气候变化及放牧对内蒙古草地的影响与适应对策

发布时间：2017-07-14 19:03

  本文关键词：气候变化及放牧对内蒙古草地的影响与适应对策

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【摘要】：内蒙古草原不仅是我国农业基础资源的重要组成部分,也是我国北方重要的自然资源和天然生态屏障。但是,气候暖干化使牧草生长受到抑制,产草量下降,制约着草地畜牧业的可持续发展。分析气候变化背景下合理的草地利用方式、探讨气候变化背景下内蒙古地区草地脆弱性研究,对于合理利用内蒙古草地资源、促进草地畜牧业长期健康稳定的发展具有重要的现实意义。本文以内蒙古地区天然草地为研究对象,利用空间化CENTURY模型,模拟分析内蒙古地区天然草地地上生物量和土壤有机碳的时空分布特征；同时分析未来气候变化背景下不同放牧强度与不同放牧方式对内蒙古草地的影响,提出适应性对策,为当地牧民提供实际可行的放牧方式,为实现草地的可持续利用提供科学依据。探讨了内蒙古草地脆弱性评价体系,尝试对其脆弱性进行评价。主要结论如下： (1)利用CENTURY模型对内蒙古地区草地地上生物量、0-20cm土壤有机碳及土壤总氮进行单点验证,结果表明：0-20cm土壤有机碳的模拟效果最好,其次是土壤总氮的模拟,除6月份外,生物量的模拟值与观测值线性回归决定系数R2均大于0.5。CENTURY模型模拟值与观测值有较好的一致性。对CENTURY模型空间模拟结果验证表明：生物量较低时(观测值小于150g/m2),模型模拟结果略高；生物量较高时(观测值大于150g/m2),模型模拟结果偏低。 (2)由CENTURY模型模拟结果得出：内蒙古地区草地地上生物量和0-20cm土壤有机碳含量均呈地带性分布,由东北部向西南递减。其中,地上生物量由高于350g/m2降低至低于50g/m2；0-20cm土壤有机碳含量由8000g C/m2以上降低至500g C/m2。1961-2010年草地地上生物量和0-20cm土壤有机碳的变化趋势存在明显的空间差异。未来气候变化背景下大部分地区地上生物量增加,尤以RCP8.5情景下草甸草原和荒漠草原增加最明显,土壤有机碳呈减少趋势。 (3)未来气候变化背景下,草甸草原生物量增加较明显,当地政府可适当增加放牧强度以提高草地利用效率,实现生态效益和经济效益的最大化。RCP4.5情景下,典型草原生物量呈下降趋势,当地政府应适当控制家畜放养率以维持草地生态系统稳定性。划区轮牧方式优于传统的连续放牧。未来气候变化背景下可采取轻度放牧强度,一年放牧、一年围封的放牧方式。这种方式既可保证被采食牧草的质量,又能提高家畜的生产性能,能够维持草地的“健康”状态,最终实现生态效益和经济效益的统一。 (4)综合考虑草地敏感性、适应性及暴露度,初步建立内蒙古地区草地畜牧业脆弱性评价体系,从气候变化对饲草产量影响角度探讨内蒙古地区草地脆弱性变化情况。整体来看,内蒙古地区从东到西草地脆弱程度逐渐降低。草甸草原区由于暴露度较高、饲草产量受气候变化影响程度较大,该区处于极度脆弱和重度脆弱状态,典型草原区和农牧交错带西部边界区为中度脆弱区,荒漠草原区为轻度脆弱区,阿拉善盟草地生物量受气候变化影响程度最低,为潜在脆弱区。未来气候变化背景下,草甸草原和典型草地畜牧业脆弱性变化较大,由2030s(2016-2035年)的中度或者重度脆弱区恢复为2090s(2081-2100年)的潜在脆弱区,荒漠草原和阿拉善盟脆弱性基本保持不变。
【关键词】：气候变化 地上生物量 土壤有机碳 放牧措施 脆弱性
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S812
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 图目录12-14
• 表目录14-15
• 第一章 绪论15-25
• 1.1 研究目的和意义15-16
• 1.2 国内外研究进展16-22
• 1.2.1 生产力研究方法16-17
• 1.2.2 CENTURY模型的应用研究进展17-20
• 1.2.3 气候变化对草地生产力的影响研究20-21
• 1.2.4 草地脆弱性的研究进展21-22
• 1.3 研究目标、研究内容和技术路线22-25
• 1.3.1 研究目标22
• 1.3.2 研究内容22-23
• 1.3.3 技术路线23-25
• 第二章 材料与方法25-33
• 2.1 研究区域概况25
• 2.2 数据来源25-29
• 2.2.1 气象数据25-26
• 2.2.2 草地数据26-27
• 2.2.3 土壤数据27
• 2.2.4 土壤有机碳和土壤总氮数据27-29
• 2.2.5 自然地理数据29
• 2.3 研究方法29-33
• 2.3.1 特征量及其变化分析方法29-30
