关注生态系统里的那些碳和水

《关注生态系统里的那些碳和水》由会员分享，可在线阅读，更多相关《关注生态系统里的那些碳和水（1页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、进展6主编： 刘丹 编辑： 杨琪 校对： 王心怡 E-mail押2015 年 2 月 9 日星期一Tel：（010） 62580715成都山地所与中铁二院 签署战略合作协议本报讯 为进一步加强同大型工程综合勘 察设计企业在铁路及重要线性工程防灾减灾 领域的科技合作与战略协同， 2 月 5 日， 中国科 学院水利部成都山地灾害与环境研究所与中 国中铁二院在成都签署战略合作框架协议并 举行座谈。 成都山地所所长邓伟表示，国家正处于关 键发展时期， 习总书记在 “一带一路” 建设中专 门强调了基础设施优先发展战略。 其中， 诸如铁 路干线建设等许多基础设施建设涉及复杂的地 质地理环境， 山地灾害是面

2、临的主要问题。 双方 针对国家发展需求有着共同的结合点，开展战 略合作很有必要，也体现了中科院新时期的办 院方针。 在与会人员的共同见证下，邓伟和许佑顶分 别代表双方签订了 战略合作框架协议 。双方以 川藏铁路建设为契机， 坚持 “需求导向、 科技支撑、 成果共享、 服务发展” 的原则， 围绕铁路选线、 建设 和运营期间的山地灾害问题，一致同意建立长期 的、 全面的、 深度的战略合作关系， 重点在山地灾 害区域分布、 风险评估、 防治及监测预警等方面加 强科技合作与人才交流培训， 共同推动双方快速、 健康、 可持续发展。（柯讯）“山东省能源生物遗传资源 重点实验室” 获经费支持本报讯 日前，

3、山东省科技厅、 财政厅共同公 布 2014 年重点建设的山东省重点实验室评选结 果，由中国科学院青岛生物能源与过程研究所承 担建设的 “山东省能源生物遗传资源重点实验室” 获得 100 万元经费支持，用于开放运行、自主研 究、 仪器升级改造和高层次人才引进等。 该实验室主要面向国家能源、资源与环境等 重大战略需求，开展生物质能源领域的基础性、 战 略性和前瞻性的科技创新研究， 重点针对生物燃料 领域存在的生物质资源不足、 生物转化与加工效率 低下等难题， 开发创新性的能源生物资源， 提升我 国生物质能源的科研和产业化水平， 服务于国家和 地方在生物质资源开发和利用等需求。 目前，该实验室已形成

4、了一支具有较强创新 性和竞争力的研究队伍。在科研资源进一步整合 和优化的基础上， 形成了以能源生物分子生理学、 能源及应用微生物功能基因组学和能源及应用微 生物系统生物学与合成生物学为主的三大主要研 究方向， 在能源生物体系的分子、 细胞、 群落和生 态系统等层面能独立地完成对表观型数据和基因 型数据的大规模收集、 分析、 整合与改造。（柯讯）生物材料与干细胞骨组织 工程研究国际研讨会召开本报讯 近日，生物材料与干细胞骨组织工 程研究国际研讨会在中国科学院长春应用化学 研究所召开。 中国科学院生态环境高分子材料重 点实验室研究员陈学思、 吉林大学中日联谊医院 骨科主任朱庆三和本次研讨会主席日本

5、理化学 研究所教授 Yoshihiro Ito 在研讨会开幕式分别 致辞。 长春应化所再生医学材料课题组组长章培 标主持了本次研讨会。 本次研讨会由中国科学院生态环境高分子 材料重点实验室主办， 吉林大学中日联谊医院骨 科协办， 旨在为国内外骨科生物材料领域的学者 与临床骨科医生提供学术与技术交流的新平台， 促进国内外同仁间的学术交流。 参会人员围绕着 骨组织工程最新发展趋势、 绑定生长因子的设计 合成、组织工程仿生支架的设计制备和功能化、 纳米生物材料与干细胞治疗、 生物陶瓷、 细胞微 载体、 骨水泥复合矿化胶原及酶催化聚合凝胶的 生物学应用等学术主题进行了深入的研讨和交 流， 报道了最新学

