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| 內容簡介： |
以减缓和适应全球气候变化为核心任务的全球变化科学研究和管理实践一直是20世纪末以来生态学研究和管理的热点科学问题和重要领域。在这一过程中，中国生态学家也积极参与了全球变化的研究和管理工作。《中国当代生态学研究·全球变化生态学卷》系统总结近20年来中国在全球变化生态学方面开展的理论与应用研究成果，为生态学研究和生态保护实践提供借鉴。《中国当代生态学研究·全球变化生态学卷》涵盖生态学在全球变化国际项目中的贡献、生态系统定位研究与建模方法、气候变化与碳循环、全球变化的影响及其适应等方面。
《中国当代生态学研究·全球变化生态学卷》对于全球变化生态学的研究者、高等院校相关专业师生以及广大从事生态保护工作的相关人员有着重要的参考价值。
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| 目錄：
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前言
绪言
第一章 生态学在全球变化国际项目中的贡献
第一节 人与生物圈计划及其对我国生态学发展的推动
第二节 我国在IGBP研究中的贡献
第三节 我国在IHDP计划中的贡献
第二章 生态系统定位研究与建模方法
第一节 生态系统多尺度联网观测研究
第二节 中国生态系统观测研究网络CNERN
第三节 中国科学院中国生态系统研究网络CERN
第四节 国家林业局陆地生态系统定位研究网络CTERN的建设与发展
第五节 地球表层建模方法及其应用
第三章 气候变化与碳循环
第一节 中国与全球的历史气候变化
第二节 陆地生态系统碳循环过程及其影响因素
第三节 中国森林生态系统碳储量及其变化
第四节 森林生态系统碳循环及其环境影响
第五节 草地生态系统碳循环及其对全球变化的响应
第六节 农田生态系统碳循环及其对气候变化的响应
第七节 全球变化与湿地生态系统碳循环
第八节 陆地生态系统碳-氮-水通量观测技术及其应用进展
第四章 全球变化的影响及其适应
第一节 全球变化对生态系统空间分布的影响
第二节 全球变化对生态系统生产力的影响
第三节 全球变化对农业的影响
第四节 生态系统对全球变化的适应
第五节 农业昆虫对全球气候变化的响应
第六节 全球变化的中国陆地样带研究
第七节 中国林业碳管理的探索与实践
后记
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| 內容試閱：
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绪言
20 世纪80 年代以来， 全球环境变化逐渐成为地球科学和生命科学的热点研究领域。生态学作为两大科学的交叉学科， 越来越深地介入到全球环境变化研究之中， 逐渐建立并发展了全球变化生态学。全球变化生态学所关注的核心科学问题是地球系统对生命支撑能力的变化， 重点研究全球变化对生态系统结构与服务功能、时空格局和过程的影响， 及生态系统碳循环机制及其对全球气候变化的反馈作用、生态系统对全球变化的响应和适应性等问题。
广义的全球气候变化是指气候随时间变化的任何变化， 无论其原因是自然变率还是人类活动的结果，而联合国气候变化框架公约（UNFCCC） 定义的气候变化则是指“经过相当一段时间的观察， 在自然气候变化之外由人类活动直接或间接地改变全球大气组成所导致的气候改变”。虽然两者的定义有很大的区别， 但是被人们普遍关注的全球气候变化现象其一是气温和海温的升高以及极端气候事件发生频率的时空变化， 以及伴随着的极地和高山积雪和冰川融化、海平面上升等问题； 其二是全球降水的时间格局与空间格局的变化， 特别是降水变化引起的全球受干旱和洪涝灾害面积的增大； 其三是直接导致温度和降水变化多种物理和化学因素的变化。
全球变化则是一个内涵更加宽泛的概念， 它既包括广义的全球气候变化， 也包括在全球规模上发生或具有全球影响的生物圈多种环境要素和生物要素的变化。目前被普遍关注的全球变化问题主要包括：以全球变暖和降水变化为代表的全球气候变化（温度、降水和大气成分等）、影响全球生物地球化学循环和生物圈生物生产力的气候（CO2 浓度增加、臭氧层破坏、大气气溶胶增加、太阳辐射平衡改变等）、植被（土地利用和土地覆被、植被结构和组成） 和养分平衡因素（氮沉降、酸雨和土壤酸化等）、生物多样性及其影响因素（物种灭绝、生物入侵等）。
