净第一性生产力模型在内蒙古典型草原区的应用分析

基于内蒙古典型草原地区锡林浩特、镶黄旗、察右后旗气象站1993-2003年的温度、降水及牧草生物量监测资料，利用净第一性生产力模型预测1993-2003年典型草原区的净第一性生产力，且通过实测地上生物量对模型预测结果进行验证，分析比较了模型在同一个植被类型区域不同点的预测结果。结果表明：（1）以点代面去预测一个区域的牧草产量会导致估算结果较粗，误差较大；（2）当地的气候生产力取决于温度和降水的组合情况，影响牧草生长的主要气候限制因子是降水，温度的变化对NPP值的影响不是很大。     

气候变化对内蒙古草原分布和生产力影响的预测研究

本文在划分内蒙古草原生命地带的基础上,研究森林草原、典型草原和荒漠草原对两种气候变化方案的响应。结果表明,气候变化对内蒙古的草原植被可能产生重要的影响。一方面,草原面积显著减少,南部界限大幅度北移,森林草原退出本区。另一方面,草原生产力明显下降,荒漠草原的减产最为突出。气候变化的作用在本区的东部和南部表现为草原空间分布的迁移,在西部干旱地区则导致生产力的迅速下降。总之,草原对温度的升高以及人为干扰均更为敏感。     

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。     

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。     

全球气候变化对松嫩草原土壤水分和生产力影响的研究

本文首先模拟计算松嫩草原土壤水量平衡,并结合未来气候情景估算松嫩草原土壤水分的变化。最后,在土壤水分研究的基础上,初步评估全球气候变化对松嫩草原生产力的影响。     

气候变化对内蒙古草原生态系统影响的研究进展

摘要：气候变化及其对生态系统的影响已成为研究热点之一,研究和了解气候变化对草原生态系统的影响是适应和应对气候变化的重要方面。本研究从土壤、植被、家畜及牧区社会经济等方面概述了气候变化对内蒙古草原自然生态系统的影响,并指出了目前研究中存在的问题,建议加强探讨草地退化动因、阐释草原碳库问题、探索放牧利用优化调控机制、积极开展草原适应性管理等方面的研究,为草原生态系统更好应对气候变化,维持系统稳定及牧区社会经济可持续发展奠定基础。     

不同禁牧时间对典型草原净初级生产力的影响

为了研究禁牧对典型草原生产能力的影响,对在不同时间采取禁牧措施的典型草原的生物量和净初级生产力进行了研究.结果表明,禁牧有利于生物量的提高,而且禁牧时间越长,生物量越高,禁牧17年、7年、2年以及放牧草原的生物量分别为3771.69g/m2、3248.33g/m2、2711.06g/m2和2348.50g/m2.草原生态系统地下生物量明显高于地上.3种禁牧草原的净初级力普遍高于放牧草原,分别为后者的1.23(禁牧2年)、1.20(禁牧7年)和1.08倍(禁牧17年),但是净初级生产力并不随禁牧时间的增加而增加.典型草原物质价值由高到低的顺序为:禁牧17年(1011.68元/hm2·a)＞禁牧7年(600.32元/hm2·a)＞禁牧2年(521.52元/hm2·a)＞放牧草原(301.28元/hm2·a).以上结果表明,禁牧对典型草原的净初级生产力及生物量有明显影响,采取禁牧措施有利于典型草原生产能力的恢复.     

净第一性生产力模型在内蒙古典型草原区的应用分析

基于内蒙古典型草原地区锡林浩特、镶黄旗、察右后旗气象站1993～2003年的温度、降水及牧草生物量监测资料,利用净第一性生产力模型预测1993～2003年典型草原区的净第一性生产力,且通过实测地上生物量对模型预测结果进行验证,分析比较了模型在同一个植被类型区域不同点的预测结果.结果表明:(1)以点代面去预测一个区域的牧草产量会导致估算结果较粗,误差较大;(2)当地的气候生产力取决于温度和降水的组合情况,影响牧草生长的主要气候限制因子是降水,温度的变化对NPP值的影响不是很大.     

