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2006-2022年中国科学院环江喀斯特生态系统观测站农田长期观测样地土壤养分数据集
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作者 凌秋梅 傅伟 +5 位作者 刘坤平 林海飞 苏以荣 王克林 张伟 唐新斋 《中国科学数据(中英文网络版)》 CSCD 2024年第3期160-172,共13页
中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站(本文中简称“环江站”)是我国西南喀斯特地区重要的农业生态系统长期野外定位观测研究站,是依照中国生态系统研究网络(Chinese Ecosystem Research Network,简称CERN)联网监测规范布置的试验样... 中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站(本文中简称“环江站”)是我国西南喀斯特地区重要的农业生态系统长期野外定位观测研究站,是依照中国生态系统研究网络(Chinese Ecosystem Research Network,简称CERN)联网监测规范布置的试验样地。自2005年以来,环江站依照国家生态系统观测研究网络(National Ecosystem Research Network of China,简称CNERN)和CERN农田生态系统观测指标要求,逐一开展针对喀斯特峰丛洼地农田生态系统水分、土壤、生物、气象等环境要素的监测活动。本数据集收集、整理了环江站2006–2022年8个长期联网监测样地的土壤养分数据,包括土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾、缓效钾、pH值等9项指标,均进行了严格的数据质量控制与评估,并附有完整的样地背景信息和分析方法记录。本数据集反映了桂西北喀斯特峰丛洼地农业区传统代表性作物早晚稻、玉米、大豆、桑叶、柑橘等农作地土壤常规养分含量动态变化,对指导喀斯特峰丛洼地农业生产、培育土壤地力具有参考依据。 展开更多
关键词 喀斯特 土壤养分 长期定位监测 农田生态系统 不同施肥措施
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新一代“生态网络云”大数据平台的设计与实现 被引量:4
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作者 唐新斋 陈昕 +8 位作者 何洪林 郭学兵 苏文 谢传节 沈志宏 张黎 任小丽 侯艳飞 刘峰 《数据与计算发展前沿》 CSCD 2022年第1期53-68,共16页
【目的】构建高效的信息化云平台,是实现多源异构生态大数据仓储与开放共享的重要支撑手段。【方法】结合生态大数据的演变、国家科学数据政策的影响,按照科学数据全生命周期管理过程,分析了国家生态科学数据中心现有信息化平台面临的... 【目的】构建高效的信息化云平台,是实现多源异构生态大数据仓储与开放共享的重要支撑手段。【方法】结合生态大数据的演变、国家科学数据政策的影响,按照科学数据全生命周期管理过程,分析了国家生态科学数据中心现有信息化平台面临的问题和挑战,尝试采用领域驱动设计方法,开展生态科学数据汇聚微服务拆分。【结果】基于“开放汇聚、协同管理、智慧服务”理念,提出了新一代“生态网络云”大数据平台(Eco-Cloud)的总体架构设计,结合当前需求从多源数据汇交、统一存储管理、数据加工与挖掘分析、服务与展现四个层次给出了主要系统组成及其应用场景。【结论】新平台有助于推动生态科学数据多源开放汇聚、资产化管理,提升生态科学数据分析能力与共享服务水平。 展开更多
关键词 生态网络云 科学数据中心 全生命周期管理 数据汇聚 资源服务
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生态系统长期观测数据产品体系 被引量:1
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作者 苏文 张黎 +3 位作者 郭学兵 何洪林 唐新斋 任小丽 《大数据》 2022年第1期84-97,共14页
