全球变化生态学--PPT
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全球变化生态学--ppt课件
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van der Heijden. 2004. Ecology Lett
展望
研究全球变化背景下不同驱动因子及其交互作用对 土壤生物过程和多样性的影响，以更好地预测未来 土壤动物多样性及相关生态学过程的变化及其机制。
大气 CO2 浓度升高介导的寄主植物营养和次生代谢 物质的变化，以植物为食的地上部昆虫的个体生长 发育、种群数量、行为的发生改变，同时通过根系 的作用， 地下植食昆虫和生物多样性会发生怎样的 变化过程? 在全球变化背景下，研究地下部分与地 上部分生物多样性是通过怎样的资源代谢分配、是 否具有相同的机制和策略。
co2浓度不断在增加970ppm?全球温度在升高?21世纪气温将增加41461700270190029019583151980338199335519983672702903103303503701700175018001850190019502000年份yearco过去近过去近300300年来大气年来大气coco22浓度变化浓度变化过去过去140140年来全球温度的变化年来全球温度的变化陆地生态系统对全球变化如大气co2浓度增加氮沉降地面增温和外来物种入侵作出响应
• 研究对象包括植物根系、 地下动物和土壤 微生物。
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全球变化下地下生物过程
目前越来越多的研究开始注意全球变化过 中的土壤生物过程(Hodge，1996；Hu et a1.， 1999；Oren et a1.，2001)
.
Ø Objective1：确定CO2、Waring、Precipitation 何种气候变 化因子对土壤动物丰度起到特别影响 Ø Objective1：土壤动物对气候变化的响应是否与分类、个体 大小和营养级有关。 Ø 通过多篇文献，meta-analysis 分析，CO2升高、降水加强
van der Heijden. 2004. Ecology Lett
展望
研究全球变化背景下不同驱动因子及其交互作用对 土壤生物过程和多样性的影响，以更好地预测未来 土壤动物多样性及相关生态学过程的变化及其机制。
大气 CO2 浓度升高介导的寄主植物营养和次生代谢 物质的变化，以植物为食的地上部昆虫的个体生长 发育、种群数量、行为的发生改变，同时通过根系 的作用， 地下植食昆虫和生物多样性会发生怎样的 变化过程? 在全球变化背景下，研究地下部分与地 上部分生物多样性是通过怎样的资源代谢分配、是 否具有相同的机制和策略。
co2浓度不断在增加970ppm?全球温度在升高?21世纪气温将增加41461700270190029019583151980338199335519983672702903103303503701700175018001850190019502000年份yearco过去近过去近300300年来大气年来大气coco22浓度变化浓度变化过去过去140140年来全球温度的变化年来全球温度的变化陆地生态系统对全球变化如大气co2浓度增加氮沉降地面增温和外来物种入侵作出响应
• 研究对象包括植物根系、 地下动物和土壤 微生物。
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全球变化下地下生物过程
目前越来越多的研究开始注意全球变化过 中的土壤生物过程(Hodge，1996；Hu et a1.， 1999；Oren et a1.，2001)
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Ø Objective1：确定CO2、Waring、Precipitation 何种气候变 化因子对土壤动物丰度起到特别影响 Ø Objective1：土壤动物对气候变化的响应是否与分类、个体 大小和营养级有关。 Ø 通过多篇文献，meta-analysis 分析，CO2升高、降水加强
全球变化课堂汇报PPT
射的能量不平衡，能量不断的在地气系统积累，从
而导致温度上升，造成全球气候变暖。全球变暖会
使全球降水量从新分配，冰川和冻土消融，海平面
上升，不仅危害自然生态系统的平衡，还威胁人类
的生存。
精彩的瞬间，美好的回忆
整体框架
形成 原因
大国对弈
全球变化
我国现状及 未来发展
精彩的瞬间，美好的回忆
全球变化的整体概括
精彩的瞬间，美好的回忆
诚然， 发达国家想独揽掌控全球政治 的发言权，而从排放量的角度打压发展 中国家。但是，作为正在崛起的我国很 显然不能再这些方面成为他们的把柄， 所以接下来就是我们在根本上解决自身 的节能问题.
