自然植被对气候变化响应的研究:综述

植被-气候关系的研究已经超越了植被地理学、植被生态学的研究范围，而成为全球变化研究的核心内容之一，从而受到地理学家、生态学家等的广泛关注，并开展了大量的研究。本文概述了过去、现在和未来自然植被对气候变化响应研究的主要进展，阐述了自然植被响应气候变化，特别是未来全球气候变化的基本的可能结果。     

气候变化对我国农业地理分布的影响及对策

依据已有的研究结果, 分析了全球变化的趋势和温室气体（特别是CO2） 对气候变化的贡献和影响以及气候变化对我国和世界农业地理分布和农业生产的影响。分大区分析了气候变化对水稻、小麦、玉米等影响情况。提出了我国农业对全球气候变化应采取的战略对策和措施, 这些对策和措施可分为减缓温室气体排放和适应气候变化两部分。     

气候变化对阿拉善荒漠植被的影响研究

利用1982—2003年NASA GIMMS归一化植被指数(NDVI)数据集和阿拉善左旗、右旗和额济纳旗气温和降水资料,对阿拉善地区NDVI变化和气候变化特征及其相互关系进行了分析。结果表明：①1982—2003年东部地区(左旗植被指数略有增加,而中部(右旗)和西部地区(额济纳旗)则呈下降趋势。季节变化东、中、西部表现不同。左旗和额济纳旗多年平均NDVI的月变化和右旗相反。②东部地区升温率最大,其次是西部和中部地区。降水表现为东部和西部地区(额济纳旗)稍有增加,而中部地区(右旗)呈缓慢减少趋势。季节变化东、中、西部表现不同。多年平均气温和降水量的月变化趋势东、中、西部一致,呈单峰型曲线。③东部地区和中部地区,降水量与植被指数存在明显的年相关、隔季和当季相关,而西部地区额济纳旗没有明显的相关性。阿拉善地区NDVI同温度的相关性不好。     

气候变化对植被和土壤的影响效应

全球气候变化已是当今世界研究的热点。近年来,气候变化对陆地植被以及土壤的影响研究已经广泛开展。通过系统收集和整理气候变化对植被和土壤影响国内外相关研究结果,有利于进一步认识气候变化给生存环境带来的影响。大量野外定量分析以及经验模型预测等方法研究表明:气候变化对陆地植被产生了重要影响,主要表现在植被分布范围、生产力以及多样性的改变。气候变化也会使土壤基本性质发生变化,同时土壤作为全球碳循环过程中重要的中间碳库,土壤有机碳库与气候变化有着密切的关系,气候变暖与土壤有机碳库的分解互为反馈。     

雅鲁藏布江源头区的植被及其地理分布特征

雅鲁藏布江源头区是国家级重要生态功能区,该区域自然背景资料极为缺乏。2002—06和2002—11,结合遥感影像数据,对源头区主要河谷典型地理环境位点植被进行了2次地面踏勘。结果表明：源头区主要植被类型有高寒草原、高寒草甸、高寒灌丛以及高寒垫状植物和流石坡植物。高寒草原类型主要有紫花针茅(Stipa pur purea)草原、青藏苔草(Carex moorcroftii)草原、固沙草(Orinus thoroldii)草原、藏白蒿(Artemisia younghusbandii)草原、藏沙蒿(Artemisia weiibyi)草原。高寒草甸主要类型有高山嵩草(Kobresia pygmaea)草甸、藏北嵩草(Kobresia littledalei)、三角草(Trikeraia hookeri)草甸。高寒灌丛的主要建群种有小叶金露梅(Potentilla parvifolia)、金露梅(Potentilla fruticosa)和变色锦鸡儿(Caragana versicolor)。在雪线附近有由多种高寒植物组成的垫状植物群落和流石坡稀疏植物。对群落的物种组成,分布区的土壤、水分等生态要素以及植被地理格局进行了概括性描述。     

中国西部近20a区域植被活动的季节特征及其对气候变化的响应

1 Introduction As a body of ecosystem, vegetation influences energy balance, climatic, hydrologic and biochemical cycles. Simultaneously it is also influenced by the above-mentioned factors. Therefore, vegetation activity is a perfect sensitivity guidelin…     

