青海省河南县草地车前物候期对气候变化的响应

根据青海省河南县牧业气象试验站1997~2018年草本植物车前物候观测数据及同期气象观测数据,研究了气候变化对车前萌芽期、黄枯期及生长期的影响。结果表明:(1)河南县近22a年平均气温呈显著上升趋势,降水量呈增多趋势,气候暖湿化特征明显;(2)车前萌芽期呈略提前趋势,平均每10a提前1.8d,车前萌芽期主要受3~4月平均气温和4月日照时数影响;(3)车前黄枯期呈极显著推迟趋势,平均每10a推迟约16.3d,8~9月平均气温升高和9月日照时数减少导致车前黄枯期明显推迟;(4)气候变暖变湿后,4~10月平均气温升高、夏季降水量增多及秋季日照时数减少是导致车前生长期延长的主要气候因子。说明气候暖湿化有利于植物物候期的延长和草地生态环境的好转,有利于草地生态环境保护和治理工程项目的实施。     

内蒙古典型草原主要牧草生育期变化特征

利用1983～2012年内蒙古高原中部地区3个站点天然牧草生育期地面观测资料,分析了32年来典型草原代表性天然牧草返青、开花、黄枯期及生长季的变化趋势,并通过偏相关分析探讨了气温和降水对天然牧草生育期的关系。结果表明,内蒙古高原中部典型草原区天然牧草生育期趋势变化存在着明显地域差异性。北部锡林浩特地区返青呈推迟(P0.01),但开花呈提前趋势(P0.05),黄枯期呈弱提前趋势;中部镶黄旗返青呈弱推迟趋势,黄枯呈显著提前趋势(P0.01),开花期趋势不显著;南部察右后旗返青呈显著提前趋势(P0.01),其余生育期趋势不显著。生长季长度南部延长,而北部呈显著缩短趋势。3月和4月气温是影响研究区天然牧草返青最主要的气候因子,气温增高返青推迟;开花期以气温为主导因子,北部锡林浩特糙隐子草与降水量呈明显负相关关系;此外,黄枯期北部主要受气温影响,而气温、降水对南部察右后旗天然牧草黄枯无显著影响。     

青海湖流域牧草物候期对气候变化的响应

基于青海湖流域3个气象站点1961～2017年气温、降水及日照时数等气象数据,分析了1961年以来青海湖流域的气候变化特征。利用2003～2017年的牧草生育期观测数据,对返青、黄枯日期、生长季与气象因子之间的关系进行了统计分析。结果表明:1)近57a青海湖流域的年和四季平均气温均呈显著上升趋势,冬季的升温幅度最大;年和四季降水量均增加,夏季降水量增加最多;年和四季日照时数呈下降趋势,夏季日照时数下降最为明显。2)海晏牧草返青期以10d/10a趋势提前,刚察以9d/10a趋势显著推迟,天峻以4d/10a趋势推迟,在空间上表现出从东南向西北呈推迟趋势。黄枯期均表现为推迟趋势,推迟趋势海晏2d/10a、刚察10d/10a、天峻5d/10a,没有明显的经向和纬向特征。生长季均呈延长趋势,海晏11d/10a、刚察2d/10a、天峻1d/10a,在空间上表现出与返青期相同的走向。3)海晏牧草返青期主要受上年秋季(8～10月)降水量的影响,降水量每增加10mm,返青期提前2.4d;天峻与刚察牧草返青期与返青前≥0℃积温正相关,积温每增加10℃,返青期分别推迟1.2d和0.7d。4)牧草黄枯期主要受降水的影响,降水量每增加10mm,海晏、天峻、刚察黄枯期分别推迟1.3d、1.3d、0.5d。5)生长期受同期气温和降水增加的影响均呈延长趋势。     

合作、玛曲草旬禾本科牧草黄枯与气象因子的关系分析

利用甘南合作、玛曲农业气象观测站禾本科牧草观测资料及同期的降水、气温、日照时数等气象资料,分析了气象因子对合作、玛曲亚高山草甸禾本科牧草黄枯的影响。分析发现,合作、玛曲牧草黄枯期均有提前的趋势,提前趋势分别为每10年5.5和2.0 d,特别是1994年后,合作地区牧草黄枯期出现了明显提前的趋势。甘南高原牧草黄枯主要受热量条件限制,5 ℃终日是影响甘南高原牧草黄枯的主要因子,合作日平均气温5 ℃终日有提前的趋势;同时影响合作牧草黄枯期提前的气象因子还有夏季降水量的减少,而与玛曲牧草黄枯期提前有关的气象因子则与9月份气温升高、初秋降水量减少和9月份日照时数增加密切相关。     

