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1.
《中国科学基金》2021,(4)
黄河流域是连接青藏高原、黄土高原和华北平原的生态廊道,也是我国"一带一路"建设的重要经济廊道,对国家的经济社会发展和生态安全都具有重要意义。受气候变化和人类活动影响,近几十年来黄河流域生态系统的结构和功能发生了巨大变化,流域生态系统的健康受到威胁。然而,目前仍缺乏对黄河流域生态系统在流域尺度上的整体性研究,对其完整性、连通性和脆弱性的系统研究不足,难以有针对性地提升变化环境下的生态系统服务与生态屏障效应。围绕黄河流域生态保护与高质量发展的重大战略需求,我们认为应从流域整体性出发,通过构建黄河流域生态系统类型及空间格局数据集,分析黄河流域生态水平衡分量的格局变化规律,解析并量化表征气候变化和人类活动与生态系统变化之间的关联;基于多源数据集以及生态水文模型,解析黄河流域生态系统的时空格局变化和生态水文过程,并以此建立关键生态系统服务的定量评估指标体系,揭示关键生态系统服务供给能力的格局特征和空间流动及变化趋势,开展生态系统服务格局特征与空间流动时空变异的归因分析;阐明生态系统结构—过程—服务的级联效应,提出生态屏障功能的优化提升方案,为黄河流域生态治理与管理提供科技支撑。上述研究对完善和丰富地球系统科学具有重要的理论和现实意义。 相似文献
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黄土高原水土保持工程措施的生态系统服务 总被引：1，自引：0，他引：1
黄土高原严重的水土流失是黄河泥沙的主要来源。自1950s以来大规模实施的水土保持工程建设是黄土高原水土流失治理的重要举措,在减少入黄泥沙方面做出了巨大贡献。水土保持工程措施通过直接或间接地作用于坡面、沟道的水文过程和物质迁移过程等,改变了水资源和土壤资源的时空分配格局,在土壤保持、粮食供给、水文调节等方面发挥了重要作用,对黄河流域生态安全具有重要贡献。本文系统综述了黄土高原水土保持工程措施的发展演变,阐述了水土保持工程措施对水土过程的作用机制及对关键生态系统服务的贡献,探讨了新形势下黄土高原水土保持工程措施建设面临的问题、挑战。在此基础上提出今后黄土高原水土保持工程措施应加强维护和管理,提升应对极端气候事件和自然灾害的能力,面向国家生态文明建设和区域社会经济发展需求,统筹工程措施与植被措施,进行科学的设计与合理的时空配置,以维护黄土高原及黄河流域生态安全、维持和提升区域生态系统服务功能及社会经济效益。 相似文献
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南方红壤区和亚热带森林交错，是我国生态文明建设重要的空间载体；提升生态服务功能，传承健康稳定的生态系统，是区域可持续发展面临的重大挑战。中国科学院千烟洲亚热带森林生态系统观测研究站（以下简称“千烟洲站”）地处亚热带典型红壤丘陵山区，以亚热带人工林、常绿阔叶林、次生林等生态系统为研究对象，采用长期定位观测、控制实验与模拟等方法，研究亚热带森林生态系统结构与功能。在国内率先引进碳水通量观测技术，突破了涡度相关与稳定同位素技术协同观测的技术瓶颈，从点到面阐明了我国亚热带森林对全球变化响应适应机制；揭示了流域尺度物质循环与生态水文过程耦合机制；创新人工林生态系统多目标经营理论、关键技术与示范模式；在地下生态过程研究取得突破性进展，首次提出了基于植物根系的植物进化理论。千烟洲站是以林为主、山水林田湖草生态系统恢复和可持续发展的典型代表，是我国亚热带森林生态系统功能演替序列研究的重要野外平台，已成为我国生命科学和地学交叉的代表性的综合观测研究站。 相似文献
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中国科学院栾城农业生态系统试验站(以下简称"栾城站")位于华北太行山前冲洪积平原的中段,是地下水灌区高产农业生态类型的典型代表。由于近几十年来大规模、高强度的农业生产,区域地下水超采严重,地下水污染风险加剧。然而,人类活动影响下的地表生态系统与地下含水层被厚包气带隔开,地表农业生产活动对地下水水量和水质的影响机理尚不明确。目前,开展贯穿整个包气带的原位监测试验,是揭示这一过程机理的唯一途径。因此,建立大型农田关键带观测平台,是开展农业与地下水关系研究的重要需求。在中国科学院野外站网络重点科技基础设施建设项目的支持下,栾城站建设的"栾城关键带观测平台",通过对作物根系层—深层包气带—饱和带的土壤水、热、溶质等关键要素和变量的监测,可开展水分、溶质和污染物在厚包气带内的运移、转化规律研究,揭示饱和—非饱和过渡带水文过程及其与地下水补给关系,阐明农田生产活动的水肥迁移、转化及其对地下水量质变化的影响机制,为回答地表过程对地下水量质演化影响机理提供实验平台支持。 相似文献
