植物生理生态系统

p 　　国际社会公认，当前气候变化主要是由CO sub 2 /sub 浓度升高造成的。而减缓CO sub 2 /sub 浓度升高的主要途径一是节能减排，二是调节自然生态系统固碳。前者效果明显，而后者的作用依然在探索之中。中国科学家通过5年持续观察研究得出结论：中国陆地生态系统在2001年—2010年期间平均年固碳2.01亿吨，相当于抵消了同期中国化石燃料碳排放量的14.1%。《美国科学院院刊》以专辑形式发表了该项目的7篇研究论文。 /p p 　　当今世界范围最大的野外调查项目 /p p 　　陆地生态系统可以通过植被的光合作用吸收大气中的大量CO sub 2 /sub 。利用陆地生态系统固碳，是减缓大气CO sub 2 /sub 浓度升高最为经济可行和环境友好的途径。2011年初，中科院启动了“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”专项，下设“生态系统固碳”研究，力图通过对中国各类生态系统的碳储量和固碳能力进行系统调查和观测，揭示中国陆地生态系统碳收支特征、时空分布规律以及国家政策的固碳效应。 /p p 　　项目首席科学家之一方精云院士说，来自中科院及高校、部委所属35个研究院所的350多名科研人员，按照专项统一的实验设计和调查方法，系统调查了中国陆地生态系统(森林、草地、灌丛、农田)碳储量及其分布，调查样方17000多个、累计采集各类植物和土壤样品超过60万份。“这是当今世界范围最大的野外调查项目，为研究中国植被生产力、碳收支以及生物多样性的宏观格局提供了大量野外实测数据，也为我国国土资源规划、保护与利用等提供了重要的本底数据。” /p p 　　生态工程和秸秆还田均固碳 /p p 　　自2015年开始，科研人员创新科研组织模式、打破课题间壁垒、实现数据完全共享，在凝练出若干个重大科学问题的基础上，对所有采集数据，统一汇总整理，统一控制数据质量、统一数据挖掘，从多个层面系统深入地分析了中国陆地生态系统碳源汇特征、驱动因素以及相应的生态系统功能，取得了一系列原创性重大成果。 /p p 　　中国科学家的代表性成果包括：1.中国陆地生态系统在过去几十年一直扮演着重要的碳汇角色。在2001年—2010年期间，陆地生态系统年均固碳2.01亿吨，相当于抵消了同期中国化石燃料碳排放量的14.1% 其中，中国森林生态系统是固碳主体，贡献了约80%的固碳量，而农田和灌丛生态系统分别贡献了12%和8%的固碳量，草地生态系统的碳收支基本处于平衡状态 2.首次在国家尺度上通过直接证据证明人类有效干预能提高陆地生态系统的固碳能力。例如，我国重大生态工程(天然林保护工程、退耕还林工程、退耕还草工程，以及长江和珠江防护林工程等)和秸秆还田管理措施的实施，分别贡献了中国陆地生态系统固碳总量的36.8%(7400万吨)和9.9%(2000万吨) 3.首次在国家尺度上开展了群落层次的植物化学计量学研究，验证了生态系统生产力与植物养分储量间的正相关关系，揭示了植物氮磷元素的生产效率 4.首次揭示了生物多样性与生态系统生产力和土壤碳储量之间的相关关系，证实了增加生物多样性不仅能提高生态系统的生产力，而且可以增加土壤的碳储量。 /p p 　　审稿人对成果高度评价 /p p 　　对于中国科学家的论文，美国科学院院士InderM. Verma认为：“该专辑主题不仅在科学上，而且在社会领域都非常重要，应该会在世界上引起广泛的兴趣和产生重大的影响。”“论文为证实生态恢复工程对中国碳汇的影响方面作出了重要贡献。” /p p 　　另一位审稿人指出：“该研究非常重要。论文提供的翔实、独特的数据库将有助于地理学家、生物地球化学家、植物生态学家、生态生理学家、模型学家在大尺度范围上验证一些以往在小尺度上得到的假说。” /p p 　　有国内专家指出，这项研究成果也从科学角度有力地宣示了中国在生态文明建设中的成就，不仅提供了人类干预促进生态系统碳吸收的新见解，也为其他发展中国家提供了可借鉴的经验。 /p

