宁夏天然草地气象因子与草地初级生产力关系研究

气象因素是天然草地初级生产力的主要制约因素,为了解各气象因子对天然草地初级生产力的制约效应,利用主成分综合因子得分和灰色关联度分析理论对宁夏天然草地气象质量进行了综合评价,并对天然草地初级生产力与各气候因子间的相互关系进行了关联分析。结果表明:宁夏干旱地区13个市县天然草地的气象质量可以划分为3个等级,半干旱区6个市县天然草地的气象质量可以划分为2个等级。限制宁夏干旱区天然草地初级生产力最主要的气象因子是4-9月降水量,其次是年降水量、湿润度和年蒸发量;宁夏半干旱区天然草地初级生产力最主要的限制气象因子是湿润度,其次是4-9月降水量、年降水量和无霜期。     

青藏高原北麓河流域不同退化程度高寒草甸生产力和群落结构特征

近年来,青藏高原高寒草甸部分地区退化严重,对生态环境及牧民畜牧业生产造成了不利的影响。在草地不同退化阶段中存在着关键阶段,超过了这个阶段,极难恢复。因此,确定草地退化的关键阶段是草地可持续恢复的基础。研究样地设在青藏高原北麓河流域多年冻土区,根据植被和土壤特征选取了未退化到极度退化的5个退化梯度,探讨不同退化程度对植被地上、地下生物量以及群落中各功能群相对盖度的影响,为揭示多年冻土区高寒草甸植被退化关键阶段提供依据。结果表明:1)随着退化程度加剧,禾本科和杂草类植物相对盖度显著增加(P 0.05),而莎草科植物相对盖度则显著降低(P 0.05);2)地上生物量在轻度退化阶段无显著变化(P 0.05),中度退化阶段开始显著降低(P 0.05);3)地下生物量和地下净初级生产力均在中度退化阶段后显著降低(P 0.05),地下净初级生产力在各土壤深度比例有向深处增加的趋势;4)不同退化程度莎草科植物相对盖度和地下净初级生产力在0–10 cm土壤深度所占比例极显著正相关(P 0.01),但与10–20 cm土壤深度地下净初级生产力所占比例无显著相关(P 0.05),与20–30 cm和30–50 cm土壤深度地下净初级生产力所占比例均显著负相关(P 0.05),而杂草相对盖度和地下净初级生产力在各土壤深度所占比例则表现出与莎草科植物相反的趋势。中度退化是草地退化的关键阶段。     

NOAA气象卫星监测锡林郭勒盟干草原产量动态的研究

气象卫星遥感信息具宏观，快速、经济等优势，利用气象卫星传递地面植被信息的能力，可对天然草地地上生物量进行估测。本文通过选取不同时相的NOAA卫星绿度值资料对锡林郭勒干草原进行草地和初级生产力动态监测，探讨了绿度值的变化与草地类，放牧强度及降水量等因素的关系，从而为快速获得牧草长及产量分布情况，探索天然草地初级生产力的动态变化规律提供新的方法和依据。     

草地净初级生产力模型研究进展

回顾了草地净初级生产力(NPP)模型,包括气候生产力模型、过程模型、光能利用率模型,指出利用归一化差值植被指数(NDVI)等参数估算草地NPP具有方便快捷的优点,可以实现对各种植被的快速监测.在我国草地生产力测定精度与地区密度提高的情况下,利用NDVI测定草地NPP将会显示出更大的优势.     

草地对碳汇的作用

草地利用和管理方式是维系草地农业生态系统土壤碳平衡的重要机制之一,土壤植被的改变是土壤有机碳变化的驱动力,不同利用方式的土壤有机碳含量有明显差异,0~100cm土壤有机碳密度的变化顺序为:人工灌木林地次生天然草地人工草地弃耕地农田。放牧作为主要草地利用方式,不同强度对草地有机碳含量有显著影响,0~10cm和10~20cm土层中土壤有机碳含量随放牧强度的增加而下降,中度放牧区和重放牧区分别显著低于未放牧区。乱开乱垦对草地植被初级生产力产生严重影响,使植被盖度和草地初级生产力严重下降,导致0~20cm和20~40cm土壤有机碳含量降低。     

基于遥感技术的植被净初级生产力研究进展

植被净初级生产力(NPP)的研究是全球变化与陆地生态系统的核心内容之一.本文回顾了植被NPP研究的历史、基于遥感技术的植被NPP和草地植被NPP研究进展,并对近期陆地植被NPP研究的特点及发展趋势作了总结,对NPP模型的研究提出了一些建议.     