生态系统水、土、气、生要素的长期定位观测和数据积累可为生态系统评价及管理提供科学依据,但目前国内尚未建立生态系统长期观测数据产品体系,无法为数据产品的生产提供有效指导。首先分析了国际生态环境观测研究网络数据产品体系,然... 生态系统水、土、气、生要素的长期定位观测和数据积累可为生态系统评价及管理提供科学依据,但目前国内尚未建立生态系统长期观测数据产品体系,无法为数据产品的生产提供有效指导。首先分析了国际生态环境观测研究网络数据产品体系,然后结合我国现有生态系统长期观测规范与数据资源的实际状况,基于数据产品分类、数据产品分级两个维度提出了一套生态系统长期观测数据产品体系。该体系既能表现长期观测数据产品的内容,又能表达数据产品生产、加工过程,并被应用于中国生态系统研究网络(CERN)森林生态系统长期观测数据产品体系的设计。该数据产品体系具有较好的实际操作价值,对提升长期观测数据的使用价值具有重要作用。 展开更多
关键词 生态系统长期观测 数据产品 生态系统要素 数据产品分类 数据产品分级
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基于模型数据融合的我国陆地生态系统碳氮水循环研究应用 被引量:1
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作者 何洪林 陈智 +15 位作者 张黎 任小丽 何念鹏 贾彦龙 王秋凤 郭学兵 苏文 唐新斋 葛蓉 牛忠恩 朱先进 张心昱 高扬 朱剑兴 常清青 于贵瑞 《中国科技资源导刊》 2022年第1期97-104,共8页
以中国生态系统研究网络(CERN)长期定位观测数据为基础,结合多源数据发展了生态模型数据融合方法体系,研发多尺度生态数据产品和生态数据共享、分析与模拟平台,系统评估我国陆地生态系统近30年碳氮水通量的大小、趋势和年际变异及其影... 以中国生态系统研究网络(CERN)长期定位观测数据为基础,结合多源数据发展了生态模型数据融合方法体系,研发多尺度生态数据产品和生态数据共享、分析与模拟平台,系统评估我国陆地生态系统近30年碳氮水通量的大小、趋势和年际变异及其影响因素,以推动我国生态信息学领域的技术发展,深入认识陆地生态系统碳氮水循环和气候相互关系,提高我国生态系统评估与管理能力。 展开更多
关键词 生态信息学 碳氮水循环 模型数据融合 长期定位观测 碳中和
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中亚地区2001-2020年250 m及2020年30 m分辨率植被生长季NDVI数据集
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作者 高超 任小丽 +4 位作者 曾纳 刘畅 张心昱 张黎 何洪林 《中国科学数据(中英文网络版)》 CSCD 2024年第3期1-11,共11页
中亚地区是北半球最大的干旱和半干旱区,其生态环境十分脆弱,对全球气候变化的响应较为敏感。由于该区域的特殊地理位置,维护该区域生态系统的稳定对全球经济社会发展至关重要。植被具有重要的生态环境指示作用,其时空分布格局和变化趋... 中亚地区是北半球最大的干旱和半干旱区,其生态环境十分脆弱,对全球气候变化的响应较为敏感。由于该区域的特殊地理位置,维护该区域生态系统的稳定对全球经济社会发展至关重要。植被具有重要的生态环境指示作用,其时空分布格局和变化趋势是评估区域生态状况的重要指标。归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)作为研究植被最常用的遥感指数之一,能够表征植被的时空变化特征。本数据集利用MODIS13Q1产品生成了中亚地区2001–2020年长时间序列空间分辨率为250 m的生长季均值NDVI数据,并使用基于规则的分段回归Cubist算法,结合Landsat数据,融合得到了能够更好表征地物细节的30 m空间分辨率的2020年生长季均值NDVI数据。同时,本数据集从数据源的质控,模型训练优化,以及模型独立验证三个方面对数据产品进行质量控制,以确保数据的精度和可靠性。本数据集的生成为中亚地区植被动态变化和空间格局的分析提供了有力的数据支持。 展开更多
关键词 归一化植被指数 中亚 多源遥感数据融合 遥感产品
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基于时空数据融合的塔吉克斯坦中高时空分辨率NDVI数据集(2010-2020)
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作者 高超 任小丽 +4 位作者 曾纳 张心昱 张黎 何洪林 刘畅 《中国科学数据(中英文网络版)》 CSCD 2024年第3期12-20,共9页
