达赉湖水域变化对水鸟群落的影响

内蒙古达赉湖国家级自然保护区是东北亚鸟类迁徙的重要停歇地和繁殖地,被列入拉姆萨尔"国际重要湿地"。近10年来,达赉湖面积急剧减少,造成湿地环境变化,从而可能对水鸟群落结构产生影响。本文分析了达赉湖2004—2013年湖水面积变化对水鸟群落结构的影响,主要研究结果如下:湖水面积与水鸟多样性及均匀度指数呈显著负相关,与雁形目全年平均多样性指数呈不显著负相关,与鸻形目全年平均多样性指数呈显著负相关,与鹳形目全年平均多样性指数呈不显著正相关。对湖水面积与重点保护物种数量的相关性分析表明,2004年到2011年湖水面积下降期间,灰鹤Grus grus、蓑羽鹤Anthropoides virgo、大天鹅Cygnus cygnus、小天鹅C.columbianus及遗鸥Larus relictus的种群数量均有所增加,而丹顶鹤G.japonensis、白枕鹤G.vipio及疣鼻天鹅C.olor的种群数量则在下降。随着内蒙古东北部暖干化气候的持续,湖水面积的继续缩减可能引起大面积沙化,进而影响水鸟的停留和繁殖,因此有必要对该地区水鸟群落与湖泊动态的关系进行长期监测。     

1980—2005年中国东北木本植物物候特征及其对气温的响应

基于25年物候观测数据,分析了东北地区木本植物物候的时空变化特征,阐述了近25年来东北地区气候变暖对植物物候的影响,结果表明:1980—2005年,东北地区木本植物展叶初期主要呈提前趋势,提前幅度为0.23d·a-1,枯黄初期主要表现为推后趋势,平均推后0.19d·a-1,生长季延长,平均延长幅度为0.30d·a-1;东北地区广泛分布的5种木本植物(旱柳、杏树、小叶杨、榆树和紫丁香)物候在地理空间上存在显著差异:纬度平均每增加1°,展叶初期推后3d,枯黄初期提前1.35d,生长季长度缩短4.41d;东北地区植物展叶初期与2、3、4月的气温显著负相关(P0.05),其中,4月气温对植物展叶提前的影响最大,展叶提前趋势平均为2.35d·℃-1;2月气温的影响最小,平均趋势为1.18d·℃-1。     

不同菌根类型的森林净初级生产力对气温变化的响应

菌根是由土壤中的菌根菌与植物根系形成的互惠共生体, 在植物生产力和生态系统碳循环过程中发挥着重要的作用。该文基于全球森林数据库, 建立了包括全球森林菌根类型、净初级生产力(net primary productivity, NPP)和年平均气温等指标的新数据库。在此基础上, 分析了6种菌根类型(丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza, AM)、AM +外生菌根(ectomycorrhiza, ECM)、AM + ECM +内外生菌根(ectendomycorrhiza, EEM)、ECM、ECM + EEM和ECM + EEM +无菌根(nonmycorrhiza, NM))森林的总NPP、地上和地下NPP、树木主干NPP、树叶NPP, 以及树木细根NPP对年平均气温变化的响应。结果表明, 不同菌根类型的森林总NPP、地上和地下NPP虽然都随气温的升高呈现上升的趋势, 但其响应程度因菌根类型的不同而有所差异。除AM和AM + ECM + EEM类型的森林外, 其他4种菌根类型的森林总NPP都随年平均气温的增加而显著增加; 随着菌根类型的不同, 地上和地下NPP对年平均气温变化的响应程度也存在差异, 在AM + ECM类型的森林中, 气温对地上NPP变异的解释率最高, 达到57.27%, 而地下NPP仅在ECM类型和ECM + EEM类型的森林中呈现出与年平均气温显著的回归关系。树木主干、树叶和细根的NPP则随菌根类型的不同而变化, 与气温变化呈现正、负相关关系。从AM与ECM类型的森林的NPP来看, 无论是总NPP还是各个组成部分的NPP, ECM类型的森林的NPP对气温的响应总是较AM类型更为敏感。可见, 不同类型的菌根通过影响森林不同部分的NPP对气温变化的响应程度而影响到森林NPP对气温变化的响应。这表明菌根类型是预测气温变化对森林NPP影响的重要指标。     