精彩的瞬间，美好的回忆
全球变化下的中国
全球变化下的中国
• 我国现在的现状 • 针对全球变化我国所采取政策
精彩的瞬间，美好的回忆
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应能力。 根据气候的变化以草定畜，改变以前的超
载放牧。
全全球球变化变的化整的精体整彩概体的括瞬概间括，美好的回忆
大国对弈
大国对弈
未来解决全球变化发展趋势 . 精彩的瞬间，美好的回忆
大国对弈 一.全球变化问题所开国际性会议
利马会议。 2014年12月1日，全球多国外交官和气候相
关事务官员齐聚秘鲁首都利马，参加《联合 国气候变化框架公约》第20次缔约方会议暨 《京都议定书》第10次缔约方会议，商讨全 球气候变化协议草案，为明年底将在巴黎举 办的巴黎联合国气候大会做准备。
全球变化的整精彩体的概瞬括间，美好的回忆
三.全球变化的影响
改变自然以及自然资源的原本的状态。 生产系统的改变。如生产的结构的改变。 生产和消费的平衡的状态被打破。 人类本身及社会政治文化的影响。
全球变化近现代全球变化 ppt课件
几十年）；
– 温室效应仍不可忽视。
2020/12/4
观测到的其它有辐射重要性的气体 的变化
• 对流层和平流层中的O3 都是重要的温室气体。
– 过去二十年平流层O3减少导致的平流层系统负辐射强迫量 为0.15W/M2 。另外，据有限的观测和模拟估计， 1750 年以来对流层的O3含量增加了约35％，导致的全球平均辐 射强迫增加0.35±0.2W/M2。
16% ，达到46ppb。
• N2O是一种重要的大气辐射活性成分。其单个
分子的辐射效应远大于CH4和CO2。
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大气中的含卤成分
• 氯氟烃（CFCs)：大气中一系列含有C、Cl及F原子的卤代
烃的总称。它们常作为制冷剂、喷雾剂及溶剂广泛应用在
工业生产中。
– 可破坏平流层的O3；极强的温室效应，某些CFCs分子的温室 效应强度超过CO2分子1万倍以上。
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大气中的CO2含量在近200年时间里一直在上升
18世纪以前的CO2变化范围
19世纪到现在 CO2变化
近半个世纪CO2的变化
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观测到的全球充分混合的温室气体 含量
• CO2 ：
– 大气中CO2浓度从1750年的280ppm增加到 1999年的367ppm，增加了31%，
对红外辐射进行吸收的气体。
• 温室效应：对到达地球表面的短波太阳辐
射近乎无阻挡，但部分地吸收地球表面向 外发射的长波辐射，并通过大气的再发射 向地面传递能量，使地面温度上升。这一 过程类似玻璃温室产生的作用，被称为温 室效应。
2020/12/4
大气中的主要温室 气体
2020/12/4
温室效应原理
全球变化PPT课件
1988年比1949～ 1979年平均气温增高0.34℃，全球表面平均温度
在20世纪平均升高了0.6℃ .