放牧对草地生态系统CO2净气体交换影响研究概述

陆地生态系统与大气之间的CO2净气体交换(net ecosystem exchange of carbon dioxide,NEE)被称为生物圈的呼吸,它是陆地生态系统碳循环的重要组分,是全球气候变化研究的重点.草地生态系统是陆地生态系统的主体,约占陆地表面的40％,是气候变化的敏感区域.放牧是草地生态系统的主要利用方式,伴随着气候变化,放牧利用强度不同,对草地生态系统NEE的影响也不同.本文以放牧草地生态系统NEE组成为基础,从放牧干扰途径出发,综述了放牧对草地生态系统CO2净气体交换特征的影响.放牧主要干扰草地土壤-植被界面,通过影响植物群落组成、地上净初级生产力、地下净初级生产力来影响植被群落的光合作用和呼吸作用,使草地生态系统的NEE发生变化;放牧也可通过影响土壤包括土壤呼吸、土壤养分以及土壤温度和水分来影响NEE.放牧干扰途径的研究亦可应用于草地开垦和刈割等利用方式中,这对了解和研究草地不同利用方式下生态系统的CO2交换特征、草地碳源或碳汇的转换状态,以及草地碳贮存功能的强弱具有重要意义.     

2011-2020年夏季全国草原净初级生产力时空变化及其气象影响评估

为评估2011—2020年夏季全国草地净初级生产力时空变化以及气象条件对净初级生产力的影响,本研究依据气象站逐日气象观测资料以及中分辨率成像光谱(Moderate-resolution imaging spectroradiometer,MODIS)系列卫星资料遥感数据,分析了近10年夏季全国草地净初级生产力变化。结果表明:2011—2020年夏季全国草原净初级生产力总体呈现增加趋势,平均每年增加0.2 gC·m^-2·a^-1,内蒙古中部、甘肃东部、青海东部、西藏东部等地近10年草原净初级生产力明显增加。近10年全国大部草原区平均气温和降水量均呈增加趋势,较好的气象条件利于夏季牧草生长。2020年夏季全国草原区的气温和降水量也较常年偏高,北方草原区草地平均净初级生产力为121.3 gC·m^-2·夏季^-1,为近10年偏好年份。2011—2020年夏季全国草原净初级生产力呈增加趋势,较好的气象条件对其贡献较大。     

禁牧对巴林右旗天然草地生产力及植被组成的影响

在内蒙古自治区巴林右旗不同草地类型测定了未禁牧、禁牧当年以及禁牧4年后草地生产力和植被群落构成的变化,结果表明:禁牧能够明显提高天然草地的草地生产力;对天然草地的植被组成有明显的改善作用。     

青海省果洛州天然草地生态服务价值

依据青海省果洛州1982年天然草地资源面积调查的资料和谢高地等学者关于青藏高原高寒草地生态系统服务价值的研究成果,对果洛州天然草地进行生态服务价值的评估,其研究结果旨在为果洛州生态补偿提供理论依据。     

试述草原地区可持续发展的生态承载力评价体系

简要地介绍了承载力及生态承载力的概念及由来,以及利用承载力衡量可持续发展的理论与方法.分别论述了生态承载力的自然植被净第一性生产力估测方法、资源与需求的差量方法、生态承载力综合评价方法及状态空间法的度量方法.依据草原生态系统特性构建了草原区域生态承载力指标体系,探讨了生态承载力在草原区域可持续发展评价中的应用前景.     

青藏高原退化草地的恢复潜势研究

近年来青藏高原高寒草地生态系统整体上呈现改善的状态,但仍有部分草地存在不同程度的退化,对青藏高原草地现状及恢复潜势进行评估对于青藏高原退化草地恢复政策的制定具有重要意义。基于2001-2019年气象数据与MODIS遥感影像,选用CASA模型和Thornthwaite Memorial模型分别计算了青藏高原现实净初级生产力（actual net primary productivity,NPP）和潜在净初级生产力（potential net primary productivity,PNPP）,并以其差值评估草地恢复潜势,主要结论如下：1）2001-2019年青藏高原NPP呈现东南部高,西北部低的分布特征;青藏高原草地持续恢复区域占40.98%,持续稳定区域占12.72%,而持续退化区域仅占3.47%,青藏高原草地整体以可持续的恢复状态为主。2）2001-2019年青藏高原潜在净初级生产力最大值（maximum potential net primary productivity,PNPP_m）呈现明显东南与西南部高,北部偏低的空间分布格局。各草地类型PNPP_m多在1000 g C·m^-2左右。3）2001-2019年青藏高原草地恢复潜势呈现西南与东南部较高,北部偏低的分布情况。由此可见日喀则地区、阿里南部地区、阿坝藏族羌族自治州以及甘南藏族自治州等地的草地具有较高的恢复价值,在这些地区开展草地恢复的前景更好。研究结果为青藏高原退化草地恢复政策的制定提供科学与理论支撑,对指导青藏高原草地保护与生态系统恢复具有重要意义。     