纵向岭谷区生态环境对气候变化的适应性评价

通过建立纵向岭谷区生态环境对气候变化的适应性评价指标体系,构建纵向岭谷区生态环境对气候变化适应性的综合评价模型,并根据评价结果对纵向岭谷区生态环境适应性的空间分布特点做出分析。研究表明：纵向岭谷区生态环境对气候变化适应性的总体状况一般,生态环境适应性好和较好的类型区面积仅占了纵向岭谷区总面积的40.37%,主要分布在南部海拔相对较低、自然地理环境条件优越,以及人类活动向有利于生态恢复方向发展的地区;适应性较差和差的类型区面积占了全区总面积的59.63%,主要分布在北部高寒山区,植被破坏严重、相对贫困的地区。因此对该地区应加大生态环境建设力度,防止生态环境的进一步退化,提高对气候变化以及其他外界干扰的适应性。     

新疆植被NPP及其对气候变化响应的海拔分异

利用2000—2017年MODIS NPP数据与气象观测数据,采用趋势分析及相关分析法,揭示了新疆地区植被净初级生产力(NPP)时空演变格局及其对气候变化响应的海拔分异性.结果表明:(1)18 a间,新疆植被NPP年均值为145.96 g C·m-2,以4.422 g C·m-2·(10a)-1速率呈不显著增长;受地形...     

气候变化对中国植被可能影响的模拟

依据我国植被和气候的关系对生物地理模式MAPSS中的某些参数和过程进行了调整。将改进后MAPSS模拟的当前气候状况下潜在植被类型及叶面积指数的分布与我国植被区划图和多年平均的NDVI（NOAA／AVHRR）比较，发现结果有了很大的改进。将大气环流模式HadCM2对未来气候变化的预测结果应用于改进后的MAPSS对我国植被未来的变化进行了模拟。考虑到未来大气升高的CO2浓度对植物水分利用率（WUE）的可能影响，进行了WUE变化和不变化2种预测。结果发现未来气候变化可能导致我国东部森林植被带的北移，尤其是北方的落叶针叶林的面积减少很大，以至可能移出我国境内；华北地区和东北辽河流域未来可能草原化；西部的沙漠和草原可能略有退缩，相应被草原和灌丛取代；高寒草甸的分布可能略有缩小，将被萨瓦纳和常绿针叶林取代。同时模拟的结果表明模型对WUE非常敏感。最后对结果的不确定性进行了讨论。     

自然植物被对气候变化响应的研究：综述

植被－气候关系的研究已经超越了植被地理学、植被生态学的研究范围，而成为全球变化研究的核内容之一，从而受到地理学家、生态学院等的广泛关注，并开展了大量的研究。本文概述了过去、现在和未来自然植被对气候变化响应研究的主要进展，阐述了自然植被响应气候变化，特别是未来全球气候变化的基本的可能结果。     

东北地区植被分布全球气候变化区域响应

根据东北地区生态气候环境和生物地理规律对Holdridge生命地带分类系统进行修正,将东北地区植被分为寒温带湿润森林、寒温带潮湿森林、温带湿润森林、暖温带湿润森林、温带半湿润森林草甸草原、温带半湿润草甸草原、温带半干旱典型草原、暖温带半湿润草甸草原和暖温带半干旱典型草原等9 个生命地带并分析了其空间分布特征。运用大气环流模式分析东北地区由于温室气体增加导致的气候变化趋势。以此为基础评价东北地区植被分布的区域响应。全球气候变暖情景下,东北地区暖温带和温带范围明显扩大,而寒温带范围缩小甚至退出东北地区,植被分布界限显著北移;同时湿润区面积减少半湿润区和半干旱区扩大,导致森林面积缩小草原面积扩大。     

中国草原区植被变化及其对气候变化的响应

利用1982~2006年GIMMS NDVI和气象数据,探究中国草原区植被变化及对气候的响应。结果表明,近25 a中国草原区植被覆盖总体呈上升趋势,但季节变化空间差异明显。春季温度对温带典型草原、高寒草甸草原和高寒典型草原植被生长有重要影响,而夏季和秋季温度同样对高寒草甸草原影响显著;夏季降水增多能明显促进夏季温带荒漠草原植被生长。除8月份以外,温带草原5~9月NDVI均与前一个月降水显著正相关;在生长季内,高寒草原NDVI与同期温度显著正相关,但8月份除外。此外高寒草原植被在生长最旺盛时期对降水变化存在1~3个月滞后期。     

