观测是理解陆地表层过程的重要手段,对于推动陆地表层系统科学发展具有重要意义。随着观测技术和仪器设备的快速发展,针对陆地表层系统的观测台站迅速增加,观测内容也逐渐向多源、多要素、多尺度方向发展。在此背景下,如何围绕陆地生态系统的多尺度、多要素观测与数据整合,实现陆地生态系统的长期动态监测-数据驱动认知-决策支持全链条服务,是当前陆地表层系统观测研究的重要内容。
为了促进跨境科研合作,搭建跨国界、跨学科的学术交流平台,整合周边国家和地区在生态系统观测与模拟领域的资源、数据和方法,推动联合研究项目;共享技术与方法,交流最新的观测技术和模拟工具,提升区域研究能力;助力解决跨境生态问题;支持政策制定与可持续发展。根据中国地理学会工作部署,兹定于2025年7月11-13日在黑龙江省鸡西市召开“跨境生态系统观测与模拟学术研讨会暨中国地理学会陆地地表综合观测工作委员会2025年学术年会”,围绕陆地生态系统的多尺度、多要素观测与数据整合,开展跨境陆地生态系统的长期动态监测-数据驱动认知-决策支持全链条服务等方面的研讨。
主题与议题
主题:跨境生态系统观测与模拟
议题:一体化观测、模拟与评估、长期定位研究、野外观测新方法新技术等
学术指导委员会
程国栋中国科学院院士,上海师范大学研究员
傅伯杰中国科学院院士,中国地理学会监事长,中国科学院生态环境研究中心研究员
陈发虎中国科学院院士,中国地理学会党委书记,中国科学院青藏高原研究所研究员
于贵瑞中国科学院院士,中国生态学学会理事长,中国科学院地理科学与资源研究所研究员
葛全胜中国地理学会理事长,中国科学院地理科学与资源研究所研究员
姜 明中国地理学会副理事长,中国科学院东北地理与农业生态研究所所长、研究员
熊巨华中国地理学会副理事长,国家自然科学基金委地球科学部一处处长、研究员
张国友中国地理学会党委副书记,中国科学院地理科学与资源研究所研究员
李 新中国地理学会会士,中国科学院青藏高原研究所副所长、研究员
组织工作委员会(按姓氏拼音排序)
车涛中国科学院黑河遥感试验研究站(中国科学院西北生态环境资源研究院研究员)
高峻上海长三角城市湿地生态系统国家野外科学观测研究站(上海师范大学教授)
何洪林中国科学院生态系统网络观测与模拟重点实验室(中国科学院地理科学与资源研究所研究员)
刘鸿雁河北塞罕坝人工林生态系统国家野外科学观测研究站(北京大学教授)
刘绍民北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室(北京师范大学教授)
王君波西藏纳木错高寒湖泊与环境国家野外科学观测研究站(中国科学院青藏高原研究所教授)
王世金云南丽江玉龙雪山冰冻圈与可持续发展国家野外科学观测研究站(中国科学院西北生态环境资源研究院研究员)
徐耀阳中国科学院宁波城市环境观测研究站(中国科学院城市环境研究所研究员)
周平广东南岭森林生态系统国家野外科学观测研究站(广东省科学院广州地理研究所研究员)
邹元春黑龙江兴凯湖湖泊湿地生态系统国家野外科学观测研究站(中国科学院东北地理与农业生态研究所研究员)
以下内容为GPT视角对跨境生态系统观测与模拟学术研讨会暨中国地理学会陆地地表综合观测工作委员会学术年会相关领域的研究解读,仅供参考:
跨境生态系统观测与模拟研究现状
观测技术与方法
地面观测
传统样地调查:在跨境生态系统的关键区域设立固定样地,定期对植被的种类、数量、高度、盖度,土壤的物理化学性质(如质地、酸碱度、养分含量),以及动物的活动痕迹、种群数量等进行详细调查。例如在跨境的森林生态系统中,通过样地调查可以监测树木的生长状况、更新情况以及病虫害的发生程度。
