植被发育期尺度青藏高原草地生产力气候驱动因素分析
文献类型：学位论文
| 作者 | 翟德超 |
| 答辩日期 | 2022-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 李宝林 ; 高锡章 |
| 关键词 | 植被发育期 地上净第一性生产力 气候因子 时间序列和空间梯度分析 植被短期和长期变化趋势 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 地图学与地理信息系统 |
| 英文摘要 | 不同植物物种生命活动周期存在差异，植被对资源需求会因植被类型和发育期而异，特定发育期的气候状况可能会对植被生产力变化产生更为关键的影响。因此，明确影响青藏高原高寒草地生产力的关键发育期及主导的气候因子对预测全球气候变化下青藏高原草地生产力变化趋势具有重要意义。然而青藏高原高寒草具有高度异质性，基于有限且非原位的地面调查可能会在确定这些关键发育期和对应的驱动因素以及气候滞后效应方面带来较大的不确定性。本研究利用 2000~2019 年月尺度降水和气温数据以及年最大归一化植被指数 （Normalized difference vegetation index, NDVI）作为地上净第一性生产力 （Aboveground net primary productivity, ANPP）的代用指标，分别采用时间序列 和空间梯度分析明确了影响青藏高原不同草地类型 ANPP 的关键发育期及主要 驱动因子。时间序列分析主要反映群落内部植被功能性状对气候因素变化的短 期生态响应，而空间梯度反映植被物种组成和相应功能性状对气候条件变化的 长期生态响应。本研究取得的主要进展如下： （1）短时间尺度上，降水而非气温是影响高寒草地 ANPP 变化的主要正向驱动因素，生殖期（7~8 月）降水是最主要的控制因素，枯黄期（9~10 月）降 水和休眠期（11~2 月）气温也显著影响草地生产力。生殖期降水对高寒草甸的 影响比高寒草原更显著。这可能与生殖期植被具有最大叶面积产生较多的耗水 量、更好的水分条件提升了枯黄期芽库大小和状态以及休眠期较高的气温保护 了越冬芽生长有关。 （2）除高寒草原外，前一年植物生长状况对 ANPP 的影响不显著，即使是高寒草原表现为显著影响，但也明显小于当年气候因素的影响。这可能与高寒草地多年生草本植物年际间碳循环机制和不同植物类型根冠比的差异有关。多年生草本植物在寒冷或干旱时期开始之前在地下器官中季节性地积累非结构性碳水化合，并在第二年将它们转移到地上器官以确保多年生草本植物即使在极端气候条件下的某些年份也能安全地生长和繁殖，从而降低了高寒草地 ANPP 波动。具有较低根冠比的高寒草原植物由于地下器官存储的非结构性碳水化合 物较少，导致 ANPP 的波动相对较大，与前一年植被生长状态的相关性更高。 （3）长时间尺度上，典型高寒草甸、沼泽化高寒草甸和高寒草原植被对降水量更敏感，其中虽然沼泽化高寒草甸植被生境更为湿润，但对水分相对更为 敏感；而高寒草原植被生境相对干旱，但对气温相对更敏感；高寒灌丛对气温 更敏感，这可能与不同高寒草地类型优势物种的根系形态以及生活型的差异有 关。根系越深植物更能够利用深层的土壤水因此受降水事件的影响越小；休眠 芽距离地面越高的植物越暴露于空气中因此更容易受到气温的影响。 （4）长时间尺度上，生长前期（3~4 月）、营养生长期（5~6 月）和枯黄期 的降水对高寒草甸和草原 ANPP 影响更大，而生殖期气候因子对草地 ANPP 的影响却十分有限，这可能与不同高寒草地类型优势物种的生长前期和枯黄期芽库动态、营养生长期较高的相对生长速率和年际碳循环机制对生殖期的影响有关。确定短时间尺度上青藏高原主要高寒草地类型 ANPP 的关键植被发育期和主要气候驱动因素以及滞后效应的影响，可服务于短期的草地生产力及牧草产量预测。确定长时间尺度上各类型高寒草地 ANPP 的关键植被发育期及主要气候驱动因素，可为制订青藏高原高寒草地对全球气候变化响应的长期适应性对策提供依据。 |
| 学科主题 | 地图学与地理信息系统 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 86 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/184600]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 翟德超. 植被发育期尺度青藏高原草地生产力气候驱动因素分析[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2022. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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