放牧对典型草原区土壤水分及其对降雨响应规律的影响

为研究放牧对典型草原区土壤水分及其对降雨响应规律的影响,通过在内蒙古西乌珠穆沁旗设置试验,对禁牧区和放牧区5cm、10cm、15cm、30cm层土壤体积含水率和降雨量进行监测和分析。分析表明:放牧会导致草原地上生物量减少,植被抑制土壤蒸发的作用减弱,降雨转化率降低;放牧会破坏0~15cm层植被根系,根系吸水能力减弱,上层土壤水分向下运移,从而放牧区0~15cm层含水量小于禁牧区,30cm层却大于禁牧区;禁牧区与放牧区5cm、10cm和15cm层土壤水分对降雨的响应相似,单次或累积降雨量大于10mm时,土壤含水量即有显著增加,但会因干旱间隔(两次降雨事件之间无降雨日数)时间的不同而变化,禁牧区含水量更加敏感,增加幅度较大;禁牧区30cm层土壤水分对降雨的响应有滞后现象,单次降雨量大于30mm或累积降雨量大于20mm且干旱间隔时间≤3d时,才有显著增加,放牧区30cm层只在干旱间隔较短(≤2d)的连续大降雨后有明显波动;禁牧区0~30cm层土壤水分的增加都与降雨量、降雨强度极显著相关,放牧区0~15cm层与降雨量极显著相关,0~10cm层与降雨强度极显著相关。     

典型草原区植物群落结构特征动态监测

1999～2002年在内蒙古锡林郭勒盟白音锡勒牧场典型草原区海流特,监测主要植物群落结构特征.结果表明,随时间推移,试验区主要群落的优势植物大针茅、羊草相对高度、相对盖度、相对密度和相对生物量呈降低趋势,退化指示植物冷蒿、狼毒相对高度、相对盖度、相对密度、相对生物量呈增加趋势;试验区群落物种丰富度指数、多样性指数和均匀性指数随时间推移均呈降低趋势;围栏在试验区草地植物群落特征的保持方面很有效,但围栏内植物群落特征随时间推移仍呈退化趋势.     

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%。     

内蒙古典型草原退化原因的初探

分析了内蒙古典型草原退化的原因，认为内蒙古典型草原退化的最根本原因是系统相悖，表现在：1)多年来牲畜数量一直大大超出了天然草地的承载能力；2)长期以来过冬牲畜数量与天然草地饲草生产的季节特点不协调；3)草地资源的不合理利用。其次，该区近年来的气候变化(尤其是高温和干旱)加剧了该区草原的退化过程。     

内蒙古典型草原作物系数的试验研究

作物系数是计算作物需水量的重要参数。本研究依据2008年野外水分试验资料,利用水量平衡法计算了内蒙古典型草原区的作物系数,分析了其在生长期内的变化规律,建立了典型草原作物系数与返青后年日数和大于0℃积温的模拟方程,可用3次多项式拟合;基于FAO分段直线法确定出作物系数典型值,分别为:初始生长期0.43,生长中期1.02,生长后期0.90,并与推荐值进行了比较;同时,提出了利用LAI修正胁迫条件下典型草原区作物系数的方法。通过模拟计算土壤水分与实测结果基本接近,平均相对误差为6.2%～13.6%。     

