西藏阿里草地气候生产力对气候变化的响应

利用1985~2013年的西藏阿里地区气象数据,依据Miami模型和Thornthwaite Memorial模型计算出阿里草地气候生产力的数值,分析了西藏阿里气候变化和草地气候生产力变化趋势和草地气候生产力与降水、气温变化的响应关系。研究表明,近29年来,阿里地区年平均气温增温的趋势明显,其倾向率为0.588℃/10a,年平均降水呈现减少的趋势,其倾向率为-2.926 mm/10a,草地气候生产力向减少趋势发展,其倾向率为-71.181kg/(hm~2·10a),年际变化188.04~2572.19kg/(hm~2·a)之间,当温度每升高1℃草地气候生产力下降15.526kg/(hm~2·a),降水每升高1mm草地气候生产力升高21.269kg/(hm~2·a)。在降水减少和气温升高的趋势下,气候向"暖干化"发展趋势明显,降水对草地生产力的影响将更加明显,草地生产力下降趋势给草地畜牧业发展带来了严重的影响。     

内蒙古东部气候变化及其草地生产潜力的区域性分析

运用48个气象站点1961～2005年间的气象观测资料,在以聚类分析方法对内蒙古东部草原区进行气候分区的基础上,以Thornthwaite Memorial模型作为草地生产潜力估算指标,运用典型相关分析方法分析了各区年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温与年降水量的变化特征及其与草地生产潜力趋势的关系.结果表明,在大兴安岭中部地区,气温与降水有不断增加的潜势,草地生产力增长趋势明显,而在大兴安岭南麓与西侧的草地区域,气候变化呈暖干化趋势.降水是草地生产力提高的限制性因素.     

气候变化对新疆天山山区自然植被净第一性生产力的影响

在利用天山山区10个有代表性的气象台站1961-2006年的历史气候资料对年平均气温和年降水量变化规律进行统计分析的基础上,采用周广胜、张新时的自然植被净第一性生产力模型,计算了近46年天山山区自然植被净第一性生产力的变化特征,并据此建立了自然植被净第一性生产力与年平均气温和年降水量的统计关系,在此基础上,估算了未来气候变化对自然植被净第一性生产力的可能影响。结果表明,46年来,年平均气温以0.029 ℃/a的速率升高,年降水量以1.38 mm/a的速率增多,受其影响,自然植被净第一性生产力平均以0.013 t/（hm2·a）的速率增长。20世纪70年代初是天山山区气候暖湿化变化和自然植被净第一性生产力开始明显增长的“突变点”。未来气候的“暖湿化”变化对提高天山山区自然植被净第一性生产力将产生积极影响,平均而言,在其他条件不变的前提下,年平均气温每升高1 ℃或年降水量每增多10%,自然植被净第一性生产力将增加4%~5%。     

1961~2013年天峻地区草地气候生产力的变化分析

依据天峻县1961~2013年的年平均气温和降水量气象观测资料,采用目前常用的Thomthwaite Memorial模型计算了草地气候生产力TSPV。结果表明,天峻地区的TSPV总体呈现显著增加趋势,尤其是2000年以来,达到年代最大;平均气温对天峻地区TSPV的影响占主导地位,而年降水量的影响相对较小,但不容忽视;气候变化对TSPV影响明显,"暖湿型"气候对草地植被生长最有利,平均增产9.2%~18.3%,"冷湿型"、"冷干型"、"暖干型"气候对草地植被生长均较不利。     

宁夏中部干旱带草地气候-土壤生产潜力分析

利用宁夏中部干旱带海原、盐池、同心三个县1961年-2008年48年的气象资料,采用Miami模型和Thornthwaite Memorial模型计算了研究区草地气候生产潜力,用土壤修正系数对气候生产潜力做修正,研究了该区域气候-土壤生产潜力的时空演变特征,旨在探索影响宁夏中部干旱带草地生产力的主要限制因素,为当地的草地生产提供参考。结果表明：研究区气候呈暖干型发展趋势,温度呈显著增加趋势而降水呈波动中递减趋势;研究区气候生产力呈波动中递减趋势。与温度相比,降水是影响研究区气候生产潜力的制约因子;由于土壤肥力存在空间分异,研究区草地气候-土壤生产潜力的大小排序依次为海原县3 025 kg·hm^-2·a^-1>盐池县2 993 kg·hm^-2·a^-1>同心县2 051 kg·hm^-2·a^-1。     