气候变化下蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicum)适宜生境预测

蒙古沙拐枣(Calligonum mongolicum)是中国干旱、荒漠地区主要的防风固沙植物,预测该气候变化对其地理分布范围的影响,对中国荒漠化防治工作具有指导意义。采用获得的蒙古沙拐枣108个种群分布数据和22个气候环境因子数据,利用最大熵(MaxEnt)模型软件预测蒙古沙拐枣在当前、2041-2060年及2061-2080年在中国干旱区的潜在地理分布,探究气候变化对该物种分布的可能影响。结果表明:(1)影响蒙古沙拐枣分布的主要气候环境因子为年降水量、年平均气温、气温年较差、最干季降雨量以及海拔;(2)目前,蒙古沙拐枣的适宜生境面积约为5.4×10^5 km^2,高适宜生境为7×10^4 km^2,主要分布在新疆塔里木盆地、准噶尔盆地边缘地带、甘肃河西走廊及其周边、腾格里沙漠;(3)在未来气候变化的情景下,蒙古沙拐枣的适宜生境范围大幅增加,适宜生境向高纬度地区移动,高适宜生境集中分布于甘肃河西走廊以及腾格里沙漠地区,且呈带状分布。     

Climatic Change and Desert Vegetation Distribution: Assessing Thirty Years of Change in Southern Nevada's Mojave Desert

A major theme in physical geography and biogeography is understanding how vegetation changes across geographic gradients during climate change. We assess shifts in distributions of fifteen Mojave Desert plant species based on a 2008 resurvey of 103 vegetation transects that were established in 1979. We model changes in species distributions using Maximum Entropy (Maxent) with environmental and climate variables to predict probability of species’ occurrences. Climate during the ten-year period preceding the 2008 vegetation survey was 1.5°C warmer and 3 cm per year of precipitation drier than the ten years preceding 1979. Species inhabiting the highest elevations and strongly correlated with precipitation displayed areal reductions from 1979 through 2008.     

1999—2010年中国西北地区植被覆盖对气候变化和人类活动的响应

中国西北地区气候干旱,频繁出现沙尘天气,属于生态脆弱区域,而植被变化是生态系统对气候变化响应的指示器,研究其变化对改善西北生态环境具有重要意义.本文利用1999—2010年归一化植被指数(NDVI)以及气象数据研究中国西北地区植被覆盖时空变化,以Sen趋势度结合Mann-Kendall检验、相关和偏相关分析以及残差法分析人类活动和气候变化对植被覆盖变化的影响.结果表明:西北地区植被覆盖整体呈增加趋势,但在局部地区气候干旱少雨和人类活动抑制植被生长.植被变化强度空间差异是人类活动和气候要素共同作用的结果:气温高,降水少,大部分地区植被覆盖与气候要素相关显著,并且植被变化对气温和降水的响应存在一定滞后时间;蒸发量大于降水量,人类引水灌溉弥补降水不足,使得农业植被呈增长趋势.新疆北部地区植被覆盖呈下降趋势,原因是气候干旱、沙漠化严重会抑制植被生长,人类活动频繁、城市扩建同样会破坏植被生长.     

中国亚热带地区柑桔气候风险评估

综合考虑柑桔气候适宜性水平及其变率变化,构建柑桔的风险度模型,运用滑动建模技术对中国亚热带地区柑桔的气候风险性进行动态分析与评估。根据风险分布强度将中国亚热带地区柑桔温度、降水、日照和气候风险大致分为三类型:低风险型、中风险型和高风险型。温度风险度大致呈纬度地带性分布,除西部高山区外,由低纬向高纬风险度依次增高;降水风险度呈现亚热带中部低,北部和西部高;与降水风险度相反,日照风险度在亚热带中部高,北部和西部低;气候风险度受温度变化的主导,也大致呈现纬度地带性,呈现高纬和西部高海拔区高,低纬和东部沿海区低。柑桔气候风险在时间和空间变化上都存在着差异,近46年来,中国亚热带地区柑桔气候风险度有逐渐增加的趋势,尤其以20世纪80年代初以来增加的最快;由于全球气候变暖的影响,亚热带东部和南部风险较低的区域分布有逐渐减少的趋势,而北部和西部风险高的区域分布有进一步增大并向东部和南部扩展的可能。从中国亚热带地区柑桔减产率大于10%、20%、30%的气候风险度分布区域变动过程来看,柑桔各减产率的气候风险度分布具有很明显的区域性和连续性,大体上由东南向西北呈增高趋势。     

