科学参考▲全球变化的前哨与屏障,王根绪:冰冻圈生态系统( 五 )


2冰冻圈-生物圈相互作用关系与机理
冰冻圈-生物圈相互作用是地球表层多圈层相互作用中最为复杂的过程 , 存在多方面未知领域 , 如明确原有生态系统随冰冻圈要素变化而出现类型更替、结构改变等显著变化节点及其阈限等 。
未来首先需要从深入理解冰冻圈主要生境要素变化对生态系统的影响机理出发 , 最终实现对冰冻圈-生物圈相互作用关系与机理的整体认识 , 包括:
1.积雪变化对生态系统组成、结构和功能的影响 , 积雪变化对生物地球化学循环的影响与反馈;
2.河湖冰变化对湖泊与河流淡水生态系统的影响 , 以及对相邻陆地和海洋生态系统的级联效应;
3.气候变化背景下冻土-植物生态相互作用关系与阈值 , 以及全球变化与冻土-生态系统演变理论与寒区陆地生态系统模型等 。
3冰冻圈生物地球化学循环
现阶段冰冻圈生态系统碳循环研究主要关注的前沿问题是土壤异养呼吸的区分及贡献、环境变化下氮素循环及其对碳循环的耦合作用、冰冻圈地理过程(如侵蚀)或成土作用(如冻扰过程)的改变对碳循环的影响等 。
未来以冰冻圈碳循环为重点的前沿发展方向主要包括4个方面:
1.冰冻圈碳源汇动态过程与驱动机制;
2.冰冻圈碳-氮生物地球化学循环耦合作用;
3.冰冻圈碳循环的生态地理过程与冻扰作用 , 包括河流碳-氮输移通量的时空动态与驱动机制;
4.区域或全球尺度碳-氮平衡的关键地理过程及其尺度变异性等 。
4冰冻圈生态系统动态模拟
现阶段一些应用较为广泛的陆地生态系统模式均在尝试应用于冰冻圈生态系统动态模拟研究中 , 但对冰冻圈过程考虑过于简单 , 基本不能刻画冰冻圈生态系统演变 。 因此 , 未来冰冻圈生态系统动态模型 , 需要加强基于多年冻土区植被动态演替机理的动态模拟、冰冻圈碳-氮-水耦合循环过程定量模拟 , 并将多年冻土区特殊土壤质地及其变化纳入生态系统模式中等 。
5冰冻圈生态服务与生态安全
冰冻圈生态系统结构与格局显著变化 , 对区域生态系统服务和生态安全有何影响 , 是冰冻圈生态学研究最为薄弱的领域 , 明显滞后于其他温带、热带等区域的相关研究 , 预料未来这一问题的研究将成为冰冻圈科学领域的前沿和热点 。
应着重5个方面的研究:
1.冰冻圈生态系统服务形成与稳定维持机制;
2.冰冻圈生态系统服务评估与模拟;
3.寒区生态系统服务对冰冻圈变化的响应与区域生态安全调控;
4.探索冰冻圈变化下寒区生态系统服务维持和生态安全保障的调控对策与技术体系;
5.建立冰冻圈生态安全维护管理和保育策略与模式 。
王根绪中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所研究员、博士生导师 , 中国科学院山地表生过程与生态调控重点实验室主任 , 四川贡嘎山森林生态系统国家野外科学观测研究站站长 。 主要从事寒区生态系统与全球变化、生态水文学领域的研究 。 兼任中国生态学学会生态水文专业委员会主任、中国冰冻圈科学学会(筹)寒区生态专业委员会主任等职务 。 《山地学报》副主编 , 《生态学报》《植物生态学报》《应用生态学报》和JournalofMountainScience等杂志编委 。 主持国家杰出青年科学基金、国家重点基金、国家“973”计划课题等17项 。 发表论文270余篇、出版专著5部 。
文章源自:
【科学参考▲全球变化的前哨与屏障,王根绪:冰冻圈生态系统】王根绪,杨燕,张光涛,常瑞英.冰冻圈生态系统:全球变化的前哨与屏障.中国科学院院刊,2020,35(4):425-433.


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