土地生态论文参考文献

Nature:陆地生态系统碳动态和气候反馈

有充分的实证证据表明，碳循环的地面组成部分正在应对全球范围内的气候变化和趋势。这可以通过全球平均大气CO2增长率的强烈年际变化来证明，这与 厄尔尼诺-南方涛动气候变化密切相关 （图1）。许多证据表明，CO2增长率的变化主要是由陆地效应引起的，特别是热浪和干旱对亚马逊西部和亚洲东南部植被的影响，导致生态系统碳损失，降低了植被生产力和/或增加呼吸。然而，这些年际变化反映了碳循环对气候扰动的短期反应，并且不能期望持续更长的时间尺度。相反，在最后一次冰期循环期间，大气中CO2、甲烷和N2O浓度与全球气候之间的密切关系表明，生态系统-气候相互作用也在数千年及更长的时间尺度上运作。

Figure 1:全球大气CO2浓度的估计增长率。 全球CO2浓度根据南极和莫纳罗亚（夏威夷）长期监测站的测量结果估算。黑点代表以六个月为间隔计算的居年中平均值。彩色背景显示多重厄尔尼诺-南方涛动指数的变化。蓝色阴影表示该指数的负相位，棕色阴影表示正相位。.，百万分之一。

不幸的是，与当前全球气候变化相关的长时间尺度（几十年到几个世纪）的全球碳循环-气候相互作用的经验证据非常缺乏。因此，必须通过全面、耦合的碳循环气候模型在这些时间尺度进行评估。工业时代（过去约150年）和未来100年的不同模型模拟的最近比较，基于标准的CO2排放模型，已经显示出各种各样的反应。几乎所有模型都表明，在十九世纪和二十世纪工业扩张的早期阶段，陆地CO2封存，但随着世界变暖，封存大幅减少（图2）。在某些模型中， 陆地碳循环甚至成为大气CO2的重要来源，从而强烈地放大了全球气候变化 。来自不同模型模拟的相当广泛的结果一方面证明了模拟气候变化的真实差异，另一方面表明对这些模型中所表示的功能生态系统中的过程的非常不了解。

Figure 2：碳循环-气候系统不同模型评估的全球陆地碳吸收的比较。 全球陆地碳吸收由11个耦合的碳循环气候模型模拟，该模型由SRES-A2排放剖面的碳排放驱动。数据来自耦合碳循环气候模型比对项目，采集率平滑为30年移动平均值。

生态系统碳动态的概念发生改变

在碳循环-气候模型中，气候对陆地生态系统碳平衡的影响，主要通过相对简单的响应函数、以及光合作用吸收CO2、呼吸作用释放CO2的动力学概念来描述。研究人员在过去二十年采用的基本范例是光合作用吸收受到CO2浓度上升、以及温度升高（主要北方和温带地区）的刺激，尽管预计两种效应在这些变量的高水平下都会饱和。另一方面，模型均假设 呼吸作用的生物过程以指数方式响应温度，但不受CO2浓度的影响 。由此得出结论，生物圈能够对CO2和温度升高提供负反馈，直到温度上升到对呼吸的刺激作用超过CO2施肥效应。这一基本原则反映了前面描述的比较研究中几乎所有模型的行为。

这种推理背后的基本假设是， 简单认为地上同化过程（植物光合作用）和地下异养呼吸过程可以在概念上分离并分别进行分析 。尽管这种概念模型为实验和模型设计提供了有价值的指导，但近年来已经积累了证据表明 地上和地下过程密切相关，构成了一个具有不可忽略的相互作用的复杂而动态的系统 。因此，情况比先前想象的要复杂得多，并且可能通过生态系统内的物理，化学和生物过程之间的相互作用 - 特别是在土壤中 - 产生意想不到的动态。这意味着， 除了CO2浓度升高和温度升高外，其他气候和环境因素可能会改变甚至主导全球生态系统的碳平衡 。此外，不仅温度等参数的平均值的长期变化率，而且其变异性的变化，包括更大的极值，可能对生态系统碳动态至关重要。