黑龙江省植物花期对气温变化的响应

为了解黑龙江省植物花期对气温变化的响应趋势。利用1951~2007年采集于黑龙江省的188种植物标本信息,分析黑龙江省植物花期变化与年均温、上年均温和春季、夏季、秋季均温变化的关系。结果表明:黑龙江省42.0%以上植物的花期与气温间存在显著的相关性(P<0.05)。这些植物中,25%以上物种的相对采集时间指数与年均温、上年均温及各季节均温存在显著正相关(P<0.05)关系,且多为草本植物。其余草本植物及木本植物的相对采集时间指数与年均温、上年均温及各季节均温多呈显著负相关(P<0.05),如春季均温每升高1℃,木本植物花期平均提前12.65%。年均温、上年均温和春季、夏季、秋季均温每升高1℃,黑龙江省植物花期分别整体提前4.47%、7.08%、3.87%、5.84%和6.73%。花期对气温变化的响应,在短花期植物中相对明显。相较于春季、秋季及年均温,黑龙江省植物花期对夏季均温变化的响应更为敏感。     

内蒙古达赉湖地区和蒙古国东方省蒙原羚的夏季食性

2008年7—8月,收集了内蒙古达赉湖地区和蒙古国东方省蒙原羚的新鲜粪便,采用粪样显微组织学分析法研究了蒙原羚的夏季食性。研究结果如下:(1)内蒙古达赉湖地区夏季植物群落在植被盖度、地上生物量、植物种数方面与蒙古国东方省差异均不显著;在内蒙古达赉湖地区和蒙古国东方省共采集常见植物18科43属63种;(2)内蒙古达赉湖地区蒙原羚共采食10科19属22种植物,蒙古国东方省蒙原羚共采食11科24属29种植物;(3)禾本科植物是内蒙古达赉湖地区和蒙古国东方省蒙原羚夏季主要食物,分别占蒙原羚食物组成的79.1%和73.2%;禾本科植物中的羊草、针茅是内蒙古达赉湖地区和蒙古国东方省蒙原羚的主要食物,分别占蒙原羚食物组成的63.6?和57.7%;(4)内蒙古达赉湖地区蒙原羚夏季食物组成生态位宽度Bj=2.0,蒙古国东方省蒙原羚夏季食物组成生态位宽度Bj=2.3;(5)内蒙古达赉湖地区与蒙古国东方省蒙原羚的食物相似性指数PS=0.7;(6)内蒙古达赉湖蒙原羚与蒙古国东方省蒙原羚主要食物秩相关性检验显著相关(P0.05),相关性系数0.6。研究表明尽管内蒙古达赉湖地区蒙原羚主要在草原围栏内活动,但与蒙古国东方省蒙原羚的夏季食性显著相似,这表明有限的活动范围没有对蒙原羚夏季食性产生显著影响。     

长白山北坡不同海拔红松径向生长-气候因子关系对气温突变的响应

树木径向生长受复杂环境的影响。为预测气候变化背景下未来红松(Pinus koraiensis)径向生长动态变化,在长白山北坡采集3个海拔梯度(745、1134、1280 m)红松树轮样芯,运用树木年轮学研究方法,分析不同海拔红松径向生长-气候因子关系对气温突变的响应差异。结果表明:(1)通过对采样点附近气象站气温数据的M-K检验发现,年均温在1987年发生显著突变;(2)低海拔红松径向生长主要受当年生长季6—7月降水的影响,中、高海拔红松径向生长主要受当年7月平均最低气温的影响;(3)气温突变以后,低海拔红松径向生长-气候因子关系较为稳定,中海拔红松径向生长对前一年11月降水量的响应关系发生显著改变,高海拔红松径向生长对当年5月降水量的响应关系发生显著改变。因此,气温突变背景下,低海拔红松树轮年表更适用于区域气候重建等研究。同时随着气温持续升高,低海拔红松径向生长可能呈现下降趋势,中、高海拔红松径向生长可能呈现先增加后下降的趋势。     

