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相似文献
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1.
中亚热带人工针叶林对未来气候变化的响应   总被引:5,自引:0,他引:5  
利用基于生理生态学过程的EALCO模型,探讨了千烟洲中亚热带人工针叶林生态系统对未来气候变化的响应.结果表明:CO2浓度、温度和降水的变化对该人工林生态系统碳水通量影响的程度不同,其中CO2浓度>温度>降水.CO2浓度是生态系统总光合生产力(GPP)的主要驱动因子,温度与CO2浓度均是控制生态系统呼吸的主要环境因子,温度的升高使植物地上部分呼吸明显增加,而CO2浓度升高则对土壤呼吸影响较大.温度升高使蒸散(ET)增加,而CO2浓度升高则使ET减少.在未来气候变化情景(2100年)下,该人工林生态系统的净初级生产力将增加22%,说明其仍具有较强的固碳潜力.  相似文献   

2.
荒漠草原是内蒙古草原主要类型之一,生态系统脆弱,对气候变化响应敏感。利用四子王旗生态气象观测试验站50年的气候数据、近5年的土壤调查资料和7年草地样方资料对CENTURY模型适用性进行检验;分析了过去50年地上净初级生产力(ANPP)与26个气象因子之间的相互关系;最后基于区域气候模式系统PRECIS输出的2021—2050年SRES B2、A2和A1B气候排放情景数据,分析未来50年研究区ANPP的可能变化趋势。结果表明:CENTURY模型能够成功模拟这类荒漠草原的季节动态和年际变化;生长季内逐月地上生物量模拟值与观测值之间具有较好的相关性(R2=0.66,P0.01);在过去50年中,四子王旗荒漠草原温度增加,降水略增,ANPP增加;模拟的ANPP随气温和降水的变化呈现出明显的变化规律;相关分析表明,ANPP与降水量呈显著正相关,与年极端最高气温和年蒸发量呈显著负相关,与其余气象因子相关性不显著;在SRES B2、A2和A1B情景下,未来四子王旗荒漠草原平均最高气温、最低气温和降水量均呈现增加趋势,ANPP年际间波动较大,但总体增加趋势明显,分别较基准时段增加了2.55%、4.19%和9.44%;3种情景下,未来四子王旗气候变化均对ANPP产生正面影响。本研究实现了CENTURY模型在内蒙古荒漠草原上的应用,弥补了由于西部荒漠草原区缺乏连续长期野外试验数据及生态系统异质性而导致无法对草地生产力进行准确动态评估的不足。  相似文献   

3.
利用内蒙古锡林浩特国家气候观象台1994~2009年牧草生长季逐月实测资料,对CENTURY模型进行检验,模拟内蒙古典型草原1953~2010年间地上净初级生产力(ANPP)动态,并与26个气象因子进行相关性分析。模型检验结果显示,模拟值与观测值之间的相关系数为R2=0.66,斜率b=0.95,误差平方根值为50.51g.m-2,平均绝对百分比误差为44.19%。结果表明:(1)CENTURY模型能比较准确地模拟这类草原的季节动态和年际变化;在过去的58年中,内蒙古典型草原温度增加,降水减少,ANPP下降;ANPP变化趋势与降水量相似。(2)用实际气象观测资料模拟获得的ANPP随气温和降水的变化呈现出明显的变化规律,生长季内地上生物量对降水和温度的季节性分布也非常敏感;相关分析进一步表明,ANPP对生长季内降水量和极端高温非常敏感,而与年极端最低气温、平均地面温度、日照时数、平均风速和最大积雪深度无显著相关关系;过去58年研究区ANPP下降是降水减少、温度升高以及干旱事件频发共同作用的结果。(3)根据预测,在SRES B2情景下,未来50~100年内蒙古典型草原生长季平均最高气温和最低气温都将呈升高趋势,2080s分别升高4.01℃、4.35℃,每10年增加速率分别为0.35℃和0.38℃;降水量略呈增加,2020s、2050s和2080s研究区生长季将分别增加3.17%、5.13%和7.03%,每10年增加速率为0.09mm;ANPP呈下降趋势年际间波动较大,2020s、2050s和2080s研究区将分别下降5.76%、7.52%和11.42%,每10年下降速率为0.76g.m-2。  相似文献   

