2024年地理科学系列文章(2)

百科   2025-01-24 11:36   北京  

气候变化下东北地区农业绿水安全风险评估

孙敬轩, 章光新, 吴燕锋, 陈立文, 齐鹏, 胡博亭, 胥毅军
中国科学 地球科学 54(7), 2210‒2226

气候变化对东北地区农业绿水安全带来严重威胁和挑战。文章采用绿水亏缺指数精细化评估绿水安全风险等级及其演变特征和趋势, 提出了绿水安全风险应对策略, 可为东北地区灌溉农业发展及国家水网建设规划提供支撑。

间隙水交换重塑区域和全球盐沼的碳和温室气体收支

陈小刚, Isaac R。SANTOS, 詹泸成, 邱渝茵, 张龑, 李凌
中国科学 地球科学 54(7), 2227‒2242

盐沼作为大气碳汇, 其碳循环过程备受关注。目前盐沼碳汇的研究主要关注碳埋藏, 很少考虑间隙水交换。文章从区域到全球尺度量化了盐沼间隙水交换碳排放通量, 修订了盐沼蓝碳源汇格局, 拓展了盐沼碳循环过程的认识。

黄河流域水库温室气体排放特征及影响因素——Meta分析

黄姝睿, 张佩嘉, 郑文秀, 张佳佳, 李阳, 王远见, 江恩慧, 刘少达, 夏星辉
中国科学 地球科学 54(7), 2243‒2258

通过对现有监测数据进行分析, 发现黄河流域水库的 CO2排放通量低于河道, 而CH4N2O排放通量显著高于河道, 表明后二者排放显著增强; 相较于三峡等湿润地区水库, 黄河流域水库的CO2CH4排放相对较低, N2O排放相对更高。

中国自然湿地生态系统碳循环关键过程及增汇途径

李金帅, 郝天象, 杨萌, 于贵瑞
中国科学: 地球科学, 54(8), 2478-2495 (2024)

生态碳汇是一种环境友好型的碳中和途径, 湿地因其强大的固碳潜力得到广泛关注。通过对湿地生态系统碳循环关键过程进行梳理, 文章提出三种增汇途径, 即植被固碳增汇技术、土壤碳减排技术和碳沉积埋藏技术。

黄土高原植物脂肪酸生物标志物“植物类型效应”胜于季节性变化

刘金召, S. Nemiah LADD, 赵家驹, 严东娜, 何丁, 曹蕴宁, 安芷生
中国科学: 地球科学, 54(8), 2587-2603 (2024)

研究脂质生物标志物的现代过程有助于准确解译沉积物中该指标的古气候指示意义。研究者通过黄土高原全方位、分季节植物调查发现, 脂肪酸“植物类型效应”远胜其季节性变化, 表明古气候重建时需考虑“植物类型效应”。

中国亚热带地区2000~2019年森林海拔分布特征及其时空动态

郑振灿, 庄留文, 缪国芳, 刘涵, 程志强, 李纹宇, 商荣, 宫鹏, 陈镜明
中国科学: 地球科学, 54(8), 2604-2624 (2024)

针对中国亚热带地区多山特征, 本研究定量了该地区自21世纪以来森林覆被及不同森林类型的海拔分布特征及时空动态。这些特征可能包含特定人为活动和气候变化的影响, 为了解中国森林资源提供了垂直维度的信息和视角。

“城市矿产”资源产生及其供给潜力: 以金属铌为例

曾现来, Moisés GÓMEZ, Mahmoud BAKRY, 耿涌, 李金惠
中国科学: 地球科学, 54(8), 2625-2632 (2024)

地下金属矿产资源正在快速开采并转移到地上, 这不仅导致地下矿产资源的枯竭, 也形成了与日俱增的“城市矿产”资源类废弃物。铌是稀有金属中的合金贵族, 深入评估铌资源的废弃物产生对保障中国铌资源安全具有重要意义。

第三极西风与季风主导源区径流对气候变化的不同响应

孙启凯, 苏凤阁, 孙赫
中国科学: 地球科学, 54(8), 2633-2655 (2024)

第三极不同源区之间的径流存在差异, 文章对比了1961~2015年第三极西风与季风主导的11个源区年径流变化, 系统分析了西风与季风主导源区径流对气候变化的响应差异以及径流变化的大尺度环流机制。

南极三大冰架稳定性监测的现状与变化趋势

李荣兴, 李国君, 安璐, 夏梦莲, 吕达, 程远, 赵爱国, 常甜, 崔祥斌, 张胜凯, 刘世杰, 田一翔, 王卫安
中国科学: 地球科学, 54(8), 2656-2673 (2024)

