气候变化对藏北地区草地生产力的影响模拟

利用政府间气候变化委员会(IPCC)排放情景特别报告(SRES)的A2和B2方案,通过区域气候模式系统PRECIS与草地生态模型SPUR相联接,模拟评估未来2071—2100年藏北地区草地生产力的变化。结果表明:2种温室气体排放情景下,温度升高、太阳总辐射降低和降水量增加的区域,各类型草地地上生物量基本呈增加的趋势;降水量减少的区域,高嵩草型草地地上生物量呈减少的趋势;藏北地区的草地生产力不大可能从CO2富集上得到多大好处。     

藏北高原地表覆盖时空动态及其对气候变化的响应

利用2001—2008年逐年的MODIS地表覆盖类型产品,根据藏北高原地表覆被特征对原始数据进行合并处理,得到每年藏北高原地表覆盖类型图;运用分类统计、动态转移矩阵、景观格局指数方法分析藏北高原地表覆盖类型的变化,并结合研究区内气象台站观测数据分析地表覆盖类型转化对气候变化的响应特征.结果表明:研究期间,由于气候变暖速率的加快,研究区冰川雪被消融加速,冰川面积迅速萎缩,融化的雪水汇集到高原湖盆,使湖面水位上升,湖泊面积增加,部分被淹没的草地形成湿地;植被覆盖状况没有表现出明显的变好或退化趋势,2001—2004年为气候暖湿化阶段,荒漠裸地减少、稀疏草地和草地覆盖面积增加,2006—2007年为气候暖干化阶段,荒漠面积增加、稀疏草地面积减小;2001—2008年,藏北高原景观破碎度减小,地表覆盖异质性降低,且各类型所占比例的差异有所加大.     

中国水分状况对全球气候变化的敏感性分析

中国气候信息库提供了全国太阳辐射日资料以及12个月的气温,降水量,相对湿度,日照百分率和风速资料。利用改进后的Penman式估算出全国潜在蒸散和干燥指数的空间分布,以及降水量增加10％,平均气温上升1．5度,3．0度和4．5倍,3种假定未来气候情况下的潜在蒸散和干燥指数,以评价全球气候变化对中国水分状况的可能影响,结果表明,随着气温的升高,潜在蒸散量会显著增加,而干燥指数变化较为复杂,与当前气候怦景相比较,降水量增加10％,平均气温上升1．5度时中国水分状况会稍微湿润,气温上升4．5度时会稍微干燥,而气温上升3．0度时中国水分状况将介于稍微润与稍干燥之间。     

浙江省植被NDVI动态及其对气候的响应

利用GIMMS和MODIS两种归一化植被指数(NDVI)资料反演了1982—2010年浙江植被覆盖状况,结合同期研究区63个气象站点的气温、降水和湿润指数等气候指标,分析了该地区植被年际变化、月际变化及其对气候要素的响应特征。结果表明:(1)研究期间,浙江气候总体呈暖干化趋势,植被覆盖缓慢下降,主要是由于森林植被遭破坏,农业生产活动受抑制影响所致,其中NDVI显著减少的地区约占全省陆域面积的29.1%,主要发生在6—11月;(2)降水量及干湿程度对浙江植被NDVI年变化起着决定性作用。植被与气候要素年变化相关分析发现,NDVI与湿润指数关系较降水、气温更为密切,两者相关及偏相关系数均通过0.05水平的置信度检验,这表明在年际尺度上,湿度的增加增大了植被的生长势,有利于植被生长;(3)植被与气候要素月变化分析表明冬季的热量供给是影响浙江植被生长的重要因子,而植被变化对夏季降水和干湿程度的最大响应为滞后两个月;(4)农业生产水平的提高使得农作物种植区NDVI有所增加,人类活动对浙江植被覆盖的影响不可忽视。     

藏北高寒草地NPP变化趋势及其对人类活动的响应

基于1981～2004年多年遥感监测数据和气象数据以及其它相关数据,采用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型估算藏北地区草地植被净第一性生产力(NPP),分析草地植被NPP变化趋势的空间格局及其对人类活动强度的响应。结果表明:近24a以来,藏北绝大部分区域(约占草地总面积的88.61%)草地植被NPP变化趋势不明显;而草地植被NPP变化趋势显著的区域仅占草地总面积的11.39%,其中显著降低约占11.30%,显著增高仅占0.09%。在藏北地区,高海拔区域有较大比例(大于26%)的草地NPP显著降低;坡度在15～30°之间区域的草地NPP变化幅度较大;而坡向对草地NPP变化趋势的影响不大。藏北地区居民点对草地NPP变化趋势的负面影响小于道路影响;从综合影响来看,离道路和居民点越近、人类活动强度及其对草地NPP变化趋势的影响越大,尤其是草地NPP显著增高区域只分布在人类活动强度最大的第一个缓冲区内。     