多重全球变化下的生态系统

【 水 】世界上一半以上的生态系统的初级生产力受到水资源供应的严重限制。因此，降水的变化将直接影响生态系统的碳动态。在一个较温暖的世界，预计蒸发量会增加，导致更加负面的水平衡，而在富含CO2的世界中通过气孔减少的水分流失将有助于缓解这种影响。较为负的总体水平衡的净效应（产量-呼吸）可能取决于土壤的持水能力、土壤中碳和根的垂直分布以及植被的一般干旱敏感性。例如，如果大部分土壤碳含量集中在土壤顶部，而根深入具有较高的持水能力的土壤，，甚至可以挖掘地下水，随着表土首先变干，相比生产力，土壤碳分解最初会受到干旱的影响。水限制甚至可能抑制温度对呼吸的有效生态系统水平响应。相反，如果土壤持水能力较低，如浅层土壤，植被生产力将受到负水平衡的强烈影响。因此，有研究预测干燥可以通过抑制呼吸作用和降低生产力来降低碳的净损和增加增加固存量。

【 氮 】第二个重要的相互作用因素是可利用的氮，它通常决定了CO2施肥效应的大小，并且如果氮是限制性的，可以完全抑制它[8,99（见第293页）。还有迹象表明水和氮之间存在强烈的相互作用，氮在干燥条件下变得更加有限。

【 光、空气污染、臭氧 】其他需要考虑的因素是光的数量和质量（直接或漫射）的变化，这会改变植被生产力，以及空气污染物和臭氧的增加，以及它们对初级生产的不利影响。

气候变异和极端气候

同样，水分缺乏、风速、空气温度和湿度的时间变化改变了森林火灾的频率和严重程度，以及随之而来的生物圈中碳的快速损失。一场大风暴造成的风灾使树木死亡，从而使以前 "锁定的碳 "受到腐烂和释放二氧化碳的影响。温度的季节性变化也会产生影响；例如，2006/2007年北半球大部分地区的冬季和春季变暖，导致植物提前落叶和开花，从而更容易受到晚霜的影响。我们对这种当地天气状况的预测能力显然受到以下两方面的限制：可以纳入大气-海洋总循环模型的详细程度，以及我们对生态系统的季节性动态及其在各种时间尺度上的适应能力的理解。

生态系统的非线性反馈循环

Figure 3：气候变化引起的地下生态系统碳平衡中的反馈循环。 这里给出的3个例子是生态系统中的关键过程，以简化形式显示。 a ，微生物代谢、永久冻土融化、碳释放之间的潜在相互作用。 b ，'微生物激发效应'。碳和能源的增加可以刺激微生物对“老”土壤碳的分解，特别是在草地土壤中。在气候变化的背景下，这种影响可能对CO2增加和全球变暖产生正反馈效应。 c ，碳和氮循环之间的交互作用可能会改变预期的生态系统碳响应气候变化的主流趋势。粉红色箭头表示陆地生态系统对气候的影响，橙色箭头表示气候变化对陆地生态系统的影响，黑色箭头表示生态系统内的交互作用。背景图像是土壤有机碳的世界地图。

【 微生物代谢、永久冻土融化、碳释放之间的潜在相互作用 】图3a显示了微生物代谢与永久冻土融化和碳释放的物理学之间的潜在相互作用。目前对永久冻土地区深度冷冻储存的碳的估计相当于至少400 petagrams（4 1011吨）的碳（参考文献13），它们相对未被处理和不稳定，因为冷冻状态保护其免受微生物分解。 苔藓和草皮层是对大气非常好的绝缘体 。随着夏季气温上升，这些土壤开始融化，碳被代谢掉，微生物代谢可释放出足够的热量（“粪堆效应”dung-heap effect），以促进进一步融化，提供一个非线性的正反馈机制，以加强永久冻土的融化，并通过甲烷和二氧化碳排放，增加温室效应。模型模拟表明，模型模拟表明，几年之后可能会引起不受控制的动态，但这种反馈机制的强度和这些模拟的真实性仍不清楚。

