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水分是干旱、半干旱区草地生态系统生产力的主要限制因素,但水分如何影响生产力的季节内变异,以往研究相对不足。本研究以内蒙古温带典型草原为研究对象,基于多通道自动原位监测箱系统获得的生态系统日尺度总初级生产力(GPP)及遥感植被归一化指数估算年尺度的地上净初级生产力数据,在不同时间尺度上研究了水分对生产力的影响。结果表明:年降水量对该典型草原草地生态系统地上净初级生产力年际变异无显著影响,但土壤水分显著影响GPP的季节变异,土壤水分解释了GPP季节变异的22%;其他环境因子对生产力的季节变异也有一定影响;温度是生态系统处于干旱时GPP的主要限制因素,GPP随温度的升高而降低;而辐射是生态系统处于湿润时GPP的主要限制因素,GPP随辐射的升高而升高。本研究结果将有利于提升未来降水格局改变对草地生态系统生产力影响的认识。 相似文献
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水分是干旱区生态过程的第一非生物限制因子,土壤氮由于直接影响着生物生产力和土壤生态过程而被认为是仅次于水分的限制因子。利用人工施加氮肥的控制试验研究了荒漠植被草本层片植物在多度、物种丰富度、高生长以及地上部分生物量等群落学特征对不同施肥处理的响应。结果表明,在施肥量分别为12.5、25、50 g·m-2时,样方植物多度和物种丰富度在施肥当年和第二年较对照均有不同程度的降低,且施肥量越高,降低越明显,这一结果支持来自典型草地和森林植被生物多样性对氮素增加或氮降沉增加响应的结论,即氮素的增加会使生物多样性减少。地上部分生物量对施氮肥的响应在施肥当年(年降水量为多年平均值的1.4倍)和第二年(年降水量为多年平均值的0.7倍)表现出相反的规律,即施肥当年随着施肥量的增加生物量显著增加,而在第二年则显著减小,说明水肥耦合同样有利于荒漠生态系统生物生产力的提高。氮素对植物高生长的影响不明显,各施肥梯度与对照相比均无显著性差异(P>0.05),这可能主要取决于荒漠草本植物本身固有的生物学特性。 相似文献
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亚洲季风与中国干湿、农牧气候界线之关系 总被引：15，自引：4，他引：11
基于中国553个气象站点1958~2000年日降水量资料、北方295个气象站点同期(20(cm)蒸发皿资料,界定出半干旱区和农牧交错区各自的范围。利用东亚夏季风强度指数(1951~1995年)与印度夏季降水量(1951~1998年)资料, 分析了半干旱区和农牧交错区东南-西北界10年际空间变化与亚洲夏季风的关系。近50年中国干湿、农牧气候界线的动态变化是影响中国的季风环流强弱作用在空间上的实物表现, 季风环流的强弱变化控制着气候界线空间摆动的范围与方向, 其年代际变化是中国干湿、农牧气候界线呈现出年代际变化特征的根源。分析显示, 在现代情况下, 农牧气候界线位置的空间摆动主要反映人类生产活动强度的强弱差异, 人为因素起主导作用。 相似文献
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准确评估草地生产力、碳源/碳汇功能,分析气候变化对草地生态系统碳循环的影响,对于草地资源的合理开发和有效保护至关重要。选取对气候变化以及人类干扰高度敏感的中亚干旱区草地生态系统为研究对象,利用Biome-BGC模型,模拟分析其NPP、NEP的年际变化趋势及其空间分布格局。结果显示：（1）1979-2011年中亚地区草地生态系统NPP年平均值为135.6 gC·m-2·a-1,且随着时间的推移呈现出波动下降的趋势,下降速率为0.34 gC·m-2·a-1。（2）NEP的年平均值为-8.3 gC·m-2·a-1,表现为碳源,且该值随着时间的推移呈现出波动上升的趋势,上升速率为0.58 gC·m-2·a-1。（3）NPP高值区域在降水较为丰富的天山山脉附近以及哈萨克斯坦北部。（4）NPP的年际变化与降水量的年际变化趋势基本一致,相关系数为0.52;NPP与温度的相关系数为-0.28,未达到显著相关水平。本研究实现了Biome-BGC模型在中亚干旱区草地生态系统的应用,对评价干旱区草地生态系统碳源/碳汇功能及其在全球碳循环和全球变化中的作用、实现中亚草地生态系统的可持续利用、完善区域和全球碳循环理论体系具有重要意义。 相似文献