宁夏中部干旱带天然草地气候生产潜力研究

依据宁夏中部干旱带同心县、盐池县等10个代表性气象台站36年(1975-2010年)逐旬气温、降水资料,基于Miami模型和Thornthwaite Memorial模型对宁夏中部干旱带1975-2006年间草地生产潜力作估算,并分析其变化规律,旨在为改良草地、植被恢复提供理论依据.结果表明:宁夏中部干旱带气候具有向“暖干化”变化的趋势,草地气候生产潜力年际变化范围为2668.56～7499.53kg·hm-2·a-1,气候生产潜力较大.当最高温度每升高或降低1℃,草地气候生产潜力增加或降低58.68 kg·hm-2·a-1;年降水量每增加或降低1 mm,草地气候生产潜力增加或降低18.64 kg·hm-2·a-1.宁夏中部干旱带各区域年降水量与气候生产潜力相关系数为0.984～0.997,成极显著线性相关,而年均气温与气候生产潜力无显著相关性.在进行天然草地补种植物时,应考虑该地的自然承受力,即天然草地气候生产潜力.     

气候变化对三江源玛沁县草地气候生产力的影响

利用三江源玛沁县五年的气候资料,分析了气温和降水的变化,以及两种草地气候生产力模型的对比。结果表明:(1)三江源玛沁县2000年至2004年年平均温先逐渐增加,直到2003年后开始下降。年降水量波动比较大。(2)M iam i模型和Thornthwaite Memorial模型计算得出的NPP产量呈现一定的差异,前者平均温度因子影响比较显著,而后者是年降水量起主要因素。(3)选择适当的模型计算植被的第一生产力要依据当地的植被类型。     

气候变化对三江源兴海县草地气候生产潜力的影响

利用三江源区兴海县草原区46年的气候资料,分析了气温、降水的变化趋势及其对草地气候生产潜力的影响.结果表明:三江源区兴海县气候总体上呈暖干化趋势,46年来年平均气温上升了1.6℃,平均每10年升高0.35℃;年降水量变化总体上呈不显著的增加态势,增加幅度为2.1mm/10a;草地气候生产力呈增加趋势.降水量是影响该地区草地气候生产潜力的关键因子,未来"暖湿型"气候对兴海草地干物质生产有利,平均增产幅度为2%～4%,而"冷干型"气候对草地的干物质生产最为不利,平均减产幅度为3%～7%.若气温升高1～2℃、降水量增加10%～20%,则兴海草地的气候生产力将增加2%～4%.     

气候变化对三江源兴海县草地气候生产潜力的影响

利用三江源区兴海县草原区46年的气候资料,分析了气温、降水的变化趋势及其对草地气候生产潜力的影响。结果表明：三江源区兴海县气候总体上呈暖干化趋势,46年来年平均气温上升了1．6℃,平均每10年升高0．35℃;年降水量变化总体上呈不显著的增加态势,增加幅度为2．imm／10a;草地气候生产力呈增加趋势。降水量是影响该地区草地气候生产潜力的关键因子,未来“暖湿型”气候对兴海草地干物质生产有利,平均增产幅度为2％～4％,而“冷干型”气候对草地的干物质生产最为不利,平均减产幅度为3％～7％。若气温升高1～2℃、降水量增加10％～20％,则兴海草地的气候生产力将增加2％～4％。     

气候变化对内蒙古荒漠草原牧草气候生产力的影响

根据内蒙古荒漠草原1961~2007年11个气象站点的年平均气温、年降水量资料,采用Thornthwaite Me-morial模型计算牧草气候生产力,运用气候诊断分析、相关分析等方法分析荒漠草原年平均气温、年降水量、牧草气候生产力的时空变化特征及趋势,并探讨了不同气候变化情景对内蒙古荒漠草原牧草气候生产力的影响。结果表明:(1)近47年来内蒙古荒漠草原年平均气温呈极显著的上升趋势,荒漠草原东北部和西部增温幅度相对较大;年降水量总体变化趋势不明显,但东北部地区年降水量明显减少。(2)牧草气候生产力总体为不显著的线性增加趋势,其中荒漠草原中部牧草气候生产力增加显著。(3)未来"暖湿型"气候可使牧草气候生产力提高,"暖干型"气候使牧草气候生产力降低,"冷湿型"气候也有利于牧草气候生产力的增长。(4)年降水量与牧草气候生产力有极其显著的相关性,降水是影响内蒙古荒漠草原牧草气候生产力的关键因子。     