4.
应用Century生态系统模型,作模拟内蒙古锡林河流域羊草草原和大针茅草原在1980 ̄1989年的生物量动态,并估测气候变化和大气CO2浓度倍增对典型草原初级生产力和土壤有机质含量的影响。Century模拟的生物量季节动态和年际变化同野外实测值显地吻合。在大针茅草原,野外实测值为142.45 ̄144.37g/m^2,而模拟值为127.04 ̄156.23g/m^2;在羊草草原,野外实测值为210  相似文献   

5.
应用Century 生态系统模型,作者模拟内蒙古锡林河流域羊草(Aneurolepidium chinense)草原和大针茅(Stipa grandis)草原在1980~1989 年的生物量动态,并估测气候变化和大气CO2 浓度倍增对典型草原初级生产力和土壤有机质含量的影响。Century 模拟的生物量季节动态和年际变化同野外实测值显著地吻合。在大针茅草原,野外实测值为142.45~144.37 g/m 2,而模拟值为127.04~156.23 g/m 2;在羊草草原,野外实测值为210.38~227.44 g/m 2,而模拟值为189.25~193.98 g/m 2。根据加拿大气候中心和美国地球物理流体动力学实验室的大气环流模型预测的气候变化数据,气候变化将导致羊草草原和大针茅草原初级生产力和土壤有机质含量显著下降  相似文献   

6.
陆生植物稳定碳同位素组成与全球变化   总被引:18,自引:5,他引:13  
分析了大气CO2浓度、温度、降水和海拔高度等环境因素对陆生植物稳定性碳同位素组分的影响及其作用机理,综述了国内外碳稳定同位素技术在全球变化研究中的进展和应用,如重建大气CO2浓度变化,揭示温度、降水对树木生长的“滞后效应”和“幼龄效应”,确定不同光合型植物随海拔高度的分布变化,以及通过碳稳定同位素技术揭示不同时间尺度上和不同气候条件下的植物水分利用效率变化及不同生活型植物的水分利用效率差异,并探讨研究中存在的问题及其研究前景.  相似文献   

7.
供氮和增温对倍增二氧化碳浓度下荫香叶片光合作用的影响   总被引:15,自引:3,他引:12  
供给0~0.6 mg N的盆栽荫香(Cinnamomum burmannii)幼树分别生长在倍增CO 2(+CO2,731 μmol·mol-1)和正常空气CO 2浓度(CO 2,365 μmol·mol-1)的生长箱内,昼夜温度分别为25/23 ℃和32/25 ℃,自然光照下生长30 d.以生长在CO2和25/23 ℃下的植株为对照研究增温和氮对+CO2叶片光合作用的影响.结果表明,在+CO2和25/23 ℃下无氮和氮处理植株的平均光合速率(Pnsat)较+CO2和32/25 ℃下的叶片高5.1%,温度增高降低叶片Pnsat;而Pnsat随供氮而增高.在+CO2条件下,生长在32/25 ℃下的叶片Rubisco最大羧化速率(Vcmax)和最大电子传递速率(Jmax)较25/23 ℃下的低(P<0.05),温度增高降低+CO2下叶片的Vcmax和Jmax在+CO2下叶片光合呼吸速率(Rp)较低,生长温度增高提升Rp.在CO2下生长温度从25/23 ℃增至32/25 ℃,叶片的Rubisco含量(NR)和Rubisco活化中心浓度(M)降低,而供氮能增高NR和M.供氮能减缓温度增高对倍增CO2下荫香叶片光合作用的限制.  相似文献   