归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)是研究植被最常用的遥感指数之一。NDVI长时间序列数据对于植被变化研究有着重要的意义。然而由于传感器的限制,遥感数据的时间分辨率与空间分辨率不能兼顾,因此在目前广... 归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)是研究植被最常用的遥感指数之一。NDVI长时间序列数据对于植被变化研究有着重要的意义。然而由于传感器的限制,遥感数据的时间分辨率与空间分辨率不能兼顾,因此在目前广泛使用的NDVI数据产品中,高时空分辨率的数据还较为缺乏。本产品基于Cubist模型对MODIS数据与Landsat及哨兵等遥感数据进行时空数据融合,得到了塔吉克斯坦2010–2020年中高时空分辨率Landsat-MODIS融合数据,以及2020年中高时空分辨率Sentinel-MODIS融合数据。为保证数据的准确性和可靠性,本数据集从数据源的质控,模型训练优化,以及模型独立验证三个方面对数据产品进行质量控制,且取得了较好的验证效果。本数据集可反映塔吉克斯坦2010–2020年NDVI时空变化情况,可为该地区植被变化分析、生态环境监测等提供长时间序列数据支撑。 展开更多
关键词 归一化植被指数 塔吉克斯坦 时空数据融合 遥感产品
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基于大数据流水线系统的算法模型整合方法研究——以基于机器学习方法的LiDAR数据树木生物量反演为例
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作者 郭学兵 朱小杰 +3 位作者 唐新斋 杨刚 侯艳飞 何洪林 《数据与计算发展前沿(中英文)》 CSCD 2024年第4期96-105,共10页
【背景】激光雷达(LiDAR)数据在森林资源分析利用方面有着广泛应用,科研人员研制了很多涉及大数据管理和人工智能的专业算法模型,这些算法模型目前多数散落在研究人员手里,尚缺乏新型信息化平台对其进行整合。【方法】大数据流水线系统... 【背景】激光雷达(LiDAR)数据在森林资源分析利用方面有着广泛应用,科研人员研制了很多涉及大数据管理和人工智能的专业算法模型,这些算法模型目前多数散落在研究人员手里,尚缺乏新型信息化平台对其进行整合。【方法】大数据流水线系统πFlow软件具有大数据管理能力和大数据算法集成能力,并可以所见即所得方式构建流水线并调度运行流水线,适合于LiDAR数据复杂算法模型的整合,且流水线可定制、可复用。【内容】本文介绍了πFlow的特点和功能,并以基于LiDAR冠层高度模型(CHM)数据的树冠解析及利用机器学习方法估测树木生物量为例,介绍了将算法整合到πFlow并构建LiDAR数据分析处理流水线的方法和技术,且对流水线进行了测试运行。【结果】利用πFlow构建的可重复信息化平台可支撑野外站观测网络的LiDAR数据生物量快速反演,为数据密集型的专业数据处理算法模型的整合提供了创新方法技术。 展开更多
关键词 大数据流水线 算法模型集成 激光雷达 机器学习 随机森林 πFlow
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湖南土种志——基于全国第二次土壤普查数据集
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作者 尹春梅 施建平 +2 位作者 潘恺 魏文学 张黎 《中国科学数据(中英文网络版)》 CSCD 2024年第4期121-137,共17页
本数据集来源于1987年湖南省农业厅编写的《湖南土种志》。该书是湖南省第二次土壤普查的成果资料的重要组成部分,汇集了湖南省大部分土种的归属、名称、面积与分布、主要理化性状、典型剖面特征及其理化分析结果、生产性能及改良培肥... 本数据集来源于1987年湖南省农业厅编写的《湖南土种志》。该书是湖南省第二次土壤普查的成果资料的重要组成部分,汇集了湖南省大部分土种的归属、名称、面积与分布、主要理化性状、典型剖面特征及其理化分析结果、生产性能及改良培肥途径等。本数据集对原始数据和信息进行了规范化、结构化和数字化的采集及提取,按照科学数据库实施的标准规范和土壤学科领域数据标准规范整编,形成了一个包含405个土种信息的数据库。本数据集可被广泛用于土地质量评估、环境效应研究、土壤碳储量等研究,对因土种植、因土施肥、因土改良、调整农业结构布局、合理利用土壤资源等均具有非常重要的指导意义,也可为正在开展的第三次土壤普查工作提供重要参考。 展开更多
关键词 湖南土壤 土种志 全国第二次土壤普查 土壤调查
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2000–2018年青海省三江源地区250米空间分辨率植被净初级生产力数据集