新疆伊犁河流域牧草气候生产潜力的时空变化特征分析

利用新疆伊犁河流域1961-2007年历年逐月气温、降水资料,运用迈阿密模型、桑斯维特纪念模型计算新疆伊犁河流域近50年的牧草气候生产潜力。结果表明,流域气候生产潜力为4083.75~8415.42kg/(hm²·a),潜力较大,不同气候区有所差异。平原区气候生产潜力较小,且稳定性较差,丘陵区和山间盆地区气候生产潜力较大,山间盆地区同时也具有较好的稳定性。与气温相比,降水量是限制流域牧草气候生产潜力的主导因素。近50年来,气候生产潜力变化较大,总体呈上升趋势,尤其是2000年以来,增加幅度变大。     

内蒙古草地生态系统近10年NPP时空变化及其与气候的关系

植被净初级生产力(net primary productivity, NPP)及其对气候变化的响应研究是全球变化的核心内容之一。通过改进的光能利用率模型(CASA模型),利用MODIS NDVI数据、土地覆盖分类数据、气象数据等,逐像元模拟2001-2010 年内蒙古草地生态系统NPP的时空变化,分析其对气候因子变化的响应关系。结果表明,1)2001-2010年内蒙古草地多年平均NPP为281.3 g C/(m²·a),空间分布呈由西南向东北递增的趋势,草甸草原、典型草原和荒漠草原平均NPP分别为431.8,288.7和123.5 g C/(m²·a);2) 2001-2010年间内蒙古草地NPP总体上呈上升趋势。NPP上升趋势最明显的草地主要分布在毛乌素沙地、浑善达克沙地、科尔沁沙地、呼伦贝尔盟和大兴安岭南麓地区,而下降趋势最明显的草地主要分布在阴山山脉和锡林郭勒盟中部的典型草原区;3) 总体而言,降水量是内蒙古草地净初级生产力的主要影响因素。草甸草原NPP与降水量、温度的关系均很密切,而且与温度的相关性更强;典型草原和荒漠草原NPP则主要受降水量控制,其中荒漠草原NPP与降水量的关系更密切。     

呼伦贝尔草甸草原地上净初级生产力对气候变化响应的模拟

利用内蒙古呼伦贝尔草原额尔古纳右旗牧业气象试验站1994-2009年牧草生长季逐月实测资料,对CENTURY模型进行检验,模拟了呼伦贝尔草甸草原1961-2010年间地上净初级生产力(ANPP)动态,并与26个气象因子进行相关性分析。模型检验结果显示,生长季内逐月地上生物量模拟值与观测值之间的相关系数为R²=0.53,斜率b=0.94,误差平方根值为72.07 g/m²,平均绝对百分比误差为38.02%。检验结果表明,CENTURY模型能够成功地模拟这类草原的季节动态和年际变化。在过去的50年中,呼伦贝尔草甸草原温度增加,降水略增,ANPP增加。相关分析表明,ANPP与生长季降水量(r=0.372)呈极显著正相关;与年平均最低气温、年平均地面气温、年平均气温、7月降水量呈显著正相关;与年平均风速(r=-0.382)呈极显著负相关;与其他气象因子无显著的相关关系。应用区域气候模式系统PRECIS输出的2021-2050年气候情景数据分析得出,在SRES B2、A2和A1B情景下,未来呼伦贝尔草甸草原平均最高气温和最低气温都将呈显著升高趋势,降水量略增,ANPP虽然在年际间存在波动,但总体呈明显增加态势,分别较基准时段增加了67.14%,69.65%和76.58%,增加速率分别为16.51,17.34和16.42 g/(m²·10 a)。在3种情景下,未来气候变化均会对呼伦贝尔草甸草原群落生产力产生显著的正面影响。     

内蒙古典型草原家庭牧场暖棚舍饲养羊效益分析

对内蒙古太仆寺旗典型草原全年连续放牧的家畜饲养方式,通过绵羊冬春暖棚舍饲饲养与放牧饲养对比试验,利用中国西部草地生态经济模型对太仆寺旗家畜饲养方式进行研究和分析。结果表明：家畜能量供需不平衡是导致家畜在当年10月至次年5月,体重下降、生产性能降低的主要因素,而舍饲可以缓解家畜能量需求不平衡状况。从当年12月至次年4月,暖棚日平均温度和夜平均温度分别比室外温度提高10℃和5℃,且差异显著（P〈0.05）;在此阶段对家畜进行暖棚舍饲饲养,可减少母羊掉膘量3 kg/只,羔羊可增重1.25 kg/只。冬春季节实施暖棚舍饲对提高典型草原家畜圈舍的温度,减少家畜体能消耗,减少家畜掉膘量和促进草地畜牧业可持续发展具有重要意义。     

