兴隆山自然保护区华北珍珠梅物候期对水热条件的响应

华北珍珠梅(Sorbaria kirilowii)为蔷薇科珍珠梅属植物,具有抗病虫害等生态价值,是兴隆山自然保护区内主要的灌木种。本研究通过对甘肃省兴隆山国家级自然保护区内华北珍珠梅2004-2007年及2012-2015年9种物候特征的观察,分析了华北珍珠梅各物候期的变化趋势以及各物候期与月平均气温和月降水量的相关关系。结果表明,华北珍珠梅的春季物候期多数呈现推迟趋势,而秋季物候期主要呈现提前趋势,整个生长季的时间每年缩短达15.49d。华北珍珠梅物候期的变化趋势与月平均气温和月降水量具有密切的相关关系,其中开花期和果实膨大期与4月份的平均气温间呈显著的负相关关系(P0.05),发芽期与2月份降水量,抽枝期与5月份降水量以及果实膨大期与7月份降水量均呈显著负相关关系(P0.05),而果实成熟期与10月份降水量呈显著的正相关关系(P0.05)。因此,受水热条件影响的华北珍珠梅生长季的缩短不仅会降低其生长繁殖,也会减少灌木层的郁闭度,不利于生活在灌木层的动物,如濒危物种马麝(Moschus sifanicus)等的栖息。     

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。     

青海省共和县小麦和油菜物候对气候变化的响应

通过近20a来对青海省共和县小麦、油菜的物候和区域气象变化的同步观测,分析了小麦和油菜物候变化及其对气温、降水的响应规律,结果表明:1990~2006年共和县的年平均气温呈现增加趋势,和全球变暖趋势表现一致,年降水量也呈现微弱的增加趋势,阶段性和季节性明显,每年以6~8月降水量最高;气候变化对小麦和油菜的生育期影响有所不同,小麦的平均全生育期缩短,油菜的平均全生育期延长,各个物候期对气候变化的响应差异明显。小麦的播种期明显提前,其它各个物候期都表现提前趋势,变化规律保持一致,整个生长季有缩短趋势。油菜从播种期至五叶期提前,现蕾期至成熟期推迟,生育期延长。6~8月的气温变化是物候变化的主要驱动气象因子,小麦和油菜的生育阶段与历年气温变暖具有显著的相关性(p0.05),与降水量的相关性不显著(p0.05)。     

内蒙古典型草原植物物候变化特征及其对气候变化的响应

利用1961～2006年内蒙古典型草原锡林郭勒牧业气象试验站1961-2006年的气候资料及1982～2006年植物物候资料,采用统计分析及趋势倾向率方法,分析了锡林浩特气候变化特征、植物物候变化特征及物候变化特征对气候变化的响应。结果表明：（1）锡林浩特地区近50年气温呈上升趋势,气候变暖的季节性差异明显,冬季增温最为显著;年降水变化为“少-多-少-多-少”趋势;日照时数呈线性增加趋势,夏季明显。（2）锡林浩特地区植物春季物候开始期延迟,秋季物候期提前或推后,生长季相对缩短。（3）在气候变化的大背景下,锡林浩特地区春季物候与其前旬平均气温呈显著正相关,即气温升高,春季物候推后;秋季物候与气温的关系表现为显著负相关,即气温升高,秋季物候期提前;降水和目照对植物各物候期没有显著影响。     

民勤荒漠区草场植被对气温和降水的响应

为了揭示荒漠草场植被响应气候变化的特征,本研究运用民勤荒漠区1974年以来的物候观测资料和2002年以来的植被样方观测资料以及同期气象资料,分析了荒漠草场植被对气温和降水变化的响应。用线性趋势线及其回归显著性表示变化趋势的显著性,用相关系数表示2组变量的相互关系。数据分析采用SPSS 13.0软件完成。结果表明,1)民勤荒漠区1961年以来的年平均气温升高速率大于全球水平和中国近百年来水平;2)植物对气温变化的响应主要表现春季物候提前,秋季物候推迟,生长季延长;植被对降水量变化的响应主要表现为植被盖度和纯盖度随降水量减少而降低;3)植被盖度及纯盖度主要与年降水量正相关;植株密度主要与9月份降水量正相关;4)春季气温的升高对植物物候的影响大于秋季。     

