2.4  全球变化与陆地生态系统(GCTE)

　　GCTE计划的目标是：

　　(1)预测气候、大气成分、土地利用的变化对陆地生态系统包括农业系统和经营性森林系统的影响。

　　(2)确定这些影响将如何对大气和物理气候系统产生反馈。

　　GCTE计划的主要研究内容包括：

　　(1)生态系统生理学：①CO2增加的效应；②生物地球化学方面的变化；③植被的变化对水和能量通量的影响；④综合研究内容(全球变化条件下生态系统生理学的综合模式；陆地生态系统中的碳储库与碳通量)。

　　(2)生态系统结构的变化：①局地尺度动力学；②局地至区域尺度的模式；③关于元素循环和气候反馈的区域尺度至全球尺度植被变化模式。

　　(3)全球变化对农业和林业的影响：①全球变化对主要农作物种类的影响；②害虫、疾病和杂草的变化；③全球变化对土壤的影响；④多种(复杂)农业系统的综合实验和模拟计划。

　　(4)全球变化与生态复杂性：①生物多样性和生态复杂性对生态系统功能的影响；②全球变化对生物多样性和生态复杂性的综合影响；③全球变化对孤立种群变化性的影响。

　　上述前两项研究将提供我们关于全球变化对生态系统的功能、组成和结构的影响及其反馈效应的根本了解，后两项研究内容旨在研究全球变化对人类极为重要的生态系统(即食物和纤维的生产、地球生物多样性和生态系统复杂性的持续性)的专门影响。

　　对应于以上四项主要研究内容，GCTE计划的实施将需要建立或确定以下综合研究设施：

　　(1)长期生态系统模拟项目(LEMA)的模拟中心网络。
　　(2)沿环境梯度(如温度或降雨)的一系列主要研究断面。
　　(3)集中农作物实验研究站的国际网络。
　　(4)利用FACE(自由大气CO2富集)技术研究增加的CO2对生态系统功能的影响的一系列实验站。

　　GCTE计划的实施还涉及到与全球变化研究的其它监测计划的合作，如全球气候观测系统(GCOS)、全球大气监视网(GAW)和世界天气监视网(WWW)等。建立GCTE研究网络的第一步是了解这些已有的研究网络或已经提出的研究网络的现状，以及这些网络收集或拟收集的数据类型；第二步是从这些系统的研究中选定符合GCTE研究网络目标的研究站。

　　2.5  水循环的生物学方面(BAHC)

　　陆面的生态-水文过程的基础知识对评估气候变化对淡水资源的影响以及人类的直接压力对生物圈的影响、进而评估它们对地球的可居住性的影响是十分必要的。决定自然和人为经营的生态系统生产率的淡水资源的可利用性已日益成为可持续发展的最重要的决定因素之一。而降雨的形式在时空上变化极大，沙漠和雨林有时仅仅一山之隔。大的干旱和洪水常常周期性地破坏大片地区。在全球变暖的情况下降雨状况的区域变化很可能比其它气候特征(如年平均温度)的变化的直接后果具有更大的生态和社会经济重要性。BAHC计划的实施将提供对陆面过程以及植被与水文循环的大陆部分相互作用的过程的深入了解。BAHC执行期为1993～1998年。

　　BAHC计划需要解决的基本问题是：植被是如何与水文循环的物理过程相互作用的？因此，BAHC计划的两项根本任务(或目标)是：

　　(1)通过野外测量，确定生物圈对水文循环的控制，发展从小块植被的到大气环流模式(GCM)网格单元时空尺度上的土壤-植被-大气系统中能量和水通量模式；

　　(2)建立能被用于描述生物圈与地球物理系统间相互作用、以及能被用于验证这类相互作用模拟结果的适当数据库。

　　BAHC计划的主要研究内容有以下四个方面：

　　(1)发展和验证一维土壤-植被-大气传输(SVAT)模式：①验证SVAT模式——能量、水和碳通量的野外研究；②选择、评价和改进研究局地尺度通量的恰当的SVAT模式——模拟研究活动；③为应用SVAT模式确定世界范围内植被的功能类型；④运用SVAT模式分析未来的全球变化对不同的生物群落类型和不同气候下的水文过程的影响。

　　(2)陆面特征和通量的区域尺度研究——实验、解释和模拟：①研究从局地到区域尺度上陆面的不均匀性和地形对陆地-大气相互作用影响；②优先设计和协调区域尺度的陆面实验，以研究植被、大气和水文过程；③为区域尺度陆面过程发展一般性的参数化方案。

　　(3)生物圈-水圈相互作用的多样性-时间和空间变化性：①时间尺度上的综合研究；②土壤、养分和碳的水载运移；③描述陆面的特征以评价和模拟地面数据缺乏的地区。

　　(4)天气发生器计划(Weather Generator Project)：①生态和水文研究及相关的管理目标和数据的需求；②发展天气发生器；③促进对天气发生器和数据库的使用。

　　2.6  海岸带陆海相互作用(LOICZ)

　　LOICZ计划的科学目标是：

　　(1)在全球和区域尺度上确定：①海岸带陆地、海洋和大气间的物质通量；②海岸系统传输和储存颗粒物质和溶解物质的能力；③外力条件的变化对海岸生态系统的结构和功能的影响。

　　(2)确定土地利用、气候、海平面和人类活动的变化是如何改变海岸带颗粒物质的通量和储存的，以及如何影响海岸的地貌动力学。

　　(3)确定海岸系统的变化(包括对变化着的陆地和海洋有机质和养分输入量的响应过程的变化)将如何改变全球的碳循环和大气痕量气体的成分。

　　(4)评估海岸系统对全球变化的响应将如何影响人类在海岸环境的居住和对海岸环境的利用，进一步发展综合管理海岸环境的科学和社会经济基础。

　　LOICZ计划将进行与海岸系统动力学的主要方面有关的以下三类基础科学研究：

　　(1)集中过程研究及建立相关模式，以了解在变化着的环境条件下海岸系统的行为。
　　(2)获取关键环境参数的大量观测数据，以确定海岸过程在决定这些环境参数全球分布的重要性。
　　(3)海岸系统的模拟和预测性模拟研究，以模拟和预测在一系列时空尺度上全球变化对陆地-海洋界面的影响。