内蒙古典型草原退化原因的初探

分析了内蒙古典型草原退化的原因，认为内蒙古典型草原退化的最根本原因是系统相悖，表现在：1)多年来牲畜数量一直大大超出了天然草地的承载能力；2)长期以来过冬牲畜数量与天然草地饲草生产的季节特点不协调；3)草地资源的不合理利用。其次，该区近年来的气候变化(尤其是高温和干旱)加剧了该区草原的退化过程。     

Grassland quality response to climate change in Xinjiang and predicted future trends北大核心CSCD

Grassland is a major vegetation type in Xinjiang Province,and is an important component of carbon source-sink calculations. It is therefore important to ecological management decisions to understand the factors driving changes in grassland quality and likely future trends in those changes. We used geographic information maps to eliminate the interference of human activities and determine changes in grassland status and areas of stable grassland from 1980 to 2020,and analyzed changes in grassland quality and its response to climate change using data such as normalized vegetation index（NDVI）,vegetation net primary productivity（NPP）,and meteorological data,among others. We here estimate changes in grassland quality in Xinjiang and predict grassland quality changes from 2021 to 2040 using the Thornthwaite Memorial model and other models. We found that：1） The grassland quality in Xinjiang was generally increasing,with a statistically significant rate of ongoing increase. The grassland cover and quality in mountainous areas of Xinjiang was high,while that at the desert edge was low. 2）The main driving forces for grassland quality changes in Xinjiang are temperature and precipitation. The correlation between grassland quality and precipitation was positive. Temperatures exceeding a certain limit were found to inhibit grassland quality. Sensitivity to temperature and precipitation decline was found to be greater when vegetation cover was lower. 3）The grassland quality and its temporal and spatial changes in Xinjiang can be reflected by climatic productivity. The lower the grassland cover,the stronger was the link between grassland quality and climate factors. 4）Under currently predicted climate change scenarios,the quality of low-cover grassland will be improved in the future,while the quality of other categories will tend to decrease. This information on grassland quality in Xinjiang and its predicted future trends can assist in formulating ecological protection measures and in other ways,such as compilation of carbon stock inventories. © 2022 Editorial Office of Acta Prataculturae Sinica. All rights reserved.     

典型草原净初级生产力对气候变化响应的模拟

本研究利用1953-2014年气象数据和1998-2013年实测数据驱动CENTURY模型模拟内蒙古典型草原生态系统地上净初级生产力(ANPP)的动态变化,并分析影响其动态变化的气象因素。结果表明,1)研究地点1998-2013年的ANPP观测值与模拟值变化趋势吻合度较高,Pearson相关性系数为0.79,均方根误差为25.92 g/m²,CENTURY模型适用于模拟气候变化对内蒙古典型草原影响的研究。2)模型参数敏感性分析得出模型中的主要参数分别是研究地点土壤理化性质、草地植物生长的潜在生长力系数、植物生长最适和最高温度,这些参数的确定决定着模型模拟结果的准确度。3)1953-2014年,内蒙古锡林浩特的气温呈现极显著增加的趋势(P<0.01),主要是年平均最低气温明显上升;降水呈明显的年际波动,变异系数为30.2%。4)1953-2014年模拟的ANPP呈减少的趋势,但是变化趋势不显著(P>0.05)。通过相关性分析得到,降水是影响ANPP变化的主要因素,年降水量与ANPP的相关系数r值达到0.959(P<0.01),温度与ANPP呈弱相关性。     

基于光能利用率模型的内蒙古天然草原植被净初级生产力动态监测与气候因子的响应

利用光能利用率模型和MODIS数据对内蒙古天然草原2000-2018年植被生长期草原净初级生产力进行连续动态监测,并在像元尺度利用最小二乘法分析了近20年植被净初级生产力(NPP)时空变化规律。结果表明:近20年中,内蒙古天然草原NPP在空间上呈由西向东递增分布规律,年均NPP为198.04 g C·m^-2·a^-1,潜在草地退化面积16.22万km²,其中重度、较重度面积分别为0.20万和1.11万km²,主要分布于人类活动密集区域,如矿区、建设用地及周边;在草地类型上,温性草原、温性草甸草原、温性荒漠以及温性荒漠草原潜在退化面积分别为5.22万、1.40万、4.04万和2.21万km²。通过分析NPP与气候因子的相关性表明:近20年,内蒙古草原NPP与降水具有显著相关性,与温度无相关性;温性草甸草原NPP对降水的响应最敏感,温性荒漠草原其次,温性草原对降水响应最低。研究还根据上述结果,围绕草地生态保护提出了建议。