• 2.3.2 CENTURY模型参数计算方法30
• 2.3.3 插值方法30-31
• 2.3.4 CENTURY模型模拟结果评价指标31-33
• 第三章 CENTURY模型的有效性验证和空间化模拟33-51
• 3.1 CENTURY模型简介33-34
• 3.2 CENTURY模型参数获取34-38
• 3.2.1 气象参数34-35
• 3.2.2 土壤参数35
• 3.2.3 温度控制参数35-37
• 3.2.4 土壤有机碳参数37
• 3.2.5 放牧参数37-38
• 3.3 CENTURY模型参数的单点校正和验证38-46
• 3.3.1 地上生物量,0-20cm土壤有机碳和总氮的单点校正38-43
• 3.3.2 地上生物量,0-20cm土壤有机碳和总氮的单点验证43-46
• 3.4 CENTURY模型参数空间化46-48
• 3.5 CENTURY模型空间化验证48-49
• 3.6 本章小结49-51
• 第四章 1961-2010年内蒙古地区草地生物量和土壤有机碳时空格局51-59
• 4.1 1961-2010年内蒙古地区气候资源时空变化特征51-53
• 4.1.1 1961-2010年内蒙古地区温度时空变化特征51-52
• 4.1.2 1961-2010年内蒙古地区降水量时空变化特征52-53
• 4.2 1961-2010年内蒙古地区草地生物量和土壤有机碳时空变化特征53-57
• 4.2.1 1961-2010年内蒙古地区地上生物量时空变化特征53-55
• 4.2.2 1961-2010年内蒙古地区草地土壤有机碳时空变化特征55-57
• 4.3 本章小结57-59
• 第五章 未来气候情景下内蒙古地区草地生物量和土壤有机碳时空演变59-69
• 5.1 未来气候情景下内蒙古地区气候资源时空变化特征59-63
• 5.1.1 未来气候情景下内蒙古地区温度变化特征59-61
• 5.1.2 未来气候情景下内蒙古地区年降水量变化特征61-63
• 5.2 未来气候情景下内蒙古地区草地生物量和土壤有机碳变化特征63-67
• 5.2.1 未来气候情景下内蒙古地区草地生物量时空变化特征63-65
• 5.2.2 未来气候情景下内蒙古地区草地土壤有机碳时空变化特征65-67
• 5.3 未来气候变化和模型参数的不确定性分析67
• 5.4 本章小结67-69
• 第六章 内蒙古地区草地脆弱性评价体系探讨69-81
• 6.1 内蒙古地区草地畜牧业脆弱性指标的建立69-72
• 6.2 1991-2010年内蒙古地区草地畜牧业脆弱性评价72-76
• 6.2.1 1991-2010年内蒙古地区草地敏感性分析72-73
• 6.2.2 1991-2010年内蒙古地区草地适应性分析73-74
• 6.2.3 1991-2010年内蒙古地区草地单元脆弱性分析74
• 6.2.4 1991-2010年内蒙古地区草地暴露度分析74-75
• 6.2.5 1991-2010年内蒙古地区草地畜牧业脆弱性分析75-76
• 6.3 未来气候情景下内蒙古草地畜牧业脆弱性评价76-80
• 6.3.1 未来气候情景下内蒙古地区草地敏感性分析76-77
• 6.3.2 未来气候情景下内蒙古地区草地适应性分析77-78
• 6.3.3 未来气候情景下内蒙古地区草地暴露性分析78
• 6.3.4 未来气候情景下内蒙古地区草地畜牧业脆弱性分析78-80
• 6.4 本章小结80-81
• 第七章 放牧措施对内蒙古地区草地的影响及适应措施探讨81-93
• 7.1 不同放牧强度对内蒙古地区草地的影响81-84
• 7.1.1 RCP4.5气候情景下,不同放牧强度对内蒙古地区草地的影响82-83
• 7.1.2 RCP8.5气候情景下,不同放牧强度对内蒙古地区草地的影响83-84
• 7.2 不同放牧强度对内蒙古地区草地脆弱性的影响84-86
• 7.2.1 RCP4.5气候情景下,不同放牧强度对内蒙古地区草地脆弱性的影响84-85
• 7.2.2 RCP8.5气候情景下,不同放牧强度对内蒙古地区草地脆弱性的影响85-86
• 7.3 不同放牧方式对内蒙古地区草地的影响86-89
• 7.3.1 RCP4.5气候情景下,不同放牧方式对内蒙古地区草地的影响87-88
• 7.3.2 RCP8.5气候情景下,不同放牧方式对内蒙古地区草地的影响88-89
• 7.4 气候变化背景下内蒙古地区草地适应性措施探讨89-90
• 7.5 本章小结90-93
• 第八章 结论与讨论93-97
• 8.1 主要结论93-95
• 8.2 研究创新点95
• 8.3 讨论与研究展望95-97
• 参考文献97-109
• 致谢109-111
• 作者简历111-112

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：542237