俄罗斯布里亚特共和国植被NPP时空分布格局及其对气候变化的响应

研究利用遥感和气象数据以及改进后的CASA模型（生物温度代替月均温）,估算俄罗斯布里亚特共和国2000-2008年的植被NPP,并验证模型的精度,分析该地区植被NPP的时空分布格局及其对气候变化的响应规律。研究结果表明：改进后的CASA模型具较高精度,可运用于布里亚特共和国植被NPP的估算。时间上,植被NPP年际上呈现为在波动中上升的趋势,月份上表现为先升后降的单峰变化趋势;空间上,植被NPP呈现出随经度的增加而增大,随纬度的增加而减小,由西南到东北逐渐递增的分布格局;不同植被类型的NPP从大到小依此为：草地、沼泽林〉森林〉森林、草原〉稀树草原〉高山植被。该地区植被NPP的变化主要受气温和降水量变化的作用。     

2000~2014年黑龙江流域（中国）植被覆盖时空变化及其对气候变化的响应

采用MODIS/NDVI数据,利用Theil-Sen Median 趋势分析、Mann-Kendall 以及Hurst指数方法分析2000~2014年黑龙江流域（中国）植被的时空变化特征、植被变化发展趋势及可持续性特征;应用相关分析法研究了气候变化对植被生长的影响。结果表明,2000~2014年黑龙江流域（中国）植被NDVI指数呈缓慢增加趋势,山区植被覆盖增加显著,东北部平原区植被覆盖持续退化,总体上植被覆盖持续改善能力较弱。植被NDVI对气候响应的季节差异显著,且不同类型植被对气候因子的响应不一致：春季植被NDVI主要受温度影响,夏季植被NDVI主要受降水量影响,秋季林地NDVI与温度正相关、草地NDVI与降雨量正相关。     

北方农牧交错带植被覆盖的动态变化及其与气候因子关系

利用1991--2000年连续10a逐旬的NOAA时间序列数据,采用最大NDVI值法,分析我国北方农牧交错带植被覆盖的动态变化。结果表明：10a来,年最大NDVI值为0．736-0．848,1994年以后逐年下降;植被覆盖率呈降低趋势,轻度减少与轻度增加的比例差值平均达到38％。在此基础上,结合同期气象数据(月平均气温、降水数据),利用偏相关分析和复相关分析,探讨了不同时期(汛期与非汛期)农牧交错带最大NDVI变化气候驱动的区域分异,将研究区划分为气温相关型、降水相关型、降水气温相关型和非气温降水显著相关型四种类型。     

六盘山山地植被物候地带性分异及其对气候变化的响应

山地系统作为植被脆弱带及气候转换与变化的敏感区,能直观反映植被对全球环境变化的响应及适应过程.该文基于1982-2015年GIMMS NDVI 3g时间序列数据集,利用TIMESAT 3.3动态阈值法提取六盘山山地植被物候参数,结合气温、降水及光照数据集,利用最小二乘法趋势检验、偏相关分析等方法,研究六盘山山地植被物候分异规律及其对气候变化的响应.结果表明:1)六盘山山地植被生长季始期推迟幅度为11.1 d·km-1,生长季末期提前,导致生长季长度缩短幅度为22.6 d·km-1.2)生长季长度和生长季始期空间格局相似,由西北高海拔地区向东南低海拔地区呈山地垂直地带性规律;生长季中期以36°N为界,呈纬度地带性规律,生长季末期以106°30′E为界,经度地带性变化规律显著.3)气候因子在植被不同生长阶段的主导作用不同,气温对六盘山物候变化影响最显著;3月气温升高促使夏季物候提前,9月降水增加促使秋季物候推迟;6月气温升高与9月降水增加导致耕地生长季中期显著推迟,灌木、林地生长季中期显著提前;生长季始期对3月日间最高气温的负敏感性最强,生长季末期对9月夜间最低气温的正敏感性最强,该结论与植被生长生理特征一致.