6、术思想和研究成果， 共同探讨 了相关领域的发展动态、 研究热点、 应用难点及 相关科学问题。（于洋）2014 年度野外台站工作会议 在兰州召开本报讯 近日， 中国科学院寒区旱区环境与工 程研究所 2014 年度野外台站工作会议在兰州召 开。寒旱所领导、 研究室正副主任、 实验室正副主 任、 管理部门负责人、 16 个野外台站正副站长及台 站相关人员 100 余人参加了会议。 寒旱所副所长冯起表示，野外台站要进一步 面向世界科技前沿， 面向国家重大需求、 面向国民 经济主战场， 依托现有 16 个定位站， 建设集生态 监测、技术研发与试验示范为一体的标准化寒旱 区技术体系， 按照 “开放、 流动

7、、 联合、 竞争” 的原 则， 进一步加强与其他单元的交流与合作， 为 “率 先行动” 计划的顺利实施提供强有力的支持。 寒旱所所长马巍充分肯定了各野外台站 2014 年度各项工作。 他表示， 野外台站承担长期采集专 业类数据、 开展技术集成与示范、 培训专业技术人 员、 对外传播科学知识的任务， 是完成国家、 中科 院及地方各类科研项目的重要平台。野外台站工 作要紧密结合 “率先行动” 计划和 “一三五” 战略规 划，不断推进野外台站数据采集存储传输 开发应用的标准化，依托寒旱区科学大数据中 心， 不断提高数据利用效益， 为寒旱区科学研究提 供强有力的支撑， 为国家、 地方经济和社会发展作

8、出战略性、 创新性的贡献。（柯讯）在生态系统尺度，水分利用效率常表征为消 耗单位质量的水所固定的大气 CO2的量， 是理解 生态系统碳水耦合关系的重要指标。 中国科学院南京地理与湖泊研究所（以下简 称地湖所） 研究员李恒鹏在接受 中国科学报 记 者采访时说：“开展陆地生态系统水分利用效率时 空变异特征及其控制机制，有助于评价和预测未 来气候变化对生态系统碳、 水过程的影响。” 这些年来，李恒鹏团队的研究也围绕水分利 用效率而展开，他们发现全球平均水分利用效率 值在 2010 年之前呈显著下降趋势， 而近几年有所 改善。通量观测站点概况近年来，由于受全球气候变化及陆地生态系 统反馈响应机制研究持

9、续关注影响， 基于涡度 （通 过三维风速、气体浓度和水分脉动的观测来获取 二氧化碳、 热量和水分的通量） 相关技术构建的通 量观测系统， 已成为研究森林、 草地、 湿地、 农田等 陆地生态系统生物地球化学循环与全球变化相互 关系的重要手段。 来自美国橡树岭国家实验室的消息显示， 自 20世纪 90 年代起， 全球相继建立了 600 多个通量 观测站点， 形成全球性和区域性的通量观测网络， 包括美国通量网、 欧洲通量网、 亚洲通量网、 中国通 量网等共42 个国家、 23 个区域性通量研究网络。 我国自 2002 年起， 由中科院创建的中国陆地 生态系统通量观测研究网络 （ChinaFLUX）

10、， 经过 10 余年的发展取得了长足的进步， 观测站点由最 早的 8 个扩展到了 36 个， 并带动了我国通量观测研究的迅速发展。 据不完全统计，如今我国区域的通量观测站 点已经超过 150 多个，除了中科院相关研究机构 外， 还广泛分布在林业、 气象和农业部门以及部分 高校， 形成了具有相当规模的国家尺度碳、 氮、 水 和能量通量观测研究体系。 李恒鹏也指出，我国当前的通量观测研究还 比较分散， 虽然在国家和部委相关项目的支持下， 以 ChinaFLUX 为基础进行了通量观测的协作研 究，但是还远没有形成一个有效的国家层次的生 态系统通量观测研究网络， 也没有形成互助合作、 资源共享的有效机

11、制。 而随着通量观测研究工作的深入发展，越来 越多的科研人员意识到单站点、分散的观测研究 无法满足国家和社会发展的科技需求，迫切需要 加强站点联合，开展国家尺度的生态系统通量协 作观测研究。 2014 年 7 月， 来自中科院、 农林水气等行业部 门和高等院校的通量观测站，从事通量观测研究 的学术团体和科技工作者在北京联合成立了中国 通量观测研究联盟。尽快实现数据共享李恒鹏团队根据研究需要，选取了全球区域 的 32 个覆盖不同植被类型的通量观测站点， 但大 多站点集中在欧美区域。 “这说明国外的数据共享 已经做得很开放，而我国区域站点的数据共享还 很有限。” 这也让相关领域的科研人员意识到，全