树线对气候变化响应的研究进展

树线是对20世纪全球气候变暖响应最为敏感的地带之一。本文描述了树线的概念、特点以及树线的研究方法,并从树线对全球气候变化的响应方式这一角度对国内外有关树线的研究进行了回顾。已有的大部分研究表明,自20世纪以来,在全球气候变暖和降水增加的影响下,树线对气候变化的响应方式主要以树线上移为主,约占65%,包括斯堪的纳维亚山脉、比利牛斯山脉,以及极地乌拉尔山脉;树线附近树木密度增加的研究约占20%,主要包括斯堪的纳维亚山脉和极地乌拉尔山脉,该地冬季积雪为幼树生长提供了有利的环境;树线较稳定及略有后退的研究约占15%,主要是阿尔卑斯山脉。通过对以往研究的综述,本文总结了树线对气候变化响应的研究进展,并对今后的研究作了展望。     

甘肃河东地区植被物候及其对气候变化的响应

探究中纬度地区的植被物候及其对气候变化的响应,对理解生态系统对气候变化的响应以及预测区域生态系统的碳循环至关重要。本文基于2000—2018年MODIS EVI数据,利用非对称高斯函数(A-G)与动态阈值法提取森林与草地物候参数,结合气象数据探究河东地区植被物候与气候变化的响应关系。结果表明：森林与草地物候参数存在显著差异,两者生长季始期(start of growing season, SOS)的趋势均提前,生长季末期(end of growing season, EOS)的趋势分别提前和推迟,其中整体SOS呈提前趋势的面积占比61%,EOS呈推迟趋势的面积占比41%,生长季长度(length of growing season, LOS)呈延长趋势的面积占比53%;随着海拔和纬度的上升,植被SOS、EOS和LOS分别呈推迟、提前和缩短的趋势发展,但这种趋势正在减弱;季前气候对SOS和EOS存在不同程度、方向的影响,秋冬季高温推迟SOS,春季高温则提前SOS,春夏季降水增加提前EOS,秋季高温推迟EOS,且对于河东地区而言,最低气温影响更为显著;森林与草地之间对于气候变化的响应程度存...     

中国温带旱柳物候期对气候变化的时空响应

为了揭示中国温带植物物候随时间变化和植物物候对气候变化响应的空间格局及其生态机制,利用52个站点1986—2005年的旱柳展叶始期、开花始期、果实成熟期、叶变色始期和落叶末期的物候数据,分析其时间序列的线性趋势,并通过建立基于最佳期间日均温的物候时间模型,确定物候发生日期对气温年际变化的响应。在研究的时段内,区域平均旱柳展叶始期、开花始期和果实成熟期的发生日期分别以-4.2 d/10 a、-3.8 d/10 a和-3.3 d/10 a的平均速率显著提前,而区域平均旱柳叶变色始期和落叶末期的发生日期则分别呈不显著推迟和以2.4 d/10 a的平均速率显著推迟的趋势。单站展叶始期、开花始期和果实成熟期发生日期的线性趋势以提前为主,显著提前的站点分别占40%、41%和29%;叶变色始期发生日期呈显著提前和显著推迟趋势的站点数相当,分别占17%和19%;落叶末期发生日期的线性趋势以推迟为主,显著推迟的站点占23%。各站展叶始期、开花始期和果实成熟期发生日期的线性趋势空间序列与相应的最佳期间日均温的线性趋势空间序列之间呈显著负相关,表明一个站点前期气温升高的速率越快,该站这些物候期发生日期提前的速率就越快。在物候期对气温年际变化的响应方面,区域平均春季最佳期间日均温每升高1℃,展叶始期、开花始期和果实成熟期的发生日期分别提前3.08 d、2.83 d和3.54 d;区域平均秋季最佳期间日均温每升高1℃,叶变色始期和落叶末期的发生日期分别推迟1.69 d和2.28 d。单站展叶始期和落叶末期发生日期对气温年际变化的响应表现出在温暖地区的站点比在寒冷地区的站点更为敏感的特点。总体上看,基于日均温的物候时间模型对春、夏季物候期的模拟精度明显高于对秋季物候期的模拟精度。建立了基于最佳期间日均温和日累积降水量的改进秋季物候模型,该模型使旱柳叶变色始期和落叶末期的模拟精度显著提高。由此可见,旱柳叶变色始期和落叶末期的发生日期受到前期气温和降水量的综合影响。     