8.
利用内蒙古锡林浩特国家气候观象台1994~2009年牧草生长季逐月实测资料,对CENTURY模型进行检验,模拟内蒙古典型草原1953~2010年间地上净初级生产力(ANPP)动态,并与26个气象因子进行相关性分析。模型检验结果显示,模拟值与观测值之间的相关系数为R2=0.66,斜率b=0.95,误差平方根值为50.51 g·m-2,平均绝对百分比误差为44.19%。结果表明:(1)CENTURY模型能比较准确地模拟这类草原的季节动态和年际变化;在过去的58年中,内蒙古典型草原温度增加,降水减少,ANPP下降;ANPP变化趋势与降水量相似。(2)用实际气象观测资料模拟获得的ANPP随气温和降水的变化呈现出明显的变化规律,生长季内地上生物量对降水和温度的季节性分布也非常敏感;相关分析进一步表明,ANPP对生长季内降水量和极端高温非常敏感,而与年极端最低气温、平均地面温度、日照时数、平均风速和最大积雪深度无显著相关关系;过去58年研究区ANPP下降是降水减少、温度升高以及干旱事件频发共同作用的结果。(3)根据预测,在SRES B2情景下,未来50~100年内蒙古典型草原生长季平均最高气温和最低气温都将呈升高趋势,2080s分别升高4.01℃、4.35℃,每10年增加速率分别为0.35℃和0.38℃;降水量略呈增加,2020s、2050s和2080s研究区生长季将分别增加3.17%、5.13%和7.03%,每10年增加速率为0.09 mm;ANPP呈下降趋势年际间波动较大,2020s、2050s和2080s研究区将分别下降5.76%、7.52%和11.42%,每10年下降速率为0.76 g·m-2。  相似文献   

9.
大气二氧化碳浓度变化对禾谷缢管蚜种群动态的影响   总被引:1,自引:1,他引:0  
利用开顶式熏气室研究了大气CO2浓度和土壤水分对禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi (L.)种群动态的影响,并分析了禾谷缢管蚜密度与被处理小麦叶片化学成分的关系。结果表明:(1)禾谷缢管蚜种群密度随CO2浓度升高而持续增大并与土壤水分密切相关,各CO2浓度下均以60%田间持水量时的密度最大;(2)CO2和土壤水分对小麦叶片化学成分有明显的影响,麦叶水分、可溶性蛋白质、可溶性糖、淀粉含量随CO2浓度和土壤水分含量上升而增加,纤维素含量随CO2浓度上升而增加、随土壤水分含量上升而降低,单宁、丁布(DIMBOA)含量在CO2浓度为550 μl/L时最高,但单宁含量随土壤水分上升而增加,丁布含量在60%田间持水量时最低;(3)禾谷缢管蚜密度与叶片水分、可溶性蛋白质、可溶性糖、淀粉含量呈正相关,与丁布、单宁含量呈负相关。结论:在未来的气候条件下,随着CO2浓度升高禾谷缢管蚜种群可能会持续增长,这种增长在半干旱区更加突出。禾谷缢管蚜种群增长的原因之一是大气CO2和土壤水分条件改变了植物的化学成分构成。  相似文献   

10.
大气二氧化碳浓度变化对禾谷缢管蚜种群动态的影响   总被引:3,自引:0,他引:3  
张钧  杨惠敏等 《昆虫学报》2002,45(4):477-481
利用开顶式熏气室研究了大气CO2浓度和土壤水分对禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi (L.)种群动态的影响,并分析了禾谷缢管蚜密度与被处理小麦叶片化学成分的关系。结果表明:(1)禾谷缢管蚜种群密度随CO2浓度升高而持续增大并与土壤水分密切相关,各CO2浓度下均以60%田间持水量时的密度最大;(2)CO2和土壤水分对小麦叶片化学成分有明显的影响,麦叶水分、可溶性蛋白质、可溶性糖、淀粉含量随CO2浓度和土壤水分含量上升而增加,纤维素含量随CO2浓度上升而增加、随土壤水分含量上升而降低,单宁、丁布(DIMBOA)含量在CO2浓度为550 μl/L时最高,但单宁含量随土壤水分上升而增加,丁布含量在60%田间持水量时最低;(3)禾谷缢管蚜密度与叶片水分、可溶性蛋白质、可溶性糖、淀粉含量呈正相关,与丁布、单宁含量呈负相关。结论:在未来的气候条件下,随着CO2浓度升高禾谷缢管蚜种群可能会持续增长,这种增长在半干旱区更加突出。禾谷缢管蚜种群增长的原因之一是大气CO2和土壤水分条件改变了植物的化学成分构成。  相似文献   