9
作者 王军邦 张秀娟 叶辉 《中国科学数据(中英文网络版)》 CSCD 2024年第2期250-260,共11页
植被净初级生产力(NPP)作为量化陆地生态系统光合生产的关键指标,随着生态系统过程模拟和卫星遥感技术的发展而得到了广泛应用,为空间异质性较高的陆地生态系统长期时空动态变化及机制研究提供关键数据基础。应用遥感-生态过程耦合模型G... 植被净初级生产力(NPP)作为量化陆地生态系统光合生产的关键指标,随着生态系统过程模拟和卫星遥感技术的发展而得到了广泛应用,为空间异质性较高的陆地生态系统长期时空动态变化及机制研究提供关键数据基础。应用遥感-生态过程耦合模型GLOPEM-CEVSA以2000–2018年空间插值的气象数据和基于遥感反演的植被光合有效辐射吸收率(FPAR)数据为输入,得到2000–2018年青海省三江源地区250米空间分辨率植被净初级生产力(NPP)数据集,并通过国家生态科学数据中心开放共享。通过数据共享,以期为三江源地区陆地生态系统的时空变化研究和可持续发展管理决策提供可靠的科学数据支持。 展开更多
关键词 高寒草地 三江源 遥感数据 GLOPEM-CEVSA模型
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面向生态系统评估的多源数据融合体系 被引量:5
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作者 胡天宇 赵旦 +2 位作者 曾源 郭庆华 何洪林 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期542-553,共12页
基于生态系统服务功能的生态系统评估是识别生态环境问题、开展生态系统恢复和生物多样性保护、建立生态补偿机制的重要基础,也是保障国家生态安全、推进生态文明建设的重要环节。生态系统评估涉及生态系统多个方面,需要多要素、多类型... 基于生态系统服务功能的生态系统评估是识别生态环境问题、开展生态系统恢复和生物多样性保护、建立生态补偿机制的重要基础,也是保障国家生态安全、推进生态文明建设的重要环节。生态系统评估涉及生态系统多个方面,需要多要素、多类型、多尺度的生态系统观测数据作为支撑。地面观测数据和遥感数据是生态系统评估的两大数据源,但是其在使用时常存在观测标准不一、观测要素不全面、时间连续性不足、尺度不匹配等问题,给生态系统评估增加了极大的不确定性。如何融合不同尺度的观测数据量化生态系统服务功能是实现生态系统准确评估的关键。为此,从观测尺度出发,阐述了地面观测数据、近地面遥感数据、机载遥感数据和卫星遥感数据的特点及其在问题,并综述了这几类数据源进行融合的常用方法,并以生产力、固碳能力、生物多样性几个关键生态参数为例介绍了“基于多源数据融合的生态系统评估技术及其应用研究”项目的多源数据融合体系。最后,总结面向生态系统评估的多源数据融合体系,并指出了该研究的未来发展方向。 展开更多
关键词 数据融合 近地面遥感 机载遥感 卫星遥感 尺度上推
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泛中亚干旱区植物比叶面积观测数据集
11
作者 郑元昊 张黎 +1 位作者 任小丽 何洪林 《中国科学数据(中英文网络版)》 CSCD 2024年第3期89-96,共8页
泛中亚干旱区的气候复杂多变,植被具有较高的生态敏感性。比叶面积(Specific leaf area,SLA)是反映植物获取资源和适应环境能力的关键叶功能性状,已被广泛应用于植被响应环境变化研究。本数据集收集了2000–2023年泛中亚干旱区公开发表... 泛中亚干旱区的气候复杂多变,植被具有较高的生态敏感性。比叶面积(Specific leaf area,SLA)是反映植物获取资源和适应环境能力的关键叶功能性状,已被广泛应用于植被响应环境变化研究。本数据集收集了2000–2023年泛中亚干旱区公开发表的植物比叶面积的文献资料,构建了泛中亚干旱区植物比叶面积观测数据集。本数据集包含362个物种共835条比叶面积的观测记录,涵盖落叶阔叶乔木、落叶针叶乔木、常绿阔叶乔木、常绿针叶乔木、落叶阔叶灌木、常绿阔叶灌木和草本植物7种植物功能类型。此外,还包含了采样点经纬度、海拔、地理区域等辅助信息。建立和共享本数据集有助于深入研究干旱区植物对气候变化的响应与适应,理解植物在资源限制性环境中的生存策略,并为生态系统模型优化提供可靠的数据支持。 展开更多
关键词 比叶面积 叶功能性状 泛中亚干旱区 数据集
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气候变化和人类活动对中国陆地生态系统总初级生产力的影响厘定研究 被引量:22