蒲公英和车前草在山东境内的春季物候特征及对气候变化的响应

基于2000-2015年山东省对蒲公英和车前草物候及气象观测资料,利用正交经验函数、相关分析、偏最小二乘回归研究了蒲公英及车前草在山东境内的春季物候变化特征及其对气候变化的响应规律。结果表明：1）2000-2015年蒲公英与车前草春季萌动与展叶总体表现为推迟的趋势且半岛沿海站点表现更明显,开花始期的年际变化具有局地性。2）冬季平均气温、2月平均气温升高会极显著促进两种植物的萌动、展叶。1月累积降水量与两种植物的萌动、展叶、开花始期总体显著负相关。鲁东地区两种草本植物的萌动、展叶与冬季日照时长显著负相关。在开花始期,除了冬季热量累积之外,从鲁东到鲁西3月平均气温及活动积温的影响逐渐加强,车前草表现更为明显。3）蒲公英与车前草偏最小二乘物候回归模型拟合结果表明,在萌动、展叶始期,2月平均气温、冬季平均气温、冬季0 cm平均地表温度、冬季正积温VIP值均大于1。在开花始期, 3月平均气温、3月活动积温、冬季平均气温、冬季0 cm平均地表温度在所有地区VIP值均大于1。     

基于MODIS数据的新疆草地枯黄期时空动态变化

植被物候是表征生态系统对气候变化响应的重要指标。草地枯黄期是研究陆地生态系统对气候变化响应的重要指标，然而，植被枯黄期研究较少，寻找适合提取当地的植被枯黄期的最佳模型显得尤为重要。本研究采用双逻辑斯蒂函数拟合法(D-L)、非对称性高斯函数拟合法(A-G)、Savitzky-Golay滤波法(S-G) 3种方法分别模拟了2001-2019年新疆地区草地枯黄期，对比草地枯黄期不同物候提取方法，确定新疆地区草地枯黄期的最佳遥感提取方法，并对草地枯黄期空间格局及变化趋势进行分析。结果表明：1)双逻辑斯蒂函数拟合法是提取新疆地区枯黄期的最佳方法。2) 3种方法估算的新疆地区草地枯黄期均呈现自北向南逐渐提前的明显地域差异。3) 3种遥感方法估算的草地枯黄期均呈现提前的趋势，显著提前(P <0.1)的区域分布于阿尔泰山以南、准噶尔盆地中部及西部边缘区。4)不同草地类型下，利用A-G和D-L两种方法提取的草地枯黄期年际变化趋势基本保持一致。     

青藏高原高寒草地植被物候时空变化特征

植被物候是生态系统对气候变化反馈的重要感应器,研究青藏高原高寒草地植被物候变化对揭示高寒生态系统对全球气候变化的响应机制具有重要的科学意义。本研究选取2001–2015年MODIS植被指数(vegetation index,VI)16 d最大值合成产品MOD13A1,以TIMESAT 3.2平台为基础,采用阈值法提取青藏高原高寒草地植被物候期,包括返青期(start of growth season, SOG)、枯黄期(end of growth season, EOG)和生长季长度(length of growth season,LOG),分析青藏高原高寒草地2001–2015年植被物候时空变化及其驱动力。结果表明,1)随着水热条件的差异,青藏高原由东南向西北,返青期逐渐推迟,从儒略日第110天推迟到第170天;枯黄期逐渐提前,从儒略日第300天提前到第260天;生长季长度逐渐缩短,由170 d逐渐缩短为100 d。不同草地类型的物候期表现出明显的差异。2)青藏高原高寒草地植被物候年际变化中返青期呈提前趋势,枯黄期也呈提前趋势,整体上,生长季长度呈增长趋势。3)海拔是影响青藏高原高寒草地类型物候空间分布异质性的主要因素。在3 500 m以下,植被物候随海拔变化的波动较大,没有明显的规律;在3 500–5 000 m,物候与海拔的关系密切,随着海拔升高,不同草地类型的返青期逐渐推迟,枯黄期逐渐提前,生长期长度也逐渐缩短。     

气候变化对通辽草甸草原草本植物物候期的影响

植物物候期的变化直接反映气候变化,并成为全球变化研究的重点。基于通辽市巴雅尔吐胡硕牧业气象试验站1981-2016年主要植物羊草(Leymus chinensis)、冰草(Agropyron cristatum)、委陵菜(Potentilla chinensis)、车前(Plantago asiatica)物候观测数据和同期气象观测数据,研究了气候变化对草本植物返青期、黄枯期和生长季的影响,结果表明:1)研究区近36年来年均气温上升0.35℃·10 a-1(P0.01),年均降水量减少22.73 mm·10 a-1,气候暖干化特征明显。2)草本植物返青期呈一致性延迟趋势,平均每10年延迟1.16~7.60 d。羊草、车前返青推迟主要受2-3月累计降水量减少的影响,冰草、委陵菜返青推迟主要受2-4月、3-4月累计降水量减少的影响。3)草本植物黄枯期变化趋势不同,羊草、冰草黄枯期延迟主要受夏季、初秋累计降水量影响,委陵菜黄枯期提前主要受夏季、初秋的累计降水量和日照时数共同影响,车前草黄枯期延迟主要受夏季、初秋平均气温影响。4)草本植物生长季长度主要受气温和降水量影响。气候变暖后,研究区夏季、生长季平均气温显著上升,降水量逐渐减少,导致羊草、冰草、委陵菜生长季缩短;而车前对气温反应比较敏感,气温升高有利于车前生长季延长。     