传感器网络:部署各种类型的传感器,如气象传感器(监测气温、湿度、风速、风向、降水等)、土壤水分传感器、水质传感器等,实现对跨境生态系统环境要素的实时、连续监测。比如在跨境河流流域,利用水质传感器可以实时监测水体的酸碱度、溶解氧、化学需氧量等指标,及时发现水质变化情况。
遥感观测
卫星遥感:利用多光谱、高光谱、雷达等不同类型卫星传感器获取跨境生态系统的大范围地表信息。例如,通过卫星影像可以监测跨境湿地的面积变化、植被覆盖度的动态变化,以及森林火灾、洪水等自然灾害对生态系统的影响范围和程度。
无人机遥感:无人机具有灵活、高效、分辨率高的特点,能够在复杂地形和难以到达的区域进行近距离观测。在跨境山地生态系统中,无人机可以获取高分辨率的植被影像,用于分析植被的垂直结构和健康状况。
分子生物学技术
环境DNA(eDNA)监测:通过采集水、土壤等环境样本,提取其中的DNA片段,利用分子生物学方法分析物种的组成和分布。在跨境河流和海洋生态系统中,eDNA监测可以快速、准确地检测到水生生物的种类,包括一些难以直接观察到的物种,为生物多样性研究提供重要数据。
稳定同位素分析:利用生物体内稳定同位素(如碳、氮、氧等同位素)的组成特征,研究生态系统的物质循环和能量流动。例如,通过分析跨境湿地中植物和动物体内的碳、氮稳定同位素比值,可以了解食物链的结构和营养级的传递关系。
模拟模型发展
生态系统过程模型
碳循环模型:用于模拟跨境生态系统中碳的固定、储存和释放过程。这些模型考虑了植被的光合作用、呼吸作用,土壤的有机质分解等因素,可以评估不同生态系统(如森林、草原、湿地)在全球碳循环中的作用,以及气候变化和人类活动对碳循环的影响。例如,通过碳循环模型可以预测跨境森林生态系统在未来气候变化情景下的碳汇功能变化。
水文模型:模拟跨境河流流域的水文过程,包括降水、蒸发、径流等。水文模型可以帮助理解水资源的形成、分布和变化规律,评估水资源量和水质状况,为跨境水资源的合理分配和管理提供科学依据。比如,通过建立跨境河流的水文模型,可以预测不同季节和年份的径流量,为水利工程的规划和调度提供参考。
生态-经济耦合模型
将生态系统的动态变化与人类经济活动联系起来,综合考虑土地利用变化、资源开发、经济发展等因素对跨境生态系统的影响。例如,通过生态-经济耦合模型可以评估不同土地利用政策对跨境森林生态系统服务功能(如水源涵养、土壤保持、生物多样性保护)和当地经济发展的影响,为制定可持续的土地利用和经济发展策略提供支持。
多尺度耦合模型
考虑到跨境生态系统的复杂性,涉及多个空间和时间尺度,多尺度耦合模型将不同尺度的模型进行集成,以更准确地模拟生态系统的过程和变化。例如,将全球气候模型与区域生态系统模型耦合,可以评估全球气候变化对跨境区域生态系统的影响,同时考虑区域特征和局部过程的差异。
研究热点与趋势
气候变化影响评估
研究气候变化对跨境生态系统结构、功能和服务的潜在影响是当前的研究热点之一。例如,探讨气温升高、降水模式改变等对跨境山地冰川退缩、森林火灾频率增加、物种分布范围变化等方面的影响,以及这些变化对跨境水资源、生物多样性和生态系统服务功能的连锁反应。
生物入侵与生物安全
随着国际贸易和人员往来的增加,生物入侵成为跨境生态系统面临的严重威胁。研究人员关注外来物种的入侵途径、扩散机制、对本地生态系统的影响以及防控策略。例如,研究跨境河流中入侵水生植物对水生生物栖息地的破坏和对本地物种的竞争排斥作用,以及如何通过国际合作加强生物安全监管,防止外来物种的进一步入侵。
生态系统服务功能评估与价值核算
评估跨境生态系统为人类提供的各种服务功能(如食物供应、水源涵养、气候调节、文化娱乐等)及其经济价值,有助于提高人们对生态系统重要性的认识,促进生态保护与经济发展的协调。例如,通过建立生态系统服务功能评估指标体系和方法,对跨境湿地的生态系统服务价值进行核算,为湿地保护和合理利用提供决策依据。
