西藏怒江流域高寒草甸气候生产潜力对气候变化的响应

根据西藏怒江流域9个气象站1980-2008年年平均气温、年降水量资料,采用Miami模型研究该流域高寒草甸气候生产潜力的地域分布以及年代际变化。结果表明,近29年西藏怒江流域气候生产潜力中上游主要受温度条件的制约,中下游主要受降水条件的制约,气候生产潜力与年降水量和主要生长季平均温度显著正相关。总体上气候生产潜力的分布存在较大的地区差异,下游地区明显高于上游地区。过去29年,由于温度的逐年升高,伴随降水的增加,气候生产潜力呈逐渐增加趋势,且增幅较明显。整个怒江流域未来90年(2011-2100年)有向“暖湿型”气候方向发展的趋势,降水将成为该流域气候生产潜力的主要气候限制因子,总体上气候生产潜力呈增加趋势,但增幅不大,未来气候对该流域畜牧业发展和生态环境改善有利。     

宁夏盐池牧草返青期预测及生产潜力初步分析

为寻求合理有效的防治对策,进一步发展我区草地畜牧业生产,保持草原生态环境平衡和良性发展、控制水土流失,开发气候资源,实现草地资源的可持续利用,改善生态环境等,通过探寻宁夏代表性天然牧草(禾本科、豆科)的返青指标,运用SPSS数据分析软件建立返青期预测回归模型;运用迈阿密模型和Tharnthwaite Memorial模型计算牧草气候生产潜力。结果表明,禾本科牧草返青期为五日滑动平均气温稳定通过0℃初日后11～17 d;豆科牧草返青的日期范围为预测日期的前4 d到后6 d;光合生产潜力的温度衰减幅度较小,而水分衰减幅度较大,水分是牧草气候生产潜力的主要限制因子;牧草返青呈现逐年提早趋势,气候生产潜力随着时间的发展有略微增加,符合气温升高、降水略微增加的气候变化趋势。     

近53年青海省气候变化与粮食产量及气候生产潜力特征

利用青海省1961-2013年年平均气温、年降水量等资料,分析了青海省气候变化的特征,应用Thornthwaite Memorial模型估算了青海省气候生产潜力,探讨了气候生产潜力与粮食产量的关系。分析结果表明,1961-2013年青海省年平均气温显著升高,年平均气温升温率达0.40℃·10a-1;降水量也呈现增加趋势,增幅为6.0mm·10a-1;日照时数和相对湿度呈现减少趋势。自2002年以来的近10年期间,粮食总产量和气候生产潜力变化趋势有一定相关性且气候生产潜力从2002年开始有突变(r=0.29,P0.05)。近53年青海省气候生产潜力在323.39~478.48g·m-2·a-1之间,年际间变化波动较大,呈现较弱的增加趋势,增加率为0.914g·m-2·a-1。     

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。     

近40年西乌珠穆沁旗牧草气候生产力变化特征分析

本文通过整理西乌珠穆沁旗近40年年均气温及年均降水量变化,利用Thorntn waite Menorial模型计算出该旗近40年的牧草气候生产力(FPCP)数据,并通过sas软件处理得出温度、降水与牧草气候生产力之间的回归模型。通过回归模型分析牧草气候生产力的变化特征、趋势,并分析气候因子对它的影响程度。分析结果表明:(1)近40年该旗年均气温增温趋势明显,增温率为0.41℃/10a。对牧草气候生产力的影响为2.3%。降水变化幅度比较大从2.31mm到240.79mm,对牧草气候生产力的影响为从0.37%到38.1%。降水是影响牧草气候生产力的关键因子;降水变化对FPCP的影响大于温度变化对FPCP的影响。(2)近40年西乌珠穆沁旗牧草气候生产力平均值为5660.13kg/hm2,前25年呈波浪形变化,出现增长趋势,后15年出现下降趋势,总体上与降水变化吻合。     

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.     