2001—2017年蒙古高原不同植被返青期变化及其对气候变化的响应

利用2001-2017年MODIS NDVI数据和气象观测数据,在NDVI数据进行S-G和HANTS平滑的基础上,采用累计NDVI的Logistic曲线曲率极值法、Logistic曲线曲率变化率法和动态阈值法等3种返青期识别方法研究了蒙古高原植被返青期,并在植被类型尺度上分析了返青期对气候变化的响应特征.结果表明:在研究区内,虽然S-G方法略优于HANTS方法,但两者均对返青期识别的影响较小,总体上累计NDVI的Logistic曲线曲率极值法较适用于蒙古高原植被返青期识别;蒙古高原平均返青期在124 d左右,其中,西南部和肯特山脉地区返青期最早,杭爱山脉和大兴安岭西侧返青期最晚,总体上呈微弱的提前趋势(-0.04 d·a^-1);从变化趋势的空间差异看,杭爱山脉地区呈明显的推迟趋势,而在大兴安岭、肯特山脉、大湖盆地和内蒙古中西部呈明显的提前趋势;除森林植被外(-0.67 d·a^-1),其他植被类型返青期变化不明显;蒙古高原植被返青期与返青期前特别是3月份的温度呈负相关,而与上一年秋冬季的降水呈正相关.     

1961—2007年海口市气候环境变化及其对城市发展的响应

基于海口市1961—2007年的气象资料以及1989—2007年的城市化水平,对海口市气候环境变化及其与城市化水平的关系进行了分析.结果表明:与1961—1990年相比,海口市1995—2007年气温呈明显的增高态势,年均增温0.93℃;而相对湿度则明显降低,年均湿度降低了3%;海口市年均气温、年均相对湿度与城市化水平分别呈显著和极显著相关,说明城市化较好地解释了近20年来海口市气候要素的变化.海口城市的发展,不仅改变了气候环境要素,而且影响了大气环境质量,使酸雨次数增加、年均酸雨pH值降低.     

2001—2018年长白山自然保护区生长季NDVI变化特征及其对气候变化的响应

为了解全球变化背景下东北亚温带森林的动态变化及其对气候变化的响应,基于MODIS 250 m分辨率遥感数据、1 km分辨率地表温度数据以及研究区内及周边气象站点数据,分析2001—2018年生长季长白山自然保护区的归一化植被指数(NDVI)变化情况及其与温度、降水的相关性。结果表明: 2001—2018年生长季,研究区NDVI均值为0.711,植被覆盖度较高,且呈逐年增加趋势(0.0025·a^-1);气温极显著增加(0.032 ℃·a^-1),增速高于全球平均;降水显著增加(5.54 mm·a^-1),但年际间变异加大。空间上,NDVI呈现西北部略高且随着海拔升高而降低的格局;研究期间,NDVI增加的区域占46.2%,主要集中在北部以及中南部高海拔地区,53.8%的区域基本无变化或微弱减少。研究区NDVI主要受温度影响;在年尺度上,NDVI与地表温度主要表现为正相关,正相关区域占90.2%,且有43.6%的区域相关性显著;在月尺度上,气温对NDVI的影响在生长季初和末期更为显著。     

2000—2018年黄河流域生长季植被指数变化及其对气候因子的响应

黄河流域位于我国干旱、半干旱地区,生态环境脆弱,探究其植被指数变化和对气候因子的响应对该地区生态建设具有重要意义。基于黄河流域2000—2018年MODIS归一化植被指数、增加型植被指数和气象数据,利用最大值合成法、趋势分析和相关分析等方法,分析了两种植被指数的时空变化特征及受气候因子的影响机制,探讨了NDVI与EVI在反映植被变化和对气候因子响应的差异。结果表明：2000—2018年,黄河流域地区植被NDVI、EVI分别以0.059/10a、0.038/10a的变化率增加,空间上以显著改善为主,面积占比分别为77.13%和75.27%,大多分布在1000—1500 m海拔处,中游地区改善较为良好,林地改善率最高。显著退化区域较小,主要分布在巴颜喀拉山西北部、西宁市、银川市、包头市、呼和浩特市、太原市、西安市及关中盆地和洛阳市周边,建设用地退化率最高。在生长季期间,植被指数变化与气温和降水以正相关为主,气温滞后时间为1个月,降水滞后时间为3个月,都为草地最为相关;与辐射之间为负相关,滞后时间为3个月,其中林地最为相关。在0.05显著性检验水平下,驱动黄河流域生长季植被变化的主要气候因子...     

