气候和植被变化对黄土高原蒸散发的影响

基于全球涡度相关站点观测的蒸散发数据(FLUXNET ET),第三代GIMMS NDVI以及相应的气候数据,运用广义线性模型量化了1982~2011年气候和植被生长对黄土高原蒸散发的贡献程度,并探究贡献程度的季节性差异以及在植被类型之间的差异。结果表明:(1)降水和NDVI是影响黄土高原蒸散发季节性差异的重要因素,而温度对蒸散发的影响较小;(2)随着降水量的增多,降水对蒸散发的贡献程度逐渐减小,夏季和秋季表现得更为明显;(3)秋季林地、灌木、草地NDVI对整个黄土高原蒸散发的贡献普遍较高。     

青藏高原不同退化梯度下植被蒸散发的时空格局研究

全面深入地了解青藏高原蒸散发与植被退化的关系对陆地生态系统的稳定有十分重要的意义。本文选取MODIS16A2数据分析青藏高原及其14 个子流域蒸散发的时空格局，同时选用MODIS NDVI及GIMMS NDVI3g数据采用像元二分模型计算青藏高原植被覆盖度，进而识别青藏高原植被退化梯度和植被变化区，以此探究2001—2020 年青藏高原不同退化梯度和不同植被变化区蒸散发的变化趋势。结果表明：2001—2020 年青藏高原蒸散发呈波动上升趋势，空间上呈中部低，东南高的态势，14 个子流域中羌塘高原区的蒸散发最高，黄河流域的蒸散发最低，同时大部分地区蒸散发未来将呈现下降趋势。青藏高原各植被类型中灌木的蒸散发最高，其次是森林和草地。2001—2020 年青藏高原植被退化不断减弱，各退化区蒸散发的均值排序为：未退化区>轻度退化区>极重度退化区>中度退化区>重度退化区。青藏高原植被恢复区集中在青海湖和柴达木盆地周边区域且植被恢复区面积高于植被恶化区，各植被变化区的年均蒸散发呈波动上升趋势，总体呈植被恢复区>植被不变区>植被恶化区。识别青藏高原植被退化梯度及植被蒸散发的时空特征能为当地生态安全格局构建和高寒植被退化的恢复治理提供参考。     

草地生态系统土壤呼吸及其影响因素研究进展

土壤呼吸在全球碳收支中占有重要的地位,笔者对草地生态系统土壤呼吸在陆地生态系统碳平衡中的作用、土壤呼吸的分类及其影响因素等方面进行了综述。结果表明,草地生态系统土壤呼吸在不同时间空间各组分所占比例不同,生物、非生物及人为活动等因素对草地土壤呼吸影响各异,主要从土壤温度、气候变暖、土壤湿度、降水、干旱化、土壤C/N等非生物因素,叶面积指数、植物光合作用、植被凋落物等生物因素以及人类干扰活动等方面具体阐述这些因素变化对土壤呼吸产生的影响,并对草地土壤呼吸的Q₁₀值及各影响因素间的交互作用进行归纳总结。提出草地生态系统土壤呼吸研究存在的问题和今后重点发展方向,并对未来草地生态系统土壤呼吸的研究工作做了进一步的展望。     

模拟降水和氮沉降增加对草地生物量影响的研究进展

研究降水和氮沉降增加对草地生态系统生物量的作用机制及其适应特征,有助于深刻理解气候变化对草地生态系统生产力和各项服务功能的影响,对草地生态系统的可持续发展具有重要意义。本文综述了模拟降水和氮沉降增加对草地植物生物量的改变及其可能的机制分析,探讨了植物对环境的适应特征,并在此基础上提出了未来气候变化条件下草地生态系统所面临的挑战和当前研究中主要存在的问题。     

豫西北地区暖性灌草丛类草地生态系统固碳特征

草地中灌木数量动态变化是影响草地生态系统碳收支的重要因素,灌木层的碳储量是草地生态系统碳库中最不确定的组分之一。暖性灌草丛在豫西北丘陵山地广泛分布,属区域典型植被类型。为揭示暖性灌草丛类草地生态系统固碳特征,对豫西北地区7个样地的灌木层、草本层与土壤碳密度进行了调查,并对生态系统碳密度进行了计算。结果表明,植被与土壤平均有机碳密度分别为2360.07和4610.47 g C·m~(-2),其中灌木层植被碳密度(981.63 g C·m~(-2))低于草本层(1387.44 g C·m~(-2)),但差异不显著(P0.05)。植被碳密度主要由根系所贡献,占整个植被碳密度的93.04%,其中灌木层根系所占比例为41.51%,略小于草本层。生态系统中土壤碳密度占有较大比例,约占整个生态系统碳密度的62.80%。对不同样地而言,由于各自所处生境不同,其生态系统固碳特征存在一定区域差异。各样地的植被碳密度大小顺序依次为P_1P_5P_2P_4P_6P_7P_3,但差异并不显著(P0.05);土壤碳密度大小顺序依次为P_1P_2P_6P_5P_4P_3P_7,其中P_1与P_4、P_3、P_7存在显著差异(P0.05);生态系统碳密度大小顺序依次为:P_1P_2P_6P_5P_4P_7P_3,其中P_1与P_4、P_3、P_7差异显著(P0.05)。     

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.     