（据IPCC.Climate Change 2001 ）
6
2021/3/12
成因分析：1.自然因素
主要包括 火山活动、太阳活动、地壳运动、大气环流、 湿地生态系统（有机残体分解CO2、CH4释 放）、自然变率等。
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2021/3/12
影响与危害
3.农作物产量发生改变
• 根据有效积温法则，气候变暖会引起 作物的生长期缩短，导致物质积累和 籽粒产量降低。
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影响与危害
4.疾病危害加剧
• 气候变暖使热量带向高纬移动,给许多 病菌提供了更为广阔的活动空间,病菌 的繁殖率和传播速度将更大更快. 全球 变暖夏季更热，诱发心脏、呼吸系统 疾病。
具体人为因素
1. 大量化石燃料的低效率使用。一方面使用量大，另一方面使用效率低。
2. 人口的急剧增多。需要更多的能源，粮食，住所。人增多需要更多能源加 剧使用与排放；人增多需要更多粮食和住所，砍伐、燃烧森林获得土地与 木材，一方面降低了森林的固碳作用；另一方面，把碳释放。争夺资源和 土地的连年战争，一方面增加了温室气体的排放，另一方面（火灾、砍伐 破坏森林）破坏了生态系统。
3. 积极的加强自然保护区建设，植树种草，加大绿地的 覆盖率增强固碳能力。
4. 加强环保教育。
5. 加强公共交通的建设，加强混合能源汽车的研发，集
中供暖。 19
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水
资
源
短
缺
20
2ห้องสมุดไป่ตู้21/3/12
地球水资源
海洋水 97.2%
全球变化生态学引论84页PPT
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
全球变化生态学引论
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
全球变化生态学引论
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。
第八章 生态系统对全球变化的响应ppt课件
须对陆地生态系统对全球变化的反应进行深入细致的
研究。正是在这一形势下，全球变化引起人们极大的 关注。
一、全球变化的概念
2.全球变化的定义 1）美国的《全球变化研究议案》的定义：可能改变 地球承载生物能力的全球环境变化（包括气候、 土地生产力、海洋及其它水资源、大气化学以及
生态系统的改变）。
2）公认的定义：是由于人类活动直接或间接造成的
4. 荒漠化引起的生态后果
1）缩小了人类的生存和发展空间；2）导致了土地生产力的严 重衰退；3）加剧了生态化净的恶化
（三）全球变化的生态后果
5. 水土流失引起的生态后果 1）破坏土地资源； 2）影响水环境； 3）影响生存环境 6. 生物多样性丧失引起的生态后果 1）减少了人类的食物、原料来源 2）破坏生态环境 3）导致文化多样性丧失 7. 生物入侵引起的生态后果 1）改变生物多样性 2）其他影响
第八章 生态系统对全球变化的 响应
地球表层生态系统对全球变化的响应
第一节 全球变化概述 一、全球变化的概念 二、全球变化的内涵
第二节 生态系统对全球环境变化的调解与响应
一、生态系统对全球变化的调节作用 二、生态系统对全球变化的响应
一、全球变化的概念
1.背景：人类活动带来了严重的地球环境问题，为了最 大限度的减少全球变化可能引起的不良后果，使全球 变化向着有利于人类生存与持续发展的方向发展，必
1）凋落物量对全球变暖的响应；2）凋落物分解对全球变化的响应
5. 物候变化对气候变暖的响应
1）植物物候变化对气候变暖的响应；2）动物物候变化对气候变暖 的响应
6. 植物对营养元素氮增加的响应 7. 辐射环境条件下植物的生理生态响应
1）植物对光合有效辐射的响应；2）对紫外辐射增强的响应
全球变化生态学--ppt课件
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Soil Biota Effects on Plant--AMF
Possible Mechanisms l Nutrient availability: interactions between plant litter/root and decomposition process; l Bio-trophic interactions: herbivores, pathogens, and symbiotic mutualists;
• 过去人们主要关注生态系统地上部分植物 对全球变化的响应，而对地下部分植物的 根和微生物了解较少。
.
• 自 1990 年代后期以来，伴随着全球生态 学研究的深入， 一个新兴的生态学领域— —地下生态学(belowground ecology)开 始形成，并得到了快速发展。
• 地下生态学从不同学科层次探索地下部分 的结构、功能、过程以及与地上部分的关 系, 并特别关注其对全球变化的响应。
.
Available Mechanisms
Ø 增加AMF生物多 样性，促进土壤磷的 有效利用，从而缓解 植物竞争，促进生产
.
