中国陆地生态信息空间化技术研究(Ⅰ)——气象/气候信息的空间化技术途径

论文提出了构建中国陆地生态系统空间化信息系统的基本设想,并且在回顾国内外气象/气候信息空间化研究的现状基础上,评价了已有的气象/气候信息要素空间化技术的发展,探讨了中国陆地生态系统气象/气候信息空间化的技术途径,概要地介绍了研究小组在近年来的工作中所取得的阶段性研究成果,展望了这些成果的应用前景。我国陆地生态信息空间化技术研究和数据产品的开发是生态学、资源科学和环境科学发展的迫切需求。但建立一个适应于不同科学研究的精度、时空分辨率要求的陆地生态信息空间数据库需要较长期的努力和多学科领域的合作,也需要大量的作为科学研究基础数据平台建设的国家投资。

中国地表净辐射推算方法的研究

利用我国气象系统现有的50个净辐射站1993—2000年的辐射及相关气象资料,采用5种方法计算地表净辐射月值,结果表明:论文构建的多因子综合法是一种误差最小、精度最高的推算方法,平均相对误差为0.348,4至9月误差在0.20以下,可用于全年各月地表净辐射的推算;其次为Chang Jen_Hu修正式和Penman修正式,平均相对误差都在0.64以下,误差小于0.20的站月数约占半数左右,4至9月误差都在0.25以下,可用于植物生长期间的地表净辐射推算。各种方法推算的平均相对误差,都具有北部地区明显大于南部地区,冬半年(11至2月)明显大于夏半年(3至10月)的时空分布特征。

亚洲区域陆地生态系统碳通量观测研究进展

作为FLUXNET的重要组成部分,亚洲区域以其广阔的地域、独特的气候、丰富多样的植被类型等特点,日益成为全球碳通量观测研究的热点地区之一.目前在亚洲地区已经成立了AsiaFlux(日本),KoFlux(韩国)和ChinaFLUX(中国)区域性观测研究网络,约有54个不同生态系统类型的通量观测站点,观测区域覆盖了从2°N到63°N的热带雨林、常绿阔叶林、针阔混交林、灌木草地、高寒草甸和各种农田等陆地生态系统.各观测站点都在以涡度相关技术为主体对植被-大气间的CO2,H2O和能量通量、以及生态系统水碳循环的关键过程进行着长期和连续的观测,所获取的观测数据将被用于量化和对比分析研究区域内的生态系统碳收支与水平衡特征及其对环境变化的响应,验证土壤-植物-大气连续系统的物质交换模型,服务于陆地生态系统碳、水循环的集成性研究.长期以来,亚洲地区的科学家在观测理论与技术、生态系统通量特征和模拟模型等领域取得了许多成就,为全球通量观测事业的发展做出了重要贡献.但是,为进一步提高亚洲地区的通量观测研究水平、加速观测数据的积累、提高数据质量和数据资源的共享水平,急需建立复杂地形和夜间NEE质量评价与校正的方法论体系,构建和发展通量观测网络与稳定性同位素观测网络。

中国温带草地地上生产力沿降水梯度的时空变异性

研究生态系统生产力沿空间降水梯度的时空变异性是认识生态系统对降水变化的响应特征及适应机理的有效途径．利用内蒙古草原自东向西的天然降水梯度,采用样带研究方法,结合多年实测资料,系统分析了中国温带草地生态系统地上净初级生产力(ANPP)沿降水梯度的时空变异性．结果表明,沿样带自西南向东北,草地生态系统ANPP显著增加,荒漠草原、典型草原、草甸草原的ANPP分别为60．86,167．14和288．73g·m-2·a-1；随着年均降水量(MAP)的增加,ANPP呈指数增加趋势(ANPP=24．47e0.005MAP,R2=0．48)；温度也对ANPP造成了一定的影响,ANPP随温度的升高而降低．同时考虑降水和温度协同作用的湿润度指数(K)能明显增强对ANPP的空间变异的解释能力(ANPP=2020．34K1.24,R2=0．57)。对于ANPP在时间上的变异性,研究发现,沿该样带的空间降水梯度,随干旱的加剧,ANPP的年际变异性逐渐增强,但ANPP的年际变异性与年降水总量的年际变异性并不具有显著的相关性．对所有的草地类型,ANPP的年际变异性均大于降水的年际变异性,二者的差异(ANPP变异性／降水变异性)在荒漠草原最大,草甸草原最小．本研究结果表明,越是在干旱的地区,不但草地的ANPP越低,其年际变异性也越强,未来气候变化可能通过降水频率／大小、植被生长潜力和物种多样性等多方面的变化从而对该区域的生态系统ANPP的时空变异性产生重大影响．