通过对比分析南极三大冰架与参考冰架的九个关键参数, 综合评估了三大冰架的稳定性和变化趋势。研究结果表明, 三大冰架多项关键参数的变化均小于参考冰架变化阈值, 目前均处于稳定的自然变化状态, 但需要进行持续观测。

中国陆域干旱的大气环流机制及旱情传播规律

顾子也, 顾磊, 尹家波, 方威, 熊立华, 郭俊, 曾子悦, 夏军
中国科学: 地球科学, 54(8), 2674-2689 (2024)

结合重力卫星、再分析数据和大气环流指数, 采用机器学习方法辨识我国TWS干旱、水文干旱和农业干旱表征变量的大气驱动机制。通过Copula函数识别干旱多维潜在风险特征, 并提出了水文干旱、农业干旱至TWS干旱的风险传播模型。

解决围绕碳酸盐岩风化碳汇的争议

白晓永, 张思蕊, Pete SMITH, 李朝君, 熊练, 杜朝超, 薛盈盈, 李姿霖, 龙明康, 李明会, 张小芸, 杨姝, 罗青, 沈晓倩

中国科学: 地球科学, 54(9), 2747-2761 (2024)

文章深入探讨碳酸盐岩风化碳汇(CCSs)在全球碳循环中的诸多争议。研究发现, CCSs不仅存在且具稳定性, 对缓解气候变化具有潜在贡献。文章还分析了CCSs分布、增汇措施及未来变化趋势, 将有助于明确CCSs在全球陆地碳循环中的作用。

植被模型研究进展与展望

李思其, 张旭, 陆正遥, 倪健, 吕建华
中国科学: 地球科学, 54(9), 2762-2782 (2024)

陆表植被模型是人们理解植被-气候相互作用的主要手段。文章系统梳理了其发展历史、优缺点和应用范围,提出植被模拟应进一步围绕模式层级、植被突变、人类影响和机器学习等方面进行改进与发展。

环境伦理研究和实践面对的机遇与挑战

夏军, 鲁晓, 朱彤, 樊杰, 秦伯强, 胡洪营, 刘家寿, 薛颖, 刘慧晖, 何子豪, 俞挺, 王朝
中国科学: 地球科学, 54(9), 2783-2788 (2024)

环境伦理能够为我国的可持续发展和“双碳”目标实现提供伦理依据和道德动力。文章结合大气污染治理、新污染物及微塑料污染治理、水环境标准制定、生态补偿机制完善、长江大保护工程实施等典型环境治理场景和案例, 论述了环境伦理面临的新挑战和新机遇。

过去200年欧洲耕地格网化重建

李俊, 叶瑜, 方修琦, 张頔旸, 吴致蕾
中国科学: 地球科学, 54(9), 3005-3022 (2024)

基于集成重建的欧洲国家尺度耕地面积, 将过去200年分为传统农业、现代农业和过渡阶段, 分时段使用宜垦性和偏好性结合的优先度模型、宜垦性模型和两种分配方案的均值, 集成重建了欧洲1800~2000年5个时点5′×5′的耕地覆盖数据。

基于数据融合的中国东部降水氢稳定同位素数据集

陈佳澄, 陈杰, Xunchang John ZHANG, 彭培艺
中国科学: 地球科学, 54(9), 3023-3039 (2024)

基于站点观测、大气环流模式和辅助数据, 采用表现最优的卷积神经网络方法, 建立了中国东部地区1969~2017年降水氢稳定同位素数据集, 并验证了其可靠性。基于该数据集分析了中国东部降水氢同位素的时空分布特征。

基于环境效应的以竹代塑产品分级研究

张梦, 周国模, 顾蕾, 王文硕
中国科学: 地球科学, 54(9), 3040-3050 (2024)

围绕“以竹代塑”在降污减碳方面的突出作用, 研究提出了“以竹代塑”产品的环境效应及评价指标, 构建了典型“以竹代塑”产品的分级评价模型, 为“以竹代塑”产业重点产品的识别和环境效应评价提供了科学的方法。

公正创新的消费端碳排放核算研究

沈群, 段宏波, 唐韵, 汤林彬, 尚丽, 窦新宇, 魏伟, 陈伟强, 刘竹
中国科学: 地球科学, 54(9), 3051-3062 (2024)

通过核算典型国家1990~2019年的碳排放, 发现主要发达国家的消费端碳排放普遍高于生产端碳排放, 而发展中国家的结果则相反。为了给全球减缓和气候治理提供科学依据, 文章提出亟需创新一套科学、实用、标准化的消费端碳核算技术体系。