Van der Heijden et al. 1998. Nature, 396:69
AM Promote Plant Species Coexistence
AM fungi 通过广泛的菌丝并提高养分， 促进种子在常年草地上定殖。 promoted seeding establishment in perennial grassland by integrating emerging seedings into extensive hyphal networks and by supplying nutrients, especially P.
Soil Biota Effects on Plant--AMF
Possible Mechanisms l Nutrient availability: interactions between plant litter/root and decomposition process; l Bio-trophic interactions: herbivores, pathogens, and symbiotic mutualists;
• 过去人们主要关注生态系统地上部分植物 对全球变化的响应，而对地下部分植物的 根和微生物了解较少。
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• 自 1990 年代后期以来，伴随着全球生态 学研究的深入， 一个新兴的生态学领域— —地下生态学(belowground ecology)开 始形成，并得到了快速发展。
• 地下生态学从不同学科层次探索地下部分 的结构、功能、过程以及与地上部分的关 系, 并特别关注其对全球变化的响应。
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Available Mechanisms
Ø 增加AMF生物多 样性，促进土壤磷的 有效利用，从而缓解 植物竞争，促进生产
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Van der Heijden et al. 1998. Nature, 396:69
AM Promote Plant Species Coexistence
AM fungi 通过广泛的菌丝并提高养分， 促进种子在常年草地上定殖。 promoted seeding establishment in perennial grassland by integrating emerging seedings into extensive hyphal networks and by supplying nutrients, especially P.
全球环境变化PPT课件
四、本课程主要学科发展概况 加剧，全球变暖和海面上升等。
一一、、全 全球球变变化化与的的时时造空空谱谱山特特征征运动、冰期-间冰期交替、气候带与地带性植被-土壤的形成等。
第二章 全球变化的主要特征与过程
一、全球变化的时空谱特征 2. 全球变化的空间尺度 （3）地方尺度
空间范围和特征事件：空间范围在10km~100km。特征事件有地震、流域 的水土流失、中尺度天气系统（雷暴）、植物物候期的水平变化、城市气候 与大气污染、河流与水域污染、成矿作用等。
第二章 全球变化的主要特征与过程
一、全球变化的时空谱特征 2. 全球变化的空间尺度 （4）局地尺度
空间范围和特征事件：空间范围在10km以下。特征事件有火山爆发、小 流域地表侵蚀、小尺度天气系统（龙卷风、山谷风），植物物候期随地形的 变化，土壤养分循环等。
第二章 全球变化的主要特征与过程
二、全球变化的驱动力 导致全球变化的因素按其发生可分为三种类型： ①周期变化的因素，如太阳活动、地球轨道参数变化。 ②非可逆性变化的因素，如太阳长期演化、板块运动。 ③随机发生的因素，火山活动、小行星碰撞。 按全球变化的驱动力来源：
城市与环境科学学院课程
全球环境变化
（Global Environment Change）
6/27/2021
1
第二章 全球变化的主要特征与过程
一、全球变化的时空谱特征 1. 全球变化的时间尺度 （1）几百万年至几十亿年
发生时间和演变驱动力：主要发生在地质历史时期内。 全球环境的变化主要受地球行星演化规律与进程的控制。
一、全球变化的时空谱特征 1. 全球变化的时间尺度 （4）几秒至几小时