碳中和背景下生态系统多要素观测技术学术交流会会议时间：2023年8月29日参会方式：线上承办单位主办方：国家林业和草原局西南岩溶石漠化治理国家创新联盟北京理加联合科技有限公司协办方： 北京林业大学林业生态工程教育部工程研究中心美国Picarro公司01 背景中国陆地生态系统在过去几十年一直扮演着重要的碳汇角色，巩固和增强生态系统碳汇是我国“双碳”目标实现的有效途径之一。但目前对于不同生态系统的碳源汇功能、量级、分布、动态和驱动因素的认识仍存在较大的不确定性，这就对生态系统碳通量的准确观测提出了更高的要求。传统的基于单一方法的观测通常存在着观测要素单一和尺度单一等问题，且可能受到方法本身的局限性和误差的影响而建立多方法的立体联合观测，如将SIF遥感、涡度相关法、箱式法和通量梯度法、同位素观测技术等观测方法相结合。一方面，各方法之间可以相互验证，提高观测数据的代表性和准确性；另一方面，各方法之间又可以相互补充，可用来建立多源、多尺度、多要素的综合监测数据集。进而，可以更全面和综合地评估生态系统碳通量，更深入地理解和认识生态系统碳源汇功能，更有效地制定减排增汇策略，推动双碳目标的实现。为了推动生态系统多要素观测技术的发展，北京理加联合科技有限公司拟定于2023年8月29日召开“碳中和背景下生态系统多要素观测技术学术交流会”，此次交流会将以线上的形式进行。02 会议目的面向广大科研人员，开展“碳中和”背景下生态系统SIF、湍流涡动通量、土壤温室气体通量和相关同位素通量等要素的观测方法、基础理论、数据分析和应用研究进展等方面的技术交流和培训，促进不同学科领域学者间的交流，提升野外生态台站的综合观测技术水平。03 会议内容1）生态系统碳源汇观测技术的基础理论与方法2）生态系统碳源汇观测技术的前沿科学问题3）生态系统碳源汇观测技术的应用与研究进展04 会议日程碳中和背景下生态系统多要素观测技术学术交流会张宇清 教授北京林业大学9：00~9：05致辞孙宝宇 总经理北京理加联合科技有限公司9：05~9：10致辞周金星 教授北京林业大学9：10~9：50喀斯特区岩溶碳汇及其动态过程初探周文君 副研究员中国科学院西双版纳热带植物园9：50~10：30云南典型森林生态系统土壤温室气体研究10：30~10：40休息时间巩晓颖 教授福建师范大学10：40~11：20气体交换和同位素联合测定在生态学研究中的应用严堇纾 应用科学家美国Picarro公司11：20~12：00CRDS激光光谱技术在大气科学与生态学研究中的应用休息时间肖薇 教授南京信息工程大学13：30~14：10长三角典型水体温室气体通量和蒸发研究进展胡中民 教授海南大学14：10~14：50陆地生态系统初级生产力的时空变异特征与驱动机制郑宁 应用科学家北京理加联合科技有限公司14：50~15：30涡动通量研究最新进展及生态系统多要素观测方法简介15：30~15：40休息时间高添 研究员中国科学院沈阳应用生态研究所15：40~16：20基于科尔塔群的复杂地形下森林碳通量监测研究(初步进展)李鹏 教授西安理工大学16：20~17：00陕西生态系统固碳能力评估与监测关键技术孙宝宇 总经理北京理加联合科技有限公司17：00~17：40生态系统碳源碳汇立体监测方案及实践05 会议时间、形式1.会议时间：2023年8月29日2.会议形式：网络线上直播06 注意事项本次研讨会不收取费用。07 报名方式关注“理加联合”微信公众号，回复“碳中和”08 专家一览周金星 教授；北京林业大学周金星，男，汉族，水土保持工程教研室主任。任中国陆地生态系统观测研究网络 (CTERN) 云南建水生态站站长、教育部林业生态工程研究中心主任、西南岩溶石漠化治理国家创新联盟理事长、中国林业工程建设协会石漠化监测与综合治理专业委员会副主任委员。获国家林草局“百千万人才工程”省“中国水土保持青年科部级人选、“中国林业青年科技奖”技奖”“北林学者”杰出青年。获省部级奖励10余项，国家专利9项、国家新品种11项、行业标准5项。著作7部、论文200余篇、其中SCI论文50余篇。团队被授予“西南地区困难立地生态修复”国家创新团队称号。研究领域:水士保持与荒漠化防治、石漠化治理、生态修复工程。周文君 副研究员；中国科学院西双版纳热带植物园周文君，现在中国科学院西双版纳热带植物园，热带森林生态学重点实验室，全球变化研究组工作，副研究员，硕导。