中国遥感干旱指数时空特征及其对气候和地表覆盖变化的响应

干旱严重影响植被生长,威胁粮食安全,基于遥感计算的植被状态指数（Vegetation Condition Index,VCI）、温度状态指数（Temperature Condition Index,TCI）和植被健康指数（Vegetation Health Index,VHI）是常用的干旱指数,被广泛应用于干旱监测。为了探究近年来我国干旱特征及其对气候和地表覆盖变化的响应,分析了2003-2016年期间VCI、TCI和VHI的时空变化特征;采用最小二乘（OLS）和偏相关分析方法分析了这些指数对气候和地表覆盖变化的响应。基于上述干旱指数计算的干旱频率表明,中温带中部和南温带等地区干旱发生频率高,干旱指数变化趋势表明在2003-2016年期间中国大部分地区干旱缓解,但在中温带、南温带和高原气候区等局部地区干旱加剧;总体而言,干旱指数随着年平均温度的上升和年降水量的降低而减小,VHI与温度和降水量的相关性在不同气候区的一致性优于VCI和TCI;裸土的减少和植被的增加导致干旱指数增大,树木转变为低矮植被干旱指数降低。     

生物土壤结皮对全球气候变化的响应

生物土壤结皮在干旱、半干旱区和极地、亚极地区等脆弱生态区广泛存在,生物土壤结皮对脆弱生态系统的稳定、碳氮循环和生态平衡等具有重要的生态意义.概述了脆弱生态区生物结皮的碳氮循环与气候变化关系,综合分析了脆弱生态区生物结皮对气候变暖、降水变化和UV-B增加的响应.分析认为应该加强区域尺度下干旱与半旱区生物结皮对气候变化响应研究.     

羌塘国家级自然保护区地表土壤冻结天数时空变化特征

利用1981—2018年羌塘自然保护区周边5个气象台站的地表逐日最低温度和平均气温资料,采用线性回归和Mann-Kendall非参数检验方法,分析了近38 a以及全球变暖1.5℃和2℃阈值时羌塘自然保护区地表土壤冻结天数的时空变化特征。结果表明:(1)近38 a近地表土壤冻结开始日期呈推迟趋势,变化率为7.72 d·10 a^-1,冻结终止日期以8.17d·10 a^-1的速率显著提早;冻结持续时间和冻结天数均呈显著缩短趋势,平均每10年分别缩短14.69和11.19 d;同时段内,自然保护区大部分土壤冻结参数的变化率均大于青藏高原。(2)在年代际变化上,自然保护区呈现土壤冻结开始日期推迟、冻结终止日期提前、冻结持续时间和冻结天数缩短的变化特征。(3)土壤冻结参数在21世纪初均发生了气候突变,较青藏高原土壤冻融时间的突变点偏晚。(4)在全球变暖1.5℃时,RCP4.5和RCP8.5情景下的自然保护区土壤冻结参数变化值相同,冻结开始日期推迟25 d,冻结终止日期提早22 d,冻结持续时间和冻结天数分别缩短46和28 d;变暖2.0℃时,RCP4.5...     

1961—2017年攀西烤烟生育期农业气候资源变化特征

研究当地主要农作物生育期的农业气候资源变化特征,对于区域农业可持续发展具有重要意义。本研究基于四川攀西地区1961—2017年15个烤烟种植县气象站点数据,采用平均温度、平均温度日较差、缺水率和总辐射4个气候因子,分析攀西烤烟种植区全生育期及不同生育阶段光、温、水等农业气候资源时空分布状况。结果表明: 1961—2017年,攀西烤烟全生育期平均温度呈现由南至北逐渐降低的分布特点,大部分区域呈升高趋势,且显著升温的区域占播种总面积的54.5%;攀西东部大部及中部部分区域平均温度日较差呈上升趋势,且显著增大的区域占总面积的76.4%;攀西农区烤烟缺水率从南到北逐渐降低,总体呈上升趋势;攀西农区总辐射量呈现从西南到东北逐步减小趋势,其中,西南部气候倾向率为正值。研究期间,攀西烤烟平均温度在旺长-开始成熟期最高,总体均呈升高趋势;平均温度日较差在移栽-蹲苗期最大;移栽-蹲苗期的缺水率最大;开始成熟-成熟期的总辐射量最大,蹲苗-旺长期略有增长。     

