围栏封育下藏北高寒湿地和高寒草原水热通量特征研究

围栏封育作为直接有效的退化草地恢复治理模式,广泛应用于青藏高原退化草地恢复。围栏封育显著提升植被覆盖并改变地表与大气之间的水热交换,然而当前对其如何影响高寒生态系统水热通量的定量研究不足,缺乏对影响机制的认识。本研究以藏北腹地典型高寒湿地和高寒草原为研究对象,采用涡度相关技术开展禁牧-放牧配对观测,并基于围栏内外2019年7月至2021年6月连续两年的观测数据,探究围栏封育后的地表水热平衡变化,以提升对围栏封育改变地表水热通量机制的认知。结果显示：高寒草原和高寒湿地生态系统水热通量均表现出明显的单峰型日变化特征,且分别以感热作用(波文比为1.60)、潜热作用(波文比为0.31)为主导向大气传输能量。围栏封育降低了高寒草原地表通量值,感热通量减小5.99 W·m^-2,潜热通量减小4.84 W·m^-2;围栏封育提升了高寒湿地的地表通量值,感热通量增加3.04 W·m^-2,潜热通量增加30.95 W·m^-2,围栏封育后高寒草原感热通量和潜热通量日均值均下降,高寒湿地则增加。围栏封育对地表能量通量影响强度集...     

人为干扰对典型草原地上生物量的影响

为了研究人为干扰对典型草原地上生物量的影响，通过对不同禁牧时期的草地与自由放牧草地的对比试验研究，结果表明：1987年禁牧的草原的地上生物量为最高，其次是1997年禁牧草原,再次是2003年禁牧草原，自由放牧草原为最低，它们的值分别为 168.61g ? m².100.05g?m²、86.92g?m²,50.21g?m²。人为干扰对草原植被的盖度、地上生物量有十分显箸的影响。不同程度的人为干扰对草原的地上生物量影响不同?春季禁牧有利于草原植被的可持续利用。     

中国半干旱区草甸草原和典型草原碳通量日变化特征

半干旱草原碳收支对陆地生态系统碳源汇功能变化具有重要影响。本文基于通榆草甸草原站2011～2017年和毛登典型草原站2013~2017年涡动相关法观测数据,分析了生长季碳通量日变化特征,研究了碳通量日变化过程对主要环境因子的响应。结果表明:两处草原7月碳吸收活动最强,草甸草原生长季各月总初级生产力（gross primary production, GPP）、生态系统呼吸（ecosystem respiration, R_e）和净碳交换量（net ecosystem exchange, NEE）的峰值均高于典型草原。NEE的日变化以单峰型为主,但7月、8月饱和水汽压差较高时,GPP在正午前后降低,引起NEE的双峰型日变化。光合有效辐射是草甸草原NEE日变化的主导因子,而在典型草原,浅层土壤含水量（5 cm）也主导了NEE日变化。水分亏缺使草原碳交换速率显著降低,草甸草原固碳速率对水分亏缺的敏感性强于典型草原。同时,水分亏缺也改变了GPP、R_e和NEE对温度和光合有效辐射的响应关系。     

气候条件对典型草原牧草生长发育及产量的影响

采用兴安盟扎赉特旗和科右前旗2004--2007年气候生态环境监测站监测的牧草生长发育及地上生物量等基本资料,详细分析了当地气候条件对典型草原牧草生长发育及产量的影响．并对天然草场和围封禁牧草场的生长状况进行了对比。结果表明：牧草高度、盖度及地上生物量受温度和降水量影响最明显,其中降水量的影响超过温度的影响。降水量多的年份地上生物量明显增加,而干旱年份地上生物量减少,其最大值一般出现在7月份,并滞后于降水量最大值。围封禁牧草场牧草长势明显好于天然放牧草场牧草。     

基于气候资源向量的相对气候生产潜力模型研究

从气候状态向量的观点出发,借助于旋转主分量分析方法,计算各站气候资源向量.在此基础上,将光照、热量、水分等气候环境条件综合为气候资源向量并分别与某种作物的标准生长模式曲线线型建立差异(作物生态适宜度)比较关系,提出一种新的农业气候生产潜力模型.由此得到相对光合生产潜力、相对光热生产潜力和相对气候生产潜力,从而改进了原有...     