冠层温度和降水对农牧交错带植被生产力的影响研究

降水是影响北方农牧交错带植被生产力变化的最重要因子之一。然而,随着气候变暖,较高的冠层温度会对植被生产力产生不利影响。因此,需要进一步加深关于冠层温度和降水变化对植被生产力变化的理解。本研究使用卫星遥感数据集探讨了2005—2015年内蒙古农牧交错带生长季植被总初级生产力（Gross primary productivity,GPP）的时空变化特征,进而分析了冠层温度（Canopy temperature,Tc）以及降水（Precipitation,Prec）对植被GPP的影响。结果表明：研究区内94.2%的区域GPP呈现上升趋势,其中约27.7%具有显著性（P < 0.05）;Tc和Prec能够解释约75.7%的该地区平均GPP年际变化;GPP与Tc具有较强的负相关关系,而与Prec呈较弱的正相关关系。研究结果强调了冠层温度变化对农牧交错带植被生产力的重要影响。未来仍需要开展研究以全面揭示气候变化对农牧交错带生态系统的影响,以便为可持续农牧生产提供适应气候变化的管理方案和减灾措施。     

基于MOD16的锡林郭勒草原14年蒸散发时空分布特征

基于MODIS全球陆地蒸散发产品(MOD16),对锡林郭勒草原近14年蒸散发的年际和年内时空变化规律进行分析,同时探究不同类型草原蒸散发的变化特征。结果表明:(1)2000~2013年研究区蒸散发有波动中缓慢上升的趋势,在175.2~234.5mm间波动,多年年均值达204mm。月蒸散量高值集中在水分充足、气温较高、植被生长旺盛的6~8月份,在7月份达到最大值。(2)锡林郭勒草原多年平均蒸散发的空间格局由东北向西南逐渐减少,植被覆盖度高的区域蒸散量大,近14年来蒸散发的变化有增加趋势的面积大于呈减少趋势的面积,其中呈显著增加的像元主要位于东乌珠穆沁旗北部;减少的地区主要分布在二连浩特、苏尼特右旗及苏尼特左旗西部等。(3)不同草原类型蒸散发量由草甸草原向草原化荒漠、典型草原和荒漠草原逐渐减少。(4)在年际尺度上,在锡林郭勒地区降水是影响蒸散量的更为重要的因素。     

黄土高原农牧交错带SVAT系统能量平衡模拟

在黄土高原农牧交错带的六道沟流域,采用一维水热传输SHAW (the simultaneous heat and water)模型,对典型植被类型覆盖下2007年4－9月土壤-枯落物-植被冠层间能量传输及分配特征进行模拟研究。结果表明,阳坡油松、柠条和阴坡苜蓿冠层吸收的短波辐射比例最高,而阴坡短花针茅和谷子土壤层表面吸收的短波辐射比例最高。阳坡油松林植被冠层释放的长波有效辐射比例高达91％,土壤层表面的长波有效辐射非常少。其他4种植被则是土壤层表面的长波有效辐射比例最高。能量平衡组成分析表明,阴坡苜蓿和谷子地能量主要消耗于蒸散发的潜热,而阴坡短花针茅地和阳坡柠条、油松林地能量的消耗主要是感热。     

草地生态系统碳循环及其影响因素研究进展

近年来,全球变化背景下草地生态系统的碳循环及其影响因素已经成为生态学、地学、植物学和农学的研究热点之一。本文介绍了草地碳循环的过程,探讨了碳素在大气、草地植被、草食动物和土壤中的周转途径,重点分析了气候因素、土壤因素、CO₂浓度升高及人为因素对碳循环过程的影响,以期加深草地生态系统碳循环及其影响因素的理解,并提出了草地生态系统碳循环研究尚需解决的主要问题和研究前景。     

毛乌素荒漠草原植被特征对降水变化的响应

荒漠草原植被特征对降水变化敏感,研究降水变化对荒漠草原植被特征影响具有重要的生态学意义.本研究以宁夏盐池县典型荒漠草原(毛乌素沙区农牧交错带)为研究对象,利用遮雨棚技术模拟正常降水的33％,66％,100％,133％ 和166％,在降水变化处理2年后,探讨荒漠草原植被特征对降水变化的响应规律.结果表明,增加降水使群落中...     