全球气候变化与全球的碳氮水循环具有密切的关系， 当前一般认为我们所面临的气候变化正是强烈的人类活动导致的全球碳循环过程发生改变而引起的。20 世纪以来， 全球超过29 000 个观测资料序列显示， 许多自然系统和生物系统已发生了显著变化， 作为地球生命支持系统的生物圈已遭受了巨大破坏，其可持续性正面临着严重威胁。因此研究生态系统碳循环及其与全球气候变化和全球变化的相互作用关系已成为近几十年来备受关注的重大科学问题。
我国是全球变化领域科学研究的发起国之一， 在生态系统与全球变化领域也取得了系统性的科技进展， 并在各种重大国际科学研究计划中发挥了重要作用。本书以我国的生态学研究在全球变化国际项目中的贡献、生态系统定位研究与建模方法、气候变化与生态系统碳循环、全球变化的影响与适应4 个研究内容为主题， 较为全面地总结和讨论了我国全球变化生态学研究的主要进展， 并展望了未来的发展方向和工作重点。
基于相关资料， 可以粗略总结出我国在全球变化生态学研究领域的7 个方面取得了重要进展： ①我国生态学界积极参与的全球变化科学国际合作研究， 对推动全球变化生态学的发展作出了重要贡献； ②充分挖掘可以反演历史气候变化的文献和各种自然代用资料， 建立了数条千年以上的高分辨率区域气温变化序列， 初步理清了中国区域的历史气候变化过程； ③由多个部门组织的生态系统监测网络建设事业蓬勃发展， 生态系统建模的理论和技术方法研究取得了重要进步； ④利用森林和草地资源清查资料分析方法， 或者模型模拟分析方法等技术途径对中国区域的陆地生态系统碳储量和碳收支、不同生态系统碳汇功能及其增汇潜力、土地利用变化对陆地碳汇功能影响评估等方面也取得了重大进展， 并完善和发展了我国温室气体排放清单编制方法； ⑤构建了以ChinaFLUX 为标志的陆地生态系统碳循环野外观测、数据资源和模型分析综合平台， 解释了主要类型生态系统碳循环特征和过程机制； ⑥构建了以全球变化陆地样带与野外控制实验有机结合的生态系统对全球变化响应和适应的观测和实验研究平台， 解释了生态系统结构和功能对环境变化的响应和适应特征及其过程机制， 分析评估了全球变化对我国主要生态系统格局和服务功能的影响； ⑦分析全球气候变化对我国农林业的可能影响， 提出了应对气候变化的对策与技术。
然而， 我国的生态系统碳循环和全球变化生态学研究与世界先进水平还有一定差距， 在区域尺度生态系统碳循环与碳收支定量评价方面还存在极大的不确定性， 仍然存在着缺乏各类生态系统碳收支的生态调查与长期定位观测数据， 缺乏国家尺度碳收支科学数据的整合， 缺乏可用于生态系统碳收支计量与综合评估的模型工具， 也没有形成国家层次的碳源汇计量、评估、认证及决策分析信息系统平台。今后迫切需要加强陆地生态系统碳循环过程对环境变化的响应、陆地生态系统碳-氮-水耦合循环过程及其相互作用关系、陆地生态系统主要生源要素计量平衡及其生物调控机制研究， 以提高我国区域尺度的生态系统增汇潜力定量认证与调控管理的科学水平， 还需要在国家层面上提升生态系统碳循环和全球变化生态学研究的科技支撑能力， 以提升我国地球系统科学与全球变化科学的科技创新能力， 满足国家应对全球气候变化、改进生态系统管理的科技需求。
第一章 生态学在全球变化国际项目中的贡献
20 世纪80 年代以来， 生态学越来越深地渗入全球环境变化的研究之中。这一领域研究工作所关注的核心， 是地球系统对生命支撑能力的变化。这显然契合了生态学的学科使命。
而全球环境变化研究及其理论基础――地球系统科学， 强调对地球圈层相互作用的认识和对其机制的揭示。这一点也恰恰与生态学的基本方法论一致。于是， 生态学界对于全球环境变化研究的深度参与就不难理解了。
研究对象的综合性、复杂性、难以重复观测和实验以及初始条件影响巨大， 决定了地球系统科学以及介入其中的全球变化生态学的发展， 表现出如下趋势： 把地球作为整体来认识， 破解复杂性问题； 坚持长期的系统性观测， 构建数据采集网络； 加强系统模拟研究， 深入理解地球系统耦合变化的机制和规律， 并进行预测研究。
认识到整体系统观和长期系统观测模拟对于解决环境变化问题的重要性， 国际地学界和生态学界近年来也在科学研究的组织形式上有了新的变化， 连续推出很多大型科学计划。这种科研组织形式和相关的学术交流活动， 促进了不同学科之间的交叉与融合， 也促进了对重大资源、环境、生态及灾害问题研究的综合集成。
国际重大科学研究计划通过对科学问题的梳理、多学科的交流、阶段性研究进展的总结和集成、数据和科研基础设施的共享、科学与政策及社会间的对话、年轻学者的培训以及阶段性发展规划的制定等活动， 目前已经在全球环境变化的国际学术研究中起到主导作用。因此， 各国在制定本国相关学科和领域的发展规划时， 都把参与国际重大研究计划作为工作的重点之一。