12、国性 通量观测联盟的成立，只是系统全面开展全球变化生态学研究的第一步，而如何切实有效地实现 通量观测数据、平台的优势共享及其标准化与规 范化， 才是问题的关键。 李恒鹏团队开展的研究还基于一定的“科学 假设” 。 “大家都知道， 全球性的气候因素如气温与 降水都存在显著的地带性规律，那么受到气候要 素综合影响控制，植被生态系统水分利用效率的 空间格局是否也存在类似的规律呢？” 李恒鹏团队的研究一方面要考虑不同的生态 系统类型， 尽可能多地收集 “跨越” 不同纬度的通 量观测站点数据， 但也发现： 不同的植被类型有其 特定的分布范围，尽管名义上各生态类型都有一 些可用的观测站点，并不能在纬度范围

13、上充分覆 盖； 当前的通量观测站点还是主要集中在北半球， 在非洲等南半球地区受经济及技术水平限制， 站 点观测还很有限。 “实际上， 只要是定点观测研究， 就不可能实 现全覆盖， 尤其是全球尺度研究， 而遥感数据则能 弥补这方面的不足， 通过快速、 准确、 客观、 全面的 遥感影像数据及其产品，能够将站点水平的离散观测外推到更大尺度。” 李恒鹏说。 为此，研究团队通过多站点通量观测研究表 明，陆地生态系统水分利用效率存在明显的纬度 地带性特征，从低纬度到高纬度呈现先升高后降 低的趋势，不同植被类型水分利用效率峰值位置 略有差异， 接近于北纬51度附近。 北半球陆地生态 系统水分利用效率存在两个

14、峰值，一个在亚热带 地区， 另一个分布在亚寒带地区。 此外， 基于时间序列 MODIS （搭载在卫星上 的一个传感器）遥感数据建立的陆地生态系统水 分利用效率空间格局， 也验证了这一地带性规律。 李恒鹏指出：“不同的是，遥感反演结果能发现更 多的地面观测所不能获得的空间信息。”挖掘深层研究意义李恒鹏表示，由于他们开展的是一项全球陆 地生态系统水分利用效率空间格局及其变化趋势 分析研究， 因此所用到的数据包括两个层次。 一是上文说到的基于涡度相关技术，构建的 不同陆地生态系统类型的通量观测数据，包括长 时间序列的碳、 水通量， 而在站点水平上， 水分利 用效率的概念就可理解为单位质量的水分消耗所

15、 能固定的大气 CO2所形成的植被生产力。二是在 大尺度研究上所用到的全球性卫星遥感数据， 及 利用生态系统模型定量反演得到的陆地生态系统 植被生产力及相应的蒸散发产品。 “两者的联合， 既能在生态系统水平上将通量 监测与遥感估算相互印证，又能为站点水平上的 尺度外推及区域评估提供基础资料。” 他说。 李恒鹏团队研究表明全球平均水分利用效率 在 2010 年之前呈显著下降趋势， 而近几年这一现 象有所改善， 主要是受气温、 降水及光照等气候要 素综合作用下， 陆地生态系统植被生产力、 土壤蒸 发及植被蒸腾等生态过程的反馈与响应。另外还 受到人类活动的干扰影响，如大面积水分利用效 率较高的森林、

16、 湿地等自然生态系统开垦为耕地， 城市化的空前扩张也会占用大量的植被用地。 李恒鹏说：“上述人为因素都会在一定程度上 降低水分的利用效率。当然， 深层次的原因还有待 于近一步挖掘。” 至于研究意义，他举了一个例子：“我们的研 究发现农业用地的水分利用效率最低。而我国是 一个水资源相对匮乏的国家，城市化与工业化的 大力发展都将消耗大量的水资源，这就对传统的 用水大户农业造成威胁，当前各地区与各行业的 用水矛盾可以说是层出不断。” “农业关系到国家的粮食安全， 因此大力开展 农业用地水分利用效率研究，针对如何提高农田 水分利用效率献计献策就显得很有必要。” 李恒鹏 也表示， 目前这方面的研究还很缺乏， 因此基于涡 度相关技术的通量观测系统及遥感与 GIS （地理信 息系统） 技术的结合， 将为我国农业水资源高效利 用提供科学依据。速递转化进展力学所力学所隗南京地湖所南京地湖所隗植物资源清洁利用技术 “一举多得”姻本报记者 黄辛关注生态系统里的 那些碳和水长春应化所长春应化所不久前， 中国科学院上海有机化学研究所 （以 下简称上海有机所）研究员田