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中科院环江喀斯特生态系统观测研究站面向我国西南喀斯特区域石漠化综合治理与生态服务提升和民生改善的重大需求,系统开展了喀斯特生态系统野外观测、试验与示范研究,发现了喀斯特坡地地表-地下二元水土流失特征,地表侵蚀产沙一般低于50 t/(km2·a),但人为干扰加剧地表侵蚀;揭示了人类活动对喀斯特退化生态系统的影响及其作用机理,阐明了喀斯特景观格局与关键生态过程的相互作用机理,研发了喀斯特退化生态系统适应性修复技术体系,开展了生态工程背景下喀斯特区域生态系统服务变化评估,提出了喀斯特景观保护的优化管控措施,构建了喀斯特生态脆弱区科技扶贫模式,形成了喀斯特生态系统服务优化调控的理论与技术体系,为我国西南地区石漠化治理与区域脱贫提供了重要科技支撑。 相似文献
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长庆油田地处黄土高原腹地,毛乌苏沙漠边缘,是我国水土流失最为严重、生态环境极为脆弱的地区之一,地表物质疏松易蚀、生态退化严重,油气资源勘探开发过程中,对勘探开发区域大气、水体、土壤、生物均产生一定不利影响。油田矿区生态重建的关键是植被的恢复与重建。本文分析了油田所辖区域内的生态环境特征并提出了相应的生态恢复与重建措施。 相似文献
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中国黄土：最近250万年地球气候与环境变化的记录者 总被引：1，自引：0，他引：1
经过几代中国第四纪环境研究者的努力，已经认识到，中国黄土堆积
是过去250万年以来连续的风成沉积物，黄土堆积序列中的粒度、磁化率、碳同位素、生物\\r
化石等可以作为古气候与古环境变化的良好替代性指标，中国黄土堆积中包含着最近250万\\r
年以来东亚季风气候与黄土高原植被变化过程等信息。中国黄土已经成为认识第四纪地球气\\r
候与环境变化的三个重要信息载体之一。对黄土记录的深入研究，将对理解地球系统变化的
规律与机制、为黄土高原以及中国西北地区的生态环境建设提供科学依据。 相似文献
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中国科学院胶州湾海洋生态系统定位研究站基于长期观测与系统研究，揭示了中国近海关键种——中华哲水蚤的度夏机制；在国际上，率先提出浮游动物功能群概念；阐明了全球变化影响下胶州湾生态系统的长期演变过程与机制；揭示了中国近海水母灾害暴发的关键过程、机理及生态环境效应；揭示了黄海绿潮成因，提出了黄海绿潮规模的预测思路和方法，形成系统化的防控应对策略；揭示了我国近海海水与关键海洋生物体内微塑料特征；研发了近海生态系统健康与承载力评估系统。相关研究在国内外产生了重要影响，为我国近海生态系统健康、生态环境保护、生物资源可持续发展提供了坚实的理论基础和科技支撑。 相似文献
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黄土高原地区降水资源特征及其对植被分布的可能影响 总被引：14，自引：2，他引：14
选取了黄土高原 4 1个站点 1 96 1年～ 1 990年的月降水资料 ,计算并分析了黄土高原地区多年平均年降水量、年内各个季节的降水分配比例、年降水变率和离差系数等分布特征 ,同时对黄土高原不同地区光热水资源的耦合特征和土壤水分在雨季恢复的程度进行了分析。结果表明 :森林地带分布在黄土高原东南部和立地条件好的山地 ;荒漠草原带分布在水热资源缺乏的西北部 ;森林草原过渡带和典型草原带分布在森林带和荒漠草原带之间 ,是黄土高原地区的主要植被地带。最后 ,给出了林草适宜分布区域及其受限区域 ,可为当前黄土高原植被生态恢复与建设提供参考 相似文献