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。     

半干旱区草地站蒸散特征及其对气象因子和植被的响应

水分是制约半干旱区生态发展的重要因素,而蒸散（Evapotranspiration,ET）是地表水分消耗的重要过程。本文基于内蒙古半干旱区多伦和锡林浩特草地站多年通量、气象和植被数据,分析两个典型草地ET变化特征及其对植被和主要气象因子的响应,为半干旱区草地资源的持续开发与保护提供参考。结果表明：多伦站和锡林浩特站多年均ET总量分别为417.15 mm和440.20 mm,其中生长季ET分别占年总量的75.75%和72.38%。两站ET年内变化均呈单峰型,和热量因子、水分因子与植被状况均呈显著性正相关关系（P<0.01）。通径分析表明,两站ET变化均主要受到太阳净辐射直接作用的驱动,其次受到叶面积指数、降水和土壤含水量的间接影响。     

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。     

基于无人机激光雷达与多光谱数据的不同放牧强度下草原冠层尺度特征研究北大核心CSCD

放牧活动不但影响草原生态过程,而且改变草原群落空间格局。为进行草地冠层连续变化的尺度对放牧强度响应的研究,基于无人机机载激光雷达和多光谱遥感获取亚米级的草原冠层数据,利用小波分析方法研究了不同放牧强度下草原冠层空间格局及其尺度特征,探究草原冠层高度(CH)、植被覆盖度(FVC)、归一化植被指数(NDVI)等不同冠层参数空间尺度特征对放牧强度的响应。结果表明:CH、FVC、NDVI的小波方差随放牧强度增大呈下降趋势,草原冠层空间结构整体趋于均匀;小波方差和系数实部分析显示,CH,FVC和NDVI的空间格局存在170~180 m、116~140 m等2个主特征尺度,不随放牧强度而变化,较为稳定;中度、重度放牧使植物群落在空间中产生了许多小斑块,植被盖度的空间格局在小尺度上的变化较大。     

内蒙古典型草原黄囊苔草生长动态对气象因子的滞后响应分析

在全球变化与陆地生态系统关系的研究中,气候和植被相关关系的研究具有非常重要的意义。本文以2014年内蒙古草原生态系统定位站提供的气象数据资料为基础,运用灰色相对关联度以及含有时滞参数的灰色系统模型,分析了内蒙古典型草原区域尺度黄囊苔草(Carex korshinskyi)地上生物量对6种气象因子的响应。结果表明:黄囊苔草对6种气象因子的响应均有滞后效应。黄囊苔草地上生物量对降水量、气温、地温、蒸发量、相对湿度、日照时数的响应分别滞后10,16,16,10,15,5d。此结果将有助于更加深入理解气象因子对植物群落的影响机制,并为草地植被生产力建模与定量预测提供信息基础,以期在实践应用中发挥更高的价值。     

青海湖高寒草地土壤理化性质及微生物群落特征对模拟降水的响应

为探究高寒草地生态系统特征对降水变化的响应,本研究以青海湖鸟岛高寒草地生态系统为研究对象,通过设置减少50%降水（NJ）、增加50%降水（NZ）试验处理和对照（NCK）3组不同降水条件,探究土壤理化因子及微生物群落对不同降水梯度的响应特征。研究结果表明：NJ,NZ处理均增加了细菌群落的丰富度降低了其多样性;NJ处理增加真菌群落的丰富度降低了其多样性,NZ处理增加了真菌群落的多样性降低了其丰富度;NJ处理增加了细菌和真菌群落的相对丰度,NZ处理降低了真菌群落相对丰度增加了细菌群落相对丰度;NZ,NJ处理下土壤温湿度及生物量变化差异显著,土壤硝态氮（NO₃^--N）、铵态氮（NH₄⁺-N）及全碳含量变化显著;土壤环境因子对土壤微生物群落组成与多样性具有显著影响。综上,土壤理化性质及微生物群落对降水变化的响应明显,真菌对降水处理的响应比细菌更为敏感。     

锡林郭勒不同草原类型群落生物量及多样性研究

物种多样性和生物量是表征草地生态系统数量特征的两个重要指标,深入探讨物种多样性和生物量的变化,为草原生态系统的物种保护和生产力维持提供理论依据。本文以锡林郭勒草原为研究对象,利用样方法对草甸草原、典型草原和荒漠草原三种草原类型的植被特征进行调查,分析不同草原类型植被的地上生物量和物种多样性变化及二者与环境因子之间的关联。结果表明：除群落密度在典型草原最大外,各群落特征均表现为草甸草原＞典型草原＞荒漠草原,地上生物量与群落盖度、群落高度、植物密度均呈显著正相关关系(P＜0.05);植物物种多样性和丰富度沿荒漠草原到典型草原再到草甸草原基本呈增加趋势,物种分布均匀度在荒漠草原最高;土壤养分和降水量对植物生长影响较大,降水和海拔对物种多样性和丰富度影响较大,均匀度主要受海拔、土壤pH值和气候的影响。