柴达木盆地气候生产潜力变化及其敏感性分析

利用柴达木盆地10个气象台站1971～2015年气温。降水资料,应用Miami和Thornthwaite Memorial模型计算气候生产潜力,分析了柴达木盆地气温,降水及气候生产潜力的变化特征,探讨了气候生产潜力对气候要素变化的敏感性。结果表明,柴达木盆地气温各地差异明显,45a来年平均气温升高显著,升温率为0.52℃·10a~(-1);降水量呈略增加趋势,增加倾向率为7.64mm·10a~(-1)。气候生产潜力呈增加趋势,增加倾向率为18.7g·m~(-2)·10a~(-1),降水对气候生产潜力的影响较气温更明显。柴达木盆地粮食产量与气候生产潜力呈正相关效应,气候生产潜力每升高100g·m~(-2)·10a~(-1),粮食产量增加87.7kg·hm~(-2)。     

气候变化对兴海县高寒草地产草量的影响分析

利用1961—2009年气温、降水、日照时数等气象要素,1999—2009年高寒草地牧草产量和牧草生长季旬温度、降水、日照时数等数据,对青海省兴海县近50年气候变化和牧草产量与气象条件的关系进行了研究。结果表明：近50年来兴海高寒草地气温显著上升,气候倾向率为0.34℃/10年,49年累计升温1.65℃。牧草生长季4—8月气候倾向率在0.16～0.28℃/10年,6月的倾向率最大,8月最小,7月、6月的上升趋势显著。降水量呈不显著微弱增加趋势,降水变率大,倾向率为10.1 mm/10年,49年间累计增加49.4 mm。牧草生长季,7、6月降水量增加较多,5月降水量呈减少趋势;年日照时数近50年来呈显著减少趋势,倾向率为-42.5 h/10年,49年间累计减少208.3 h。牧草生长季各月日照时数均呈减少趋势;牧草产量呈波动中显著增加趋势,每年增加146.8kg。牧草生育期内4月上旬、4月中旬至5月中旬旬平均气温对牧草产量的影响最为明显,分别对应最大正效应和负效应。降水量以4月中旬至5月中旬的正效应最大,负效应中以4月上旬为最大。5月上旬至6月中旬、8月上中旬2个时段日照时数增加是正效应,4月各旬、6月下旬至7月下旬、8月下旬3个时段是负效应。     

2000-2014年博斯腾湖流域NPP时空变化特征及影响因子分析

植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)是反映陆地生态系统对气候变化响应的重要指标.本研究利用2000-2014年MODIS的MOD17A3、MOD12Q1产品,采用GWR(地理加权回归分析方法)建模法反演的近地气温数据以及TRMM降水量数据,通过逐像元的斜率、偏相关和复相关分析,分析新疆博斯腾湖流域净初级生产力和降水、近地气温等气候要素的时空变化趋势,探讨NPP的时空格局及其影响因素.结果表明,1)各月气温地理加权回归模型(geographical weighted regression,GWR)的决定系数(R2)均高于0.85,估算得到的近地表气温与实测气温的验证结果R2均高于0.9,能满足本研究的精度需求.2)在研究时间内,博斯腾湖流域NPP的年均值在205.12～235.7g·(m2·a)-1波动,多年NPP平均值为221.52 9·(m2·a)-1,整体上NPP呈减少趋势.3)NPP变化斜率介于—18～26 g·(m2·a)-1,减少趋势主要分布在山区,占总面积的35.23％;增长趋势主要分布在平原绿洲区,占总面积的16.99％.4)博斯腾湖流域39.81％的植被NPP的变化受气候因素影响,山区和平原区都有分布;受非气候因素影响的区域占总面积的16.57％,主要分布在人类居住的平原绿洲区域,说明研究区NPP的时空变化是气候变化和人类活动的共同结果,但气候因素的影响较大.     

西藏怒江河谷流域NDVI变化与主要气候因子的关系

利用1998年12月-2008年11月西藏怒江流域每旬最大化NDVI数据集(S10)产品,研究了10年内流域NDVI的时空变化,发现研究区植被情况总体比较好且在研究时段内变化不大。结合流域内9个气象站点1998年12月-2008年11月的月平均气温、降水量、日照时数资料,研究了流域各类型NDVI与气候因子的关系,发现4月的气温可能以积温的形式影响牧草返青,而5、6、7月的气温影响牧草生长,这对草地放牧有一定的指导意义。     

2000-2016年新疆伊犁河谷草地NDVI变化趋势分析

草地是伊犁河谷生态系统的主要组成,为探明其植被覆盖的变化特征,选用2000-2016年MODIS NDVI时间序列数据,应用Mann-Kendall检验、Theil-Sen Median趋势分析及R/S分析,对伊犁河谷近17年草地NDVI变化趋势进行分析。结果表明：2000-2016年伊犁河谷草地NDVI总体呈显著下降趋势,空间上88.07%草地NDVI出现下降,其中49.62%达到显著水平;各草地类型中,山地草甸NDVI平均值最高,面积最广,NDVI平均降低速率最高,其95.76%面积的NDVI出现下降,且73.10%达到显著水平;伊犁河谷97.77%草地NDVI变化趋势呈现正持续性,未来一定时期内绝大部分草地的NDVI仍将继续下降;与气温相比,伊犁河谷降水的年际变化与草地NDVI年变化的相关性更高。     