【 微生物激发效应 】另一个可能调动大量碳的机制是所谓的 "微生物激发效应"。在一些实验系统中显示，向土壤中添加具有现成能量的底物（如葡萄糖和纤维素）会刺激 "老 "土壤碳的分解。Sébastien Fontaine等人15,16表明，仅仅通过向土壤中添加纤维素，他们就可以从草原的底层调动被认为是稳定的碳，而其他因素如温度、加氮或增加氧气浓度则没有影响。与此相反的是，由于土壤中的碳储量很大，添加这种材料甚至会引起土壤样本中碳的净损失。在气候变化的背景下，这种影响可能会引起正反馈效应，特别是在草原土壤中（图3b）。二氧化碳浓度的增加可导致通过根和根系渗出物对易耗碳的地下分配增强，这可提高微生物的活性，促进被认为是稳定的碳物质的分解，但实际上由于微生物不活跃而没有被攻击。此外，如果由于降水的改变或作为一般植被动态的一部分，根系模式发生了变化，碳输入到以前没有生根的深层，可能会通过这一机制引起旧碳的释放。

【 碳、氮循环之间的交互作用 】最后，碳和氮循环的相互作用提供了过多的机制，可以改变预期的生态系统碳响应气候变化的主流趋势。其中一些显示在图3c中。在受氮限制的生态系统中，在二氧化碳水平增加几年后，经常发现氮营养限制了二氧化碳对树冠的同化作用。也有迹象表明，氮的可用性影响着土壤有机物的分解。真菌利用木质素—一种在植物细胞壁中发现的丰富、稳定的有机物质—在氮供应有限的条件下作为氮源。木质素分解的增强可能会导致对大气中二氧化碳含量上升的正反馈反应。然而，在数年的时间尺度上，物种组成的适应或变化，或者例如通过增加对土壤的碳水化合物输入而增加固氮作用，可能会缓解甚至过度补偿氮限制效应。此外，通过更密集和更深的植物根系与微生物 "引发"（见上文）的相互作用也不是不可能的，因为氮供应的减少往往会导致更多的碳分配给根系。

因此，过去认为二氧化碳和温度逐渐升高，对同化作用和呼吸作用的影响是分离的、非交互式的，这种观点需要更新，要更多考虑到多种气候变化因子间的交互作用，需要对环境因素的变化，包括其变异性和极端情况进行更复杂的描述，而且，也许最重要的是，需要对不同组织层次的生态系统过程之间复杂的相互作用进行更有力的综合考虑。这些新出现的特征大多表明，二氧化碳的吸收潜力比目前的模型所估计的要低，并突出了几千年来积累的土壤碳的脆弱性。生态系统碳对气候变化的正反馈可能比目前碳循环-气候耦合模型所预测的更早、更强烈地发生。

未来的方向

显然，未来几十年内对陆地碳循环气候反馈的能力的评估仍存在很大的不确定性。目前的实验给出了模糊的结果，也没有对上述机制的重要性提供明确的结论。总体而言，至少在全球范围内，陆地生态系统可能会在增温的世界中提供正的、放大的反馈，尽管幅度不确定。通过将 长期多因子实验 与 非破坏性生态系统级观测 （如整个生态系统的通量测量）相结合，并将结果与多约束框架下的生态系统模型相结合，我们的认识可能会有一个重要的改进。只要对所涉及的过程没有基本的了解，碳循环-气候耦合模型的模拟就只能说明其重要性，而不能显示出碳循环-气候系统众多可能的反馈的确凿情况。此外，这里描述的自然过程与土地使用、覆盖和管理方面的人为变化之间的强烈互动是可以预期的。

论文作者：Martin Heimann & MarkusReichstein【Max Planck Institute for Biogeochemistry】，2008-1-16发表于 Nature 。

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生态文明的论文参考文献

从小学、初中、高中到大学乃至工作，大家都不可避免地会接触到论文吧，论文是一种综合性的文体，通过论文可直接看出一个人的综合能力和专业基础。你所见过的论文是什么样的呢？下面是我收集整理的生态文明的论文参考文献，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