研究方向为全球变化生态学：以森林与农田生态系统的碳氮水过程为研究对象，结合微生物生态学，稳定同位素生态学、生态学、土壤生态学等学科，开展全球变化背景下，森林与农田碳氮过程对区域气候变化的响应与适应的机制研究；秉持可持续发展农业生态理念，开展植物源生物质材料的应用效应与机理的研究，打造高效可循环农业模式；响应乡村振兴与绿色农业建设的号召，进行农林生态系统的碳汇评估，并开展农业减氮土壤固碳研究，已在水稻的降镉减氮、土壤增汇提质等方面取得了一系列进展，将为森林、农业生态系统的碳达峰与碳中和和乡村振兴的推进提供科学数据支撑。主持参与国家自然基金，云南省自然科学资金、中科院、中外合作项目，国家973，国家科技部重大专项，宜春5511工程项目等共20余项。已发表研究论文50余篇。巩晓颖 教授；福建师范大学巩晓颖，研究员，博导，福建省“闽江学者”特聘教授，福建省百人计划获得者。主要从事植物生理生态学和稳定同位素生态学方面的研究工作。目前在New Phytologist,Plant Cell & Environment等知名学术期刊发表论文三十余篇；担任中国生态学会稳定同位素生态专业委员会委员、福建省创业创新领军人才（B类引进高层次人才）、SCI 期刊Frontiers in Plant Science编委、European Journal of Soil Science客座编辑和《地球科学与环境学报》编委，以及十余个专业期刊的审稿人。严堇纾 应用科学家；美国Picarro公司严堇纾博士毕业于华盛顿大学地球化学专业，现任Picarro的应用科学家。在国际期刊发表多篇学术论文，在环境气体和同位素领域具有丰富的实验设计、方法开发、仪器操作和维护、数据收集和校准以及学术/技术写作等经验。肖薇 教授；南京信息工程大学肖薇，教授，博士生导师，国家重点研发计划项目首席科学家，国家级青年人才计划入选者。中国科学院地理科学与资源研究所博士，耶鲁大学联合培养博士，耶鲁大学博士后。长期从事陆地碳水循环和气候变化领域研究，主持国家重点研发计划项目、江苏省杰出青年基金项目、国家自然科学基金面上项目等科研项目十余项。在《Nature Geoscience》、《Global Change Biology》和《Environmental Science & Technology》等期刊发表论文共120余篇；出版专著3部。现任中国生态学学会稳定同位素生态专业委员会副主任委员、国际水文科学协会中国委员会同位素分委员会委员，入选江苏省“333高层次人才培养工程”第二层次培养对象，并担任江苏省“333人才”领军型人才团队负责人，被评为“全国优秀青年气象科技工作者”和“江苏省科技创新十大女杰”，获教育部自然科学奖二等奖（排名第二）、中国气象学会大气成果基础研究成果奖一等奖（排名第五）、中国通量观测研究网络ChinaFLUX十大科学进展（排名第一）。胡中民 教授；海南大学海南大学生态系统监测与评估团队负责人。从事全球变化对陆地生态系统影响研究。长期以来，借助长期定位监测、野外控制实验、模型模拟以及遥感观测等多种技术手段，从不同时间尺度与空间尺度揭示气候变化对生态系统功能（如固碳与水分消耗）和结构（系统转变）的影响，在气候变化对陆地生态系统碳水循环影响方面取得了重要进展。以第一或通讯作者在前沿SCI刊物发表论文30余篇，累计影响因子200，含Trends in Ecology and Evolution, Ecology Letters，Global Change Biology, Remote Sensing of Environment,Global Ecology and Biogeography, Agricultural and Forest Meteorology，Journal of Climate, Journal of Hydrology等生态学与地学主流期刊论文。曾获中国科学院优秀博士论文、中国科学院青年创新促进会会员、中国生态学会青年科技奖等荣誉。主持国家自然科学基金优秀青年基金、国家重点研发子课题等项目10余项。高添 研究员；中国科学院沈阳应用生态研究所高添，博士，中国科学院沈阳应用生态研究所，研究员，硕士生导师。现任辽宁省陆地生态系统碳中和重点实验室副主任，中国生态学学会生态遥感专业委员会委员，负责辽宁清原森林生态系统国家野外科学观测研究站“科尔塔群”（森林碳通量研究平台）的全面工作。主要从事森林生态系统碳-水通量观测、遥感模拟与生态系统服务评估等研究。