青藏高原地表变暗对区域冻土与生态系统的影响

汤舒畅, 汪涛, 刘丹, 姚檀栋, 朴世龙

中国科学 地球科学 54(10), 3265-3277 (2024)

随着冰川、积雪融化和植被变绿, 青藏高原地表呈现变暗特征, 即地表反照率持续下降。文章评估了高原地表变暗对区域冻土与生态系统的影响, 发现高原地表变暗下冻土将退化, 但植被生长将增强, 最终增加区域陆地碳储量。

干旱降低了气候变暖对高寒草地群落的正效应

阿旺, 吕汪汪, 周阳, 李博文, 孙建平, 吕静雅, 陈兰英, 斯确多吉, 汪诗平

中国科学 地球科学 54(10), 3278-3291 (2024)

温度和降水如何共同影响高寒草地的群落结构和生产力目前尚不清楚。通过7年野外原位增温和增、减水控制试验, 发现增温提高了高寒草地植物多样性和生产力, 但干旱降低了这种正效应。

北半球高纬度多年冻土区对全球野火燃烧碳排放的贡献

朱星儒, 徐希燕, 贾根锁

中国科学 地球科学 54(10), 3292-3304 (2024)

文章研究发现, 过去二十年间北半球高纬度多年冻土区野火燃烧主要消耗地下碳, 多年冻土区平均每年地下燃烧碳排放约占全球地下燃烧碳排放的63.57%。虽然全球野火燃烧碳排放总量减少, 但多年冻土区的野火排放呈增加趋势。

基于多源多特征遥感数据的南美洲10米空间分辨率湿地制图

孙伟伟, 杨刚, 黄玉玲, 毛德华, 黄可, 朱琳, 孟祥超, 冯添, 陈超, 葛咏

中国科学 地球科学 54(10), 3305-3322 (2024)

文章以南美洲湿地精细制图为目标, 基于谷歌地球引擎平台, 结合多源多特征遥感数据, 构建大规模湿地样本采集和分类方法, 制作了南美洲地区首张10米空间分辨率的湿地地图, 为南美洲后续湿地管理和保护提供基准数据。

1980~2020年中国陆地生态系统碳储量时空格局与演进规律

王少剑, 周诗洁, 方创琳

中国科学 地球科学 54(10), 3323-3339 (2024)

不同的土地利用类型的碳储能力存在着明显的差异, 人类活动所造成的土地利用变化促使大量的碳从陆地排入大气中, 产生碳储量损失。利用中国高精度的土地利用分类数据, 通过InVEST模型、响应弹性系数、泰尔指数多阶分解等方法, 估算中国陆地生态系统碳储量, 挖掘碳储量变化的时空演变规律。

从生物地球化学视角理解土壤碳封存的机制和潜在途径

冯晓娟, 戴国华, 刘婷, 贾娟, 朱二雄, 刘程竹, 赵云鹏, 王亚, 康恩泽, 肖军, 李薇

中国科学: 地球科学, 54(11), 3421-3432 (2024)

土壤碳封存是实现“碳中和”的重要途径。文章梳理了土壤碳封存的关键过程与机制, 总结了提升土壤碳封存的主要途径, 重点展望了生物地球化学方法在土壤碳汇研究方面发挥的作用, 并对未来研究提出了几点建议。

明清时期人类干扰加剧喀斯特洼地侵蚀产沙

袁帅, 岳跃民, 张信宝, 王璐, 翟璐, 王克林
中国科学: 地球科学, 54(11), 3587-3596 (2024)

了解石漠化演变历史有助于判断成林潜力。文章测算了15世纪以来峰丛洼地沉积物土壤侵蚀速率, 发现明清时期侵蚀速率较高, 可能与瑶族迁徙和玉米引种等人类扰动有关。研究结果为未来的生态修复提供了重要参考。

1996~2021年南极冰盖物质平衡及其对海平面变化贡献的综合估算

李荣兴, 李国君, 海港, 谢欢, 程远, 陈威, 崔祥斌, 丁明虎, 高春春, 郝彤, 柯长青, 李传金, 李进, 刘岩, 冉将军, 任贾文, 沈强, 沈云中, 史红岭, 王松筠, 王泽民, 詹金刚, 张保军, 钟敏, 周春霞
中国科学: 地球科学, 54(11), 3597-3614 (2024)