11.
侯向阳  纪磊  王珍 《生态学报》2014,34(21):6256-6264
不同草原利用方式正在影响着内蒙古的草原生态系统,而且在未来降水空间格局变化的背景下,它们共同决定了生态系统植被类型、净初级生产力(NPP)和生态系统碳积累。选取内蒙古中部两个重要的草地类型:荒漠草原和典型草原,研究不同草原利用方式(围栏禁牧、划区轮牧、割草、自由放牧)植物群落在降雨量不同的两个生长季节地上(ANPP)、地下净初级生产力(BNPP)的变化,同时也评估了植物群落的碳积累,研究结果表明:1)在降雨量亏缺年份,与围封相比,荒漠草原自由放牧区ANPP、BNPP及碳积累分别下降了57.1%、51.7%和56.0%,而典型草原自由放牧区分别下降了18.4%、25.1%和17.9%。2)在降雨量充足年份,与围封相比,荒漠草原划区轮牧区ANPP、BNPP以及碳积累分别增加了18.2%、9.8%和21.9%,而典型草原各处理下围封禁牧区ANPP仍是最高;3)两种草地类型下,降雨量对自由放牧的调控作用高于其它草地利用方式;4)荒漠草原ANPP在丰雨年是欠雨年的2倍,而典型草原仅增加了79.0%,降雨量对荒漠草原生产力的季节调控作用远高于典型草原。在未来全球气候变暖和降水格局变化的情况下,荒漠草原降雨量是影响荒漠植物群落NPP和碳积累的主导因子。  相似文献   

12.
降水时间对内蒙古温带草原地上净初级生产力的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
郭群  胡中民  李轩然  李胜功 《生态学报》2013,33(15):4808-4817
全球气候变化下降水时间的改变将深刻影响草原生态系统地上净初级生产力(ANPP),而草原生态系统ANPP是区域碳循环的重要过程.利用1998-2007年的SPOT-VEG NDVI数据并结合111个样点的ANPP地面样方调查数据,获得了内蒙古温带草原1998-2007年的ANPP区域数据,依此分析了中国内蒙古温带草原以及区域内的3种植被类型(荒漠草原、典型草原、草甸草原)降水时间对ANPP的影响.研究结果表明,对于整个内蒙古温带草原来说,一个水分年内(从上一年9月份到当年地上生物量达最大值时的8月份)影响ANPP较为重要的降水月份为2-7月份,其中,5-7月份降水尤为重要.具体到每个月降水的影响,研究发现,7月份降水最重要,而仍处于生长季的8月份降水相对于其他生长季降水作用最小;影响不同草地类型最重要的降水时期存在一定差异,对荒漠草原和典型草原地区来说,ANPP达最大值前3个月(5-7月份)的生长季降水最重要,而8月份降水影响较小,而草甸草原地区8月份和非生长季的3、4月份降水最重要,但各个降水时期降水对ANPP的影响都较荒漠草原和典型草原小,大部分地区降水对ANPP的影响不显著.  相似文献   