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作者 王军邦 杨屹涵 +2 位作者 左婵 顾峰雪 何洪林 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第18期7085-7099,共15页
总初级生产力(GPP)是生态系统植被光合作用生成有机物的能力表征,是生态系统服务功能的基础,关系到区域社会经济可持续发展及区域生态安全。基于生态系统过程模型CEVSA2,应用中分辨率成像光谱仪(MODIS)卫星遥感的叶面积指数数据产品(MCD... 总初级生产力(GPP)是生态系统植被光合作用生成有机物的能力表征,是生态系统服务功能的基础,关系到区域社会经济可持续发展及区域生态安全。基于生态系统过程模型CEVSA2,应用中分辨率成像光谱仪(MODIS)卫星遥感的叶面积指数数据产品(MCD15A2H),以强迫法构建了遥感数据驱动的模型新版本——CEVSA-RS;基于CEVSA-RS模拟分析了气候变化和人类活动对中国陆地生态系统GPP时空变化的相对影响,从气候潜在总初级生产力(GPPCL)和现实总初级生产力(GPPRS)的大小和趋势两方面厘定了人类活动影响。2000至2017年全国平均潜在GPP(1016.36 gC m^(-2)a^(-1))略高于对应现实GPP(962.85 gC m^(-2)a^(-1)),但存在明显的空间分异:长江以南大部、秦岭、太行山脉以东以及大兴安岭以东和长白山地区等森林植被覆盖区,现实GPP高于潜在GPP;而西部草地及灌丛等地区现实GPP低于潜在GPP。全国GPP呈显著增加趋势(P<0.05),其中现实GPP的增速(46.04 gC m^(-2)10a^(-1))高于潜在GPP的增速(41.46 gC m^(-2)10a^(-1)),人类活动影响促进GPP增长,主要体现在华南地区和华北平原等地;内蒙古东部、东北平原北部、青藏高原西部等地人类活动呈负面影响。人类活动影响大于气候影响的区域可达全国陆地面积的53%,其中西部生态相对脆弱的草地区人类活动仍为负面影响,这些地区以草定畜,发展草牧业和保护生态,仍然任重道远。 展开更多
关键词 陆地生态系统 GPP 人类活动 气候变化 CEVSA-RS
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基于“参照系-现状-变化量”的生态系统评估方法 被引量:5
13
作者 何洪林 任小丽 +5 位作者 张黎 秦克玉 冯莉莉 吕妍 牛忠恩 张梦宇 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期2049-2060,共12页
生态系统评估是开展生态系统管理的重要手段,其评估结果已成为衡量区域生态系统状况优劣的重要依据。由于没有充分考虑生态系统禀赋的区域差异性,缺乏有效区分气候变化和人类活动影响的手段,导致生态系统评估结果的实用性与区域可比性... 生态系统评估是开展生态系统管理的重要手段,其评估结果已成为衡量区域生态系统状况优劣的重要依据。由于没有充分考虑生态系统禀赋的区域差异性,缺乏有效区分气候变化和人类活动影响的手段,导致生态系统评估结果的实用性与区域可比性一直存有争议。在生态大数据背景下,基于生态完整性理论,结合长期地面监测数据、野外调查数据、遥感数据等海量数据,耦合生态系统过程模型,构建了基于“参照系-现状-变化量”(RSD)的生态系统评估体系,以受干扰较少接近原生、完整的地带性植被生态系统(完整的生态系统)作为参照系,其表现出来的组成、结构、功能等特征为参照条件,生态系统状况现状与参照条件的偏离程度作为评估生态系统优劣程度的依据,从而将现状评估转变为变化量评估,增强评估结果的时空可比性。并以生态系统过程模型为工具,利用RSD评估方法评估了中国陆地生态系统生产力功能,验证了该方法体系的可行性。评估结果显示,2000—2018年我国植被净初级生产力(NPP)参照值、现实值和变化量均表现为上升趋势,而NPP现实值与变化量的空间分布存在显著差异,基于RSD的评估方法较好地解决了评估结果区域不可比的问题。研究对完善我国生态系统评估体系,推动生态系统评估结果的实用化,支撑我国重点生态功能区县域考核、生态红线监管、自然保护地体系建设等国家需求具有重要意义。 展开更多
关键词 生态系统评估 生态完整性 参照系 变化量 生产力
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森林每木生物量数据质控方法和技术研究
14
作者 郭学兵 张黎 何洪林 《数据与计算发展前沿》 CSCD 2023年第1期65-73,共9页
