气候变化对祁连山优势物种分布和植被格局的影响

发布时间：2020-10-27 22:35

　　 高山地区对气候变化敏感,在气候变暖背景下,了解气候生物因子的变化规律,明确气候变化对祁连山区物种和植被格局的影响,准确模拟其空间分布,对理解祁连山区域物种对全球气候变化的响应和发展应对策略具有重要意义。祁连山生态系统是维护生态安全的重要组成部分,同时也是维护河西走廊地区生态平衡和经济发展的基础。以气候变暖为特征的全球变化正在发生,然而,关于气候变化对祁连山生态系统的影响的研究还不全面,关键气候因子对祁连山优势物种分布和植被格局的贡献也缺乏了解。为阐明气候变化对祁连山优势物种空间分布动态变化和植被格局的影响,本研究使用多种变量分析方法获取祁连山的气候变化特点,对比多种生态位模型在祁连山地区的适用性,比较多种大气模型在模拟物种空间分布的差异性,基于筛选出的最优模型和综合大气模型,构建祁连山两种优势乔木林树种和三种灌木林树种空间分布模型,模拟不同气候情景下五种物种的潜在分布,并对适宜区进行划分,最后,探讨气候变化对祁连山植被格局的潜在影响。主要结论如下:(1)祁连山地区对全球变暖反应敏感,1957-2017年平均温度增长率0.32°C/10年,变暖趋势快于全国和全球平均水平。未来不同情景下气温增加2.0-4.6°C,降水增加25.4-47.3 mm。(2)相比其它9种生态位模型,Maxent为研究区最适用物种分布模型,能有效预测到5个研究物种实际分布区面积的66.7%-96.6%。(3)不同大气模型下模拟的各物种适宜区分布面积差别较大,相同大气模型不同情景下模拟的各物种适宜区分布面积差别相对较小,大气模型差异对结果的影响大于相同大气模型不同情景差异对结果的影响。(4)Bio5、坡向、bio10、bio1、bio7分别为青海云杉、祁连圆柏、金露梅、鬼箭锦鸡儿和头花杜鹃分布贡献度最大的变量。各物种对气候和地理变量生态位需求宽度不同,是决定物种分布差异的主要原因。(5)气候变化导致各物种适宜总面积变化。青海云杉、祁连圆柏、金露梅、鬼箭锦鸡儿和头花杜鹃适宜面积分别变化-1.81%-0.41%、-5.02%-12.96%、1.32%-2.08%、-5.05%-5.56%和-0.02%-4.30%。气候变化导致各物种不同适宜等级间发生大量面积转换。不同情景下,发生适宜等级转换的面积占当前气候下各物种适宜面积比例很大,青海云杉、祁连圆柏、金露梅、鬼箭锦鸡儿和头花杜鹃分别为12.40%-21.70%、26.42%-35.43%、19.55%-24.57%、39.11%-46.41%和18.85%-21.79%。物种各适宜等级之间转换规律明显,相邻级别之间的转换面积大于跨级别,不适宜和低适宜之间的转换量占主导。(6)气候变化导致5个研究物种适宜区存在空间转移。海拔上青海云杉,祁连圆柏,金露梅,鬼箭锦鸡儿和头花杜鹃分别移动2.2-34.9 m、5.6-20.7 m、13.3-27.8m、-28.3-5.1m、-2.5-4.2m。水平上移动相对复杂,向北移动趋势为主,不同情景下也有南移的情况。(7)当前植被中,草地面积最大,林地面积第二,分别为研究区面积的42.38%和32.98%。未来气候变化下林地增加101.37%-107.29%,草地减少58.13%-63.12%,林地和草地面积约占研究区总面积的67.00%和17.07%。
【学位单位】：兰州大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：Q948
【部分图文】：

技术路线图

兰州大学博士学位论文 气候变化对祁连山优势物种分布和植被格局的影响第二章 研究区概况2.1 研究区区位祁连山是我国青藏高原东北部最大的边缘山系，选取祁连山国家级自然保护区为研究区，其位于我国西北内陆祁连山北坡的甘肃省和青海省的交界处。北到河西走廊，南以青海和甘肃省界为限，西达当金山口，东至乌鞘岭松山。研究区狭长分布，横跨东经 97°23′-103°46′，约 800 km，北纬 36°30′-39°41′，约 200-400km，总土地面积为 24917.5 km2。海拔落差大，跨度为 1595-5573 m(图 2-1)。

未来气候模型BCC-CSM1-1 BCM HadGEM2-AO CCSM4 CCM HadGEM2-ES CNRM-CM5 (#) CNM IPSL-CM5A-LR HadGEM2-CC HGM MIROC-ESM-CHEM HadGEM2-ES HEM MIROC-ESM IPSL-CM5A-LR IPM MIROC5 MIROC-ESM MRM MRI-CGCM3 MPI-ESM-P MEM NorESM1-M MRI-CGCM3 MGM时期数据从两方面收集。首先，查询祁连山周边 14 个气象站中国气象科学数据共享服务网上获取每个台站的年均气温和c.cma.gov.cn)，数据记录时段为基本为 1951-2017 年。气象站点位置如图 3-1 和表 3-2。由图 3-1 可知，14 个气象站在保护区，气象站海拔跨度从高台 1332.2 m 到托勒 3367.0 m，位于保海拔比保护区北部的要高。另外，也从 WorldClim 下载当前气候是利用全球1950-2000年气象监测数据结合经纬度和海拔通过。

本文编号：2859165