气候变化对不同海拔高山嵩草物候期的影响

利用三江源两个不同海拔高度区牧业气象观测站1989-2010年高山嵩草(Kobresia pygmaea)物候观测资料及同期日、月、年气象资料,通过回归、相关和非参数检验方法,就青海省海拔相差较大的曲麻莱和河南的气候变化及其对高山嵩草物候的影响差异进行对比研究。结果显示,22年来两站年平均气温增速相当,高海拔区的平均最低气温增幅大于低海拔区,而高海拔区的平均最高气温增幅小于低海拔区,生长季（4―9月）与全年的气温变化有相同趋势。两站全年及生长季气温变化均显著相关,其差异主要受海拔影响。两站高山嵩草的返青期、黄枯期和生长季均存在明显的年际波动,高海拔区的波动大于低海拔区。海拔每升高100 m,高山嵩草的返青期推迟3.3 d,生长期缩短2.5 d。1989―1999年与2000―2010年两个时间段平均物候期高海拔区提前6~25 d,生长期延长3 d。低海拔区返青期提前1 d,其余物候期推迟1~9 d,生长期延长6 d。高海拔区高山嵩草的生长更容易受气候变化的影响,其生境更为脆弱。     

气候变化对典型草原糙隐子草物候期和产量的影响

利用62年锡林浩特市典型草原气象资料和30年糙隐子草生长季观测资料,分析了糙隐子草物候和产量对气候变化的响应。结果表明:近60年来,锡林浩特地区气温呈上升趋势,降水量表现为微弱减少,总体呈暖干气候变化趋势。随着气候变化,糙隐子草返青期显著延迟,后续物候期均呈提前趋势,整个生长季呈缩短趋势。通过各物候期相关性分析来看,限制糙隐子草产量积累的主要因素是生长季降水量和年降水量,其相关系数分别是0.458(P0.05)、0.508(P0.01);气温变化对牧草产量的影响不明显。回归分析与相关分析的结果一致,降水是影响糙隐子草的主要限制因子。     

合作、玛曲草甸禾本科牧草黄枯与气象因子的关系分析

利用甘南合作、玛曲农业气象观测站禾本科牧草观测资料及同期的降水、气温、日照时数等气象资料,分析了气象因子对合作、玛曲亚高山草甸禾本科牧草黄枯的影响。分析发现,合作、玛曲牧草黄枯期均有提前的趋势,提前趋势分别为每10年5.5和2.0 d,特别是1994年后,合作地区牧草黄枯期出现了明显提前的趋势。甘南高原牧草黄枯主要受热量条件限制,5℃终日是影响甘南高原牧草黄枯的主要因子,合作日平均气温5℃终日有提前的趋势;同时影响合作牧草黄枯期提前的气象因子还有夏季降水量的减少,而与玛曲牧草黄枯期提前有关的气象因子则与9月份气温升高、初秋降水量减少和9月份日照时数增加密切相关。     

季节放牧对典型草原植物群落不同生长季特征的影响

在内蒙古典型草原区建立放牧试验平台,研究秋季、冬季和初春放牧对草地植物返青期土壤温湿环境和植物生长以及生长旺季植物群落地上生物量及其构成的影响。结果表明:在草地返青季,秋季放牧草地表层土壤湿度相对于其他处理显著降低,而温度相对升高;土壤表层湿度与草地枯落物总量、立枯量呈显著正相关;秋季和冬季放牧显著降低草地返青期的地上生物量;秋季放牧显著降低优势植物地上生物量;而初春放牧不影响草地返青期的群落生物量。在生长旺季,初春放牧草地群落及其高大优势植物大针茅和羊草的生物量显著增加,而其下层的糙隐子草和杂类草生物量显著减少。     