洞庭湖湿地土壤环境及其对退田还湖方式的响应

土壤物理、化学和生物学特性是构成土壤环境的主要组分,综合影响湿地生态系统的调蓄功能和演替恢复。本文以农田（水田和旱地）和自然湿地系统（苔草地和芦苇地）为对照,以3种退田还湖生态系统（种植杨树、芦苇和自然恢复）为研究对象,采用主成分和聚类分析,探索湿地土壤总体环境与生态系统演替过程的相关性。研究结果表明,土壤总体环境与生态系统恢复有很好的一致性。退田还湖为自然水域后,土壤环境的恢复接近于自然湿地系统,在3种退田还湖方式中恢复最好;杨树林地对土壤环境的恢复效果优于人工芦苇地,在一定程度上对湿地土壤环境有所改善,特别是对土壤有机质积累、土壤粘粒形成等过程的改善,但是其土壤环境与苔草等自然湿地发育的土壤仍然有较大差异;因子重要性分析表明水文情势是控制湿地土壤环境恢复的决定性因素,其次是人类干扰强度和方式。     

安徽省2000-2009年不同类型植被的变化及其与气温、降水的关系

为了了解安徽省不同类型植被与气候环境因子的关系,利用2000-2009年的逐月MODIS/NDVI数据、安徽省80个气象站逐日气温、降水资料和安徽省土地覆盖数据,研究了安徽省近10年来植被指数的时空变化特征及其与气温、降水的相关性.结果表明:近10年来,安徽省各覆盖类型的植被指数变化趋势不一致,作物种植区和城镇的植被指数增加显著,其他覆盖类型的植被指数变化不显著;林地的平均植被指数最高,作物种植区次之,城镇最低;植被指数的月变化在作物种植区呈现双峰型,而其他覆盖类型呈现单峰型.安徽省月平均NDVI分别与月平均气温、月降水量呈显著线性正相关和非线性正相关,降水量对植被NDVI的作用存在一个阈值,但年际关系均呈弱正相关.植被指数与气温的偏相关系数林地最高,作物种植区最低,自然植被区的偏相关系数较人工植被区的大,植被指数与降水的偏相关系数恰好相反.安徽省淮北平原中部和江淮之间北部大部分地区(非水浇地)的植被是由气温和降水的共同作用驱动;淮北中部少数格点和少数水体格点的植被是单独由降水作用驱动;除一些水面的格点是非气象因子驱动外,其他大部分地区的植被是单独由气温作用驱动.     

蒙古高原草地不同深度土壤碳氮磷化学计量特征对气候因子的响应

研究不同深度土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量比对气候因子(年降水量(MAP)和年平均气温(MAT))的响应差异,对于理解气候变化如何影响生态系统功能具有重要意义。通过对蒙古高原干旱半干旱草地44个样点的野外调查,探讨了不同深度(0–20、20–40、40–60、60–80 cm)土壤C、N、P含量及其化学计量比与MAP和MAT的关系。主要结果:(1)随土壤深度的增加,土壤C和N含量逐渐减少,土壤P含量不变;土壤C:P和N:P逐渐降低,土壤C:N相对稳定。(2)土壤C、N、P含量以及土壤C:P、N:P与MAP显著正相关,与MAT显著负相关,土壤C:N与MAP显著负相关,与MAT无相关性;随着土壤深度的增加,土壤C、N、P含量及其化学计量比与气候因子的相关性均逐渐减弱。(3) MAP和MAT对不同深度土壤C、N、P含量和化学计量比的影响存在显著差异;随着土壤深度的增加, MAP和MAT对土壤C、N、P含量及其化学计量特征变化的总解释度逐渐减少。该研究表明气候因子对土壤元素化学计量特征具有自上而下的调控作用,蒙古高原草地土壤表层C、N、P含量及其化学计量比与MAP和MAT的关...     