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生态系统服务权衡与集成方法 总被引：27，自引：0，他引：27
生态系统服务是人类从生态系统中所获得的各种的惠益,自20世纪90年代提出后在国际上迅速成为生态学、地理学和环境科学等领域的研究前沿热点。联合国大会于2012年正式批准生物多样性与生态系统服务政府间科学政策平台（IPBES）建设,制定概念框架,确定近期研究主要任务包括三项快速的评估和两项政策决策性的评估。本文探索了生态系统服务权衡及区域集成方法,并以黄土高原地区为例进行了应用。研究结果表明,土地利用变化与土壤保持、碳固定具有正效应,与产水量间存在负效应;粮食生产能力与农业生产条件改善、人工投入增加和技术进步密切相关。生态系统服务之间的消长和权衡具有尺度依赖性,植被恢复的区域适宜性评价及水分效应方面还需要进一步研究。 相似文献
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基于黄土高原严重的生态环境问题,在分析黄土高原成因机理及结构特点基础上,探讨了黄土高原“土壤水库”的功能,研究了地表水库、土壤水库、地下水库三库协防在治理黄土高原环境方面的重要作用。结果表明,应将重建土壤水库,实现三库协防,作为构建和谐黄土高原,再现秀美山川的理论依据和指导方针,而地表径流调控与水土资源持续利用技术研究,可为黄土高原国土整治“28字方略”理论实现提供重要的技术支撑。 相似文献
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黄土高原植被覆盖变化与气候和人类活动的关系简 总被引：9，自引：1，他引：8
利用黄土高原的SPOT VGT归一化植被指数数据和气象数据,采用Sen+Mann-Kendall分析法、相关分析和残差分析法,对黄土高原1999-2010年植被覆盖的时空变化进行了分析,并探讨了气候变化与人类活动对植被覆盖变化的影响。结果显示：在过去的12年中黄土高原生长季植被NDVI呈现显著的上升趋势,其增加速率为0.1497/a,但各区域之间存在明显的空间差异,黄土高原东部地区植被NDVI生长情况要明显好于西部地区;同时黄土高原植被覆盖与降水有很好的相关性,降水变化是影响植被覆盖变化的主要因素。此外,人类活动对黄土高原植被覆盖变化的建设和破坏作用同时并存,退耕还林还草工程促进了黄土高原植被覆盖的增加,而地区的城市化和工业化进程加速,草原区的超载放牧、乱采乱伐和过度开垦以及能源区的开采开发等现象导致植被NDVI的减少,但正影响要大于负影响,当前在黄土高原进行的退耕还林还草工程开始慢慢凸显出它的生态效应。 相似文献
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黄河是中华民族的母亲河,孕育了博大精深的中华文明。同时,流域频发的水旱灾害也给黄河两岸的人民群众带来了深重的灾难。当前,由于全球增暖和人类活动加剧的影响,黄河流域气候及水文过程发生了显著的变化,流域整体气候的暖干化和人类用水的不断增加使得黄河流域的水文干旱不断加剧。"退耕还林还草"政策的实施使得黄土高原的植被覆盖得到极大改善,有效地抑制了严重的水土流失,但同时也导致该地区土壤的干化和干土层的加厚,这些是黄河流域生态保护和高质量发展面临的重大问题,也是涉及气候-水-生态-人类社会如何协同发展的基础科学问题。 相似文献
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黄土高原是世界上水土流失最严重的地区,也是我国水土保持和生态建设的重点地区。20世纪80年代以后,国家在该地区先后开展了小流域治理工程、水土保持重点工程、退耕还林(草)工程、淤地坝建设和坡耕地整治等一系列生态工程,对土壤侵蚀控制、生态建设等均起到了良好作用。为全面评价该地区生态工程的生态成效,以野外站不同尺度监测及生态系统关键过程长期研究为基础,利用多种模型和统计分析方法,在地块—小流域—行政区和典型生态工程—典型样区—侵蚀和地貌区等不同尺度上,对土地利用和植被覆盖变化、土壤侵蚀动态变化、河流径流和输沙量动态变化以及社会经济结构动态变化进行了综合分析与评估。结果表明,黄土高原地区水土流失范围明显缩小、水土流失程度显著减轻,区域生态状况向良性发展、社会经济发展迅速。但局部地段(如陡坡耕地)水土流失仍然严重、生态环境仍然比较脆弱,治理形势依然严峻。据此,从该地区生态建设的内容、学科建设重点、监督和政策机制、产业结构调整等方面提出了该地区生态工程后期建设的方向和对策。 相似文献