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。     

柴达木盆地气候变化对植被的影响分析

柴达木盆地地处青藏高原,全区年降水量仅为110 mm左右,生态环境比较脆弱。近年来受全球气候变暖的影响,柴达木盆地气温大幅升高,降水量明显增加,气候逐渐向暖湿化方向发展。基于柴达木盆地10个气象观测站1961-2016年逐月气温、降水等观测资料、GIMMS和MODIS 1982-2016年卫星遥感资料,利用线性趋势、综合顺序分类法等方法,分析了该地区不同区域和主要类型植被NDVI值多年变化趋势及其植被演替特征,结果表明,1982-2016年柴达木盆地四周高寒区和盆地内干旱荒漠区植被NDVI值均呈显著上升趋势,趋势系数分别为0.0090/10年、0.0011/10年;温性荒漠类、低地草甸类植被NDVI呈微弱增加趋势,趋势系数分别为0.0011/10年、0.0036/10年,而高寒草原类植被NDVI指数呈显著增加趋势,趋势系数为0.0058/10年。柴达木盆地气候极其干旱,水分是限制植被生长发育的主要因子,植被NDVI值与年降水量呈显著的正相关关系,与蒸发量呈显著的负相关关系。以气温发生突变的1987年为界,植被主要朝着温暖化和湿润化的方向发展。随着年代变化,寒温带植被类型逐渐减少,微温带植被类型逐渐增多,同时湿润度级别有所升高,尤其是进入21世纪以来,出现了微温微干和微温微润的植被类型。     

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。     

内蒙古农牧交错区草地气候生产力对气候变化的响应

摘要：本研究以太仆寺旗为例,利用1979-2009年的气候数据,分析了内蒙古农牧交错区气候变化趋势,并结合Miami和Thornthwaite Memorial模型研究草地气候生产力对不同气候变化情景的响应。结果表明,近30年来,太仆寺旗年平均气温增温趋势明显（每10年0.62 ℃）,四季平均气温均有显著上升,以冬季升温最明显（每10年0.84 ℃）;年降水量有下降趋势（每10年5.3 mm）,但趋势不明显;综合考虑水热因子的Thornthwaite Memorial模型更能够反映草地气候生产力的变化趋势,与温度相比,降水是影响草地生产力的关键因子;在气候变暖的背景下, “暖湿型”气候可提高草地气候生产力,变化幅度为8.3%~16.7%,假如未来气候向“暖干型”发展,草地气候生产力的变化为-4.8%~3.5%。     

新疆荒漠草地生物量估算及影响因素研究

为探究新疆荒漠草地生物量反演模型及其影响因子,基于Terra/MODIS,NOAA CDR NDVI,SPOT/VGT等遥感产品数据及草地地上生物量实测数据,构建研究区荒漠草地地上生物量植被指数反演模型,分析新疆荒漠草地地上生物量时空分布规律,运用趋势分析法和相关性等方法,揭示了生物量演变趋势与气温、降水的关系。结果表明：建立的不同遥感数据源生物量模型中,指数函数反演模型精度最高,决定系数和估算精度分别为0.66和70.93%;基于2000—2019年归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)变化趋势发现,新疆荒漠草地以稳定和改善为主;研究区2000—2019年间荒漠草地地上生物量空间分布格局整体表现为北高南低的趋势,20年间荒漠草地平均地上生物量为38.92 g·m^-2;2000—2019年气温与降水均上升,年平均升温率和降水率达到了0.32℃·(10 a)^-1和2.18 mm·(10 a)^-1,50%以上的地区荒漠草地与气温、降水呈正相关关系,生物量与降水的相关性优于气温。研究结果可为新疆草地保护和改善、生态环境建设提供科学依据和技术支持。     