基于多家机构提供的16个南极冰盖物质平衡结果, 发展了一种自适应窗口的“两步”综合估算方法, 获得了1996~2021年南极冰盖及其各区域的物质平衡结果。结果显示, 南极冰层在此期间共损失了约(3213±253)Gt的冰物质, 相当于约(8.9±0.7)mm的全球海平面上升贡献量。

全球灌溉和雨养农业生产力异常对干旱胁迫的响应

陈鑫鑫, 王伦澈, 曹茜, 孙嘉, 牛自耕, 杨柳, 江伟霞
中国科学: 地球科学, 54(11), 3615-3628 (2024)

文章揭示了干旱对农业生产力的影响不仅存在时间上的滞后性, 还表现出空间上的差异性。这一发现强调农业管理中需综合考虑时空因素, 以更有效地应对干旱, 确保粮食生产与生态安全。

湖泊沉积植物DNA宏条形码技术在青藏高原植被调查中的应用

吴铠, 李凯, 贾伟瀚, Kathleen R.STOOF-LEICHSENRING, Ulrike HERZSCHUH, 倪健, 廖梦娜, 田芳
中国科学: 地球科学, 54(11), 3629-3646 (2024)

通过调查青藏高原小型湖泊植被、提取沉积物中植物DNA信号和进行花粉分析, 揭示了DNA宏条形码技术在监测样点周围优势植物和植被组合的优势和不足, 为青藏高原植被监测和局地古植被重建提供了新的手段。

考虑地形和邻近效应的高空间分辨率山区地表温度遥感反演

何志伟, 唐伯惠, 李召良
中国科学: 地球科学, 54(11), 3647-3663 (2024)

通过消除地形和邻近效应, 恢复了山区像元本身的热辐射特性, 发展了一种非线性通用分裂窗山区高空间分辨率地表温度反演方法。该方法能够获得高精度的山区地表温度数据, 对于深入理解山区气候变化具有重要意义。

土壤黏土矿物层间对有机碳的“超稳”固定机制及其增汇效应

刘冬, 黄传琴, 肖可青, 朱永官, 谭文峰
中国科学: 地球科学, 54(11), 3664-3667 (2024)

土壤黏土矿物层间可赋存有机碳。这些层间有机碳能有效避免微生物、高温、强氧化等作用的降解, 具有“超稳”特性。文章初步揭示了层间有机碳的来源、数量、固定机制和施用有机肥等农艺措施对其的影响及所产生的土壤碳增汇效应。

人类-自然系统耦合模型研究动态

岳天祥, 吴晨辰, 史文娇, 田永中, 王情, 卢毅敏, 张丽丽
中国科学: 地球科学, 54(11), 3668-3673 (2024)

当前, 学界对人类与自然耦合系统的基本特征和联系已在认知层面形成共识, 然而这些认知很难被直接运用于实时决策支持。文章提出, 亟待建立高精度、高时效的综合集成模型, 定量分析人类-自然系统的耦合机理与双向反馈机制。

ESDC: 一种用于支持地学文献信息抽取的开放地球科学数据语料库

李皓, 乐鹏, Deodato TAPETE, Francesca CIGNA, 吴秋菊, 向隆刚, 卢宾宾
中国科学: 地球科学, 54(12), 3888-3902 (2024)

文章提出了一个地球科学数据语料库(ESDC), 用于抽取地学文献信息、构建领域知识图谱。在科学计量分析、大模型增强问答等多个应用中, 验证了知识图谱的有效性。ESDC为促进地球科学数据的发现、共享和传播提供了新的方法。

大气水汽稳定同位素: 特征、机制与前景

尚白军, 高晶, 陈葛般若, 武予清
中国科学: 地球科学, 54(12), 3832-3859 (2024)

大气水汽稳定同位素是重要的环境示踪剂。文章综述了水汽稳定同位素的基本理论, 系统介绍了大气水汽稳定同位素研究方法的发展历程, 总结了水汽稳定同位素在五大圈层的应用, 并讨论了其未来研究前景。

华北平原不同年代冬小麦品种响应气候变暖的试验研究

姜朝阳, 房世波, 吴东, 刘馨, 赵花荣, 郭杰, 张心如, 朱永超, 李璇, 武英洁, 邬定荣
中国科学: 地球科学, 54(12), 3903-3915 (2024)

人工培育的良种是冬小麦高产稳产的基石。不同年代的品种反映了当时的社会需求。气候变化背景下, 有必要了解这些品种的表现及差异。文章以分离升温与施肥影响的田间试验揭示不同冬小麦品种响应气候变暖的年代特征, 对于应对气候变化的冬小麦育种有一定的参考意义。


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