发表学术论文40余篇，第一/通讯作者在Agricultural and Forest Meteorology, International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, Atmospheric Measurement Techniques, Ecohydrology等期刊发论文13篇。主持国家自然基金面上项目、青年基金、国家重点研发项目子课题、中国科学院先导专项（A类）专题等10余项。获2019获国家科技进步二等奖、中国科学院科技促进发展奖。李鹏 教授；西安理工大学李鹏，博士，西安理工大学，教授，博士生导师。兼任旱区⽣ 态⽔ ⽂ 与灾害防治国家林业和草原局重点实验室主任，中国⽔ 利学会⾬ ⽔ 利⽤ 专业委员会副主任，中国⼟ 壤学会⼟ 壤侵蚀专业委员会副主任，中国国⼟ 经济学会资源⽣ 态专委会副主任。主要从事流域泥沙与⽔ ⼟ 保持⽣ 态修复等⽅ ⾯ 研究⼯ 作。发表学术论文300余篇，SCI收录170余篇，先后主持国家重点研发计划课题、国家⾃ 然科学基⾦ 等国家与省部级项⽬ 50余项，获国家科技进步⼆ 等奖和陕西省科学技术⼀ 等奖等国家与省部级技术奖励10余项；获陕西省中⻘ 年科技创新领军⼈ 才和陕西省⻘ 年科技奖。

微塑料是指直径小于5毫米的塑料颗粒，它们主要来源于塑料制品的磨损、降解和破碎，对环境和生态系统产生了不容忽视的影响。微塑料广泛分布在河流、湖泊、海洋等水体中，对水环境会造成污染，也可被水生生物摄取，进而在食物链中传递，最终影响到人类健康。此外，微塑料还可能影响浮游动物的摄食、生长和繁殖，从而影响整个生态系统的功能。针对微塑料是否会影响生物扰动活动，国外的一组团队展开了研究。淡水沉积物中的微塑料影响主要生物扰动者在生态系统功能中的作用微塑料（粒径≤5mm）是塑料废物中的一部分，会通过沿海径流和河流进入到海洋。根据其密度差异，或漂浮在水中或进入沉积物中。沉积物-水界面是水中生物主要活动区，通过生物地球化学过程在生态系统功能中发挥着重要作用。这些生物地球化学过程主要由微生物活动驱动，而底栖无脊椎动物生物扰动作用明显，可凭借进食、排泄、推土、掘穴以及建造洞穴、土堆和坑等行为影响各界面间的养分动态及微生物过程。但目前尚不清楚微塑料的存在是否会影响生物扰动者在沉积物中的生理和活动。基于此，为填补研究空白，国外的一组研究团队在法国东南部Lone des Pê cheurs河床收集沉积物，过筛后，于-20℃储存以杀死微生物。然后测量了沉积物样品的颗粒物粒径分布、总有机碳（TOC）和总氮含量（TN）。将沉积物和微塑料在玻璃瓶中混合以形成4个微塑料浓度（0 颗粒物/kg沉积物干物质（对照）；700 颗粒物/kg沉积物干物质（低）；7000 颗粒物/kg沉积物干物质（中）；70000 颗粒物/kg沉积物干物质（高））。水丝蚓在淡水底栖生物栖息地的生物地球化学和生态学中具有关键作用，选择其作为生物扰动者进行研究。试验共8个处理（4个微塑料浓度×有无水丝蚓），5次重复。沉积物和微塑料混合一周后转移到2L玻璃培养瓶中，然后上覆10 cm合成淡水，将180个长度为1-3 cm的水丝蚓放入培养瓶中，进行77天培养试验。在试验最后4周，分析了水丝蚓的生物扰动活动（沉积物重建和生物灌溉）和地球化学过程（CO2、CH4（Picarro G2201-i同位素和气体浓度分析仪）和养分通量）。试验结束时（77天），确定每种处理下水丝蚓的存活率，并将其分成两部分，一部分用来评估其生理状态（能量储存和氧化应激），另一部分用来确定水丝蚓摄入的微塑料数量。旨在评估微塑料对水丝蚓及生态系统服务功能的影响。实验期间不同天数所分析参数示意图。【结果】其中一个培养瓶中CH4（A）、CO2（B）、N-NO3-（C）、N-NO2-（D）、N-NH4＋（E）和P-PO43-（F）浓度时间变化示例。水柱中测量的CO2（A）和N-NOx（N-NO3&minus + N-NO2&minus ）通量（B）。【结论】虽然没有死亡，但在暴露于中等微塑料浓度（7000 颗粒物/kg沉积物干物质）后，水丝蚓对氧化应激有显著反应。与此同时，通过沉积物重建能力和促进沉积物-水界面的水交换通量进行评估，发现水丝蚓生物扰动活动减少。因此，在微塑料存在的情况下，水丝蚓对有机质矿化和养分通量的贡献显著降低。该研究表明，环境中的微塑料浓度通过减少水丝蚓的生物扰动活动，对沉积物-水界面的生物地球化学过程产生影响。