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生态文明建设推动高质量发展探究：

我市生态禀赋优越，当以生态文明建设、构建生态文明体系推动经济社会高质量发展。

一要加强黄河流域生态保护与治理，积极探索黄河流域生态保护和高质量发展新路径、新模式。一方面筑牢沿黄控导工程连接线、黄河大堤、幸福渠及幸福路“三条防线”，大力实施黄河河道与滩区综合修复提升治理工程，实现黄河岁岁安澜，并持续改善黄河流域生态环境质量；另一方面深入挖掘域内黄河文化，建设黄河国家公园，打造黄河文化标志性旅游目的地，以达到确保黄河安全、改善黄河生态环境、提升经济效益共赢目标。

二要持续深化污染防治攻坚，打造碳达峰、碳中和“双碳”示范城市。深入践行提出的“绿水青山就是金山银山”“人与自然和谐共生”理念，加强系统谋划，强化生态保护，聚焦大气、水环境治理、土壤污染防治等重点领域，精准防治大气、水、土壤等污染，统筹推进造林绿化、空气质量、水土环境等全域提升，美化城市环境，将新乡建设为宜居、宜业、宜养、宜游的生态之城。坚持以科技创新推动生态绿色发展，通过构建高端平台，引进尖端人才，掌握核心技术，加强清洁绿色环保能源的开发与利用，积极推进静脉产业园、抽水蓄能电站建设，将新乡建设为国内重要的绿色低碳能源基地。

三要大力推进农业农村生态环境治理，实现乡村振兴与生态文明协调发展。渐次改善农村居住环境，抓好农业农村污染治理工作。同时结合我市各地特色与优势，因地制宜发展无污染、环境友好、可循环利用的特色生态产业，如生态旅游等，持续培育壮大现代农业，打造特色农产品品牌，切实提高农村人民群众收入，让村民共享生态文明建设成果，增强村民的获得感、幸福感。

四要做精、振兴文旅产业，实现文旅产业与生态环境融合有机发展。依托我市独特人文旅游资源，充分挖掘牧野文化、比干文化、书院文化、宰相文化等文化资源，利用我市当地的共工、姜尚、毛遂、张苍、邵雍、孙奇逢等历史名人资源以及史来贺、郑永和、吴金印、裴春亮等先进群体资源，构建新乡文化体系，并将其融入黄河故道、湿地以及南太行山水风光等自然生态资源之中，讲好新乡大地上的“黄河故事”“太行故事”，进行综合深度系统开发，树立我市文旅、生态品牌，培育世界级旅游目的地。