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气候带边界的变化是大尺度地理特征对气候变化的响应方式之一,半干旱区的边界变化对其响应尤为敏感。我们整合了中国东北地区50年(1961—2010年)的气象数据,以降水量和温度所计算的干燥度指数作为干湿气候带划分的指标,在ArcGIS中采用Kriging空间插值法,在不同时间尺度上分析了近50年来中国东北半干旱区东界的波动趋势。结果表明:中国东北半干旱区界限变化呈整体向东、向南扩展的趋势,其变化受时间累积效应的影响,在50年(1961—2010年)尺度上范围最大,面积为285 648.4km2。数据分析表明,降水量减少是导致半干旱区边界变化的主要因素,气温的影响次之。 相似文献
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1999-2010年陕甘宁黄土高原区荒漠化空间特征 总被引：3，自引：1，他引：2
荒漠化是中国当前面临的主要生态环境问题之一。本文以长时间序列的遥感数据NDVI为基础,关注其年际动态变化特征,选取植被降水利用率作为评价指标,利用时间序列分析方法和残差法,评价陕甘宁地区1999-2010年的荒漠化发展态势以及人类活动在土地退化中所起的作用,并初步讨论荒漠化逆转问题。结果表明：近12年,陕甘宁地区大部分地区植被功能显著增强,生态环境状况趋于好转,尤其在研究区域的中部以及黄河沿岸生态环境趋于好转较明显,只有极少数地区出现退化现象。陕甘宁地区植被生态功能适宜年降水量在300~500 mm区间,当年降水量大于500 mm时,植被功能恢复能力会出现衰退趋势。在研究区,人类活动主要表现为正作用,只有1.65%表现为负作用较少,且为不显著负作用,分布零散。干旱区、半干旱区荒漠界线不稳定,容易造成荒漠化逆转的假象,误导人们对荒漠化逆转评价。因此,判断荒漠化逆转问题要在特定的时空尺度上,同时要结合当年的气候以及人类活动的因素影响进行分析。 相似文献
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由痕量元素引起的各制约因素间的相互作用能造成其它制约因素的普遍相关。沙漠化过程也具有类似的机制并已困扰人类几千年,但“沙漠化”还是一个较新的概念。目前由于人为因素(有时相伴极端自然事件)造成干旱与半干旱地区生物量的持续减少或破坏,如果不加控制,必将导致生态退化,并最终趋于沙漠环境(Morgan,1986)。由于人们对干旱区的脆弱性认识不足,往往将其归咎于自然因素的短暂影响,而在干旱区滥垦和过度放牧,使一度肥沃的土地毁于沙漠化,这种社会悲剧在人类历史上曾多次出现。不同成因的沙漠化过程可用不同的方法来表达。沙漠化一般表现为植被覆盖度降低、植物 相似文献
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从系统论的角度看沙漠化与可持续发展问题 总被引：21，自引：8，他引：13
从系统论的角度,采用系统研究方法对沙漠化的成因及其发展过程加以剖析,认为只有通过发展社会经济和生产力,使人类在合理的社会制度、经济政策和先进的生产方式指导下,发挥主观能动性,协调干旱区的人地关系,优化人地系统诸要素间的结构,保持系统的稳定性,才是解决干旱区沙漠化,实现区域可持续发展的关键之所在。 相似文献
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全球气候变暖背景下中国降水量变化的区域差异显著。基于1961—2016年期间,全国763个观测台站白昼和夜间的降水观测数据,分别从昼夜降水量、降水日数、降水强度以及对总降水量的贡献率等四个方面,解读中国九大流域昼夜降水变化的时空格局。结果表明：① 昼夜降水量变化的流域差异显著,可归纳为四种类型：昼夜同增型、昼夜同减型、昼增夜减型和昼减夜增型。② 流域总降水量变化与昼夜降水量密切相关。淮河流域降水量减少是由白昼降水量（-0.72 mm/a）减少所致,而黄河流域降水量减少则是由夜间降水量（-0.21 mm/a）减少所致。③ 干旱区、半干旱区及半湿润区的流域,昼夜大雨的雨量要高于昼夜暴雨;湿润区的流域,则表现为昼夜暴雨的雨量要高于昼夜大雨,尤其是珠江流域和东南诸河流域。④ 从全国尺度来看,白昼大雨、夜间大雨和暴雨对总降水量的贡献率超过10%,而白昼暴雨的贡献率约10%。湿润区流域昼夜暴雨对总降水量的贡献率高于昼夜大雨对总降水量的贡献率,而干旱区-半干旱区流域则相反。研究结果有助于深化认识全球变暖对区域日降水循环的影响。 相似文献
