及冰冻圈的变化及其影响在未来一定时期仍将持续,应对这些影响而面临的挑战,应加强基于生态系统的适应和可再生能源管理,强化海岸带地区的海平面上升综合应对,打造积极有效、可持续和具有韧性的气候变化应对方案。

全球变化背景下的现代生态学——第六届现代生态学讲座纪要

"现代生态学讲座"是由著名生态学家李博院士创导,国内外华人生态学家联合发起,旨在促进中国现代生态学与世界同步发展,加强国内外生态学界交流与合作的国际会议。2011年8月1-4日在南京大学举行的第六届现代生态学讲座围绕"全球背景下现代生态学热点问题及其研究进展"主题,进行了23场特邀专家学术讲座,从全球变化背景下:现代生态学方法论、全球变化与陆地生态系统的响应与反馈、全球变化背景下的生物入侵、全球变化背景下的森林生态、全球变化背景下的植物生理生态、全球变化背景下退化生态系统恢复与重建、全球变化背景下的生态水文、全球变化背景下的区域生态管理等八个方面进行分类总结,从不同时空尺度、不同学科角度探讨全球变化与生态系统的响应以及人类为实现可持续发展而采取的适应性管理对策。最后,对会议的进一步完善提出几点建议。

青海省共和县小麦和油菜物候对气候变化的响应

通过近20a来对青海省共和县小麦、油菜的物候和区域气象变化的同步观测,分析了小麦和油菜物候变化及其对气温、降水的响应规律,结果表明:1990~2006年共和县的年平均气温呈现增加趋势,和全球变暖趋势表现一致,年降水量也呈现微弱的增加趋势,阶段性和季节性明显,每年以6~8月降水量最高;气候变化对小麦和油菜的生育期影响有所不同,小麦的平均全生育期缩短,油菜的平均全生育期延长,各个物候期对气候变化的响应差异明显。小麦的播种期明显提前,其它各个物候期都表现提前趋势,变化规律保持一致,整个生长季有缩短趋势。油菜从播种期至五叶期提前,现蕾期至成熟期推迟,生育期延长。6~8月的气温变化是物候变化的主要驱动气象因子,小麦和油菜的生育阶段与历年气温变暖具有显著的相关性(p<0.05),与降水量的相关性不显著(p>0.05)。

渭北旱塬区气温变化与冬小麦物候的响应

通过对渭北旱塬区永寿、风翔、蒲城、旬邑4个农业气象试验站1971年到2010年冬小麦观测数据以及30个县市区同期气象资料同步观测分析,得出渭北旱塬区气候近40年来增温明显,且以冬季和春季增温最为显著。受气候变化影响,本区域冬小麦播种期、越冬期推迟,返青期、拔节期、抽穗期、成熟期等发育期普遍提前,以返青期提前最为显著,相关性分析显示,除了冬前生长期,冬小麦越冬期以及春季各发育期间隔和发育期平均气温相关显著,而且春季的相关性明显比冬季显著,但表现在发育期间隔方面,却是冬小麦越冬期呈显著缩短趋势,而返青后各发育期间隔没有明显变化。结论认为:气候变暖一方面有利于越冬农作物安全越冬,减少冻害对农业生产的影响,而且温度升高,也增加了农业生产积温,使农作物可生长期延长,有利于提高复种指数;另一方面,由于旱塬区春季气温变率较大,发育期提前将导致作物受冻害的气候风险增大,尤其果树开花期遭受冻害,将对产量构成严重威胁。冬季气温持续上升,将导致冬小麦条锈病孢子和林果病虫害等安全越冬,对病虫害防治工作带来很大难度。因此,气候变暖对旱塬农业生产将产生深刻的影响,应引起高度关注。

大规模白化对珊瑚礁生态系统的影响研究进展

全球变暖引起的珊瑚白化极大地影响着珊瑚礁生态系统。近30年来发生过三起全球性的大规模珊瑚白化事件,从中观察到珊瑚、大型藻类、鱼类群落之间发生了复杂的链锁式转变。大规模白化对珊瑚礁生态系统的主要影响包括:白化后珊瑚主要类群改变,珊瑚群落向小型化转变;白化后发生“珊瑚-大型藻”生态相变,即珊瑚礁群落由珊瑚主导变为由大型藻主导,以匍扇藻属(Lobophora)和马尾藻属(Sargassum)为主;白化后礁栖鱼类的总丰度下降,植食性鱼类个别类群丰度增加,食珊瑚鱼类普遍减少,但礁栖小型鱼类丰度变化不大。基于各组分的生态变化,预测珊瑚礁的未来有以下几种:珊瑚分布将向更深或更高纬度的海区迁移;耐热珊瑚种群可能成为种质保存库;珊瑚的热适应性或可有效抵抗海水升温带来的负面影响,实现珊瑚群落的原位生态恢复。我国在热白化后珊瑚的适应性、珊瑚与其共生藻类的生态关系等方面取得了较好的进展,建议从生态系统的角度进一步关注珊瑚、鱼类、大型藻等的协同变化,为珊瑚礁的保护和发展提供科学依据。

生态系统对全球变暖的响应

以温暖化为主要特征的全球气候变化对生态系统产生了深刻影响,是21世纪人类社会最为严重的挑战之一.作为地球表层的重要组成部分,生态系统是人类生存和发展的物质基础,其对全球气候变化的响应直接影响着地球和人类社会的未来.因此,生态系统对全球变化的响应成为全球变化科学的研究前沿和热点.全球温暖化会引起植物个体水平上生理生态过程的变化,也会改变种群、群落和生态系统水平上物种组成和结构的变化,最终可能引起一个地区生态系统类型的改变,并导致其生态系统功能发生转变.同时,生态系统的这种改变又会对全球变化产生反馈作用,减缓或者加剧气候变化的发生.由于地球表层系统的复杂性,对生态系统与全球变暖的相互关系进行深入持久的研究显得十分必要.