半干旱草原温室气体排放/吸收与环境因子的关系研究

静态箱一气相色谱法对内蒙古半干旱草原连续两年的实验观测研究结果表明,内蒙古草原是大气CO2和N2O的排放源,而是CH4的汇.在植物生长不同季节,草原生态系统排放/吸收温室气体CO2,CH4和N2O的日变化形式各有不同,其中在植物生长旺季日变化形式最具特征.3种温室气体的季节排放/吸收高峰主要出现在土壤湿度较大的春融和降雨较为集中时期.所有草原植物生长季节CO2净排放日变化形式均为白天出现排放低值,夜间出现排放高值.较高的温度有利于CO2排放,地上生物量决定着光合吸收CO2量值的高低.影响半干旱草原吸收CH4和排放N2O日变化形式的关键是土壤含水量和供氧状况,日温变化则主要影响日变化强度.吸收CH4和排放N2O的季节变化与土壤湿度季节变化分别呈线性反、正相关,相关系数均在0.4～0.6之间.自由放牧使CO2、N2O和CH4交换速率日较差降低,同时使N2O和CH4年度排放/吸收量减少和CO2年度排放量增加.     

黄河源区草地退化对局地气候环境影响的数值模拟

土地覆盖变化会影响到近地层各气象要素发生不同程度的变化.利用中尺度数值模式MM5,设计了一个控制试验和一个敏感性试验.通过对2003年7月一个月的积分,模拟了黄河源区草原退化对局地气候环境的影响.结果表明,黄河源区草原退化导致该地区2 m高度气温及地表温度明显升高;空气湿度及土壤湿度不同程度减小;草原退化后降水的减小影响到径流减小;草原退化后还引起退化区感热通量增加,潜热通量减小,有效通量(感热通量+潜热通量)减小.与草地农牧化相比,草原退化对气候环境的影响程度更强.     

宁夏南部山区天然草场不同植被覆盖度的小气候特征比较

利用不同季节小气候加密观测和小气候常规观测资料,通过分析西吉月亮山禁牧草场和鸦儿湾荒地近地层气温、地温、风速、相对湿度等要素的差异和日变化特征,探讨了不同下垫面下小气候变化的趋势。结果表明:封山禁牧后,下垫面随之变化,会产生所谓的“绿岛效应”,尤其在植被生长旺盛的夏季,气温明显下降,空气湿度增大。说明封山禁牧这一措施对脆弱生态的恢复改造有明显的效果。     

江蓠作为富营养化指示生物及修复生物的氮营养特性

近海环境的污染日趋严重，化学监测方法存在着其固有的缺陷，采用指示性生物来反映变化的水质已越来越为人们所接受。大型海藻江蓠(Gracilaria)为自养生物，易养殖，能忍受盐度、温度等环境条件相对较大的波动，是理想的研究材料；它能对环境中不同形态氮的浓度及来源，通过氨基酸组成、光合色素及组织氮含量等变化作出迅速而灵敏的响应；江蓠生长快，具有大的氮储存能力，及较高的经济价值等特性，已成为水体中营养变化的指示性生物及治理富营养化理想的修复植物。     

