植被秋季物候对干旱的响应机制研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 董康博 |
| 答辩日期 | 2025-06 |
| 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 | 吴朝阳 ; 汪箫悦 |
| 关键词 | 植被秋季物候 干旱 北半球 叶特征 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 地图学与地理信息系统 |
| 英文摘要 | 全球气候变化对生态系统产生着深远的影响，同时影响着人类的可持续发展与自然的各项重要过程。植物物候作为气候变化的敏感指标，备受研究者关注。研究发现气候变化直接塑造了植被的生长节律，而植物的生长节律则对植被活动、生态系统生产力产生着重要的影响和反馈效应。研究证明，秋季物候对植被生长季长度的控制以及对生态系统的碳吸收有着重要影响。干旱作为一种重要的自然灾害，随着气候变化的进行发生频率和强度都有不断增强的趋势，是植被秋季物候的重要影响因素之一，因此，有必要深入研究植被秋季物候对干旱的响应机制。 本研究利用由遥感数据集反演得到的1982–2022 年北纬30°以北地区的植被秋季物候，并结合土壤水含量、饱和水汽压差，以及平均温度、降雨量、太阳辐射等气象数据，分析了各气象因子对植被秋季物候的影响，并对比了各气象因子影响的相对重要性；随后结合各项干旱特征和植被特征，分析了影响植被秋季物候抵抗干旱能力的关键因素和特征；对植被秋季物候对干旱的响应机制进行研究。主要得到以下结论： （1）1982–2022 年间，对北半球植被秋季物候影响最大的气象因子是平均温度和太阳辐射，二者均在大部分研究区域与植被秋季物候呈现正相关（占研究区域面积60%以上）。同时，土壤干旱和大气干旱对植被秋季物候的影响在过往的研究中受到了低估，本研究发现约58%的研究区域内植被秋季物候与饱和水汽压差呈现负相关关系，在温带草原、稀树草原和灌丛，以及沙漠和干旱灌丛中，饱和水汽压差是较为主要的植被秋季物候影响因素，其中均有66%以上的面积植被秋季物候与饱和水汽压差呈现负相关。同时，本研究发现约有25%面积中饱和水气压差是植被秋季物候敏感性最强的气候因子，为研究引入的5 种气候因子中最高。研究发现约61%研究面积中植被秋季物候与土壤水含量呈现正相关关系，在山地草原和灌丛中，土壤水含量是植被秋季物候较为主要的影响因素，在约69%的研究面积中植被秋季物候与土壤水含量呈现正相关关系。 （2）本研究表明，在影响植被秋季物候的各类干旱特征中，干旱频率是最关键的影响因子。具体而言，干旱频率对植被秋季物候的影响呈现出显著的滞后效应，这种滞后效应可能持续数年之久。同时，本研究发现干旱持续时间对植被秋季物候的影响低于干旱频率，然而，干旱强度、干旱严重程度等干旱特征对植被秋季物候的影响规律不够明显，说明二者不是影响植被秋季物候的主要干旱特征。这一结果表明，虽然极端干旱事件可能造成短期内植被秋季物候提前，但从长期物候变化的角度来看，干旱发生的频次比单次干旱的强度或严重程度更为重要。 （3）植被叶特征可以反映植被采取的“投资”策略，通常比叶面积、叶片氮浓度和叶片磷浓度等参数较高的植被采取的“投资”策略较为激进，这意味着这类植被在建造单位质量叶片时往往会消耗更多能量和物质，同时这类叶片也往往更容易损耗，但这类叶片往往进行光合作用等生理活动时效率更高，从而可以使得植被生产更多能量、吸收更多生理活动必须的物质。相反，采取较为保守“投资”策略的植被建造单位质量叶片时则往往消耗更少的资源 (例如针叶等)，同时这类叶片也往往更加耐用，但这类叶片在进行光合作用等生理活动时效率往往较低。本研究发现，采取较为激进“投资”策略的植被在水分充足、环境适宜的情况下往往更具备竞争优势。而当水分缺乏或经历干旱事件时，采取较为激进“投资”策略的植被秋季物候往往会有更大幅度的提前，这说明这类植被秋季物候抵抗干旱能力相对较弱，其生理活动更易受到干旱干扰；而采取较为保守“投资”策略的植被在经历水分缺乏或干旱时，植被秋季物候提前程度往往较小或不会提前，这说明这类植被秋季物候抵抗干旱能力较强，其生理活动不易受到干旱干扰。本研究揭示了植被秋季物候对干旱的响应规律，为深入理解植被对全球气候变化的适应提供了科学依据。 |
| 学科主题 | 地图学与地理信息系统 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 71 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/215742]  |
| 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 | 董康博. 植被秋季物候对干旱的响应机制研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2025. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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