《科学通报》
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生态气象：生态文明建设的金钥匙
2021-05-18 10:40:00“生态气象”是怎样一个学科？它怎样将“生态系统”与“气象条件”连接起来？又如何服务于生态文明建设？近期发表于《科学通报》的评述文章回答了这些问题。
生态学是研究生物活动规律及其与环境关系的学科，而在地球环境中，大气中风、雨、雷、电等的变化规律都可以从多个角度影响生物活动与生态环境。因此，生态学与气象学自然融合，产生了新兴的“生态气象”学科。
在这篇评述文章中，作者厘清了生态气象的内涵与外延，阐述了生态气象的主要研究内容，并提出了生态气象的整体范式。这个范式既体现了以生态系统为核心的地球系统多圈层相互作用，也反映了天气、气候和气候变化对生态系统类型及其多尺度生物-物理-化学-管理过程的影响。
生态气象范式
与生态学、气象学相比，生态气象研究具有6个特征：
(1) 时间尺度，从秒至千年，涉及更短时间尺度的气象预报，以及更长时间尺度的生态预测、甚至气候变化及其影响预估;
(2) 空间尺度，从气孔尺度至全球尺度，既有微气象的精细研究，也有对地球系统的大空间尺度模拟预测;
(3) 驱动力，不仅包括天气、气候、大气成分、气候变化，而且涉及生态变化(包括植被动态、土地利用和土地管理)及环境变化;
(4) 研究内容，不仅包括地球系统的多圈层相互作用，还涉及灾变(天气、气候、气候变化、大气成分、生态等)的过程、识别与灾害风险管理，多尺度(时间、空间)和多过程(生物、物理、化学、管理)的相互作用与耦合;
(5) 研究方法和技术，更加注重星-地一体化的系统监测与数据-模型融合分析;
(6) 研究目标，是基于地球系统可持续发展的人-自然界关系的途径与原则。
文章还探讨了生态气象观测的主要指标与可能的业务服务产品，阐释了生态气象研究与生态文明气象保障、气象防灾减灾和应对气候变化的关系，提出了当前生态气象迫切需要开展的重点研究任务。这些任务包括：
(1) 生态气象长期观测联网研究;
(2) 基于大数据与人工智能的生态气象信息提取与分析技术;
(3) 生态系统对气候变化的适应性及其变化归因;
(4) 生态系统主要气象灾变机制及其致灾临界气象条件;
(5) 陆地生态系统关键物候期对多环境要素响应的生理生态机制与模拟模型研究;
(6) 耦合生物-物理-化学-管理过程的生态气象数值模式研发;
(7) 陆地生态系统变化对气候系统的反馈作用与可持续发展对策研究。
文/周广胜
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