发生时间和演变驱动力：数秒到一天内，主要受太阳辐射量的日周期变化 的驱动。
一一、、全 全球球变变化化与的的时时造空空谱谱山特特征征运动、冰期-间冰期交替、气候带与地带性植被-土壤的形成等。
第二章 全球变化的主要特征与过程
一、全球变化的时空谱特征 2. 全球变化的空间尺度 （3）地方尺度
空间范围和特征事件：空间范围在10km~100km。特征事件有地震、流域 的水土流失、中尺度天气系统（雷暴）、植物物候期的水平变化、城市气候 与大气污染、河流与水域污染、成矿作用等。
第二章 全球变化的主要特征与过程
一、全球变化的时空谱特征 2. 全球变化的空间尺度 （4）局地尺度
空间范围和特征事件：空间范围在10km以下。特征事件有火山爆发、小 流域地表侵蚀、小尺度天气系统（龙卷风、山谷风），植物物候期随地形的 变化，土壤养分循环等。
第二章 全球变化的主要特征与过程
二、全球变化的驱动力 导致全球变化的因素按其发生可分为三种类型： ①周期变化的因素，如太阳活动、地球轨道参数变化。 ②非可逆性变化的因素，如太阳长期演化、板块运动。 ③随机发生的因素，火山活动、小行星碰撞。 按全球变化的驱动力来源：
城市与环境科学学院课程
全球环境变化
（Global Environment Change）
6/27/2021
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第二章 全球变化的主要特征与过程
一、全球变化的时空谱特征 1. 全球变化的时间尺度 （1）几百万年至几十亿年
发生时间和演变驱动力：主要发生在地质历史时期内。 全球环境的变化主要受地球行星演化规律与进程的控制。
一、全球变化的时空谱特征 1. 全球变化的时间尺度 （4）几秒至几小时
发生时间和演变驱动力：数秒到一天内，主要受太阳辐射量的日周期变化 的驱动。
《全球变化》PPT课件
80年代，随着对人类活动和全球气候关系认 识的深化，随着几百年来最热天气的出现， 这一问题开始成为国际政治和外交议题。
1992年联合国里约环发大会上，通过并开放 签署《气候变化框架公约》。
精选PPT
13
当前全球气候变化的焦点问题
CO2的源汇之争 “京都议定书”（1992，2008-2012，
精选PPT
10
二氧化碳
➢ 工业革命前280mL.L-1 ➢ 目前355mL.L-1 ➢ 年均增长率0.5%，在大气中的寿
命是100年， ➢ 土壤大气二氧化碳排放量估计。 ➢ 碳汇、碳源的探讨
精选PPT
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（一）二氧化碳对气候的影响
温室效应加剧
全球变暖
精选PPT
12
全球变暖
70年代，科学家把气候变暖作为一个全球环 境问题提了出来。
端最低气温变化不稳定性增加，寒
冷灾害加重。
当年降水量与平均降 水量的差值。
距平数
Cr
平均数
*100 %
某地多年平均降水量。
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气候变暖的影响与危害
（3）影响农业和自然生态系统
➢ 如果到2030年中国温度增暖0.5到 4.2度，将使我国农业减产5%到 10% ；
➢ 厄尔尼诺、干旱、洪水、热浪、雪崩、风 暴、沙尘暴、森林火灾等，其发生频率和 强度可能会增加，由这些极端事件引起的 后果也会加剧。如干旱发生频率和强度的 增加，将加重草地土壤侵蚀，因而将增大 荒漠化或沙漠化的趋势。
精选PPT
18
气候变暖的影响与危害
（1）海平面上升
中新网北京11月23日消息
（2001）
设在华盛顿的地球政策
研究所15日说，由于温室效
生态学：第十一章 生态系统与全球变化
重大节日
• 世界水日： 3月22日 • 世界气象日：3月23日 • 世界卫生日：4月7日 • 世界地球日：4月22日 • 国际无烟日：5月31日 • 世界环境日：6月5日 • 世界粮食日：10月16日
近400年的气溶胶变化
42万年以来的二氧化碳变化
二氧化碳升高与变暖的关系
• 1177%50,年O以3 3来6%，。CO2增加了31%，CH4 151%，NO
土地利用及其覆盖的变化
全球人口持续增长
第二节 气候变化后果
• 雪被和冰川：北半球的冰雪覆盖量自1960年减 少了大约10％，山脉冰川在20世纪期间明显退 缩，北极的冰雪厚度在过去的40年间已经丧失 了近40%。
以上所述，近百年来中国的气候也在变暖，以西北、华北、东 北变暖最明显，尤其华北地区出现了暖干化趋势。