【目的】野外森林生态站乔木生物量长期动态观测数据,对于支撑中国典型森林碳储量、森林生产力等分析研究具有重要价值。每木生物量(Tree biomass weight,TBW)数据是估算森林生物量的基础。TBW数据质量是其长期观测的生命线,也是生物量... 【目的】野外森林生态站乔木生物量长期动态观测数据,对于支撑中国典型森林碳储量、森林生产力等分析研究具有重要价值。每木生物量(Tree biomass weight,TBW)数据是估算森林生物量的基础。TBW数据质量是其长期观测的生命线,也是生物量数据相关科学研究获得正确结论的基础。【方法】TBW数据质控方法的研究、数据质控标准的建立和数据质控信息技术手段的使用,是提升TBW数据质量的三个方面。本文首先介绍中国生态系统研究网络(CERN)森林生态站TBW数据生产过程、TBW数据模式和数据项标准化内容,然后介绍TBW数据质控总体框架及质控方法,最后介绍信息技术(基于OLE编程、Python多进程计算)在TBW基础与实测数据质控及在派生数据自动核验方面的应用。【结果】本文实现了TBW数据一致性、准确性的快速检查,有助于形成标准化的数据质控业务流程,对于海量的森林生态站多样地TBW数据的高效质控和快速计算具有重要参考价值。 展开更多
关键词 森林乔木 每木生物量 数据质控 OLE 中国生态系统研究网络
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2000-2018年中国陆地生态系统生态质量指数
15
作者 王军邦 陈惺 +1 位作者 欧阳熙煌 丁玥帆 《中国科学数据(中英文网络版)》 CSCD 2023年第3期290-298,共9页
生态状况的退化引起了人们的广泛关注,推动了定量分析生态质量方法的发展,加速了生态质量概念的完善,从而有利于指导未来生态环境保护政策的制定。基于当前生态系统功能和生物多样性生境的像素级历史基线的生态质量概念框架,应用卫星遥... 生态状况的退化引起了人们的广泛关注,推动了定量分析生态质量方法的发展,加速了生态质量概念的完善,从而有利于指导未来生态环境保护政策的制定。基于当前生态系统功能和生物多样性生境的像素级历史基线的生态质量概念框架,应用卫星遥感和生态系统过程模型数据,经过正向归一化、相关性分析、基于粒子群优化的投影寻踪算法方面的数据质量控制,构建了2000–2018年空间分辨率为1公里的中国陆地生态系统生态质量数据集。通过共享本数据集,以期为生态评估理论和方法的发展,以及为宏观生态系统的管理和决策提供数据基础。 展开更多
关键词 生态质量 遥感 模型 陆地生态系统 中国
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基于参照系的中国陆地生态系统质量变化研究 被引量:8
16
作者 张梦宇 张黎 +7 位作者 何洪林 任小丽 牛忠恩 吕妍 徐茜 常清青 刘卫华 李攀 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第18期7100-7113,共14页
提升生态系统质量(ESQ)是国家生态文明建设的重大需求和生态治理工程的最终目标。目前有关生态系统功能、健康和质量的评估以受气候主导的现实值为主,不同地区之间评价结果的可比性较低,难以满足国家生态系统管理的需求。采用基于参照... 提升生态系统质量(ESQ)是国家生态文明建设的重大需求和生态治理工程的最终目标。目前有关生态系统功能、健康和质量的评估以受气候主导的现实值为主,不同地区之间评价结果的可比性较低,难以满足国家生态系统管理的需求。采用基于参照系的生态系统质量评估框架,按照由中国生态地理分区和植被类型划分出的168个评估单元,以国家自然保护区核心区、中国生态系统研究网络(CERN)永久观测样地以及生产力主要受气候影响的区域等较少受人类活动干扰且生态系统结构和功能优良的生态系统作为参照系,评估了1990—2015年基于参照系的中国陆地生态系统质量(ESQ′)及其变化情况。结果表明:与参照生态系统相比,中国陆地生态系统质量指数平均值总体偏低28%。1990—2000年和2000—2015年ESQ′全国平均值分别下降1.2%和上升3.69%。ESQ′转变比较明显的区域集中分布在“陕-甘-宁”的黄土高原丘陵沟壑水土保持生态功能区、长白山地区和西南石漠化治理工程县域。在这些区域实施的退耕还林还草、防护林和石漠化治理工程等措施对提升生态系统结构、功能和稳定性发挥了重要作用,从而促使生态系统质量的改善。基于参照系的生态系统质量评估方法可以在一定程度上消除不同区域气候波动差异对质量评估的影响,为量化人类活动对生态系统的影响提供了一种可行的新途径,可为我国的生态系统和土地利用管理提供参考。建议未来加强全国不同区域、不同类型的参照生态系统联网观测,并重点关注未来气候变化及生态系统功能权衡关系对生态系统质量的影响。 展开更多