13.
采用涡度相关法对2005年生长季内蒙古锡林河流域羊草(Leymus chinensis)草原净生态系统交换(Net ecosystem exchange, NEE)进行了观测。观测结果表明:作为生长季降雨量仅有126 mm的干旱年,锡林河流域羊草草原生态系统受到强烈的干旱胁迫,其净生态系统碳交换的日动态表现为具有两个吸收高峰,净吸收峰值出现在8∶00和18∶00左右。最大的CO2吸收率为-0.38 mg CO2·m-2·s-1,出现在6月底,与丰水年相比生态系统最大CO2吸收率下降了1倍。就整个生长季而言,不管是白天还是晚上2005年都表现为净CO2排放,整个生长季CO2净排放量为372.56 g CO2·m-2,是一个明显的CO2源。土壤含水量和土壤温度控制着生态系统CO2通量的大小,尤其是在白天,CO2通量和土壤含水量的变化呈现出显著的负相关关系,和土壤温度表现为正相关关系。  相似文献   

14.
We analyzed the long-term dynamics of aboveground biomass ofLeymus chinense steppe in relation to interannual variation of precipitation and temperature during 1980–1989 at levels of community, growth form and species in the Xilin river basin, Inner Mongolia Autonomous Region, China. Annual aboveground net primary production (ANPP) varied from 154.00 g m-2 yr-1 in 1980 to 318.59 g m-2 yr-1 in 1988, with a mean of 248.63 g m-2 yr-1 and the coefficient of variation of 25%. ANPP was not significantly correlated to annual precipitation and total precipitation during April–September atp0.05 level, but precipitation in May and August accounted for 69% of interannual variation of ANPP. The means of rain use efficiency and water use efficiency ofL. chinense steppe were 8.1 kg DM ha-1 mm-1 yr-1 and 0.89 mg DM g-1 H2O respectively. Aboveground biomass of various growth forms and species had different response patterns to interannual variation of precipitation and temperature. Monthly and seasonal distribution of precipitation and temperature were the key controls of aboveground biomass of species.  相似文献   

15.
Clarifying spatial variations in aboveground net primary productivity (ANPP) and precipitation-use efficiency (PUE) of grasslands is critical for effective prediction of the response of terrestrial ecosystem carbon and water cycle to future climate change. Though the combination use of remote sensing products and in situ ANPP measurements, we quantified the effects of climatic [mean annual precipitation (MAP) and precipitation seasonal distribution (PSD)], biotic [leaf area index (LAI)] and abiotic [slope gradient, aspect, soil water storage (SWS) and other soil physical properties] factors on the spatial variations in ANPP and PUE across different grassland types (i.e., meadow steppe, typical steppe and desert steppe) in the Loess Plateau. Based on the study, ANPP increased exponentially with MAP for the entire temperate grassland; suggesting that PUE increased with increasing MAP. Also PSD had a significant effect on ANPP and PUE; where more even PSD favored higher ANPP and PUE. Then MAP, more than PSD, explained spatial variations in typical steppe and desert steppe. However, PSD was the dominant driving factor of spatial variations in ANPP of meadow steppe. This suggested that in terms of spatial variations in ANPP of meadow steppe, change in PSD due to climate change was more important than that in total annual precipitation. LAI explained 78% of spatial PUE in the entire Loess Plateau temperate grassland. As such, LAI was the primary driving factor of spatial variations in PUE. Although the effect of SWS on ANPP and PUE was significant, it was nonetheless less than that of precipitation and vegetation. We therefore concluded that changes in vegetation structure and consequently in LAI and/or altered pattern of seasonal distribution of rainfall due to global climate change could significantly influence ecosystem carbon and water cycle in temperate grasslands.  相似文献   