三江源1982-2012年草地植被覆盖度动态及其对气候变化的响应

采用1982-2012年的多源遥感数据,结合像元二分模型,分析了三江源保护区不同时期代表性河流源区不同类型草地的植被覆盖度及其动态,并研究了草地植被覆盖度对气候因子的响应.结果表明,三江源草地覆盖度整体上呈现出西北低东南高的特征,全区草地平均植被覆盖度为48.73％,黄河源草地覆盖度最高(65.45％),长江源最低(4.25％),草甸、高山亚高山草甸、平原草原、高山亚高山草原和荒漠草原的平均植被覆盖度分别为59.86％、57.390％、39.50％、33.70％和14.13％;31年间全区草地覆盖度整体上呈现上升趋势,增长速度为每年0.230％,黄河源区的增长速度最快(每年0.27％);整体而言,低温比干旱对三江源草地覆盖度增长的限制作用更强,草甸、高山亚高山草甸和平原草原受气温影响较大,高山亚高山草原和荒漠草原受降水影响较大,在月尺度上草地覆盖度对气温表现出明显的滞后效应,而对降水不存在明显的滞后效应;三江源保护区成立(2001年)后,草地覆盖度的增长速度和增长面积都有所提升,全区草地覆盖度对气温的敏感度有所升高,黄河源草地覆盖度对降水的敏感度有明显下降.生态工程和草地保护措施整体上已经取得了一定的成效,但局部草地覆盖度下降趋势有所加剧,以荒漠草原最为突出,应在今后的保护工作中加以重视.     

青藏高原东北部牧区气候暖干化趋势及对环境和牧草生长的影响

对20世纪80年代以来青藏高原东北部青南牧区和甘南牧区气候变化的统计分析表明,该地区呈现出气温升高、降水量减少和蒸发量增大的明显趋势。两个牧区年平均气温升高的边际倾向分别为0 3℃/10年和0 5℃/10年,年降水量减少的边际倾向分别为-28 6mm/10年和-23 5mm/10年。90年代该地区主要牧业县多年平均气温普遍比60～70年代升高了0 4℃～0 8℃;多年平均降水量减少的趋势尤以甘南牧区明显,最多可减少87 5mm。同时牧草返青期和枯黄期气温升高,使牧草生长期天数增多。气温升高导致地面蒸发量增多,两个牧区气温升高1℃时,年蒸发量分别增多99mm和114mm。气候变暖干旱,造成天然草地产草量下降。曲麻莱县年降水量减少1mm时,0 0667hm2草地产草量将减少1 6kg;夏河县年平均气温升高1℃时,0 0667hm2草地产草量将减少122 6kg。气候暖干化,已经造成该地区干旱缺水,草地退化、沙化和鼠害猖獗,使草畜矛盾不断加剧,已严重威胁到牧区的生存和发展,也影响到长江、黄河中下游地区的可持续发展,对此应予高度重视。     

近50年黑河流域潜在植被的演替及生态环境变化研究

本研究以综合顺序分类法(IOCSG)为基本理论方法,在GIS的支持下,利用黑河流域14个气象站点1961-2010年间50年的气候数据模拟出黑河流域潜在植被的演替过程,在此基础上耦合植被对气候变化的动态响应,分析不同气候条件下黑河流域潜在生态环境的变化。结果表明:1)黑河流域潜在植被类型在逐渐减少,到c时期(1991-2010)时仅有11种植被类型,并且在空间分布上差异性很大,下游额济纳旗地区植被类型非常单一。2)黑河中上游气候暖湿化,潜在植被向暖湿的植被类型发展,但变暖的速度大于变湿的速度,使植被类型不断退化;而下游额济纳旗地区,气候逐渐暖干化,潜在植被向暖干的植被类型发展,荒漠化较为严重。3)随着气候的变化,全流域植被类型逐渐减少,潜在生态环境逐渐恶化,近年来下游额济纳旗地区植被生态环境的严重恶化是气候变化和人为因素共同导致的结果。     