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近50年来中国西北地区干湿状况时空分布 总被引：54，自引：3，他引：51
根据西北地区77个气象台站气候资料,并利用改进的Penman公式,计算了该地区1958年~2001年的44年平均潜在蒸散量的时空分布,并分析了与降水量变化之间的关系,得到4种类型潜在蒸散量与降水量年际变化的组合分布型。其中年平均潜在蒸散量减小而年降水量增大的组合占研究区站点总数的40%以上。分析潜在蒸散量及观测蒸发量与各气候因子的相关性,发现干旱区的蒸发与太阳辐射和风速有关。定义干燥指数为潜在蒸散量与降水量的比值,用来描述西北干旱区的干湿状况。对干旱区四个季节(春、夏、秋、冬)干燥指数近50年的线性变化趋势分析结果显示,干旱区春季大部分区域干燥指数呈增加趋势,即趋于变干;夏季大部分地区趋于变湿,但仅在新疆东部和甘肃西部较为明显;秋季新疆大部、甘肃西部和青海北部等地区趋于变湿,而干旱区东部区域则趋于变干。冬季干旱区大部分区域趋于变湿,只有新疆西南部和西北部及东部部分地区、甘肃西部和内蒙西部等地有变干趋势。 相似文献
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1961-2011年山东气候资源及气候生产力时空变化特征 总被引：7，自引：0，他引：7
基于山东省21个气象站1961-2011年的气象资料,利用线性趋势、IDW空间插值、Mann-Kendall检验、Fisher最优分割等方法分析了气温和降水的时空变化特征;在此基础上采用Thornthwaite Memorial模型对植被气候生产力的时空演变进行了研究,并探讨了气候生产力对气温和降水的敏感性。结果表明:近51年来山东省普遍增温,倾向率为0.359℃/10a,中部地区升温明显;年降水量在剧烈波动中略呈下降趋势,20世纪80年代降水量的变率较大,山东北部、东部、东南部降水量减少幅度较大。近51年来气候生产力存在较明显波动,总体呈增加趋势,但递增速度不显著,1981-1989年气候生产力最低,2003-2011年达到最高水平;气候生产力由北向南,由西向东逐渐增加,山东西南部气候生产力增加较多。“暖湿型”气候对作物气候生产力有利,气候变暖有利于气候生产力的提高,但降水量少是限制气候生产力的主要因素。 相似文献
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近44年来中国西北降水量变化的区域差异以及对全球变暖的响应 总被引：56，自引：16，他引：40
利用中国西北地区(75~105°E、35~50°N)最近44年(1958~2001年)77个气象台站观测的降水量、气温资料以及NCAR/NCEP再分析资料,采用回归分析与合成分析等方法研究了西北干旱区降水量的时空变化特征及其与全球气温变化的关系。结果表明,西北干旱区的降水量偏多(偏少)与全球平均气温升高(降低)存在一定的对应关系,但降水量随气温的变化存在地域差异,主要表现为干旱区的西部(93°E以西)区域年降水量随全球气温升高呈现增加趋势,而东部(93°E以东)区域年降水量呈减少趋势。 相似文献
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利用“干燥度”确定我国干旱区的范围。明确指出干旱区水资源贫乏这一基本事实,强调水资源的利用必须与保护生态环境相结合。阐明了干旱区晚第三纪以来自然环境渐趋干旱,而人类历史时期气候波动变化的观点。同时,以人类活动导致自然环境恶化的具体事例,吁请合理开发利用干旱地区。 相似文献
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早在八十年代初期格拉西莫夫院士就曾多次强调利用定量标准对未受人类破坏和已被破坏的生态系统进行对比研究,并以此来评价不同类型的土壤——植物群系的生物生产力。评价生物生产力的重要参数有:地面和地下活植物量储量,枯落物储量和年产量。 相似文献