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黄土高原是古代中华文明的发祥地, 由于气候变化和人类活动干扰, 该区水土流失严重, 生态环境脆弱。土壤水是黄土高原植被建设与生态恢复的重要资源, 土壤水问题的未来发展趋势对黄土高原生态文明建设具有极其重要的影响。文章从黄土高原气候变化趋势、退耕还林还草工程建设成效及其引发的土壤干燥化问题等方面, 讨论了当前黄土高原生态文明建设中资源与环境面临的突出问题。重点分析了土壤干燥化的概念、特征、环境效应及其调控等研究进展, 在此基础上提出黄土高原土壤干燥化问题的未来研究方向和面向生态文明建设的土壤水资源管理策略与目标, 以期为国家及黄土高原生态建设决策提供科学依据。 相似文献
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深入开展黄土高原沟道农地转型过程特征与模式研究,可为黄土高原沟道人地关系演化规律探究和农业多功能转型提供科学参考。本文以延安市的黄土丘陵沟壑区为例,选取2012—2018年研究区12 幅Landsat数据,利用CART 决策树提取沟道农地分布信息,结合高清遥感影像数据和野外实地考察,分析研究区沟道耕作转型过程,进而揭示该区域沟道耕作转型的内在机制。结果发现：①研究区沟道耕作重心由1100~1300 m范围向800~1100 m的低海拔地区转移,且坡度范围主要集中在0~16°。②研究区沟道耕作向集聚转型,尤其在小空间尺度上沟道耕作集聚特征更加明显,沟道耕作转型可总结为6种地域模式,其转型过程主要受经济社会因素和政策因素的驱动。③黄土高原沟道耕作由耕作区域内广种薄收的纯农粗放生计方式向生态经济下的集约化转型,由传统农业向现代沟道农业转换,功能趋于多元化,人地系统发展趋于协调高效。研究结果不仅对探讨黄土高原沟道乡村土地利用转型、生态文明建设、人居环境改善及乡村产业发展具有参考价值,对深入理解黄土高原沟道人地系统绿色可持续转型也具有启示意义。 相似文献
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野外站是分布式的野外科技基础设施,是中国科学院具有相对优势的科技基础条件平台;特别是中国生态系统研究网络(CERN),主导、引领着我国生态系统领域国家站的建设和发展方向。"十四五"中国科学院野外科学观测研究网络(以下简称"野外站网络")的建设更加重视顶层设计与全面布局,进一步明确野外站网络的定位和目标,提升野外观测数据的质量及其对外服务和共享;面向学科前沿、针对国家重大需求、突出科学内涵,重点建设野外站重点科技基础设施,推动重大科技基础设施——中国陆地生态系统观测实验网络("坤脉工程")的立项,提升野外站网络的装备水平,增强野外站的核心竞争能力;全面推动野外站的信息化建设,加强运行保障能力建设,改善野外站网络的科研环境;深化面向学科前沿和国家重大需求的科学研究,凸显野外站网络的科学价值;建设与拓展专项观测网络;重视野外站网络的国际交流与合作。 相似文献
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新中国成立以来,黄土高原生态治理取得了举世瞩目的成就,但局部地区人-地-粮食矛盾日益凸显。2018年中央一号文件提出"关于实施乡村振兴战略的意见"。文章结合多年的研究基础,剖析了黄土高原丘陵沟壑区社会可持续发展面临的问题与挑战,提出了黄土高原丘陵沟壑区的可持续振兴模式:生态、生产与社会耦合发展,即山顶削峁建盆地,发展果业和药材生态园;山腰构建草灌复合生态系统;山下适当治沟造地发展设施农业;小流域源头科学建设水库,为山上药果园区和设施农业提供滴灌水源,从而构建黄土高原丘陵沟壑区山水林田湖生态景观格局。为建成治理有效、生态宜居、产业兴旺、生活富裕、乡风文明的黄土高原丘陵沟壑区社会主义新农村提供范式。 相似文献