内蒙古典型草原羊草和大针茅群落热值研究

以内蒙古典型草原羊草Leymus chinensis和大针茅Stipa grandis群落为研究对象,于2006年7月、8月进行了群落组成调查和生物量测定,并采样测定了各植物种热值,按各种的干质量权重计算了群落水平的热值.测定分析结果表明,在观测期羊草热值平均为18.99 kJ/g;大针茅热值平均为19.16 kJ/g;羊草和大针茅无论样地间还是种间差异都不显著.在观测期内,羊草和大针茅的热值均表现出一定的随季节略微增加的变化特征,羊草热值的季节变化以二次多项式拟合的效果较好,大针茅热值的季节变化以线性拟合更好.群落水平上,羊草群落和大针茅群落热值最高的均是大针茅,分别为19.03和19.28 kJ/g,热值最小的植物种在羊草群落中为轴藜Axyris amaranthoides和灰绿藜Chenopodium glaucum,在大针茅群落中为猪毛菜Salsola collina.羊草群落干质量加权热值为18.73 kJ/g,大针茅群落为18.43 kJ/g.整个观测期群落地上部分、根系、凋落物及立枯物热值结果说明,地上部分热值高于地下部分,群落热值随时间和群落结构变化而有略微波动,群落水平热值与种及器官水平上的热值有着一定差异.     

气候变化对新疆天山山区自然植被净第一性生产力的影响

在利用天山山区10个有代表性的气象台站1961-2006年的历史气候资料对年平均气温和年降水量变化规律进行统计分析的基础上,采用周广胜、张新时的自然植被净第一性生产力模型,计算了近46年天山山区自然植被净第一性生产力的变化特征,并据此建立了自然植被净第一性生产力与年平均气温和年降水量的统计关系,在此基础上,估算了未来气候变化对自然植被净第一性生产力的可能影响。结果表明,46年来,年平均气温以0.029 ℃/a的速率升高,年降水量以1.38 mm/a的速率增多,受其影响,自然植被净第一性生产力平均以0.013 t/（hm2·a）的速率增长。20世纪70年代初是天山山区气候暖湿化变化和自然植被净第一性生产力开始明显增长的“突变点”。未来气候的“暖湿化”变化对提高天山山区自然植被净第一性生产力将产生积极影响,平均而言,在其他条件不变的前提下,年平均气温每升高1 ℃或年降水量每增多10%,自然植被净第一性生产力将增加4%~5%。     

内蒙古典型草原生物量碳分配格局

以内蒙古呼伦贝尔草原、科尔沁草原、锡林郭勒草原等为研究区域,借助群落分层取样方法,科学估测内蒙古典型草原的生物量碳分配情况,主要结论如下:1)我国内蒙古典型草原的平均生物量碳密度为400.56 g C/m²,其中羊草-杂类草(585.18 g C/m²)、冷蒿-其他小禾草(505.68 g C/m²)以及克氏针茅群落(501.45 g C/m²)具有较高的地下生物量碳密度。2)内蒙古典型草原拥有32.26×10⁶ hm²的面积,贡献了112.76 Tg的生物量碳,其中地上生物量碳20.42 Tg,地下生物量碳92.34 Tg。3)根冠比(R∶S)分布上,内蒙古典型草原的平均根冠比数值为4.52,要大于一般草地类型。4)地下生物量碳(BGB)沿土壤深度的分布情况,糙隐子草、克氏针茅、羊草-杂类草、羊草-丛生禾草、大针茅、冰草等草本群落均属于“指数型”,即BGB沿深度分布符合指数函数,主要分布在0~10 cm土壤层;冷蒿-糙隐子草、冷蒿-其他小禾草、差巴嘎蒿群落等灌丛群落的BGB分布曲线为“抛物线形”,其地下生物量碳主要分布于20~40 cm土壤层,不符合指数函数但符合二次函数。     

放牧干扰对内蒙古草甸草原羊草光合特性的影响

以内蒙古呼伦贝尔草甸草原放牧草地和围封草地为实验样地,通过对两种样地羊草的水分关系、气体交换、渗透调节等生理生态学特性进行测定分析,比较研究放牧干扰对羊草的光合特性的影响。结果表明,在放牧处理下,羊草对水分亏缺更加敏感,通过降低蒸腾速率、提高水分利用效率(WUE)来应对放牧干扰。羊草能够提高叶绿素含量、 改变电子流动方向、提高实际光化学量子产量(Φ_PSⅡ)活性、增强Rubisco酶活性、提高光合氮、磷利用效率(PNUE、PPUE)适应放牧干扰,利于有机物积累。放牧和围封样地羊草净光合速率日变化都呈“双峰型”,出现“午休现象”,受气孔因素和非气孔因素的共同限制。在光合能量分配上,两种样地羊草PSⅡ的最大光化学量子产量(F_v/F_m)均出现光抑制现象,放牧样地羊草在光照较强时增加非光化学猝灭(NPQ),而在光照适宜时增加光化学猝灭(qP),将更多的能量用于光合反应中心,放牧干扰下羊草对能量的分配和利用更加迅速灵敏。因此,适宜放牧能够促进羊草的生长发育,维持草地较高的生产力,为内蒙古草甸草原生产力的恢复提供一定的理论依据。     