跨境生态保护与合作机制
跨境生态系统的保护需要各国之间的密切合作。研究跨境生态保护的合作机制、政策法规、利益协调等问题,推动建立有效的跨境生态保护合作平台和制度。例如,探讨如何通过国际条约、协议等形式,加强跨境河流、森林、海洋等生态系统的联合监测、保护和管理,实现生态环境的共同改善和可持续发展。
面临的挑战
数据共享与整合困难
不同国家和地区在数据收集、存储和管理方面存在差异,数据格式、标准和精度不统一,导致跨境生态系统数据的共享和整合面临困难。此外,数据安全和隐私问题也限制了数据的自由流动和共享。
模型不确定性
生态系统模拟模型存在诸多不确定性来源,如模型结构的不完善、参数的不确定性、输入数据的质量等。这些不确定性会影响模型模拟结果的准确性和可靠性,给跨境生态系统的预测和管理带来挑战。
国际合作与协调难度大
跨境生态系统涉及多个国家的利益和主权,各国在经济发展水平、政策法规、文化背景等方面存在差异,导致在跨境生态保护与合作中存在诸多协调难题,如资金投入、责任分担、利益分配等。
技术手段与人才短缺
一些发展中国家在跨境生态系统观测与模拟研究方面缺乏先进的技术手段和设备,同时专业人才短缺,限制了研究的深入开展和国际合作的能力。
跨境生态系统观测与模拟研究可以应用在哪些行业或产业领域
自然资源管理领域
水资源管理
应用方式:通过观测跨境河流、湖泊等水体的水量、水质变化,以及模拟不同气候条件和人类活动下的水资源分布和演变趋势,为跨境水资源的合理分配、开发利用和保护提供科学依据。
案例:湄公河委员会利用跨境生态系统观测数据和模拟模型,协调湄公河流域各国的用水需求,制定水资源管理策略,保障流域内农业灌溉、水电开发和生态用水的平衡。
森林资源管理
应用方式:监测跨境森林的面积、树种组成、森林健康状况等信息,模拟森林生态系统的碳汇功能、水源涵养能力等,以制定可持续的森林经营方案,防止森林砍伐和退化。
案例:亚马逊雨林跨越多个国家,各国通过共享观测数据和模拟结果,共同制定森林保护和可持续利用政策,减少森林火灾和非法砍伐,维护全球生态平衡。
土地资源管理
应用方式:分析跨境土地利用变化,如城市化扩张、农业开垦等对生态系统的影响,模拟不同土地利用规划下的生态后果,为土地资源的合理规划和管理提供决策支持。
案例:在欧洲一些跨境地区,通过观测和模拟研究,优化土地利用结构,保护自然生态空间,促进城乡协调发展。
农业领域
作物种植规划
应用方式:利用跨境生态系统的气候、土壤等观测数据,模拟不同作物的生长适宜性和产量潜力,为跨境农业种植结构的调整和优化提供参考,提高农业生产效率和经济效益。
案例:在东南亚一些跨境农业区,根据观测到的气温、降水等气象数据和土壤肥力信息,模拟不同水稻品种的种植效果,选择适宜的品种和种植方式,增加粮食产量。
农业灾害预警与防控
应用方式:监测跨境生态系统的气象灾害(如干旱、洪涝、台风等)、病虫害等的发生发展动态,通过模拟预测灾害的影响范围和程度,及时发布预警信息,制定防控措施,减少农业损失。
案例:在非洲一些跨境地区,利用卫星遥感观测和气象模型模拟,提前预测蝗灾的发生和迁徙路径,组织各国联合开展防治工作,保护农业生产。
能源领域
水电开发
应用方式:对于跨境河流的水电开发项目,观测河流的水文、地质等条件,模拟水电站建设对河流生态系统、下游用水等方面的影响,优化水电站的选址、设计和运行方案,实现能源开发与生态保护的协调。
案例:刚果河拥有巨大的水电开发潜力,相关国家通过跨境生态系统观测和模拟研究,评估水电开发对河流生态和周边社区的影响,制定科学合理的开发计划。
可再生能源规划
应用方式:分析跨境地区的太阳能、风能、水能等可再生能源资源分布和潜力,模拟不同能源开发方案下的环境效益和经济效益,为可再生能源的规划和布局提供依据。