6．极端气候事件和气候突变事件的历史演变与 未来预测。
7．我国未来气候变化对陆地生态系统和国民经 济影响的模式模拟研究。
8．中国沿海地区海平面变化趋势及其影响的预 测。
9．全球气候变化区域分异特点及其对世界各国 社会经济系统的影响。
10．我国能源结构调整和能源利用效率提高的政 策与技术问题。
11．全球气候变化问题的国内与国际对策研究
第四节 面对气候变化， 人类该如何做？
• 国家和政府协作 政府间气候变化专门委员会（IPCC） 《京都议定书》 • 重大研究计划 世界气候研究计划（WCRP） 国际地圈生物圈计划（IGBP） 全球环境变化的人为因素计划（IHDP） 生物多样性计划（Diversitas）
全球变化：地球生态系统在自然和人为影响下所 导致的全球问题及其相互作用下变化过程。
全球变化生态学：研究全球变化对物种、生态系 统过程和整个地球复杂网络相互作用的科学。
全球变化ppt
1. 全球观点与全球尺度
全球观点：从地球系统的思想出发把地球 看作－个整体，研究地球系统随时间的 变化，集中研究那些把系统中所有部分 紧密地联系在一起的、并导致系统发生 变化的过程和机制。
全球尺度：过程或事件本身的空间尺度大 约相当于地球半径以上或虽然过程或事 件本身的空间尺度没有达到上述规模， 但其影响却是全球性的。
1. 地球系统中的不同过程是有机联系的整 体。
2. 不同的地球系统过程具有不同的时间和 空间尺度。
3. 地球系统的能源分别来自地球之外和地 球内部。
第二节 全球变化与全球变化研究
一、全球变化的科学内涵 地表环境的变化自地球诞生以来一直
延续至今。全球变化包括地球环境中所有 的自然和人为引起的变化，可以定义为全 球环境(包括气候、土地生产力、海洋和其 他水资源、大气化学及生态系统等)中的、 能改变地球承载生命的能力的变化。
洋流 分 类
成因 性质
风海流 密度流 补偿流 暖流 寒流
风
在风的影响下,海洋表层的
海水沿一定方向有规律的大
规模流动.
由密度差异影响而形成的洋流
大
西 洋
地中海
盛行风
风海流 由 密度流 影响而形成的洋流
分布规律
西风漂流 北赤道暖流 南赤道暖流
西风漂流
世界洋流模式图
分布规律
西风漂流 北赤道暖流 南赤道暖流
气候系统: 由大气圈、水圈、陆圈、冰冻圈 和生物圈组成的地球物理系统
温室的保暖效应
温室效应：
1. 全球气候与环境变化
温室气体能吸收地表长波辐射，使大气变暖，与
“温室”作用相似。
若无“温室效应”，地球表面平均温度是－18℃，
而非现在的15℃。
相关主题
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• 过去人们主要关注生态系统地上部分植物 对全球变化的响应，而对地下部分植物的 根和微生物了解较少。
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• 自 1990 年代后期以来，伴随着全球生态 学研究的深入， 一个新兴的生态学领域— —地下生态学(belowground ecology)开 始形成，并得到了快速发展。
• 地下生态学从不同学科层次探索地下部分 的结构、功能、过程以及与地上部分的关 系, 并特别关注其对全球变化的响应。
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Soil Biota Effects on Plant--AMF
Possible Mechanisms
l Nutrient availability: interactions between plant litter/root and decomposition process;
l Bio-trophic interactions: herbivores, pathogens, and symbiotic mutualists;
氮沉降通过改变地上植食性动物的取食, 对土壤动 物多样性产生影响：如氮沉降导致植物叶片氮含 量增加，从而促进地上食草动物的取食，减少植 物向地下的输入(Haddad NM et al., 2000)。
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10
全球变化下地下部和地上部分的关系
Wardle et al. 2004. Science 304. 感谢下载
全球变化下的地下生态学
陈虞雯 2014 概况 • 全球变化下地下生物过程 • 全球变化下地上地下部关系