内蒙古草甸草原生物量碳分配格局

以中国北方草甸草原为研究对象,借助GIS等工具手段,在草地群落类型实测数据基础上,对内蒙古草甸草原的地上/地下生物量分配开展定量研究,主要结论如下:1)内蒙古草甸草原的生物量碳密度为660.43 g C/m²,其中地榆群落(460.63 g C/m²)具有最高的地上生物量碳密度,地榆群落(787.10 g C/m²)和五花草塘群落(776.22 g C/m²)具有最高的地下生物量碳密度,其他群落间则不存在显著性差异(P>0.05);2)温带草甸草原以16.60×10⁶ hm²的面积,贡献了111.20 Tg的生物量碳,其中地上生物量碳为27.57 Tg,地下生物量碳为83.63 Tg,根冠比(R∶S)为3.03;3)地下生物量沿土壤深度的分布可分为两种类型:线叶菊、芨芨草、野大麦、地榆、贝加尔针茅、苔草以及五花草塘群落属于“指数型”,其地下生物量主要分布在0~10 cm土壤层,且符合指数函数,该类型占据草原群落的主要部分;拂子茅、小叶锦鸡儿以及芦苇群落属于“抛物线”形,其地下生物量主要分布在0~10 cm和20~40 cm土壤层,该类别群落主要为灌木或半灌木,分布曲线不符合指数函数而符合二次函数。     

内蒙古干旱草原区紫花苜蓿引种评价

对内蒙古干旱草原区引进的21个紫花苜蓿品种进行生态引种试验,并对生长及遗传性状进行测试分析,越冬率测定表明,国内4个紫花苜蓿品种越冬率均在80％以上,国外引进紫花苜蓿品种越冬率在80％以上只有4个,分别来自于美国和加拿大,从澳大利亚引进的4个品种均不能越冬。按越冬率为标准将21个品种聚类为4组,分析组问形态特征差异,结果表明花色、叶片长、株丛高度、生长习性4个特征在组间差异显著。然后对产量和营养价值分析,筛选出适宜该地区种植的国内外紫花苜蓿品种,以丰富该地区紫花苜蓿品种资源,同时为苜蓿抗寒及耐牧根蘖型苜蓿新品种培育提供研究基础。     

草甸草原区引种苜蓿适应性评价

本研究对内蒙古草甸草原区引种9个苜蓿品种进行栽培试验,实验采用完全随机区组设计,通过对苜蓿枝条数、生产力和越冬率的测定,初步评价不同苜蓿品种在草甸草原区的适应性,旨在以不同指标之间的综合评定来探究当地苜蓿种植的方向。研究结果表明:不同品种枝条数不同,其中肇东苜蓿两年的平均分枝数达到103个/株,分枝数最低的是先行者苜蓿,两年的平均分枝数仅为44个/株,其它品种间差异不显著(P0.05)。苜蓿生产力水平由高到低分别为:肇东苜蓿苜蓿Beaver苜蓿Rambler苜蓿Nordica龙牧801先行者中草3号苜蓿Algoquin敖汉苜蓿;其中肇东苜蓿年平均产量较高,为1 634.3kg/hm~2;这种苜蓿越冬率也较高,可达85%。说明在内蒙古草甸草原地区,这种苜蓿栽培早期的适应性较好,适合在当地大面积种植,提高苜蓿产量,为当地畜牧业发展提供帮助。