案例:在北欧一些跨境地区,通过观测风速、光照等数据,模拟风电和太阳能发电的产能,合理规划可再生能源发电设施的建设,提高能源供应的可持续性。
旅游业领域
旅游资源开发与规划
应用方式:评估跨境生态系统的自然景观、生物多样性等旅游资源价值,模拟旅游开发对生态系统的影响,制定可持续的旅游发展规划,保护旅游资源的生态完整性。
案例:中俄跨境的兴凯湖自然保护区,通过观测和模拟研究,合理规划旅游线路和活动项目,在保护生态环境的前提下,发展生态旅游,促进地方经济发展。
旅游安全管理
应用方式:监测跨境地区的自然灾害(如地震、泥石流等)、野生动物活动等安全风险因素,通过模拟预测风险发生的可能性和影响范围,为旅游管理部门和游客提供安全预警和应急指导。
案例:在非洲一些跨境野生动物保护区,利用观测数据和模拟模型,预测野生动物迁徙和活动规律,提醒游客注意安全,避免发生野生动物伤人事件。
环境保护与生态修复领域
生物多样性保护
应用方式:观测跨境生态系统的物种分布、种群数量和生态习性,模拟生物多样性的变化趋势,识别关键保护区域和濒危物种,制定生物多样性保护策略和行动计划。
案例:大湄公河次区域各国通过跨境生态系统观测和模拟研究,共同保护该区域的珍稀动植物物种,建立跨境生物多样性保护走廊。
生态修复项目评估与实施
应用方式:评估跨境生态系统的退化程度和原因,模拟生态修复措施的效果,选择合适的修复技术和方法,指导生态修复项目的实施和监测。
案例:在欧洲一些跨境湿地,通过观测和模拟研究,采用植被恢复、水文调节等措施进行生态修复,改善湿地生态环境,提高生态服务功能。
国际贸易与政策制定领域
贸易环境影响评估
应用方式:分析跨境贸易活动(如农产品、木材等贸易)对生态系统的影响,模拟不同贸易政策下的生态后果,为制定绿色贸易政策提供依据,促进贸易与环境的协调发展。
案例:在跨境木材贸易中,通过观测和模拟研究,评估木材采伐对森林生态系统的影响,制定可持续的木材贸易标准和监管措施。
国际政策协调与合作
应用方式:跨境生态系统观测与模拟研究为各国在生态环境保护、资源开发利用等方面的政策协调与合作提供科学依据,推动建立跨境生态保护合作机制和国际条约。
案例:《联合国气候变化框架公约》《生物多样性公约》等国际条约的制定和实施,离不开跨境生态系统观测与模拟研究的支持,各国通过共享数据和研究结果,共同应对全球性生态环境问题。
跨境生态系统观测与模拟领域有哪些知名研究机构或企业品牌
知名研究机构国际组织及联合研究机构
联合国环境规划署(UNEP)
简介:是全球环境领域的权威机构,致力于推动全球环境保护和可持续发展。在跨境生态系统方面,UNEP 协调各国共同开展生态系统观测和模拟工作,促进信息共享和技术合作。
成果:发布全球环境展望报告,涵盖跨境生态系统的现状、趋势和挑战,为各国制定政策提供科学依据。例如,在跨境河流污染防治方面,推动相关国家开展联合监测和研究。
国际科学理事会(ICSU)
简介:由各国科学院和科学联合会组成,旨在促进国际科学合作。在跨境生态系统观测与模拟领域,ICSU 支持跨学科、跨国界的研究项目,整合全球科学资源。
成果:发起多个大型国际研究计划,如“未来地球计划”,其中包含对跨境生态系统的长期观测和模拟研究,为应对全球性环境问题提供科学支持。
全球陆地观测系统(GTOS)
简介:由联合国粮农组织(FAO)、联合国教科文组织(UNESCO)、联合国环境规划署(UNEP)和世界气象组织(WMO)共同发起,专注于陆地生态系统的观测和数据共享。
成果:建立了全球陆地生态系统观测网络,收集和整合跨境生态系统的土壤、植被、水文等数据,为生态系统模拟提供基础数据支持。
各国科研机构
美国国家航空航天局(NASA)