全球气候变化对我国西北地区农业的影响

在比较系统总结全球气候变化对我国西北地区农业影响的主要研究成果的基础上,揭示了我国西北地区现代气候变化对全球气候变暖响应的基本特征,阐述了现代气候变化对土壤水分、地表蒸发和作物气候生产力的影响规律;并且比较全面地概括了西北地区冬、春小麦、玉米、马铃薯、冬油菜、棉花、胡麻、牧草、葡萄等9种主要农作物的生长发育、病虫害、种植面积、气候产量以及畜牧业活动等对气候变化的响应特征,发现气候变化对农业生产过程的影响利弊皆存,而且不同农作物对气候变化的响应特征差异较大.研究对西北地区农业生产具有比较重要的科学指导意见.     

西南地区不同植被类型归一化植被指数与气候因子的相关分析

基于中国西南地区1982—2006年的归一化植被指数(NDVI)遥感数据集和气象数据,运用GIS技术对年均气温、年降水量和干旱指数进行插值,分析了西南地区不同植被类型(沼泽、灌丛、草丛、草原、草甸、针叶林、阔叶林、高山植被、栽培植被)NDVI的年际变化及其与气候因子的相关性.结果表明:研究期间,西南地区NDVI、年均气温、年降水量总体呈上升趋势,其中,年均气温的上升趋势达极显著水平,干旱指数则呈下降趋势;在9种植被类型中,沼泽和草丛NDVI呈下降趋势,且草丛的下降趋势达显著水平,其他7种植被类型的NDVI均呈上升趋势,且针叶林、草甸和高山植被的NDVI上升趋势达显著水平,灌丛NDVI呈极显著上升趋势.9种植被类型所在地区的年均气温均显著上升;年降水量的变化均不显著;沼泽、草丛和栽培植被所在地区的干旱指数呈上升趋势,草甸和高山植被所在地区的干旱指数显著下降,其他4种植被类型所在地区的干旱指数呈不明显的下降趋势.研究区灌丛和针叶林NDVI与年均气温呈显著正相关,灌丛和草甸NDVI与干旱指数呈显著负相关.在保持其他2个气候因子不变的情况下,针叶林、阔叶林、高山植被NDVI与年均气温的相关性最大,草丛NDVI与年降水...     

Phenology shifts at start vs. end of growing season in temperate vegetation over the Northern Hemisphere for the period 1982–2008

Changes in vegetative growing seasons are dominant indicators of the dynamic response of ecosystems to climate change. Therefore, knowledge of growing seasons over the past decades is essential to predict ecosystem changes. In this study, the long‐term changes in the growing seasons of temperate vegetation over the Northern Hemisphere were examined by analyzing satellite‐measured normalized difference vegetation index and reanalysis temperature during 1982–2008. Results showed that the length of the growing season (LOS) increased over the analysis period; however, the role of changes at the start of the growing season (SOS) and at the end of the growing season (EOS) differed depending on the time period. On a hemispheric scale, SOS advanced by 5.2 days in the early period (1982–1999) but advanced by only 0.2 days in the later period (2000–2008). EOS was delayed by 4.3 days in the early period, and it was further delayed by another 2.3 days in the later period. The difference between SOS and EOS in the later period was due to less warming during the preseason (January–April) before SOS compared with the magnitude of warming in the preseason (June–September) before EOS. At a regional scale, delayed EOS in later periods was shown. In North America, EOS was delayed by 8.1 days in the early period and delayed by another 1.3 days in the later period. In Europe, the delayed EOS by 8.2 days was more significant than the advanced SOS by 3.2 days in the later period. However, in East Asia, the overall increase in LOS during the early period was weakened in the later period. Admitting regional heterogeneity, changes in hemispheric features suggest that the longer‐lasting vegetation growth in recent decades can be attributed to extended leaf senescence in autumn rather than earlier spring leaf‐out.     

不同干扰下阿拉善荒漠啮齿动物优势种对气候变化的响应

气候变化已对物种分布范围和丰富度产生了极大的影响。荒漠生态系统对气候变化的反应可能更加敏感。作为荒漠生态系统的重要组成者,了解荒漠啮齿动物特别是优势鼠种将对气候变化如何响应,对于荒漠地区生物多样性的维持将具有重要意义。2002—2010年,采用标志重捕法对阿拉善荒漠4种不同生境下啮齿动物优势种群进行了研究,分别利用Spearman相关分析以及典范对应分析(Canonical Correspondence analysis,CCA)对啮齿动物优势种群动态与年平均温度和年降水量的相关性进行了分析。结果表明,不同啮齿动物优势种对温度和降雨的响应不同,尤其以子午沙鼠表现最为显著。跳鼠对温度的适宜性要高于仓鼠科的子午沙鼠和黑线仓鼠,而仓鼠科啮齿动物对降雨的适宜性高于跳鼠。较小尺度上的人为干扰更可能从改变食性和生境的途径上加剧或缓冲降雨对荒漠啮齿动物优势种的影响,而不是改变温度对啮齿动物的作用。     