我国是全球变化领域的发起国之一， 在与生态学相关的各种国际性重大科学研究计划中发挥了重要的作用。特别是近20 年来， 我国学者的参与程度逐渐加深。从早期以参与学术交流活动为主， 到后来参与重大研究计划的阶段性综合集成， 领衔设计和组织实施核心研究项目， 以及成立国家委员会。这些活动无疑带动了国内相关领域的学术进步。
本章将对我国在相关国际性重大科学研究计划中的贡献进行介绍。重点是国际上影响最大的几个计划， 包括我国最早参与的“人与生物圈计划” （MAB）， 全球环境变化领域的四大科学计划――国际地圈生物圈计划（ IGBP）、世界气候研究计划（ WCRP）、国际全球环境变化人文因素计划（IHDP） 和国际生物多样性计划（DIVERSITAS）。应该说， 20 世纪60年代执行的“国际生物学计划” （IBP） 是最早的国际性大型科学计划， 涉及了许多生态学研究内容， 但是我国当时并未参与， 因此未包含在本章内容中。此外， 一些生态学方面的国际性研究计划， 如“国际长期生态系统研究网络” （ ILTER）； 一些区域性的研究计划， 如联合国环境规划署发起的“国际生态系统管理伙伴计划”， 在推动全球变化生态学发展中都起到了非常重要的作用， 我国学者也都在其中发挥了重要的作用， 但由于篇幅的限制， 未包含在本章之中。
第一节 人与生物圈计划及其对我国生态学发展的推动
一、引言
人与生物圈计划（man and the biosphere program， MAB） 是联合国教科文组织（United Nations Educational，Scientific and Cultural Organization， UNESCO） 自1971 年起在全世界范围内开展的一项具有深远影响的大型国际科学合作项目。其目的在于通过全球性的科学研究、培训及信息交流， 为生物圈自然资源的合理利用与保护提供科学依据， 同时为各国的自然资源管理培养合格的专门人才。到目前为止， 全世界已有100 多个国家成立了人与生物圈国家委员会， 协调并推动人与生物圈计划在各国的发展。人与生物圈计划迄今已有41 年的历史， 一个研究计划能够经久不衰， 并曾起到领导世界生态学发展潮流的作用。
中国是人与生物圈计划的参加国， 在参与过程中既对我国生态学的发展起到重要的推动作用， 同时也为国际人与生物圈的发展作出了贡献。
二、MAB 产生的背景
20 世纪50 年代以来， 世界上人口、经济与资源环境的不协调发展造成的全球性问题日益激化， 国际上开展了一系列大规模生态学方面的研究计划， 以探索解决危机的途径。其中最具有代表性的是国际科学理事会（International Council for Scientific， ICSU） 的国际生物学计划（international biological programme，IBP） 和联合国教科文组织的人与生物圈计划（MAB）。国际生物学计划（1964 ~1974 年） 是第一个在全球范围开展的大型生态学合作项目， 其主旨在于动员全球生态学研究人员使用有效而先进的技术手段，对全球生态系统的组成、生产力和综合功能进行基础性研究， 特别是对冻土带、湖泊和沙漠、针叶林和阔叶林、草原和温带草原等生态系统的生物生产力的研究为了解全世界生态系统的生产力和地球承载力的有限性奠定了基础。IBP 计划推动了生态学研究设备以及研究方法的发展， 使生态学研究提高到一个新的历史阶段。然而IBP 有其弱点， 首先研究工作之复杂和执行费用之大， 尤其在没有制订出相应的专家培训计划的情况下， 多数发展中国家无法参加； 其次， 该计划强调收集资料， 但是并没有处理大量信息的能力； 最后， 由于IBP 仅是在科学组织的支持下， 立于自然科学的研究， 难以解决当时全球性错综复杂的生态环境问题。
人与生物圈计划正是在这样的社会背景和科学发展水平下， 在充分总结IBP 经验教训的基础上， 在全球范围内开展的一项政府间的综合性生态学研究计划。该计划体现了保护与发展相结合的观念； 改变了生态学研究中把人置身于生态系统之外的地位， 将人看成是生物圈的重要组成部分； 强调多学科的合作， 尤其是自然科学与社会科学的结合； 强调政府在解决当前生态环境问题中的重要作用以及当地生产者和决策者参与的重要性； 在全球尺度上， 将分散的研究构成网络， 并且把研究和培训、教育结合起来。
