野外科学观测研究

我国旱区生物多样性与生态系统功能研究

兰州大学生命科学学院草地农业生态系统国家重点实验室邓建明教授等人与合作者研究了干旱驱动的生物多样性-土壤多功能关系的转变。相关成果发表于Nature Communications。植物和土壤微生物多样性对生态系统多功能性的影响与调控模式将随着气候与环境条件的改变而变化，这对在全球变化背景下，因地制宜地制定我国旱区的生态管理与保护政策等方面具有十分重要的科学指导意义。比如，在低干旱水平区域，植物多样性及其生产力是影响生态系统功能与稳定性关键限制性因素，这意味着该区域的生态保护更应优先保护植物多样性；而在高干旱水平区域，土壤微生物多样性是影响生态系统功能与稳定性关键限制性因素。

野外调查样点分布（a）和单个土壤功能与多功能性对干旱的非线性响应（b-i）（图片来源于兰州大学网站）

全球燃烧面积下降背景下持续增加的森林野火排放

清华大学深圳国际研究生院环境与生态研究院郑博与国内外合作者揭示了全球野火碳排放变化驱动力。相关成果发表于Science Advances。由树主导的陆地植被区域虽然仅占全球野火燃烧面积的5%，却贡献了野火二氧化碳排放的18%，因为树在单位燃烧面积上生物量和含碳量更高。虽然增加的森林野火燃烧面积少于减少的草原野火燃烧面积，但仍基本抵消了由草原野火减少导致的二氧化碳排放量下降，使20年来全球野火二氧化碳排放量基本持平。森林生态系统与草原生态系统相比在野火后恢复更慢，森林野火如进一步导致毁林与森林退化，生态系统功能则在短期内难以恢复和重建，对陆地生产力和碳汇产生长期不利影响。

人类活动在兽类多样性格局改变中的作用

中国科学院昆明动物研究所李学友、蒋学龙等人比较分析不同类型人类活动对多维度野生动物多样性格局的影响，特别是对人类活动敏感、行踪隐秘的大中型兽类。相关成果发表于Conservation Biology。该研究基于横断山区45个长期红外相机监测样地的数据，采用层次贝叶斯模型分析不同类型人类活动对兽类群落结构、功能及行为的影响。研究证实，相同区域内不同类型人类活动强度及其生态效应可能存在差异，人类改造指数低的区域也可能存在频繁的实时人类活动，仅靠单一类型的人类活动指数难以真实反映区域内的人为压力；因此，区域保护地管理和规划需要同时考虑不同类型的人类活动对物种多样性和行为的影响。

中南半岛秋海棠新发现

中国科学院昆明植物研究所税玉民团队与俄罗斯、越南等多个团队联合报道中南半岛4个新种和3个越南新记录种。相关成果发表于Phytotaxa。秋海棠属为世界有花植物第5大属，是热带山地地被层种类最为丰富的类群之一，近期也是世界物种多样性增长最快的类群。目前，中国该属种类已迅速增加到200种以上，成为世界该属种类最为丰富的地区之一，为周边国家和地区该属生物多样性的研究提供强有力的支撑。近年来，联合研究团队在进一步验证所提出的世界该属分类框架基础上，为中南半岛和印度次大陆生物多样性的研究和保护提供了原创性的新发现。中国的生物多样性为周边国家生物多样性研究提供了支撑。

改进的积雪反照率参数化方案在青藏高原降雪模拟中的应用研究

中国科学院青藏高原研究所马耀明团队利用天气与气候模式（WRF）耦合Noah陆面过程模式，对近两年在青藏高原出现的中到大雪、大到暴雪及8次特大暴雪过程进行高分辨率（5km嵌套1km）的数值模拟试验，对每一次降雪过程进行积雪反照率参数化方案的敏感性试验，并通过青藏高原野外台站地气相互作用观测资料评估改进的积雪反照率参数化方案的模拟性能。相关成果发表于Hydrology and Earth System Sciences。研究结果表明，基于MODIS遥感反照率产品和雪深资料改进的积雪反照率参数化方案，在提高WRF耦合Noah模拟青藏高原降雪和融雪能力方面具有普适性，在模拟青藏高原强降雪过程中具有新的应用前景。

站点观测和WRF模拟的气温，其中def_scheme和new_scheme分别表示Noah默认和改进的积雪反照率参数化方案（图片来源于中国科学院青藏高原研究所网站）

站点观测和WRF模拟的反照率（图片来源于中国科学院青藏高原研究所网站）

基于机器学习预测中国森林生态系统水源涵养情况

中国科学院地理科学与资源研究所史文娇、陶福禄等人基于搜集的1045个关于全国森林水源涵养的相关参数及其影响因素的站点数据，分析了不同植被类型在全国尺度和流域尺度森林及各蓄水层水源涵养量的地域分异规律。相关成果发表于Ecological Indicators。基于观测数据利用随机森林模型在预测中国森林水源涵养量空间分布上有较好的效果。长江流域、松花江流域、西南诸河流域和珠江流域的森林水源涵养量约占全国78.33%（其中长江流域占41.19%）。除灌丛外，亚热带针叶林、温带落叶阔叶林、亚热带和热带山地针叶林、亚热带常绿阔叶林、寒温带和温带山地针叶林的森林水源涵养量占全国约50.61%。

没有可靠的证据表明二氧化碳施肥效应在过去30年间显著降低

北京大学深圳研究生院城市规划与设计学院朱再春等人与国内外合作者对全球范围内相对一致的二氧化碳施肥效应开展了针对性研究。相关成果发表于Science。持续上升的大气二氧化碳浓度对植被光合作用具有促进作用（二氧化碳施肥效应），是近几十年陆地生态系统碳吸收持续增加的重要驱动机制。厘清全球植被二氧化碳施肥效应的时空变化及驱动机制对于理解和预测陆地生态系统碳吸收潜力十分重要，这也一直是困扰学术界的难题。该研究指出，除了要充分考虑遥感时间序列数据的不确定性和统计分析模型的内在缺陷外，还有必要结合站点观测资料和生态系统模型模拟等方法，更加审慎地探讨二氧化碳施肥效应的时空变化问题。

地震红外遥感与震热异常前兆研究进展

中国科学院空天信息创新研究院遥感卫星应用国家工程实验室研究员孟庆岩团队开展了震前热异常空间异质提取模型在中国大陆的应用研究。相关成果发表于Remote Sensing of Environment。研究证明，地震热异常与4级以上地震存在显著的时空相关性。研究新提出的“加热核过滤器”（heating core）可有效剔除非震热异常影响，提高地震热异常信噪比。在基于历史地震数据的模拟预测实验中，模型取得了较好的预测结果，具有良好的业务化前景。该研究提出的基于历史地震频率和热异常前兆的混合地震概率预测模型，促进了前兆二元预测向概率预测的有效转化。