华北冬小麦降水亏缺变化特征及气候影响因素分析

为了探究气候变化背景下作物降水亏缺变化规律和影响因素,该文基于华北地区1971－1980年和2001－2010年气象数据和冬小麦生育期资料,研究了冬小麦生育期内降水亏缺变化特点,利用构建的敏感度分析模型探讨了降水亏缺量对主要气候要素的敏感性特征,主要结论：2001－2010年华北中部地区冬小麦全生育期内干旱加重,降水亏缺面积略有增加;播种—返青期内降水亏缺程度自江苏徐州—河南许昌一线往北都有所加剧,返青—拔节期内降水亏缺程度缓解,拔节—抽穗期内降水亏缺程度加重,仅在山西中部太原地区降水略有盈余,抽穗—成熟期内降水亏缺有所缓解;冬小麦拔节—抽穗期降水亏缺量对日照时数高度正向敏感站点最多,主要分布在河北北部地区和安徽省,其次是风速,对温度和降水的高度正向敏感站点最少。该文为制定灌溉定额,农业水资源管理和缓解水资源供需矛盾提供科学依据。     

未来气候变化对中国天然橡胶种植气候适宜区的影响

全球气候变暖将严重影响中国天然橡胶种植的气候适宜区分布.根据影响中国橡胶种植的5个主导气候因子,即最冷月平均温度、极端最低温度平均值、月平均温度≥18 ℃月份、年平均气温和年平均降水量,基于最大熵MaxEnt模型,利用1981—2010年全国气候数据和RCP4.5情景的气候预估,分析了1981—2010、2041—2060、2061—2080年中国天然橡胶种植的气候适宜区变化.结果表明： 随着未来气候变化,2041—2060和2061—2080年中国天然橡胶的种植气候适宜区范围总体呈北扩趋势,对橡胶树北移有利. 2041—2060、2061—2080年中国天然橡胶气候适宜区总面积较1981—2010年呈增长趋势,高适宜区和中适宜区的面积均有增加趋势,而低适宜区面积呈减少趋势.局部区域气候适宜性发生明显变化：云南的橡胶主产区的适宜区总面积减少,其中,云南省的景洪、勐腊等地将由现在的高适宜区转变为中适宜区,海南岛及广东雷州半岛的橡胶种植高适宜区面积明显增加,在台湾岛出现了新的橡胶种植低适宜区等.     

Potential impacts of climatic change on the breeding and non-breeding ranges and migration distance of European Sylvia warblers

Aim  To explore the potential impacts of climatic change on species with different migratory strategies using Sylvia warblers breeding in Europe as a ‘model’ species group. Location  Europe and Africa. Methods  Climate response surfaces and generalized additive models (GAMs) were used to model relationships between species recorded breeding and non‐breeding ranges and recent climate. Species potential future breeding and non‐breeding ranges were simulated for three scenarios of late 21st‐century climate. The simulated potential future and present ranges were compared in terms of their relative extent and overlap, as well as their location. The impact of any shifts in potential range location on migration distance were quantified. Results  Potential breeding ranges consistently showed a shift northwards, whereas potential non‐breeding ranges showed no consistent directional shift, even when trans‐Saharan migrants were considered separately from resident/short‐distance or partial migrants. Future potential range extent relative to simulated recent range extent varied considerably among species, although on average range extent increased. Overlap between future and recent simulated range was generally low, averaging < 36% for both breeding and non‐breeding ranges. Overlap was consistently less for range‐restricted than for widespread species. Migration distance increased generally, by about twice as much in the case of trans‐Saharan migrant species than for short‐distance migrants. In many cases potential future non‐breeding areas were simulated in regions far from the species present non‐breeding area, suggesting that new migration strategies and routes may need to be developed in response to climatic change. Main conclusions  Migratory species can be expected to suffer greater negative impacts from climatic change than species that are resident or undertake only short‐distance or partial migrations. Trans‐Saharan migrants face the greatest potential increases in migration distances, whereas range‐restricted species are expected to experience major population reductions because of the limited, or in some cases lack of, overlap between their present and potential future ranges.