MAB 希望改变长期以来生态学中存在的纠缠于名词术语之争和纯自然主义的倾向， 提出了生态学研究的综合性途径， 培养了科学技术人员， 把生态学推到解决当前生态与环境问题的前沿。这些观点和理念以及在执行过程中采用的组织大型生态学科研的管理办法都已经成为世界自然资源研究的宝贵经验和共识，并使生态学这门学科以崭新的面貌出现于当代先进科学之林。MAB 不是一个简单的研究计划， 而是一个完整的理念以及研究技术和管理系统， 起到了引导生态学新潮流的作用， 并对中国生态学的研究和发展起到了至关重要的作用。
三、MAB 取得的成绩及原因
（一） 指导思想的飞跃
MAB 实现了从“外界因素的人” 到“内部因素的人” 的思想转变（弗朗塞索?迪卡斯特雷， 1981），把人类看成是生态系统和生物圈的组成部分， 因此由环境及其保护所带来的一切议题和问题的解决不能脱离“人” 及其社区的生存需求， 在越来越多的研究项目中， 人类事实上成为研究的中心课题。MAB 倡导保护与发展相结合的可持续发展观， 并且推动生态学成为一门为发展中出现的问题提供现实而具体的解决办法的学科（李文华， 1998）。
（二） 优先领域的选择与适时调整
MAB 延续至今已40 多年， 使它保持旺盛的生命力的秘诀是其灵活性和适应性， 不断根据变化着的生态环境领域的现实问题调整自己的优先领域和方向。在MAB 计划开展的初期， 曾提出了当时生物圈亟待解决的问题， 涉及14 个领域， 包括： ①日益增长的人类活动对热带和亚热带森林生态系统的影响； ②不同土地利用措施对温带和地中海森林景观的影响； ③人类活动和土地利用措施对放牧地、热带稀树草原和草场的影响（从温带到干旱地区）； ④人类活动对干旱和半干旱地区生态系统的动态变化的影响， 特别是强调灌溉的作用； ⑤人类活动对湖泊、沼泽、河流、三角洲、河口和沿海地区的价值和资源的生态学影响； ⑥人类活动对山地和冻原生态系统的影响； ⑦岛屿生态系统的生态学与合理利用； ⑧自然区域及其遗传种质的保护（后来被称为生物多样性保护）； ⑨在陆地和水生生态系统中化肥的使用和病虫害防治的生态学估计； ⑩大型工程对人类及其环境的影响； 1城市系统的生态学； 12环境的改造及其人口适应的数量和遗传结构的相互关系； 13对环境质量的认识； 14环境污染研究及其对生物圈的作用（李文华，1987）。这是一个雄心勃勃的计划， 后来在1975 年以后选择4 个作为优先研究的领域， 包括： 湿润的热带地区， 干旱半干旱地区， 城市生态系统和自然保护问题。进入20 世纪80 年代后， MAB 计划更多地关注人类对各种生态系统的影响以及资源管理等具有应用价值的研究。
在联合国教科文组织的要求之下， MAB 不断探索当前生态环境研究的重点， 并于1989 年率先提出了当代生态学研究的三个热点问题。1989 年6 月14 ~16 日联合国教科文组织在其巴黎总部举办的一次主题为“未来的科学与技术： 国际合作的新面貌” 的学术研讨会， 包括各科技领域的权威专家、重要国际组织的官员以及国家或地区科学院的院长等84 位卓有成就的个人和代表参加了此次会议。李文华在陆地生态系统研究小组里担任主席， 参加的成员还有Di Castri （法国自然资源研究中心CNRS 主任，MAB 原主任）， S. Evteev （ UNEP 常务助理总干事）、Bill Long （ 欧洲共同体环境部OECD 主任，UNESCO 执行局副主席） 等。经过讨论最终形成统一意见， 提出了陆地生态系统研究在未来一段时间内的面临的三个挑战， 即全球变化（ global change）、生物多样性保护（ conservation of biologicaldiversity） 和可持续发展（sustainable development）。这三方面挑战的提出， 对整个世界的生态学研究产生了极大的影响， 美国生态学会在1990 年的年会上也肯定了这三方面的重要性， 直到现在仍是生态学领域研究的重点和热点问题。
1992 年联合国环境与发展大会后， MAB 计划对其优先领域进行了重大调整， 集中在4 个方面， 包括：①生物多样性与生态过程的保护； ②区域性土地利用规划和资源的可持续管理； ③促进信息交流； ④加强培训和能力建设。这4 个方面的工作尽量利用生物圈保护区作为基地来开展。
（三） 多种形式的合作
人与生物圈计划所提出的诸多方面的研究课题， 为世界资源、环境的研究奠定了基本轮廓， 开展的具体课题达到几千个之多。在人与生物圈计划的倡议和组织下， 在全世界范围内开始建立生物圈保护区网， 它不仅在遗传种质和生态系统的保护方面起到重要的作用， 同时也为环境监测培训和科学研究提供
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