我國(guó)旱區(qū)生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能研究

蘭州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室鄧建明教授等人與合作者研究了干旱驅(qū)動(dòng)的生物多樣性-土壤多功能關(guān)系的轉(zhuǎn)變。相關(guān)成果發(fā)表于Nature Communications。植物和土壤微生物多樣性對(duì)生態(tài)系統(tǒng)多功能性的影響與調(diào)控模式將隨著氣候與環(huán)境條件的改變而變化，這對(duì)在全球變化背景下，因地制宜地制定我國(guó)旱區(qū)的生態(tài)管理與保護(hù)政策等方面具有十分重要的科學(xué)指導(dǎo)意義。比如，在低干旱水平區(qū)域，植物多樣性及其生產(chǎn)力是影響生態(tài)系統(tǒng)功能與穩(wěn)定性關(guān)鍵限制性因素，這意味著該區(qū)域的生態(tài)保護(hù)更應(yīng)優(yōu)先保護(hù)植物多樣性；而在高干旱水平區(qū)域，土壤微生物多樣性是影響生態(tài)系統(tǒng)功能與穩(wěn)定性關(guān)鍵限制性因素。

野外調(diào)查樣點(diǎn)分布（a）和單個(gè)土壤功能與多功能性對(duì)干旱的非線性響應(yīng)（b-i）（圖片來(lái)源于蘭州大學(xué)網(wǎng)站）

全球燃燒面積下降背景下持續(xù)增加的森林野火排放

清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院環(huán)境與生態(tài)研究院鄭博與國(guó)內(nèi)外合作者揭示了全球野火碳排放變化驅(qū)動(dòng)力。相關(guān)成果發(fā)表于Science Advances。由樹主導(dǎo)的陸地植被區(qū)域雖然僅占全球野火燃燒面積的5%，卻貢獻(xiàn)了野火二氧化碳排放的18%，因?yàn)闃湓趩挝蝗紵娣e上生物量和含碳量更高。雖然增加的森林野火燃燒面積少于減少的草原野火燃燒面積，但仍基本抵消了由草原野火減少導(dǎo)致的二氧化碳排放量下降，使20年來(lái)全球野火二氧化碳排放量基本持平。森林生態(tài)系統(tǒng)與草原生態(tài)系統(tǒng)相比在野火后恢復(fù)更慢，森林野火如進(jìn)一步導(dǎo)致毀林與森林退化，生態(tài)系統(tǒng)功能則在短期內(nèi)難以恢復(fù)和重建，對(duì)陸地生產(chǎn)力和碳匯產(chǎn)生長(zhǎng)期不利影響。

人類活動(dòng)在獸類多樣性格局改變中的作用

中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所李學(xué)友、蔣學(xué)龍等人比較分析不同類型人類活動(dòng)對(duì)多維度野生動(dòng)物多樣性格局的影響，特別是對(duì)人類活動(dòng)敏感、行蹤隱秘的大中型獸類。相關(guān)成果發(fā)表于Conservation Biology。該研究基于橫斷山區(qū)45個(gè)長(zhǎng)期紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)樣地的數(shù)據(jù)，采用層次貝葉斯模型分析不同類型人類活動(dòng)對(duì)獸類群落結(jié)構(gòu)、功能及行為的影響。研究證實(shí)，相同區(qū)域內(nèi)不同類型人類活動(dòng)強(qiáng)度及其生態(tài)效應(yīng)可能存在差異，人類改造指數(shù)低的區(qū)域也可能存在頻繁的實(shí)時(shí)人類活動(dòng)，僅靠單一類型的人類活動(dòng)指數(shù)難以真實(shí)反映區(qū)域內(nèi)的人為壓力；因此，區(qū)域保護(hù)地管理和規(guī)劃需要同時(shí)考慮不同類型的人類活動(dòng)對(duì)物種多樣性和行為的影響。

中南半島秋海棠新發(fā)現(xiàn)

中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所稅玉民團(tuán)隊(duì)與俄羅斯、越南等多個(gè)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合報(bào)道中南半島4個(gè)新種和3個(gè)越南新記錄種。相關(guān)成果發(fā)表于Phytotaxa。秋海棠屬為世界有花植物第5大屬，是熱帶山地地被層種類最為豐富的類群之一，近期也是世界物種多樣性增長(zhǎng)最快的類群。目前，中國(guó)該屬種類已迅速增加到200種以上，成為世界該屬種類最為豐富的地區(qū)之一，為周邊國(guó)家和地區(qū)該屬生物多樣性的研究提供強(qiáng)有力的支撐。近年來(lái)，聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)在進(jìn)一步驗(yàn)證所提出的世界該屬分類框架基礎(chǔ)上，為中南半島和印度次大陸生物多樣性的研究和保護(hù)提供了原創(chuàng)性的新發(fā)現(xiàn)。中國(guó)的生物多樣性為周邊國(guó)家生物多樣性研究提供了支撐。