关键词 参照系 生态系统质量 生态治理工程 土地利用变化 气候变化
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三江源国家公园草地地上生物量时空动态及其气候影响 被引量:7
17
作者 曾纳 任小丽 +6 位作者 何洪林 张黎 徐茜 张梦宇 陈秀芝 高超 刘畅 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1175-1184,共10页
三江源区位于青藏高原腹地,作为长江、黄河、澜沧江三大河流的发源地,是我国重要的生态安全屏障。基于三江源区域草地AGB的野外调查数据,本研究采用多种机器学习算法集成分析的方式构建模型,实现了高精度的三江源国家公园草地AGB时空估... 三江源区位于青藏高原腹地,作为长江、黄河、澜沧江三大河流的发源地,是我国重要的生态安全屏障。基于三江源区域草地AGB的野外调查数据,本研究采用多种机器学习算法集成分析的方式构建模型,实现了高精度的三江源国家公园草地AGB时空估算。基于AGB时空模拟结果,分析了近19年(2000—2018年)三江源国家公园区域草地AGB的时空动态变化。研究结果显示:(1)通过多种机器学习结合贝叶斯平均模型,草地AGB模拟值与实测值的r为0.88,RMSE为71.60g/m^(2),表明多模型集成分析的方式对草地AGB估算获得了较好的模拟效果。(2)三江源国家公园区域草地AGB的空间分布具有明显的空间异质性,呈从东南向西北递减的趋势。(3)2000—2018年长江源国家公园、黄河源国家公园和澜沧江国家公园区域草地AGB多年平均值分别为82.96 g/m^(2)、117.54g/m^(2)和168.39 g/m^(2)。(4)近19年间,在黄河和长江源园区受到温度上升的影响草地AGB呈现出非显著性上升趋势;澜沧江区域,由于2015和2016年的降水量偏低,年际动态统计结果表现为非显著性下降趋势。 展开更多
关键词 三江源国家公园 草地地上生物量 时空变化 降水敏感性
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基于过程模型的2000—2018年中国陆地生态系统服务时空动态及其权衡与协同分析 被引量:8
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作者 牛忠恩 何洪林 +4 位作者 任小丽 张黎 秦克玉 赵旦 吕妍 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期496-509,共14页
2000年以来,中国陆地生态系统经历了剧烈变化并显著改变了生态系统服务。深入理解近20年中国陆地生态系统服务的时空演变格局及其权衡与协同关系对生态系统管理和可持续发展具有重要的理论和实践意义。基于最新发展的遥感驱动的生态系... 2000年以来,中国陆地生态系统经历了剧烈变化并显著改变了生态系统服务。深入理解近20年中国陆地生态系统服务的时空演变格局及其权衡与协同关系对生态系统管理和可持续发展具有重要的理论和实践意义。基于最新发展的遥感驱动的生态系统服务评估过程模型(CEVSA-ES),研究定量评估了2000—2018年中国4种生态系统服务(即净初级生产力、固碳、蓄水及土壤保持)的时空格局及其权衡与协同关系。结果发现:(1)净初级生产力、固碳、蓄水及土壤保持等服务在2018的全国总量分别为3.68 Pg C/a、0.43 Pg C/a、1015.71 km^(3)/a 208.18 Gt/a;东部季风区的生态系统服务显著高于西北内陆地区及青藏高原地区,特别是热带-亚热带地区主导了中国生态系统服务供给,其对全国尺度不同生态系统服务总量的贡献率均高于50%;(2)2000—2018年,全国净初级生产力、固碳、蓄水及土壤保持均呈增加趋势,年际变化速率分别为42.80 Tg C/a、13.42 Tg C/a、11.90 km^(3)/a、1.11 Gt/a,其中净初级生产力、固碳、蓄水呈显著增加趋势(P<0.05);针对不同气候区,热带-亚热带季风区主导了净初级生产力及固碳的增加趋势,蓄水在不同气候区均呈不显著增加趋势,土壤保持仅在温带大陆性气候区呈显著增加趋势;(3)2000—2018年中国净初级生产力、固碳、蓄水、土壤保持等服务两两之间均呈协同关系。净初级生产力是众多生态系统服务的基础,其与固碳、蓄水、土壤保持两两之间均呈现显著协同关系,这奠定了不同服务之间协同关系的基础;在空间上,两两生态系统服务之间呈协同关系的面积占全国总面积的比例均超过60%,其主要分布在中国北方及长江中下游地区。本研究有助于增强对生态系统服务变化的认知,提高生态系统服务评估结果的科学性,可为生态系统管理提供参考。 展开更多