1985-2015年中国不同生态系统NDVI时空变化及其对气候因子的响应

植被是陆地生态系统不可或缺的部分,气候是影响其动态变化的重要驱动因素。因此,探究植被的时空变化及其与气候因子的响应关系,有助于理解陆地生态系统的内在演化机制。目前,不同生态系统尺度下的植被动态变化与气候因子的时间响应关系仍未被完整剖析。因此,为了厘清过去30年不同生态系统植被生长对气候因子的响应关系,利用GIMMS NDVI3g数据和气候资料数据,通过Theil-Sen Median趋势分析和Mann-Kendall检验分析了1985—2015年中国陆地NDVI的时空变化特征,结合时间序列相关分析探究了NDVI变化与降水、温度和饱和水汽压差的内部关联,探讨了中国不同生态系统植被与气候因子间的时间响应机制。结果表明：(1) 1985—2015年中国陆地植被呈现改善趋势,年均NDVI先减小后增加,拐点时间在1995年左右,整体变化率为0.5×10^-3/a。农田、森林和草地生态系统的植被显著改善的程度最高,湿地生态系统的植被退化趋势最显著。(2)中国陆地植被NDVI与气候因子的相关性存在明显的空间异质性,且受不同生态系统分区影响。内蒙古高原中部草地生态系统NDVI与降水...     

鄱阳湖沉水植物区不同深度土壤甲烷排放对温度水分变化的响应

采集鄱阳湖沉水植物区0-10 cm和10-30 cm土壤样品,通过设置2个温度（18℃和28℃）和2个水分（淹水2 cm和土柱取出水面后的实际土壤水分含量）处理组合,进行持续2年的甲烷（CH₄）排放室内培养实验,以探讨不同深度土壤CH₄排放对温度、水分变化的响应差异,以及温度、水分和土层对湿地土壤CH₄排放的交互影响。结果表明：0-10 cm和10-30 cm土壤CH₄排放速率变化范围分别为0.01-3.63 μgCH₄-C kg^-1d^-1、0.02-1.99 μgCH₄-C kg^-1d^-1;均值分别为0.72和0.15 μgCH₄-C kg^-1d^-1。温度、水分和土层3因素及其交互作用均对土壤CH₄排放有显著影响（P<0.01）,且土层的影响最大。两水分处理下的CH₄排放对温度变化的敏感性均表现为0-10 cm（Q₁₀为1.78、3.26）高于10-30 cm土层（Q₁₀为1.04、1.08）。CH₄平均排放速率及累计排放量均表现为0-10 cm显著高于10-30 cm土层,且培养前期高于培养后期,显示基质有效性对土壤CH₄排放的重要影响。     

2000—2020年黄河流域植被生态质量变化及其对极端气候的响应

黄河流域处于我国生态保护和建设的重要战略地位,但流域生态环境脆弱,特别是在人类活动和气候变化等因素影响下,流域生态特征逐步发生变化,生态安全面临重大挑战。为了掌握极端气候变化对黄河流域植被生态特征影响,以植被生态质量指数(EQI)为评价指标,利用2000—2020年黄河流域气象数据和遥感数据,采用线性趋势分析、Hurst指数和相关分析等统计方法,分析了黄河流域植被生态质量的时空变化特征,探讨了气候变化背景下极端气温指标和极端降水指标与植被EQI变化关系。结果表明：(1)2000—2020年,黄河流域季尺度和年尺度植被生态质量指数均呈波动增加趋势(P<0.05),其中夏季增加趋势最大,平均每10年生态质量指数增加6.7;(2)2000年以来黄河流域有97.7%的地区植被生态质量指数呈上升趋势,其中趋势率>5/10a的面积占比为37.4%,且流域Hurst指数达到0.8,表明流域植被生态质量指数具有强持续性,未来大部分流域植被将持续改善。(3)流域植被生态质量指数与极端气温类指数以负相关为主,相关系数多介于-0.3—0.3之间,其中霜冻日数(FD0)和夏日日数(SU25)与植被...     