简介:不仅在航天领域处于领先地位,在地球科学观测方面也具有强大的实力。利用卫星遥感技术对全球生态系统进行大规模观测,包括跨境生态系统。
成果:开发了多种地球观测卫星和传感器,如 Landsat 系列卫星,获取了大量跨境生态系统的影像数据,用于研究植被覆盖变化、土地利用变化等。其研究成果为全球气候变化研究和生态系统管理提供了重要数据。
中国科学院生态环境研究中心
简介:是中国生态环境科学领域的重要研究机构,在跨境生态系统观测与模拟方面开展了大量研究工作。
成果:在跨境河流、湿地等生态系统研究中取得显著成果,建立了多个跨境生态系统观测站,开展了生态系统服务功能评估、生态安全预警等方面的研究,为我国的跨境生态保护和区域可持续发展提供了科学支撑。
德国亥姆霍兹联合会(HGF)
简介:是德国最大的科研组织,旗下有多个研究中心专注于地球科学和生态系统研究。在跨境生态系统领域,开展了一系列前沿研究项目。
成果:例如,亥姆霍兹环境研究中心(UFZ)在跨境河流流域的生态水文过程模拟、生态系统服务价值评估等方面具有深厚的研究基础,其研究成果为欧洲跨境生态系统的管理和保护提供了重要参考。
企业品牌科技企业
Maxar Technologies
简介:是一家全球领先的空间技术公司,提供高分辨率的卫星影像和地理空间解决方案。在跨境生态系统观测方面,利用其先进的卫星系统获取详细的地球表面信息。
成果:为政府、科研机构和企业提供跨境生态系统的影像数据和分析服务,帮助用户监测森林砍伐、湿地变化、城市扩张等情况,支持生态保护和资源管理决策。
Planet Labs
简介:专注于小型卫星星座的研发和运营,能够提供高频次的地球观测数据。其卫星群可以快速获取全球范围内的地表信息,包括跨境生态系统。
成果:在跨境农业生态系统监测、灾害应急响应等方面具有应用价值。例如,通过定期获取跨境农田的影像数据,分析作物生长状况和灾害影响,为农业生产和灾害救援提供及时的信息支持。
环境咨询与服务企业
ERM(Environmental Resources Management)
简介:是全球领先的环境、健康、安全和社会责任咨询服务公司。在跨境生态系统领域,提供从观测、评估到模拟的一站式解决方案。
成果:为跨国企业和政府机构开展跨境项目时提供生态系统影响评估、生态修复方案设计等服务。例如,在跨境能源开发项目中,评估项目对周边生态系统的影响,并制定相应的保护和补偿措施。
AECOM(艾奕康)
简介:是一家提供专业技术和管理支持服务的全球性公司,业务涵盖环境、能源、基础设施等多个领域。在跨境生态系统观测与模拟方面具有较强的实力。
成果:参与了许多跨境生态保护和规划项目,利用先进的观测技术和模拟模型,为城市规划、生态旅游开发等提供科学依据,促进跨境地区的可持续发展。
跨境生态系统观测与模拟领域有哪些招聘岗位或就业机会
科研机构岗位研究员/助理研究员
岗位职责
开展跨境生态系统的观测项目设计与实施,例如规划跨境河流、森林等生态系统的长期监测方案,确定观测指标(如水质、物种多样性等)和采样方法。
运用生态学模型和模拟软件,对跨境生态系统的动态变化进行模拟和预测,分析气候变化、人类活动等因素对生态系统的影响。
撰写科研论文和报告,总结研究成果,参与国内外学术交流活动,推动该领域的学术发展。
任职要求
通常需要生态学、环境科学、地理学等相关专业博士学位(助理研究员可适当放宽至硕士学位)。
具备扎实的生态学理论基础和较强的科研能力,有跨境生态系统研究经验者优先。
熟练掌握至少一种生态学模拟软件(如CENTURY、DNDC等)和数据分析工具(如R、Python等)。
科研助理
岗位职责
协助研究员进行野外观测工作,包括准备观测设备、采集样本、记录数据等。