不同放牧强度对环湖地区高寒草原地上净初级生产量与再生量的影响

通过放牧实验探讨放牧强度对环湖地区高寒草原地上净初级生产量与再生量的影响。结果表明：①不同放牧强度下牧草的总净初级生产量在2.29只/hm2的放牧强度下出现最大值232.01g/m^2,各放牧小区的净初级生产量均小于对照区,不存在超补偿性生长,极重放牧与对照的差异显著（P〈0.05）;②牧草生长季节地上净初级生产量随放牧强度的增加呈先增后减的趋势,而且极重放牧（4.01只/hm^2）条件下地上净初级生产量最大值的形成日期提前出现;③适宜的放牧强度有利于增加牧草的再生量,在放牧强度为2.29只/hm^2时牧草再生量达到最大。     

基于净初级生产力变化的草地退化监测研究

青海省玛多县是黄河源乃至整个三江源地区草地退化的典型区域。本研究利用2008年玛多县TM影像数据结合相关辅助数据,以光能利用率模型为基础,反演研究区草地净初级生产力（net primary productivity,NPP）。并以NPP减少的百分数D（由实际NPP和潜在NPP计算）作为指标,提取2008年玛多县草地退化信息。通过与玛多县1997年草地资源调查结果对比,至2008年玛多县重度退化草地面积减少了5 944 km2,且主要发生在北部。对监测结果进行分析发现,草地退化与草地类型有关系,表现为高寒草原类草地退化最为严重,高寒草甸其次,沼泽类草地情况较好。     

放牧和光照对林下栽培草地生产力的影响

研究了不同放牧强度G0(0只/hm2)、G1(22.2 只/hm2)、G2(44.4只/hm2)和不同光照条件(100%光强、68.83%光强和54.29%光强)对香樟(Cinnamomum camphora)林下混播草地生产力的影响.结果显示,在整个生长季,草地现存量、再生量和净初级生产力在同一放牧强度下均呈现随光照...     

草原碳汇管理对策

我国约4亿hm²草原,草原具有强大碳汇功能,但人们对草原碳汇管理的认识和研究还不足。综述了CO₂、温度及降雨等气象因子和草原开垦、放牧、割草、施肥、人工草地建植等草地管理措施对草原碳汇功能的影响及其作用机制,以期对我国草原管理实践提供借鉴。温度和降雨的改变对不同类型草原的碳汇功能影响不同,以碳汇为目标的草地管理,必须综合考虑气候变化对碳固持的影响。草地退化生产力下降,土壤理化环境恶化,土壤有机碳含量降低,退化草地具有较大的固碳潜力,采用合理的草原管理措施能够极大的提高草地有机碳含量,据估算全国重度退化草地如果全面实施围栏封育措施,固碳潜力每年达12.01 Tg C。过度放牧改变了草原植被群落结构,降低净初级生产力,C∶N增加,土壤氮的亏缺限制碳的固持,枯落物的量也降低,减少有机质的形成,草原碳汇功能降低。合理放牧管理增强草原碳汇功能。草原开垦减少枯落物的输入增加了土壤侵蚀,使土壤有机质暴露在空气中,土壤有机质的氧化分解加快,降低土壤有机质含量。高强度的刈割利用不利于草地碳汇,刈割利用要选择合适的刈割时间和刈割高度,并通过粪尿或施肥等管理措施,返还割草地损失的营养物质。施肥、补播、耕翻和灌溉等改良措施促进草原植被更新,提高草原生产力,增强草原固碳能力。农田弃耕和围封禁牧增强草地碳汇功能,配合施肥补播等其他管理措施,可以促进植被恢复,提高其固碳效率。退耕还草增加草原碳汇,牧草固碳能力强弱为:豆禾混播＞多年生豆科牧草＞多年生禾本科牧草＞一年生禾草。     

基于单时相MODIS数据的草地退化遥感监测研究

以草地NPP减少的相对百分数（由实际NPP和潜在NPP计算）为主要监测指标，提出了一个基于单时相MODIS数据的草地退化遥感监测方法。介绍了利用MODIS数据反演实际NPP的方法，并提出了一个根据实际NPP和草地类型分布图确定潜在NPP的方法。对2003年中国北方草地的监测结果表明，中国北方草地退化严重，退化程度的空间差异性较大，草地退化程度与草地类型密切相关。     

晋北赖草草地生态系统碳通量对不同放牧强度的响应

草地生态系统是最主要的陆地生态系统之一,其碳循环过程在全球碳平衡中具有重要作用。为探讨草地生态系统碳通量对不同放牧强度的响应,本研究以晋北赖草草地为研究对象,动态监测不放牧、轻度放牧、中度放牧和重度放牧下生态系统净碳交换、生态系统呼吸和生态系统总初级生产力。结果显示,2017年不同放牧强度对生态系统碳通量影响不显著;2018年中度和重度放牧通过改变土壤温度和净初级生产力,一定程度上提高生态系统呼吸和生态系统总初级生产力,但对生态系统净碳交换影响不显著。因此,晋北赖草草地生态系统碳通量对不同放牧强度的响应与放牧年限相关。