关键词 生态系统服务 权衡与协同 过程模型 CEVSA-ES 中国陆地生态系统
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中国典型森林生态系统土壤水分时空分异及其影响因素 被引量:6
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作者 常清青 何洪林 +4 位作者 牛忠恩 任小丽 张黎 孙婉馨 朱晓波 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期490-502,共13页
森林土壤水分作为物质与能量循环的载体影响林木生长与发育,并通过影响水分在陆气之间的循环与分配影响区域气候。基于我国不同气候带的9个森林生态系统定位观测站的长期观测数据,探究了2005—2016年中国典型森林生态系统土壤水分的空... 森林土壤水分作为物质与能量循环的载体影响林木生长与发育,并通过影响水分在陆气之间的循环与分配影响区域气候。基于我国不同气候带的9个森林生态系统定位观测站的长期观测数据,探究了2005—2016年中国典型森林生态系统土壤水分的空间分异及其时间动态,并进一步分析了影响其时空分异的环境因素。主要研究结论如下:(1)9个森林生态系统的土壤水分多年均值介于12.45%—36.30%之间,空间上呈现中温带、亚热带、热带土壤水分较高,暖温带土壤水分较低的分布特征。降水蒸散差(降水与蒸散的差值)可以解释我国森林生态系统土壤水分空间分异的62%(P<0.05);(2)我国北部与东部季风区森林区域土壤水分呈上升趋势,降水上升是主因,其中暖温带北京、南亚热带鼎湖山与鹤山森林土壤水分上升趋势显著,增幅分别为0.67%/a、1.72%/a与0.69%/a;西南地区森林生态系统土壤水分呈下降趋势,该趋势由降水下降与蒸散上升共同导致,其中中亚热带贡嘎山及哀牢山森林生态系统土壤水分下降趋势显著,降幅分别为-1.77%/a与-0.94%/a;土壤水分时间分异与降水蒸散差的相关性最高(R=0.59,P<0.01);(3)土壤水分呈下降趋势的森林生态系统中,春季土壤水分变化主导了年际变化,土壤水分上升的森林生态系统中,年际变化则是由秋、冬季主导。(4)与ERA-interim土壤水分再分析数据比较得出,两者在空间格局与变化趋势上均具有较高的一致性。CERN土壤水分观测数据反映了无人为干扰的自然条件下森林土壤-植被-气候之间的反馈作用,可为基于模型的土壤水分研究提供长时序的验证数据。 展开更多
关键词 土壤水分 中国典型森林生态系统 时间动态 空间分异 降水蒸散差
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2016-2019年氮磷添加下亚热带人工林凋落物分解剩余量及养分含量动态数据集
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作者 蒋蕾 李胜功 +3 位作者 寇亮 郑甲佳 马宁 薛亚芳 《中国科学数据(中英文网络版)》 CSCD 2023年第3期244-252,共9页
由于人类活动和自然因素改变而导致的大气氮磷沉降增加,显著影响着生态系统养分循环过程。我国南方亚热带人工林占全国人工林面积的40%以上,已成为养分沉降集中区。因此,科学认知人工林养分循环过程是应对全球气候变化、保障国家生态文... 由于人类活动和自然因素改变而导致的大气氮磷沉降增加,显著影响着生态系统养分循环过程。我国南方亚热带人工林占全国人工林面积的40%以上,已成为养分沉降集中区。因此,科学认知人工林养分循环过程是应对全球气候变化、保障国家生态文明建设的基础。本研究按照中国生态系统研究网络的统一规范,通过对江西省千烟洲红壤丘陵综合开发试验站(简称千烟洲站)野外控制固定样地的长期观测,整理了2016–2019年我国亚热带马尾松和木荷人工林叶片与吸收根在氮磷添加不同处理下(对照、低氮添加、高氮添加、磷添加、高氮磷共同添加)分解剩余量及养分含量动态数据。本数据集的建立和共享,为全球变化背景下凋落物分解的动态研究及森林土壤碳库的变化规律提供基础数据支撑,推动亚热带人工林科学合理经营发展。 展开更多
关键词 氮磷添加 亚热带人工林 凋落物分解剩余量 养分含量 长期观测
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