气候变化对陆地生态系统水循环功能的 影响（主要对中国的影响）姓名：罗深学号：291305116专业:生物化学与分子生物学年级：2009级 一 引言 全球气候变化对人类的生存环境造成了极大地影响。最近几年，海啸，台风，地震等自然灾害，在不断的发生。最近几周中国一些大的城市也遭受了洪涝灾害，而前一段时间，中国的大部分地区正经受了严重的干旱灾害，这种极端的气候对大到人类的生存化境小到人民的生活都造成了极大的影响，而这些影响的由来则正是“气候变化”。气候变化同样对陆地水循环产生了一定程度的影响，在此对气候变化对陆地水循环产生的影响做简单叙述。二 气候变化对陆地生态系统调节陆地水分循环功能的影响（一） 气候变化 气候变化是指气候平均状态随时间的变化，即气候平均状态和离差（距平）两者中的一个或两个一起出现了统计意义上的显著变化。离差值越大，表明气候变化的幅度越大，气候状态越不稳定[1]。气候变化（climate change）主要表现为三方面：全球气候变暖（Global Warming）、酸雨（Acid Deposition）、臭氧层破坏（Ozone Depletion），其中全球气候变暖是人类目前最迫切的问题，关乎到人类的未来！本文所说的气候变化默认为全球气候变暖。过去100年间地球气温虽然有波动出现，但总体上上升了℃。北半球地面平均气温上升幅度约在℃，且随着纬度的升高而加大：北纬0°-30°N纬度约上升°，30°-60°N纬度约上升1℃，60°-90°约上升2℃[2]。气候变化对水循环的影响有直接和间接两种方式．直接影响主要来自大气环流变化引起的降水时空分布、强度和总量的变化、雨带的迁移以及气温、空气湿度、风速的变化等．间接的影响主要来自陆面过程，土地利用、地表反照率、粗糙度及界面水汽交换乃至土壤水热特性的变化．这些下垫面因素的变化是气候变化和人类活动综合影响的结果，同时又对气候系统有着反馈作用．因此气候变化引起了不同时空尺度的降水、土壤水、蒸发、地表水及地下水的变化．水循环陆地分支由降水、出入本区的径流、蒸发及土壤水含量的变化组成。陆地水循环是大气环流的重要组成部分，它既受大气环流的支配，又通过陆—气间的水量能量交换对大气进行反馈。 表 一 全球十大受灾人数最多的灾害（1900-2008） [3]国家 灾害类型 年份 受灾人数印度 旱灾 印度 旱灾 中国 水灾 中国 水灾 印度 旱灾 1972 中国 水灾 ．30 中国 水灾 印度 水灾 中国 水灾 中国 水灾 （二） 全球水循环的变化 陆地上因气温升高和灌溉的范围的扩大等增加了蒸发。特别是北半球中高纬地带的内陆与海洋的普遍曾暖，将导致明显的蒸发量的增加。由此导致的高纬温带地区空中的云量增加，以及该地区的降水量也有多增加。在我国，全球温度变化与我国各地降水变化趋势不仅存在成片的正相关区与负相关区，而且其空间分布特征也相当清晰，在我国西北，内蒙古至东北北部的夏季风边缘地区，即在北方干旱带中轴线以北以西的地区，当全球变暖时降水同步增加，变冷时降水同步减少。而在半干旱带以南以东一夏季风盛行的潮湿区，除了长江中下游干流区和东南沿海等区域外，大部分地区在全球变暖时降水有所减少，全球变冷时降水有所增加[4]。Hardy认为，全球平均年降水量将会增加10%以上，但有季节性和区域性差异[5]。随着全球气温上升，水循环加快，21世纪全球的的降水液将有增加的趋势。（三） 中国水循环的变化1 云南高原上的降水变化 大陆近地面的增暖，产生陆地上升气流的增强，一则造成地球表层区域性大气环流的增高，特别是自海洋向陆地气流活动的增强；二则产生陆地上空水汽凝结高度及降落的变化。中国云南省受地理位置及山地高原地形复杂的影响，云南省也比较复杂，云南高原绝大部分地区成为雨季，具体表现为云多，湿度大，日照时间短而降水集中。 表 二 云南省行政分区多年平均降水量长短系列对比 （据金德山，2004）行政区 雨量站点数 年平均降水量 长短系列偏差/% 1956-1979年 1956-2000年 昆明 44 856．7 曲靖 48 玉溪 32 昭通 36 楚雄 35 红河 47 文山 34 思茅 30 版纳 13 大理 30 保山 23 德宏 20 丽江 27 怒江 10 迪庆 14 临沧 36 通过上表可知云南高原，大部分地区长系列多年平均年降水量明显的减少，但是原来降水比较丰富的西侧山地区，近二十年来降水明显的增多。