负责实验室样本的处理和分析,如土壤、水体样本的化学分析,生物样本的分类鉴定等。
管理科研数据和文献资料,建立数据库,为科研项目的开展提供数据支持。
任职要求
生态学、环境科学等相关专业本科及以上学历。
有一定的野外工作经验和实验室操作技能,能够熟练使用基本的科研仪器设备。
工作认真负责,具备良好的团队合作精神和沟通能力。
高校岗位教师
岗位职责
承担生态学、环境科学等相关专业的教学任务,包括讲授跨境生态系统观测与模拟相关的课程,如生态学模型、环境遥感等。
指导本科生和研究生的毕业论文和科研项目,培养学生的科研能力和创新思维。
开展科研工作,争取国家级和省部级科研项目,发表高质量的学术论文,提升学校在该领域的学术影响力。
任职要求
具有生态学、环境科学等相关专业博士学位,且有博士后研究经历者优先。
在跨境生态系统观测与模拟领域有一定的科研成果,能够独立开展教学和科研工作。
具备良好的教学能力和团队合作精神,能够积极参与学科建设和专业发展。
实验技术人员
岗位职责
负责生态学实验室的日常管理和维护,包括实验设备的采购、安装、调试和维修。
为教学和科研实验提供技术支持,指导学生和教师正确使用实验设备和仪器。
参与实验教学改革和科研项目,开发新的实验方法和实验项目。
任职要求
生态学、环境科学等相关专业本科及以上学历。
熟悉生态学实验设备的操作和维护,具备一定的实验设计和创新能力。
工作认真负责,有较强的服务意识和团队协作精神。
政府环保部门岗位生态监测与管理专员
岗位职责
制定和实施跨境生态系统的监测计划,组织协调相关部门和单位开展生态环境监测工作。
对监测数据进行分析和评估,及时发现生态环境问题,并提出相应的管理对策和建议。
参与跨境生态保护项目的规划、审批和监管,确保项目符合生态环境保护要求。
任职要求
生态学、环境科学、环境工程等相关专业本科及以上学历。
了解国家和地方有关生态环境保护的法律法规和政策标准。
具备较强的数据分析能力和问题解决能力,有良好的沟通协调能力和团队合作精神。
政策研究员
岗位职责
研究跨境生态系统保护和管理的相关政策法规,分析政策实施效果和存在的问题。
参与制定和完善跨境生态环境保护的政策措施和发展规划,为政府决策提供科学依据。
开展国际合作与交流,学习借鉴国外先进的跨境生态保护政策和管理经验。
任职要求
生态学、环境科学、公共管理等相关专业硕士及以上学历。
具有较强的政策研究能力和文字表达能力,能够独立完成政策研究报告的撰写。
关注国际生态环境保护动态,有国际合作项目经验者优先。
企业岗位环境咨询工程师
岗位职责
为企业开展跨境项目(如能源开发、基础设施建设等)提供生态环境影响评价服务,包括现场踏勘、数据收集、模型模拟和报告编制。
协助企业制定生态环境保护方案和应急预案,指导企业落实生态保护措施。
与政府部门、科研机构等沟通协调,办理项目环保审批手续,确保项目合法合规建设。
任职要求
生态学、环境科学、环境工程等相关专业本科及以上学历。
熟悉环境影响评价技术导则和相关法律法规,具备环境影响评价工程师资格证书者优先。
具有良好的沟通能力和团队协作精神,能够承受较大的工作压力。
遥感与地理信息系统工程师
岗位职责
运用遥感技术和地理信息系统(GIS)对跨境生态系统进行监测和分析,提取生态信息(如植被覆盖度、土地利用变化等)。
开发和维护生态监测信息系统,实现数据的可视化展示和管理,为生态保护决策提供技术支持。
参与企业的生态保护项目,利用遥感与GIS技术进行项目规划和效果评估。
任职要求
遥感、地理信息系统、测绘工程等相关专业本科及以上学历。
熟练掌握至少一种遥感图像处理软件(如ENVI、ERDAS等)和GIS软件(如ArcGIS、QGIS等)。
有较强的编程能力和空间分析能力,能够解决实际工作中的技术问题。