改進(jìn)的積雪反照率參數(shù)化方案在青藏高原降雪模擬中的應(yīng)用研究

中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所馬耀明團(tuán)隊(duì)利用天氣與氣候模式（WRF）耦合Noah陸面過(guò)程模式，對(duì)近兩年在青藏高原出現(xiàn)的中到大雪、大到暴雪及8次特大暴雪過(guò)程進(jìn)行高分辨率（5km嵌套1km）的數(shù)值模擬試驗(yàn)，對(duì)每一次降雪過(guò)程進(jìn)行積雪反照率參數(shù)化方案的敏感性試驗(yàn)，并通過(guò)青藏高原野外臺(tái)站地氣相互作用觀測(cè)資料評(píng)估改進(jìn)的積雪反照率參數(shù)化方案的模擬性能。相關(guān)成果發(fā)表于Hydrology and Earth System Sciences。研究結(jié)果表明，基于MODIS遙感反照率產(chǎn)品和雪深資料改進(jìn)的積雪反照率參數(shù)化方案，在提高WRF耦合Noah模擬青藏高原降雪和融雪能力方面具有普適性，在模擬青藏高原強(qiáng)降雪過(guò)程中具有新的應(yīng)用前景。

站點(diǎn)觀測(cè)和WRF模擬的氣溫，其中def_scheme和new_scheme分別表示Noah默認(rèn)和改進(jìn)的積雪反照率參數(shù)化方案（圖片來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所網(wǎng)站）

站點(diǎn)觀測(cè)和WRF模擬的反照率（圖片來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所網(wǎng)站）

基于機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)中國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)情況

中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所史文嬌、陶福祿等人基于搜集的1045個(gè)關(guān)于全國(guó)森林水源涵養(yǎng)的相關(guān)參數(shù)及其影響因素的站點(diǎn)數(shù)據(jù)，分析了不同植被類型在全國(guó)尺度和流域尺度森林及各蓄水層水源涵養(yǎng)量的地域分異規(guī)律。相關(guān)成果發(fā)表于Ecological Indicators。基于觀測(cè)數(shù)據(jù)利用隨機(jī)森林模型在預(yù)測(cè)中國(guó)森林水源涵養(yǎng)量空間分布上有較好的效果。長(zhǎng)江流域、松花江流域、西南諸河流域和珠江流域的森林水源涵養(yǎng)量約占全國(guó)78.33%（其中長(zhǎng)江流域占41.19%）。除灌叢外，亞熱帶針葉林、溫帶落葉闊葉林、亞熱帶和熱帶山地針葉林、亞熱帶常綠闊葉林、寒溫帶和溫帶山地針葉林的森林水源涵養(yǎng)量占全國(guó)約50.61%。

沒(méi)有可靠的證據(jù)表明二氧化碳施肥效應(yīng)在過(guò)去30年間顯著降低

北京大學(xué)深圳研究生院城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)學(xué)院朱再春等人與國(guó)內(nèi)外合作者對(duì)全球范圍內(nèi)相對(duì)一致的二氧化碳施肥效應(yīng)開展了針對(duì)性研究。相關(guān)成果發(fā)表于Science。持續(xù)上升的大氣二氧化碳濃度對(duì)植被光合作用具有促進(jìn)作用（二氧化碳施肥效應(yīng)），是近幾十年陸地生態(tài)系統(tǒng)碳吸收持續(xù)增加的重要驅(qū)動(dòng)機(jī)制。厘清全球植被二氧化碳施肥效應(yīng)的時(shí)空變化及驅(qū)動(dòng)機(jī)制對(duì)于理解和預(yù)測(cè)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳吸收潛力十分重要，這也一直是困擾學(xué)術(shù)界的難題。該研究指出，除了要充分考慮遙感時(shí)間序列數(shù)據(jù)的不確定性和統(tǒng)計(jì)分析模型的內(nèi)在缺陷外，還有必要結(jié)合站點(diǎn)觀測(cè)資料和生態(tài)系統(tǒng)模型模擬等方法，更加審慎地探討二氧化碳施肥效應(yīng)的時(shí)空變化問(wèn)題。

地震紅外遙感與震熱異常前兆研究進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院遙感衛(wèi)星應(yīng)用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室研究員孟慶巖團(tuán)隊(duì)開展了震前熱異?？臻g異質(zhì)提取模型在中國(guó)大陸的應(yīng)用研究。相關(guān)成果發(fā)表于Remote Sensing of Environment。研究證明，地震熱異常與4級(jí)以上地震存在顯著的時(shí)空相關(guān)性。研究新提出的“加熱核過(guò)濾器”（heating core）可有效剔除非震熱異常影響，提高地震熱異常信噪比。在基于歷史地震數(shù)據(jù)的模擬預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)中，模型取得了較好的預(yù)測(cè)結(jié)果，具有良好的業(yè)務(wù)化前景。該研究提出的基于歷史地震頻率和熱異常前兆的混合地震概率預(yù)測(cè)模型，促進(jìn)了前兆二元預(yù)測(cè)向概率預(yù)測(cè)的有效轉(zhuǎn)化。