典型草原建群种长芒草(Stipa bungeana)在中国的潜在分布范围预测及主要影响因子分析

以广泛分布在中国北方典型草原的建群种长芒草为研究对象,利用Maxent模型对长芒草在中国当前及未来气候变化下的潜在分布区进行预测并对主要影响其分布的环境变量进行分析,结果表明,采用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)对模型精度进行检验所得到的训练数据与测试数据的受试者工作特征曲线面积(areaunder ROC curve,AUC)分别为0.962和0.950,表明模型预测结果可靠,当前中国长芒草高适宜性分布区主要有5个,分别为黄土高原分布区、泰山-沂蒙山分布区、横断山分布区、藏南谷地分布区及天山分布区。在RCP2.6(representative concentration pathways 2.6)和RCP8.5(representative concentration pathways 8.5)两种气候情景模式下预测得到的2070年长芒草最适宜的潜在分布区有逐渐缩小的趋势。Jackknife检验对主导环境变量的筛选结果显示,影响长芒草分布的主要环境变量有地形粗糙度指数(terrain roughness index,tri)、9月降水量(precipitation 09,prec09)、气候湿度指数(climatic moisture index,topowi)、2月最高温度(maximum temperature 02,tmax02)、12月降水量(precipitation 12,prec12)和12月平均温度(average temperature 12,tavg12)。结果可为气候变化背景下中国典型草原的可持续管理提供科学依据。     

内蒙古锡林河流域草地生态系统土壤保持功能及其空间分布

草地生态系统是陆地表面最大的生态系统类型,其土壤保持功能对于维持敏感而脆弱的草地生态系统服务具有重要意义。在遥感和GIS技术支持下,采用改进的通用土壤流失方程(RUSLE)对内蒙古锡林河流域的土壤保持功能及其空间分布特征进行了研究。结果表明,全流域年土壤保持总量为1.65×10⁸ t/a,单位面积土壤保持量为168.18 t/hm²;流域土壤保持功能从上游至下游呈递减趋势;草甸草原的土壤保持功能最高,农田和典型草原其次,沙地植被和草甸最差;草地生态系统的土壤保持功能随植被覆盖度的增加呈非线性增长。可见,提高草地植被覆盖度,保持典型草原生态系统的结构与功能的完整性,有助于维持锡林河流域草地生态系统服务和区域生态安全。     

基于CSCS的黑河上游潜在植被NPP及其水热关系研究

潜在植被NPP空间分布格局是植被长期适应自然的结果,是NPP与外界环境关系的反映,通过这种关系有助于理解地表碳循环发生的环境背景。本研究利用综合顺序分类法(CSCS)对黑河上游潜在植被进行模拟,通过植被反演计算潜在植被NPP总量以及累积量,探讨了潜在植被NPP与水热因子之间的相关性。结果表明,黑河上游潜在植被类型共有8个类,且具有明显的垂直地带性分布特征。潜在植被NPP积累量分布特征为河流流经的地区高于其他地区,在山区中,随着海拔的上升,NPP积累量呈先上升后下降的趋势,潜在植被的NPP积累量由黑河上游水热分布条件决定的。NPP积累量与≥0℃年积温在寒冷和寒温级内呈正相关,在微温级内呈负相关;与湿润度在干旱、微干、微润和湿润4个等级内呈正相关,在潮湿级内呈负相关。这种分布格局反映了潜在植被对生境和气候变化的多元适应性结构。     

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。     

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%。     

近30年黑河流域草地变化分析及分布格局预测

草地是人类生存的基本资源和条件,在全球变化、全球循环和生态系统功能等方面起着非常关键的作用。本文基于GIS技术和1986、2000和2011年黑河流域草地分布数据,采用转移矩阵、草地动态变化度、空间动态度和CA-Markov模型等方法,分析了黑河流域近30年的草地变化,并对其未来分布格局做出预测。结果表明,(1)黑河流域1986年草地面积为32997.71km~2,高覆被草地、中覆被草地和低覆被草地面积分别为4290.02、6371.80和22335.89km~2;2000年草地面积为23939.46km~2,高覆被草地、中覆被草地和低覆被草地面积分别为5508.78、5540.01和12890.67km~2;2011年草地面积为24272.50km~2,高覆被草地、中覆被草地和低覆被草地面积分别为5561.31、5715.01和12996.18km~2,近30年间黑河流域草地面积呈现先减后增的趋势。(2)1986-2000年期间,黑河流域草地面积大幅减少,且退化严重,高覆被草地主要向中低覆被草地转换,中覆被草地主要向低覆被草地转换,低覆被草地主要向未利用地转换。(3)2000-2011年期间,黑河流域草地面积小幅增加,各类型草地转化面积较少,保持小幅缓慢上升趋势。(4)在现行趋势下,预测2022年黑河流域草地面积为24449.58km~2,高覆被草地、中覆被草地和低覆被草地面积分别为5560.28、5657.65和13231.65km~2,与2011年相比呈增加趋势,但下游地区草地面积和覆盖度依然较低。