16.
In the steppe of Inner Mongolia, forage is the only source of feed for sheep. The forage intake of sheep can be characterized in both quantity and quality terms, which are determined by environmental and anthropogenic factors and grazing has a strong effect on steppe productivity and the grassland ecosystem. Evaluation of forage quality and quantity is therefore of critical importance. The effects of grazing intensity, interannual variability effects, and species composition on aboveground net primary productivity (ANPP) and forage nutritional characteristics were investigated in a controlled grazing experiment along a gradient of 7 grazing intensities (from non-grazed to very heavily grazed) over six years (2005–2010) on typical steppe in Inner Mongolia. Forage nutritional characteristics were defined by the nutritional value (concentrations of crude protein (CP), cellulase digestible organic matter (CDOM), metabolizable energy (ME) and neutral detergent fibre (NDF)) and the nutritional yield. The forage nutritional yield is a function of ANPP and the forage nutritional value. Forage nutritional value increased but ANPP and nutritional yields decreased with increasing grazing intensity. The inter-annual variation of ANPP, forage nutritional value and yield were weakly linked to the inter-annual variability of precipitation. However, ANPP and nutritional value also varied during the growing season, depending on the seasonal distribution of precipitation and temperature, which influence forage digestibility (CDOM) and metabolizable energy (ME), with higher CDOM and ME under high seasonal precipitation and low seasonal mean temperature. Forage nutritional value and yield, as well as ANPP, were predominantly determined by the dominant species rather than by species diversity. The results suggest that forage nutritional yield in the Inner Mongolian steppe is predominantly determined by the ANPP and only to a minor extent by forage nutritional value, and is predominantly determined by the dominant species and only to a minor extent by species diversity. Therefore, herbage productivity seems to be the most limiting factor in managing this steppe ecosystem as a feeding resource for livestock and to be the best ecological and environmental indicator for grassland management practices.  相似文献   

17.
内蒙古温带草原区植被盖度变化及其与气象因子的关系   总被引:7,自引:0,他引:7  
许旭  李晓兵  梁涵玮  黄玲梅 《生态学报》2010,30(14):3733-3743
利用1982-1999年内蒙古地区NOAA/AVHRR的NDVI数字遥感影像,对内蒙古温带草原区植被盖度进行了反演,探讨了近20a来温带草原植被盖度的变化情况,并对植被盖度与不同组合方式的降水及气温数据进行了相关分析,探讨了植被盖度与气象因子的关系。结果表明:①近20a来温带草原植被盖度呈上升趋势,占总面积72%的草原植被盖度发生了增长,3种不同草原类型中典型草原盖度上升趋势最为明显;②温带草原生长季平均盖度、逐月盖度与降水成正相关关系,与气温呈负相关关系,其中降水对盖度的影响存在着时滞及累积效应;③3种草原类型植被盖度对气象因子的敏感性不同,荒漠草原植被盖度与气温和降水相关性最强,其次为典型草原与草甸草原。  相似文献   

18.
Concomitant changes of annual precipitation and its seasonal distribution within the context of global climate change have dramatic impacts on aboveground net primary productivity (ANPP) of grassland ecosystems. In this study, combining remote sensing products with in situ measurements of ANPP, we quantified the effects of mean annual precipitation (MAP) and precipitation seasonal distribution (PSD) on the spatial variations in ANPP along a climate gradient in Eurasian temperate grassland. Our results indicated that ANPP increased exponentially with MAP for the entire temperate grassland, but linearly for a specific grassland type, i.e. the desert steppe, typical steppe, and meadow steppe from arid to humid regions. The slope of the linear relationship appeared to be steeper in the more humid meadow steppe than that in the drier typical and desert steppes. PSD also had significant effect on the spatial variations in ANPP. It explained 39.4% of the spatial ANPP for the entire grassland investigated, being comparable with the explanatory power of MAP (40.0%). On the other hand, the relative contribution of PSD and MAP is grassland type specific. MAP exhibited a much stronger explanatory power than PSD for the desert steppe and the meadow steppe at the dry and wet end, respectively. However, PSD was the dominant factor affecting the spatial variation in ANPP for the median typical steppe. Our results imply that altered pattern of PSD due to climate change may be as important as the total amount in terms of effects on ANPP in Eurasian temperate grassland.  相似文献   

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