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冰冻圈化学是一门新兴学科,是冰冻圈科学的重要分支。自工业革命以来,人类活动排放的污染物深刻影响了冰冻圈的化学成分,而全球变暖导致的冰冻圈快速退缩,也影响到冰冻圈乃至全球的生物地球化学循环,并产生了显著的气候和环境效应。文章介绍了冰冻圈化学在冰冻圈科学体系中的定位,构建了冰冻圈化学的学科框架;通过举例阐明冰冻圈化学与气候和环境变化及人类活动的联系,特别是冰冻圈化学在全球变化研究中的作用;对当今冰冻圈化学相关研究热点进行了回顾和展望。冰冻圈化学研究的不断深入,将为应对人类所面临的气候和环境问题提供重要科技支撑。 相似文献
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全球变化和可持续发展等一系列全球化的资源环境问题日益严峻,成为国际社会关注及科学研究热点,生态学的研究重点也逐渐开始由小尺度的个体、群落和生态系统向区域、大陆乃至全球尺度转变。同时,伴随传感器技术和信息网络技术发展,生态系统观测也从短时间观测逐渐向长期观测以及生态系统的宏观结构和生态服务时空格局变化协同观测转变;由过去的定位及小规模合作观测向区域甚至全球大规模联合的网络化观测、天-空-地立体综合观测方向转变。生态学研究已经进入大数据时代,如何应用大数据技术,实现传统的基于过程的生态学研究与基于大数据驱动的生态学研究的有机整合,推动生态学大理论发展、区域及全球生态系统演变机理研究,支撑以应对全球气候变化、生态系统功能维持等为核心的人类社会可持续发展理论和应用研究,是大数据时代生态观测研究面临的重大挑战及机遇。文章评述了生态系统观测研究现状,探讨了大数据背景下生态系统观测研究的重要特征,并建议遵循"大科学、大数据"理念,组织实施国家生态系统观测大科学工程建设,实现我国生态观测研究与全球生态观测研究体系的融合,实现在区域、国家及全球尺度上观测地球生命系统变化,诊断生态系统功能状态,理解生态系统过程机理、维持和保护生态系统功能,服务人类社会可持续发展的科技目标。 相似文献
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全球气候变化已成为当今生物有机体面临的最严峻的生态胁迫。气温升高和降雨格局的改变使得生物有机体的性状、种间关系、分布格局与生物多样性发生改变．进而影响以生物有机体为主体的生态系统功能和稳定性,最终影响人类的生存和社会经济的可持续发展。本文介绍了国内外生物多样性和生态系统功能对气候变化响应研究的进展,结合我国在该领域存在的问题,提出了我国利用现有基础研究气候变化．生物多样性．生态系统稳定性及反馈调节的主导学术思路、研究方法和研究重点．以期全面阐明陆地生态系统和生物多样性与全球变化的相互作用机制,为我国陆地生态系统自然资源的合理利用及适应性管理提供科学依据,同时推动我国生物多样性及全球变化生态学研究的全面发展和理论突破。 相似文献
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受全球变化影响,近年来．第三极地区环境发生了显著变化：而周边地区的人类活动,也越来越明显地影响第三极地区环境。首先,第三极地区以其独特的冰冻圈过程．对全球变化表现出敏感的响应;其次．该地区地表生态系统分布格局与功能．对全球变化的适应与平衡十分脆弱;再次．该地区在长时间尺度和大空间范围上的变化．对整个北半球乃至全球气候环境系统均具重要影响。而且,以青藏高原为中心的第三极地区．是影响亚洲季风及我国气候异常和变化的关键区域。在青藏高原研究中,我国拥有地缘优势。 相似文献