星毛委陵菜乙醇浸提物化感作用的研究

用土壤营养成分分析法及室内生物检测方法,研究星毛委陵菜(Potentilla acaulis)退化草地主要植物斑块土壤的营养成分,以及星毛委陵菜地上、地下部分的乙醇浸提物对4种受体植物克氏针茅(Stipa krylovii)、羊草(Leymus chinensis)、冰草(Agropyron cristatum)和冷蒿(Artemisia frigida)幼苗生长的影响,以期从化学生态学角度阐明星毛委陵菜作为草原沙化的阻击者,对典型草原优势植物种群存在的化感作用。结果表明:星毛委陵菜斑块土壤的营养成分除有效氮含量低于冷蒿斑块土壤外,其他营养成分含量均最高;星毛委陵菜地上、地下部分乙醇浸提物的化感效应因受体植物和浸提物浓度不同而存在显著差异。星毛委陵菜地上、地下部分浸提物均显著抑制克氏针茅幼苗的生长(P＜0.05),且随着浸提物浓度的增大抑制作用增强;对羊草和冷蒿幼苗生长具有"低促高抑"的效应:浓度≤0.004 g·mL^-1时促进羊草和冷蒿幼苗苗的伸长生长,浓度＞0.004 g·mL^-1时则表现为抑制作用;浓度为0.002 g·mL^-1时,地上部分浸提物能够促进冰草幼苗苗和根的伸长生长。星毛委陵菜乙醇浸提物对受体植物幼苗根生长的抑制作用要大于对幼苗苗生长的作用,并且星毛委陵菜地下部分的化感作用大于地上部分的。对星毛委陵菜化感作用最敏感的植物是克氏针茅,其次是羊草、冷蒿和冰草。     

锡林郭勒盟不同类型植被的生长季变化

利用分辨率为1km×1km 1989-2008年长时间序列NOAA/AVHRR NDVI卫星产品数据以及锡林郭勒盟植被类型图,对时间序列影像进行Savitzky-Golay滤波后,提取了8种植被类型多年的归一化植被指数(NDVI)时序曲线,对NDVI时序曲线进行S-G滤波后,采用改进的动态阈值法分别估测各植被类型每年生长季的开始、结束时间及长度并进行线性拟合,讨论其变化情况。根据实测数据验证了温带丛生禾草典型草原遥感估测物候期的精确度。研究结果表明,各种植被类型生长季开始时间变化情况差别较大,除温带禾草、杂类草盐生草甸和温带落叶小叶疏林分别有4和1d·20a-1的轻微延迟以外,其它6种植被的生长季开始时间均有不同程度的提前趋势,不同植被类型生长季结束时间呈现出了差别较小的延迟趋势,生长季长度均延长,生长季结束时间对生长季长度的影响更大;估测的温带丛生禾草典型草原返青期与观测值变化趋势非常接近,分别提前了9和7d·20a-1,而两者的黄枯期则出现了相反的变化趋势。估测值与观测值的均方根误差(RMSE)分别是,生长季开始时间16.59d,结束时间14.40d。     

松嫩草原羊草群落水分生态的研究

采用自行设计的蒸散仪和加拿大产自动气象设备，研究了松嫩草原羊草群落的水分生态问题，结果表明，生长季晴天条件下，羊草群落的蒸散、蒸腾速率的日变化基本呈双峰曲线，但秒同月份差异显著。环境因子对群落蒸腾作用的影响是综合性的，其中太阳辐射为主导因子，并与群落的蒸腾速率呈极显著相关。温度、相对湿度、土壤含水率的日变化与群落蒸腾速率的日变化相关关系均不明显。降水量、蒸散量、土壤含水量和植物含水量构成土壤－羊草     

气候变化对荒漠区5种主要灌木植物物候的影响

物候常作为指示气候变化的一项可靠指标,基于物候资料分析气候变化对荒漠区5种灌木物候的影响,对阐明荒漠生态系统碳循环具有重要意义。因此,本研究采用一元线性回归法和相关分析法对阿拉善左旗荒漠区5种灌木30年来的物候及其对应的气象数据进行了分析,结果表明,1)1983-2012年研究区增温明显,气温平均增幅0.43℃·10a-1,降水量无显著变化,气候朝着暖干化方向发展;2)5种灌木春季物候均表现出提前的趋势,枯黄期则表现出显著的提前或不明显的推后趋势,生长季长度有所延长;3)3月均温、4月均温和10月均温对研究区5种灌木物候期影响显著,月降水量仅与白刺(Nitraria tangutorum)的春季物候期呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)的相关关系。     