感谢下载
2
全球气候变化
CO2 μL/L
370
1998, 367
350
1993, 355
330
1980, 338
310
1958, 315
290
1900, 290
270 1700, 270
发育、种群数量、行为的发生改变，同时通过根系
的作用， 地下植食昆虫和生物多样性会发生怎样的
变化过程? 在全球变化背景下，研究地下部分与地
上部分生物多样性是通过怎样的资源代谢分配、是
否具有相同的机制和策略。
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1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000
年份 Year
过去近300年来大气CO2浓度变化
• CO2 浓度不断在增加
• 在2100年，CO2浓度将达到540 ~ 970ppm
•全球温度在升高
•21世纪，气温将增加 4.1~4.6℃
过去140年来全球温度的变化 感谢下载
3
• 陆地生态系统对全球变化如大气CO2浓度 增加、氮沉降、地面增温和外来物种入侵 作出响应。
• 研究对象包括植物根系、 地下动物和土壤 微生物。
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全球变化下地下生物过程
目前越来越多的研究开始注意全球变化过 中的土壤生物过程(Hodge，1996；Hu et a1.， 1999；Oren et a1.，2001)
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Ø Objective1：确定CO2、Waring、Precipitation 何种气候变
➢ 生态系统最活跃部 土壤生物，是联结地 上部分与地下部分物 质循环和能量流动的 纽带，对地上部分植 物群落的结构、功能 及过程起着重要的反 馈调控作用。
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l菌根对CO2浓度增加的响应尤为重要，因为菌根在植 物获取养分中起着重要作用，而且菌根是重要的碳库 (Treseder and Allen，2000；Staddon et a1.，2003a； Rillig，2004)
化因子对土壤动物丰度起到特别影响
Ø Objective1：土壤动物对气候变化的响应是否与分类、个体
大小和营养级有关。
Ø 通过多篇文献，meta-analysis 分析，CO2升高、降水加强
能够显著影响土壤生物区系的丰度。土壤动物种类、生态系统
类型不影响其对气候变暖和CO2升高的响应。但个体大小、营养
级影响其对CO2升高的响应。 感谢下载
7
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8
SEM
CO2升高，提 高土壤水分、 微生物量、微 型节肢腐食者、 纤毛虫丰度
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9
以前研究表明，CO2增加条件下增加的碳的输入 会促进“激发效应”和土壤中碳的周转(Cheng andJohnson.1998；Hoos-beck et a1., 2004), 增加了土壤中微生物的食物来源,促进了地下生物 的多样性。
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13
Available Mechanisms
Ø 增加AMF生物多 样性，促进土壤磷的 有效利用，从而缓解 植物竞争，促进生产
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14
Van der Heijden et al. 1998. Nature, 396:69
AM Promote Plant Species Coexistence
AM fungi 通过广泛的菌丝并提高养分， 促进种子在常年草地上定殖。 promoted seeding establishment in perennial grassland by integrating emerging seedings into extensive hyphal networks and by supplying nutrients, especially P.