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冰冻圈与人类社会(人类圈)息息相关,随着全球变暖和冰冻圈普遍退缩,冰冻圈对人类社会的致利和致灾效应均在发生深刻的变化:一方面,冰冻圈灾害以频发的极端事件加剧呈现;另一方面,冰冻圈服务能力整体将不断减弱乃至丧失。文章在介绍冰冻圈核心区及其主要影响区域的人文社会特征基础上,对冰冻圈功能与服务及其价值理论进行论述,并以全球高山"水塔"的重要性和极地系统变化为例阐述冰冻圈功能和服务变化及其影响,最后进一步讨论了提升冰冻圈影响区社会生态-系统恢复力的路径。 相似文献
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冰冻圈水体以固态存在,固态水融化后在流域、区域乃至全球尺度上影响水文、水资源和水循环。文章从水文学视角,重点从冰冻圈水文功能、融水径流过程及其影响、冰冻圈水文生态与环境效应等方面介绍冰冻圈水文研究的内容和最新进展。冰冻圈水文功能主要表现在水源涵养、径流补给、水资源调节3个方面。在气候变暖的背景下,冰冻圈水文过程已经发生了显著变化,冰川消融期提前,冰川融水径流增多;融雪期提前,多年冻土退化导致冬季径流增加,对流域径流的年内调节能力增加。预估未来气候变化情景下,冰川融水持续减少,其变化对我国西北地区的水资源管理带来更大挑战。冰冻圈水文过程变化也对寒区生态系统和生态工程、洪水灾害及可持续发展、乃至地缘政治有重要影响。 相似文献
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20世纪80年代以来,现代气候系统理论的建立和发展推动了冰冻圈科学和气候学的交叉融合,进而催生了冰冻圈气候学。冰冻圈的形成演化和地球气候有着密切关系。冰冻圈不仅是一定条件下气候的产物,其变化也影响到天气和气候,影响人类社会经济和可持续发展。冰冻圈气候学就是研究冰冻圈变化与大气圈的互馈作用及其物理机制的科学。文章从介绍冰冻圈气候学的发展历史入手,系统阐释冰冻圈气候学的基本概念和学科特点。冰冻圈气候学重点研究冰冻圈在天气气候及大气环流形成与变异中的作用、冰冻圈-大气圈相互作用的过程与机理、气候系统和冰冻圈模式的发展、气候变化与冰冻圈变化的预估,以及冰冻圈气候学对经济社会的服务功能。继续深化对冰冻圈和大气圈相互作用过程与机理的认识,推动陆地冰冻圈、海洋冰冻圈和大气冰冻圈过程参数化方案向精细化、定量化、复杂性方向发展,特别是重点考虑冰冻圈不同分量和要素非线性作用的时空尺度,发展耦合冰冻圈过程的全球与区域气候系统模式是冰冻圈气候学的未来发展趋势。 相似文献
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青海省是中国生态大省,是国家首批生态文明先行示范区试点省份。青海省在生态学研究方面的队伍规模偏小、成果偏少,是生态学研究小省,与中国生态大省的地位不相匹配。随着气候变暖、人类活动加剧等全球性问题的出现,青海省生态学的研究重点和发展趋势将是:(1)生物多样性研究;(2)生态系统功能维持机理和途径研究;(3)全球气候变化的生态系统响应机理及适应研究;(4)青海省不同生态功能区退化生态系统的恢复生态学研究;(5)青海高原典型高寒生态系统演变规律及机制研究;(6)高原生物系统进化与生物地理学研究;(7)生态循环农牧业发展的基础与应用基础研究。与此同时提出与国家自然科学基金委员会等管理机构合作的诸多建议,将从不同层次、不同方面共同推动青海省生态学的研究与发展。 相似文献
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长期生态学监测和研究揭示了北亚热带森林生物多样性和生态系统的结构功能及维持机制,阐明了干扰对生物多样性和生态系统的影响过程;凝练出神农架自然遗产的全球突出价值,构建的"廊道-踏脚石-关键栖息地"保护体系提升了自然保护地的生态系统原真性和完整性;提出了重点生态功能区生物多样性保护和生态恢复的关键技术体系及应用模式。长期生态学研究为我国亚热带山地森林生态系统研究和生物多样性保护、生态建设和经济社会可持续发展提供基础理论和技术支撑。 相似文献