Vegetation responses to seasonal weather conditions and decreasing grazing pressure in the arid Succulent Karoo of South Africa§

The Succulent Karoo biome is a renowned centre of biodiversity and endemism in the arid winter rainfall region of South Africa that is threatened by climate change. On 20 permanently marked plots within a biodiversity observatory, species richness and cover were assessed annually from 2002 to 2017 during the growing season. We were interested, firstly, in whether the vegetation showed any trends in response to the strong decrease in grazing pressure, which occurred at the beginning of the monitoring period, and secondly, in the effect of seasonal climate on the vegetation. We analysed the responses of species richness and cover in four life forms to seasonal rainfall and the standardised precipitation–evapotranspiration index (SPEI) using linear mixed-effect models. Time had a positive effect on richness of annual species and a negative effect on cover of shrubs and annuals, which increased in response to SPEI and less strongly to rainfall during autumn and winter. Habitat did not have any effect and geophytes and perennial herbs did not show any significant response. The importance of SPEI during autumn and winter is discussed in relation to potential germination cues and the projected decrease in rainfall and increase in temperature during these seasons.     

内蒙古典型草原禾本科牧草生态适应综合评价

通过对96份禾本科牧草的引种试验及其在内蒙古典型草原区生态适应性的研究,结果表明,根据供试草种对当地气候(主要是低温和干旱)的适应能力和生产潜力以及可持续利用时间等三项指标衡量其生态适应性。其中耐低温者有无芒雀麦、新麦草和羊草等月份材料。耐干旱者有新麦草、羊草和草地早熟禾等10份材料。5年内持续生产力较高者有无芒雀麦、紫羊茅、诺丹冰草等14份材料。持续利用时间较长者有无芒雀麦、羊单。草地早熟禾等17份材料。综合分析结果表明,供试草种在典型草原区的生态适应度,从高到低分成三个组:①无芒雀麦、雀麦和紫羊茅。②野大麦、老芒麦、诺丹冰草、杂种冰草、新麦草、羊草、草、草地早熟禾与蒙古冰草等。③冰草、中间冰草、长穗偃麦草和碱茅。     

1982-2015年蒙古国植被覆盖变化及其与气候变化和人类活动的关系

基于1982-2015年间GIMMS NDVI3g数据、气象数据和植被类型数据,采用趋势分析、偏相关性分析和残差分析等方法,从不同时空尺度上分析蒙古国植被NDVI空间格局、变化趋势及其主要原因。结果表明,过去34年间蒙古国生长季平均NDVI在空间上由南向北逐渐增加,具有显著的纬度地带性分布特征,并随着海拔的升高而降低。生长季NDVI阶段性变化特征明显,1982-1994年和2007-2015年间呈显著增加趋势,而1994-2007年间呈显著下降。从34年的观测尺度看,NDVI以每年0.0005的速率呈显著增加趋势,其变化趋势与降水量的关系较密切,两者之间的偏相关系数为0.74。在空间分布上,植被显著增加的区域主要分布在西部大湖盆地、杭爱山脉、戈壁阿尔泰山脉和北部森林区,其对气候的响应因季节和地区而异。从季节上看,总体上3个季节NDVI均呈增加趋势,其中夏季NDVI波动与生长季的波动一致,主要受降水量的控制,其主要原因为夏季生产力占全年生产力的比重较高有关。春季和秋季NDVI对温度的响应明显。残差分析表明,人类活动是蒙古国植被NDVI变化的另一重要影响因素,特别是在人口密度较大的地区（蒙古国西部高山地区和中部草原地区）,植被NDVI的变化受人类活动影响明显。     