基于卫星遥感技术对达尔罕茂明安联合旗草地类型监测分析

利用2009年TM卫星影像,结合地面调查,在地理信息系统平台上(GIS)对达尔罕茂明安联合旗草地类型分布现状进行监测和分析得出:草原总面积为164.93×104hm2,分布着温性草原化荒漠、温性荒漠草原、温性草原和低地草甸4个草原类,前三者在该旗由北向南呈地带性分布,后者在全旗零星分布;还分布着8个草原亚类,25个优势植物群落;植物群落优以克氏针茅(Stipa krylovii)、短花针茅(Stipa breviflora)、小针茅(Stipa glareosa)、多根葱(Allium polyrhizum)、红砂(Reaumuria songarica)、垫状锦鸡儿(Caragana tibetica)、芨芨草(Achnaterum Sibiricum)等为主要建群植物。     

黄土高原芨芨草土壤水分特征及水分利用效率研究

通过对芨芨草草地土壤水分状况及芨芨草水分利用情况进行初步分析，结果表明：芨芨草地土壤贮水量呈明显的季节变化；土壤剖面可依含水量变化分为3层，即速变层、活跃层和稳定层。芨芨草群体水分利用效率以6月份为最高，而单叶水分利用效率7月份最高，具有较强的抗旱性。     

放牧对锡林郭勒典型草原退化影响初探

文章利用1952-2006年实际调查资料对围封和放牧条件下典型草原地上生物量、植物群落组成、数量特征、土壤含水量等进行对比分析,结果表明:与围封样地比较,放牧草场土壤下层水分明显减少,0～100cm土层水分减少12.5mm;植被生产能力下降,羊草和针茅的高度分别下降4.2％和5.2％,生物量减少14.9％和32.1％,群落总生物量下降29.2％,LAI减小22.2％.群落组成结构发生变化,多样性指数降低14.8％,退化现象比较明显.     

基于MODIS增强型植被指数的青海省牧草产量估产研究

利用青海省22个生态环境监测站在2003和2004年牧草生长季内各月所测的牧草鲜草产量数据，并搜集了该时段内逐日的MODIS遥感数据，通过对图像的预处理，云区识别，植被指数的计算及月最大植被指数的合成，形成了与牧草产量数据相对应的MODIS EVI数据。然后按牧草生长季和草地类型建立了牧草鲜草产量与MODIS植被指数的关系模型。结果表明，牧草产量和MODIS EVI之间存在较高的相关性，用指数函数建立产量模型效果较好。按牧草生长季建立的牧草产量检测模型比按草地类型建立的模型相关性要高。     

若尔盖湿地天然牧草生育期变化特征及其对气候变化的响应

基于若尔盖地区天然牧草1983～2013年生育期观测资料和近50年地面气象观测资料,通过趋势分析、相关分析、M-K突变检验和积分回归等数学方法分析了研究区气候变化特征及其对天然牧草高原早熟禾生育期的影响,以揭示若尔盖湿地天然牧草生育期对气候变化的响应规律。结果表明:(1)研究区年降水量有微弱下降趋势,牧草生长关键期5～9月有效降水日数下降趋势最为显著;年均气温、最高气温、最低气温升高趋势显著;牧草生长季4～9月逐月积温有显著增加的趋势;草地干燥指数以0.0256/10a的速率上升,1990s中期后暖干化加剧。(2)2000s牧草返青期、分蘖期、抽穗期较1980s提前,开花期较1990s延后了4天、黄枯期较1980s提前了12天,较1990s延迟了9天、生长期较1980s减少了20天,较1990s增加了8天。(3)3月≥0℃积温、4月和6月≥3℃积温的显著增加,导致了牧草返青期、分蘖期、抽穗期提前;除返青期外有效降水日数越多,生育期越提前,反之亦然;(4)牧草生长期对平均温度、气温日较差、有效降水日数等气象因子敏感;在牧草生长关键期7月不出现干旱或干旱程度较轻的情况下,气候变暖将导致生长期延长。      