近20年新疆荒漠草地动态变化及其对气候变化的响应

荒漠草地是干旱半干旱区陆地生态系统的关键类型,具有重要的生态作用,对气候变化和人类活动敏感。通过确定新疆荒漠草地NDVI阈值,提取荒漠草地范围,结合归一化植被指数（normalized difference vegetation index, NDVI）、植被净初级生产力（net primary productivity, NPP）、气象因子等数据,利用一元线性回归模型、相关性分析等方法,从不同的时间和空间尺度对1999-2018年新疆荒漠草地的动态变化及其对不同驱动因子的响应进行研究。结果表明：1）新疆南北疆荒漠草地分布存在差异,研究期间总体面积减少明显,平均NDVI稳定,NPP呈上升趋势。2）全年及7-8月气象因子变化趋势不同,南北疆存在显著差异,全疆大部分区域呈现气温升高、降水增多趋势。3）从时间变化看,降水量、大型蒸发量和平均风速是新疆荒漠草地年际NDVI的重要影响因子,水分条件对生长季NDVI的影响更为明显;年蒸发量与荒漠草地NPP呈显著负相关关系,平均风速、降水量与荒漠草地NPP存在一定相关性。4）从空间相关性来看,气温、降水在空间上与荒漠草地NDVI、NPP呈正相关的面积较大,且降水影响面积更大。研究表明,新疆荒漠草地植被动态变化是多种气象因子综合作用的结果,气温、降水是主要的影响因子,其中降水影响更为明显,水分条件是荒漠草地动态变化的决定因素。     

河西山地绿洲荒漠植物群落种群多样性研究——I 生态地理及植物群落的基本特征

河西山地绿洲荒漠区包括祁连山北坡中段森林草原区、张掖荒漠绿洲区和东大山森林草原区第3个地理地段，海拔在1450～4200m之间。近50年气候的变化趋势是20世纪60年代冬冷夏热春雨多；70年代冬暖夏冷，夏秋雨多；80年代至本世纪末，年平均气温偏低，降水量增加。相应地，祁连山发育的现代冰川今后将出现稳定乃至前进现象。黑河流量动态变化与降水量的变化趋势一致。主要植被类型有红砂荒漠、山地荒漠草原、典型草原、寒温性针叶林、高山灌丛及高山流石滩植被等。祁连山北坡产高等植物1064种。植物区系从区第特征上可以分为两个区系小区，即祁连山坡中段、东大山森林草原区和河西荒漠区。东大山与祁连山北坡中段属于同一个植物区系类型，是一个年轻衍生的温带植物区系，区系发生在晚第三纪至第四纪。河西荒漠区是一个古老的植物区系。维管植物生活型谱组成中，地面芽植物占优势，其次是高位芽植物、一年生植物、隐芽植物和地上芽植物，分别占60%、17.6%、11%、6.5%和4%。植物生活型谱表现出明显的垂直地带性变化格局。     

荒漠灌丛和土壤动物关系及对降水变化的响应研究进展

在荒漠生态系统中,以人工灌丛进行植被恢复与重建是土地荒漠化防治最有效、最经济、最持久、最稳定的措施之一。土壤动物是荒漠生态系统土壤生物的重要组分,在物质循环、养分流动和信息传递中扮演着重要角色。荒漠灌丛和土壤动物互相作用能够促进灌丛“肥岛”演变,有利于灌丛生态功能发展和退化生态系统有效恢复。降水变化条件下,基于“荒漠灌丛和土壤动物关系”这一核心问题,在总结荒漠灌丛分布特征、荒漠灌丛和土壤动物分布关系的基础上,分析了荒漠灌丛土壤动物分布对降水变化的响应规律及内在机制。在未来全球变化条件下,从荒漠灌丛土壤动物对地上的反馈效应、研究方法与先进技术应用及荒漠灌丛土壤动物多样性与生态系统服务功能方面,探索了荒漠生态系统中荒漠灌丛土壤动物研究中应重点关注的几个科学问题,为荒漠生态系统生物多样性保护、植被建设及响应气候变化管理提供了科学依据。     

近15年呼伦贝尔沙质草原植被覆盖变化对气候因子的响应

采用2000-2015年呼伦贝尔沙质草原区MODIS NDVI数据,反演该区植被覆盖状况,结合同期6个气象站点的温度和降水量数据,采用线性回归分析、相关与偏相关分析等数理统计方法,探讨植被覆盖变化对气候因子的年际、季节响应特征。结果表明：呼伦贝尔沙质草原植被覆盖较好区域主要集中在陈巴尔虎旗的东北部、鄂温克旗的中东部以及新巴尔虎左旗的东南部区域;近15年间的研究区植被覆盖状况呈逐年波动改善趋势,尤其是2010年后的植被覆盖呈明显改善趋势;2000-2009年间的年均温呈小幅波动的平稳提升趋势,降水则呈不显著降低趋势;而自2010年后,二者的变化趋势正好相反,年均降水量呈显著增加趋势;夏季气温呈不显著降低、降水则呈显著波动增加的年际变化趋势均有利于植被生长;降水是植被覆盖状况最主要的影响因子,气温对植被覆盖的影响也较大。