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冰冻圈与气候变化、人类工程活动和社会经济发展具有极为密切的关系,冰冻圈变化及其引发的冰冻圈灾害使寒区工程建设和安全运营面临着巨大的挑战。冰冻圈各要素对重大工程影响具有显著不同的特点,冰川、积雪、海(河、湖)冰等主要以灾害方式影响重大工程的建设、安全运营和服役性。冻土作为工程构筑物的特殊地基土,冻融灾害和冻土热力学稳定性变化均会直接影响工程的稳定性。随着全球气候环境变化,冰冻圈各要素变化及其水文、生态环境、地表过程等变化均对重大工程产生显著的影响,需加强重大工程建设和安全运营与环境因素变化之间关系研究,重大工程安全保障技术也需更加综合地考虑气候和环境变化的影响。因此,气候和环境变化将成为未来冰冻圈区重大工程建设、安全运营和工程服役性必须考虑的重要因素。同时,"一带一路"基础设施建设不仅给冰冻圈工程学带来机遇,而且也使其面临更大的挑战。 相似文献
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近年来,冰冻圈微生物的研究受到广泛重视。冰冻圈的低温和严酷的生存条件,选择了具有独特适应性和多样性的微生物,这些微生物是地球生命系统和生物多样性的独特组分。冰冻圈微生物大多为冷适应微生物;其中,有许多新微生物类群,是极其重要的物种和基因资源。嗜冷微生物是揭示生物冷适应机制的模式生物,其细胞及细胞组分在低温生物工艺上显示出巨大的应用价值。冰冻圈中也封存着一些古老的未知致病性微生物。冰冻圈是地球上对气候变化最为敏感的圈层,地球的升温正加速冰冻圈的退化和消融,冰冻圈微生物赖以生存的生境正在消失,且伴随着微生物的释放。这些微生物的释放可能是人类面临的不可预知的威胁。因此,亟待开展冰冻圈微生物调查与研究,探讨其对全球变化的响应及其适应机制。 相似文献
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气候变化对生态脆弱地区农牧业生产力影响机制与模拟 总被引：17，自引：0，他引：17
预测陆地生态系统的结构和功能对于全球变化的反应及其反馈作用是国际全球变化研究计划的最终研究目标。农牧交错带是陆地生态系统中的重要组成部分,研究农牧交错带地区农牧业对于气候变化的响应机制,建立农牧业地区生产力的预测模型,给出未来气候变化下的农牧业生产力的变化图景,找出应对的策略与途径,不仅有助于因地制宜地充分利用气候资源,最大限度地提高该地区的植物生产力,促进该地区生态系统的可持续发展,而且对于农业地区和牧业地区,特别是占国土面积超1/2的干旱、半干旱区与亚热带红壤丘陵区的生态恢复与重建具有重要的理论意义与示范作用。在总结近年来国内外全球变化与陆地生态系统研究进展的基础上,指出了未来中国关于全球变化与陆地生态系统的研究拟注重以陆地样带研究为手段,以农牧交错带为研究核心进行各学科计划间的交叉与集成,提出应加强研究的领域。 相似文献
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从耗散结构理论出发探究环境引发的区域创新生态系统熵变,以生态学视角构建区域创新生态系统环境效应指标体系,构建基于Brusselator转译模型的创新生态系统环境效应的评价模型。以中国省域划分的29个区域为研究对象进行实证研究,研究结果表明：(1)区域创新生态系统环境效应熵值变动呈上升趋势,东部地区的负熵显著高于中、西部地区。(2)区域创新生态系统环境效应较强区域绝大多数位于中国的东部地区。(3)区域创新生态系统环境效应差异加剧,2012-2017年间,总体基尼系数、三大地区内部及地区间的基尼系数均增大,地区内部差异逐渐成为主要差异来源,创新生态系统环境效应的空间集聚性不显著。基于实证研究结果,从根据环境效应负熵的指标熵权调整政策方向、进一步缩小环境效应区域差异、并增强区域创新生态系统环境效应的区域辐射功能等方面提出政策建议。 相似文献