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基于MODIS和TRMM数据的准格尔南缘植被净初级生产力估算与分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用MODIS、TRMM遥感传感器数据和CASA模型,估算了新疆准格尔盆地南缘2000-2009年的植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)信息.在CASA模型实现中,利用TRMM数据反演研究区降水量,减少了依靠地面稀疏气象站点插值带来的误差,从而提高了模型估算精度.同时,分析了准格尔南缘的石河子及周边地区2000年以来植被NPP的变化趋势及其影响因素.结果表明,区域气候、植被覆盖类型与人类活动是影响该地区植被NPP波动的主导因素,其中植被类型和降水量的影响尤其重要,研究结果对进一步解析准格尔南缘生态系统演化和研究碳循环过程具有参考价值. 相似文献
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我国西北干旱区土地、光、热资源极其丰富,解放后灌溉农业得到迅速发展。但水资源数量有限,如在开发利用过程中缺乏科学规划,缺乏合理控制和调节,一些地区的环境和资源将遭到破坏,直接影响工农业生产和人民生命财产的安全。因此深入研究干旱区水与环境、水与绿洲的稳定、环境恶化的控制途径等,不仅对本区当前经济发展、环境保护具有重要意义,而且还可为探索人类活动对环境的影响及合理利用自然资源提供依据,预测和支配较长远的影响,使人类"通过他所做出的改变来使自然界为自己的目的服务,来支配自然界"[1]。 相似文献
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降水波动对荒漠草原生产力的影响 总被引：4，自引：2，他引：2
在干旱、半干旱荒漠草原区,降水量波动对植被生产力有显著影响.这种影响表现在两个层次上,一是降水量年际间波动,二是年内降水分布格局.对阴山北麓内蒙古乌拉特后旗荒漠草原多年气象资料和植被生产力的分析发现:从1971-2011年降水量的年际波动特点来看,荒漠草原区最高降水年的降水量是最小降水年的3.76倍.从气象、实际和矢量年降水量3种统计表达方式与生产力的关系来看,反映年际降水波动和年内分布特点的矢量降水与植被生产力的关系最密切(R=0.9200,R0.001=0.8010),回归方程F检验达到极显著.由于研究区植被组成以小半灌木和多年生草本为主,且年降水量大部分集中在5-8月,生长期内月降水量的累积效应明显,其中6-8月累计降水对植被生产力的影响最显著. 相似文献
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《中国沙漠》2018,(5)
植物叶性状在植物响应环境变化中具有重要作用。在气候变化的背景下,典型草原植物叶性状如何响应降水格局与短期极端干旱还不十分清楚。利用野外控制试验,研究了降水量(323 mm和236 mm)和短期极端干旱(生长季减雨66%和生长季干旱60 d)对典型草原植物群落及优势植物羊草(Leymus chinensis)叶性状的影响。结果表明:降水格局显著影响着植物群落和羊草的叶性状(P0.05),短期极端干旱对典型草原群落和羊草叶面积具有显著影响(P0.05)。随着降水量的减少,群落和羊草的叶面积与叶干物质含量降低,而比叶面积与叶片氮含量增加。降水格局与短期极端干旱交互作用显著影响着群落的叶面积与叶片氮含量(P0.05),323 mm降水量下短期极端干旱显著降低了叶面积,266 mm降水量下生长季干旱60 d增加了叶片氮含量。降水格局与短期极端干旱交互作用也显著影响着羊草叶面积与比叶面积(P0.01),323 mm降水量下短期极端干旱降低了叶面积,266 mm降水量下生长季干旱60 d显著增加了比叶面积。回归分析表明,不同处理下羊草叶面积、叶干物质含量、叶片氮含量能较好地解释群落叶性状。典型草原植物群落通过优势植物的主要叶性状改变来适应降水格局变化,而通过叶面积改变来适应短期极端干旱。 相似文献