不同气温条件下旱柳(Salix matsudana Koidz)幼苗的水分和构型特征

利用小温棚升高气温,探讨气温升高对半干旱毛乌素沙地乡土沙生乔木如何缓冲气温升高所带来的不利影响。水分饱和亏缺和失水系数均表现出随气温升高而降低的趋势。组织密度的变化趋势恰好相反;气温长高显著影响枝茎截面积比、叶干重茎截面积比、叶面积茎截面积比、叶干重枝截面积比和叶面积枝截面积比;叶死亡率和叶周转随气温升高呈现出降低趋势,而叶出生率和叶面积的变化格局为“钟形”曲线,气温升高促进分枝产生、增加分枝长度和角度,这利于增大植冠郁闭度。     

祁连山不同植被类型的物候变化及其对气候的响应

基于1982—2006年GIMMS NDVI和2000—2014年MODIS NDVI遥感数据,利用double logistic拟合方法提取了1982—2014年祁连山区不同植被的生长季始期、生长季末期和生长季长度3个重要的物候参数,分析了不同植被物候期的时间变化趋势、空间分异特征及对气候因子的响应。结果表明:(1)祁连山区不同植被的生长季始期和生长季末期随年际变化表现出波动提前或推迟,其中沼泽植被的变化波动最大;草甸植被、灌丛植被、阔叶林植被和栽培植被生长季长度出现延长趋势;(2)祁连山区植被生长季始期集中在5月初,其中阔叶林植被生长季开始最早,荒漠植被生长季开始最晚,植被生长季末期集中在9月,栽培植被生长季结束较早,荒漠植被、沼泽植被生长季结束较晚,植被生长季长度集中在110—140 d,其中阔叶林植被、针叶林植被生长季长度较长,而荒漠植被、高山植被生长季长度较短;(3)祁连山植被物候期变化趋势的空间分布表明植被生长季始期、生长季末期主要表现为提前不明显和推迟不明显,生长季长度主要表现为缩短不明显和延长不明显;(4)物候要素与气候要素相关性表明前期温度的积累有利于植被的开始生长,但当年3月的降水量对植被生长季始期同样有重要作用,不同植被生长季末期与8月、9月温度相关性较大,而与10月、11月降水的相关性较大。     

土地利用/覆盖变化对中国不同季节气温的影响

近几十年中国地区土地利用/覆盖变化(LUCC)较大,在区域气候模拟中尤其需要使用更加准确的土地利用/覆盖数据。基于模式原有的USGS和新开发的LUC90两种土地利用/覆盖资料,利用区域环境集成模拟系统(RIEMS2.0)分别进行连续10a模拟,分析LUCC对中国不同季节气温的影响。结果表明:1)采用LUC90资料后,中国及东北、华北、华南夏季平均气温增加,但只有东北模拟与观测值的偏差减小,且通过显著性检验(P0.01)。中国及东北、华南冬季平均气温增加,并且模拟与观测值的偏差减少。中国及华北和华南对冬季气温年际变率的模拟改善好于夏季。2)土地利用/覆盖变化通过影响潜热通量的变化和净吸收辐射通量的变化来影响不同季节气温的变化。冬季净辐射通量变化对气温变化的贡献较夏季大,而夏季潜热通量变化对气温变化的贡献较冬季大。雨养农田转变森林、草地、灌溉农田过程造成通量变化,其对气温变化的影响也存在不同分区季节的差异。     

东北地区玉米生长发育特征及其对热量的响应

在大田条件下,以3个玉米品种（丹玉39、原单29和龙单13）为试验材料,设置早、中、晚3个播种期,分析了2007-2008年不同播期3个玉米品种关键生育阶段特征及其对温度的响应.结果表明： 从播种到出苗所需天数依次为早播(平均值为13 d)>中播(平均值为11 d)>晚播(平均值为8 d);出苗阶段平均气温在18 ℃左右时的出苗速率最快,气温偏高或偏低都会降低出苗速率.3个玉米品种在苗期营养阶段生育期天数的差异不大且受温度影响较小;从穗期阶段开始,晚熟品种龙单13的生长速率提高,成熟天数明显缩短;3个品种在穗期和花粒期阶段生长天数均随温度的增加呈减少趋势.全生育期地上干物质积累速率、产量、百粒重均表现为丹玉39>原单29>龙单13.