温度与盐碱胁迫交互作用对羊草种子萌发与幼苗生长的影响

羊草(Leymus chinensis)是我国东北松嫩盐碱化草地上的建群植物。为明确羊草在种子萌发与幼苗生长阶段对盐、碱胁迫及与温度交互作用的响应,采用3个温度处理(20/10℃,30/20℃和35/25℃),并混合2种中性盐(NaCl:Na₂SO₄=9:1)与2种碱性盐(Na₂CO₃:NaHCO₃=9:1)分别模拟土壤盐、碱胁迫条件进行研究。结果表明:随着盐碱胁迫浓度的增加,羊草种子的发芽率、发芽速率、叶片长度与根系长度均呈下降趋势,且在碱胁迫下其降幅更大;另外这2种胁迫均对羊草幼苗根生长的抑制作用更强。温盐、温碱交互作用显著影响羊草种子的萌发与幼苗生长,其中30/20℃处理下羊草生长最好;在盐胁迫下,当盐浓度<200mmol·L^-1时,低温是影响种子萌发的主要因素,随着盐度继续增加,高温则加剧了盐胁迫对种子萌发的抑制作用;在碱胁迫下,即使碱浓度较低,高温与其交互作用也极大地加剧了对种子发芽的抑制。因此,盐、碱胁迫及温盐、温碱交互作用对羊草种子萌发与幼苗生长的抑制作用明显不同,碱胁迫及其与温度交互作用对羊草的伤害更大。     

玛曲草原植被ＮＤＶＩ与气候和载畜量变化的关系分析

 利用玛曲草原１９８２－２００５ 年的气候和载畜量及ＮＡＳＳ／ＧＩＭＭＳ 半月合成归一化植被指数（ＮＤＶＩ）遥感数据,分析了ＮＤＶＩ与气候因素和载畜量的年际变化关系,以及植被ＮＤＶＩ对气温和降水的时滞响应。统计了４ 个时间尺度（１～４个月）×４个时滞期（前０～３个月）共１６种组合下,植被ＮＤＶＩ与同期和前期（前１～６个月）气温和降水之间的相关系数。结果表明,春夏季ＮＤＶＩ的年际变化呈显著增加,增幅为０．０１９／１０ａ和０．０２２／１０ａ。季节和年均气温及≥０℃年积温的年际变化呈显著增加,增幅为０．５～０．７℃、０．６℃和１２１．５℃;季节和年降水量的年际变化不显著;夏季气温变化稳定,春、秋季气温和４季降水的年际变化不稳定。春季～秋季和全年各月的ＮＤＶＩ与同期气温呈极显著正相关,相关系数（R）为０．７２～０．９５和０．８７;春季、秋季和冬季及全年各月的ＮＤＶＩ与降水呈极显著正或负相关,R 为０．８４,０．７７,－０．５２及０．８０;每年ＮＤＶＩ的月均值与同期＞０℃ 年积温和家畜数量呈显著正相关,犚为０．６６和０．４５。植被ＮＤＶＩ对当月和前２月降水的累积量（时间尺度为３个月）及对当月和前１月气温（时间尺度为２个月）的响应最强,时间尺度为１～３或１～２个月,时滞期为０个月的同期气温或时滞期为１个月的降水对生长季间ＮＤＶＩ的促进效应大;早期（４月）气温升高促进植物生长,而早期和后期（８－９月）的降水累加及后期高温抑制植物生长。     

增温和氮添加对长江源区高寒沼泽草甸生态系统呼吸的影响

为探究高寒湿地生态系统对气候变化的响应,本研究对模拟增温（2.64℃）、氮添加（40 kg N·ha^-2·yr^-1）及其交互处理下的高寒沼泽草甸生态系统呼吸进行了2个生长季的监测。结果表明：增温显著提高了高寒沼泽草甸生态系统呼吸（约25%）,而氮添加对高寒沼泽草甸生态系统呼吸无显著影响;增温降低了高寒沼泽草甸生态系统呼吸对土壤温度变化的敏感性。在相对温暖的2015年生长季,增温和氮添加对生态系统呼吸起到协同促进作用。分析发现高寒沼泽草甸生态系统呼吸主要受表层土壤温度、植物生物量和土壤可溶性有机碳的影响;增温显著提高了植物地上和地下生物量,增强了自养呼吸,是增温提高生态系统呼吸的主要原因。本研究结果表明相比于大气氮沉降增加,高寒沼泽草甸生态系统呼吸对气候变暖的响应更加敏感。