不同下垫面空气动力学参数的研究

文中利用中国科学院沙漠研究所与日本国家农业环境技术研究所合作于1990—1994年在中国内蒙古自治区奈曼市半干旱地区沙丘和植被区下垫面观测的微气象数据,根据Monin-Obukhov相似性理论,计算了重度干扰草原、中度干扰草原、轻度干扰草原、无干扰草原、沙丘、沙丘内地、草地、稻田、小麦田、大豆田和玉米田11种下垫面的空气动力学参数粗糙度长度z0,零平面位移d,摩擦速度u*,并分析了它们与水平风速u和Richardson数的关系,比较了不同人为干扰草原生态系统条件下的空气动力学特征。结果表明:地表生物量和覆盖率随着人为干扰强度的增加而减少。不同人为干扰下垫面的粗糙长度与生物量和植被高度以及地表起伏程度有着密切关系;Richardson数也是其影响因子。风速、粗糙度都与摩擦速度成正相关,但对于不同下垫面有所不同,从中可以看到草地对沙漠化有一定的防治作用。同一种下垫面不同时期的空气动力学参数也存在差异。这些结果对建立陆面过程和区域气候模式具有重要的意义。     

Vulnerability of the Asian Typical Steppe to Grazing and Climate Change

The vulnerability of grassland vegetation in Inner Mongolia to climate change and grazing was examined using an ecosystem model. Grazing is an important form of land use in this region, yet there are uncertainties as to how it will be affected by climate change. A sensitivity analysis was conducted to study the effects of increased minimum and maximum temperatures, ambient and elevated CO₂, increased or decreased precipitation, and grazing on vegetation production. Simulations showed that herbaceous above ground net primary production was most sensitive to changes in precipitation levels. Combinations of increased precipitation, temperature, and CO₂ had synergistic effects on herbaceous production, however drastic increases in these climate scenarios left the system vulnerable to shifts from herbaceous to shrub-dominated vegetation when grazed. Reduced precipitation had a negative effect on vegetation growth rates, thus herbaceous growth was not sustainable with moderate grazing. Shifts in temporal biomass patterns due to changed climate have potentially significant implications for grazing management, which will need to be altered under changing climate to maintain system stability.     

草原干旱对天然牧草生长发育及产量形成的影响

天然牧草是放牧畜牧业的主要物质基础，其生长动态和产量形成受气象条件的影响和制约，特别是水分条件在很大程度上决定着植物的地理分布和生物生产力水平。根据降水量及土壤水分条件与天然牧草生长动态及产量的关系，建立了天然牧草生长高度动态模式和草原初级气候生产力模式，以便为进一步研究草原干旱的气候指标提供理论依据。     

基于NDVI的西藏不同草地类型生物量回归建模分析

旨在建立西藏地区不同草地类型的NDVI遥感估测模型,利用多元线性回归建立了不同草地类型的鲜草生物量与SPOT/VEGETATION多年平均年最大归一化植被指数(NDVI)、年降水量和年积温等变量的回归估测模型。并分析了所有草地类型的平均鲜草生物量与平均年最大NDVI、平均年降水量等因子的相关关系。结果表明:年降水量是鲜草长势最重要的影响因子,基于NDVI的鲜草生物量多元线性回归模型能很好的拟合草地(R=0.964)、高寒草甸(R=0.959)、高寒荒漠草原(R=0.772)、温性草原(R=0.892)和高寒草原(R=0.797)等草地类型。      

基于MODIS的天山山区草地类型植被指数变化特征及其与气候因子的关系

本研究建立基于MODIS的天山山区草地类型植被指数并分析其与气候因子的关系,研究发现：天山山区NDVI分布北部大,南部小;西部大,东部小。降水是影响天山山区NDVI的主要因子。天山山区在温度上升0.1℃,面雨量增加10%的情况下,NDVI增加2.5%。2000~2009年天山山区NDVI年平均值为0.35,温度呈上升趋势,降水呈减少趋势,对植被的生长不利,NDVI呈现出减小趋势,但减小不明显。天山山区NDVI最大值的年份,降水并不是最多的,说明植被的长势需要水分和热量匹配。1961~2009年天山山区的气候变化有利于草地NDVI的增加