2 西北干旱地区的对气候变化的响应 中国西北干旱地区深居亚欧大陆的中部，本来是十分典型的温带大陆性气候，气温年变幅与日变幅大，降水稀少，区内高山与盆地，内补水平方向与垂直方向的气候差异也相当明显。该地区对全球变化的响应自然是全球最关注的问题之一。西北干旱区平均气温呈升高趋势，近五十年西北干旱区得气温平均上升率为℃/10a表 三 西北干旱区各年代降水量距平百分率/%年代 全年 春季 夏季 秋季 冬季1956-1960 2．1 由上表可知，西北干旱区年降水量增加趋势明显。春季降水量变化趋势不大，夏季降水量又增加趋势，秋季略有增加趋势而冬季增加趋势明显。西北干旱区除了河西内陆河径流量变化不大外，其他内陆河流都又增加的趋势。气候变化对径流有明显的影响，对于以降水为主要补给源的山区，径流变化主要取决于降水的变化，气温升高的影响其次。对于以冰川积雪融化为径流主要补给源的山区，气温升高将使冰川积雪消融，短期可以使山区径流量增加，但随着冰川变薄后退及小冰川的消失，冰川对年经流的调节作用将减弱。3 长江流域的影响 对温室气体增加导致的全球变暖，长江流域的升温显得滞后而较弱，各个地区有着不同的区域响应。20世纪80年代以来，长江中下游地区升温为℃，长江上游地区降温℃左右，长江流域增温℃值主要出现在长江三角洲地区[6]。随着全球变暖，水循环加快，长江流域的降水也发生了变化。从1951年以来，长江流域年降水在中下游地区呈不显著意义的微上升趋势，上游地区呈现下降趋势[7]。表 四 20世纪后50年长江流域各区各年代平均降水量距平变化特征表/mm年代 1950 1960 1970 1980 1990宜昌以上 汉口以上 大通以上 34．1 对长江流域1950-2000年107各气象站20cm蒸发皿蒸发量进行计算分析，表明长江流域年蒸发在全域上中下游均呈现显著下降的趋势，而且中下游是下游趋势最显著的区域。汛期5-9月蒸发在全流域各个区域也都呈现下降趋势，但在上游不明显。从季节蒸发趋势来看，上游地区蒸发季节变化不大，各季节没有明显的变化趋势，而全流域与中下游变化趋势较一致，夏秋季均呈现下降趋势尤以夏季下降趋势更加明显。长江流域降水充沛，径流丰富。年际变率小，加上长江流域集水面积广阔，因此长江流域径流的年际变化也较小。 三 总结与展望 全球气候变化给人类带来的影响是全方位的，多尺度和多层次的，对灾害频率和强度生态环境等造成了重大影响。例如最近最近几年世界各地频繁发生大的海啸和洪水灾难等，同时中国在这半年来先后在一些省份遭受了旱灾和洪涝灾害，这些事件与全球气候变暖导致的降雨变化有着密切关系。 （一） 为实现对全球气候变化的适应，至少需要在两个关键科学问题上开展工作:要认识多面临的全球环境变化问题。全球环境变化本身是一种自然现象，然而在其身后可能存在人类的驱动作用;要认识到全球环境变化可能造成的后果及规避风险的可能途径。 （二） 面对气候变化带来的影响，我们应采取的应对措施:推行适应气候变化的对策，把气候变化及其影响纳入社会经济发展规划;控制温室气体的排放，减少其在大气中的含量;加强气候变化的监测和研究;加强森林和植被保护，加快流域水土流失治理;重视气候变化问题的宣传，教育这一点尤为重要[8]。参考文献 [1] 国家气候变化对策协调小组办公室：全球气温变化——人类面临的挑战.17页，北京，商务印书馆，2004[2] 郑国光.正确认识并应对全球气候变暖.中国环境观察，2007（1）[3] 胡鞍钢，管清友.中国应对全球气候变化，北京：清华大学出版社，2009:62[4] 张素琴，任振球，李松琴.全球温度变化对我够降水的影响.应用气象学报，1994,5（3）：333-339[5] Hardy J T. Climate Change .England :John Wiley & Sons Ltd, 2003,240[6] 沙万英，邵雪梅，黄玫。20世纪80年代以来中国的气候变暖及其对自然区域界限的影响.中国科学，2002,32（4）：317-326[7] 苏布达，姜彤，施雅风等.1990年长江流域降水趋势分析.湖泊科学，2003,15（增刊）：38-48[9] 杨达源，姜彤.全球变化与区域响应，北京：化学工业出版社，2005:184-185