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15
van der Heijden. 2004. Ecology Lett
展望
研究全球变化背景下不同驱动因子及其交互作用对 土壤生物过程和多样性的影响，以更好地预测未来 土壤动物多样性及相关生态学过程的变化及其机制。
大气 CO2 浓度升高介导的寄主植物营养和次生代谢 物质的变化，以植物为食的地上部昆虫的个体生长
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4
• 自 1990 年代后期以来，伴随着全球生态 学研究的深入， 一个新兴的生态学领域— —地下生态学(belowground ecology)开 始形成，并得到了快速发展。
• 地下生态学从不同学科层次探索地下部分 的结构、功能、过程以及与地上部分的关 系, 并特别关注其对全球变化的响应。
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12
Soil Biota Effects on Plant--AMF
Possible Mechanisms
l Nutrient availability: interactions between plant litter/root and decomposition process;
l Bio-trophic interactions: herbivores, pathogens, and symbiotic mutualists;
氮沉降通过改变地上植食性动物的取食, 对土壤动 物多样性产生影响：如氮沉降导致植物叶片氮含 量增加，从而促进地上食草动物的取食，减少植 物向地下的输入(Haddad NM et al., 2000)。
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10
全球变化下地下部和地上部分的关系
Wardle et al. 2004. Science 304. 感谢下载
全球变化下的地下生态学
陈虞雯 2014 概况 • 全球变化下地下生物过程 • 全球变化下地上地下部关系
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2
全球气候变化
CO2 μL/L
370
1998, 367
350
1993, 355
330
1980, 338
310
1958, 315
290
1900, 290
270 1700, 270
发育、种群数量、行为的发生改变，同时通过根系
的作用， 地下植食昆虫和生物多样性会发生怎样的
变化过程? 在全球变化背景下，研究地下部分与地
上部分生物多样性是通过怎样的资源代谢分配、是
否具有相同的机制和策略。
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16
.
1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000
年份 Year
过去近300年来大气CO2浓度变化
• CO2 浓度不断在增加
• 在2100年，CO2浓度将达到540 ~ 970ppm
•全球温度在升高
•21世纪，气温将增加 4.1~4.6℃
过去140年来全球温度的变化 感谢下载
3
• 陆地生态系统对全球变化如大气CO2浓度 增加、氮沉降、地面增温和外来物种入侵 作出响应。
• 研究对象包括植物根系、 地下动物和土壤 微生物。
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5
全球变化下地下生物过程
目前越来越多的研究开始注意全球变化过 中的土壤生物过程(Hodge，1996；Hu et a1.， 1999；Oren et a1.，2001)
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6
Ø Objective1：确定CO2、Waring、Precipitation 何种气候变
➢ 生态系统最活跃部 土壤生物，是联结地 上部分与地下部分物 质循环和能量流动的 纽带，对地上部分植 物群落的结构、功能 及过程起着重要的反 馈调控作用。
11
l菌根对CO2浓度增加的响应尤为重要，因为菌根在植 物获取养分中起着重要作用，而且菌根是重要的碳库 (Treseder and Allen，2000；Staddon et a1.，2003a； Rillig，2004)
化因子对土壤动物丰度起到特别影响
Ø Objective1：土壤动物对气候变化的响应是否与分类、个体
大小和营养级有关。
Ø 通过多篇文献，meta-analysis 分析，CO2升高、降水加强
能够显著影响土壤生物区系的丰度。土壤动物种类、生态系统
类型不影响其对气候变暖和CO2升高的响应。但个体大小、营养
级影响其对CO2升高的响应。 感谢下载
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SEM
CO2升高，提 高土壤水分、 微生物量、微 型节肢腐食者、 纤毛虫丰度
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以前研究表明，CO2增加条件下增加的碳的输入 会促进“激发效应”和土壤中碳的周转(Cheng andJohnson.1998；Hoos-beck et a1., 2004), 增加了土壤中微生物的食物来源,促进了地下生物 的多样性。
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Available Mechanisms
Ø 增加AMF生物多 样性，促进土壤磷的 有效利用，从而缓解 植物竞争，促进生产
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Van der Heijden et al. 1998. Nature, 396:69
AM Promote Plant Species Coexistence
AM fungi 通过广泛的菌丝并提高养分， 促进种子在常年草地上定殖。 promoted seeding establishment in perennial grassland by integrating emerging seedings into extensive hyphal networks and by supplying nutrients, especially P.
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van der Heijden. 2004. Ecology Lett
展望
研究全球变化背景下不同驱动因子及其交互作用对 土壤生物过程和多样性的影响，以更好地预测未来 土壤动物多样性及相关生态学过程的变化及其机制。
大气 CO2 浓度升高介导的寄主植物营养和次生代谢 物质的变化，以植物为食的地上部昆虫的个体生长