公元1-2000年蒙古高原草原生产力的重建及其对气候变化的响应

发布时间：2020-03-22 07:26

【摘要】：蒙古高原草原区位于欧亚大陆草原带东部,是草原生态系统的重要组成部分。它处于纬向环流的必经之路,在季风与西风环流的共同影响下,其草原生产力几乎完全依赖气候变化,其生态系统及其变化不但对于中国华北乃至整个东北亚地区的经济、环境和国家安全有着重要影响,而且对了解全球碳平衡有着重要作用。然而目前我们对过去2000年来蒙古高原草地生产力变化的认识几乎是空白,重建公元1-2000年蒙古高原草地生产力变化对了解游牧业兴盛与衰败也有重要的科学意义。本文利用近40年32个站点的实测气象资料、公元1-2000年重建的高精度历史气候资料、公元1-2000年大气CO2浓度数据,基于一些假设条件的前提,借助CENTURY模型重建了公元1-2000年蒙古高原草原地上净初级生产力(ANPP)序列,分析了草原ANPP的变化趋势、突变性、周期性及与气象因子的相关性,及其时空分布特征,探讨了大气CO2浓度增加对蒙古高原草原ANPP的影响。得到的主要结论如下:1)近40年来,蒙古高原草原生产力呈波动上升趋势。草原的空间分布呈不规则的带状分布,自西南向东北依次为荒漠草原、典型草原、草甸草原。降水对草原生产力的变化起主导作用。CENTURY模型模拟的近现代气候变化下,蒙古高原草原ANPP的时空分布能够很好地反映该区域草原生产力的变化。2)公元1-2000年蒙古高原草原ANPP呈微弱的波动上升趋势,三类草原ANPP的波动变化趋势与草原全区大体一致。明清及魏晋小冰期草原ANPP整体处于低值期,隋唐暖期草原ANPP整体处于高值期;1-2000年草原全区及三类草原ANPP均未发生突变,却存在显著的振荡周期,其中显著的有16年、300-400年周期。3)公元1-2000年蒙古高原草原空间分布与近40年草原空间分布大致相同,其中荒漠草原面积最大,草甸草原面积最小,典型草原居于两者中间,荒漠草原由于单产低,总产为三类草原中最小。不同的温湿匹配草原的响应不同,蒙古高原大部分区域草原生产力在湿期增加,干期减小,以暖湿期和冷干期草原面积及生产力变化较大;三类草原生产力变化幅度以草甸草原最大,典型草原及荒漠草原均较小。草原生产力对气候变化的响应也为进一步了解游牧民族入侵中原的原因提供了一定的理论依据。4)大气CO2对牧草生长有促进作用,随着CO2浓度的增加,其对草原ANPP的促进作用随之增加。CO2对草原生产力的影响,同时还到温度和降水的控制,所以当CO2浓度增加到一定值时,对部分草原ANPP的促进作用会逐渐减小,甚至变为副作用,该种现象主要表现在蒙古高原中部及西北部的典型草原和荒漠草原。以上研究结果将有助于在更长时间尺度内了解全球碳循环、草原游牧民族各部落畜牧经济的变化以及合理开发利用草原自然资源提供理论支撑。
【图文】：

析；将考虑Ｃ０２影响与无Ｃ0２影响下的草原ＡＮＰＰ相减，并利用ＡｒｃＧＩＳ插值技术得到逡逑Ｃ０２影响下草原ＡＮＰＰ差值的空间分布。逡逑以上内容为本文研究的主要研宄方法。图１．１为技术路线图：逡逑相关数撰铙料收丨逦？逦ｉＬ４０｛１邋４邋＾逦丨丨￣２０００年温度降逦１８０丨￣２０００年ＣＯ，逡逑集邋ｉ逦｜邋数据邋｜邋；逦｜水逐年数据逦浓度数据逡逑—￣邋邋邋邋逦ＡｒｃＧＩＳ＾邋Ｉｔ逦Ｈ２逦＇邋—逡逑模型参数本地化逦１逦—＾１逡逑＿逦Ｉ邋逦邋［逦水湖数据逦＿逦Ｉ逦逡逑：逦邋ｇ逦Ｉ近４０年各气象要逦二＿丨…逦露逦ＣＥＮＴＵＲＹ模型｜逡逑．．．．．．．．．．．．．．．．ｔ逦＼邋素格点数据逦ｒｃ邋１逦＿逦＾逦参数调整逡逑模型检验逦Ｓ逦１？２０００年各气象逦’逡逑要素格点数据逡逑——｜逦运ｆｉ模翌逦逦｜逦运行镆■逡逑：逦ｉ逦；逦ｔ邋ｉ逦邋逦逦ｔ逦逦逦逦ｔ逦逡逑｜ＣＯＭＴＵＲＹ模型参数逦ｊ近４０年草原ＡＮＰＰ时丨逦ｉ？２０００年草原ＡＮＰＰ逦｜邋（：０２影响下ＡＮＰＰ的逡逑本地化及验证邋—逦＾空动态变化逦Ｉ逦＾邋时空动态变化逦１邋＆空动态变化逡逑Ｌ———… Ｌ邋，邋邋－—．逦Ｊ逦逦逦邋Ｉ ”———？？？．逡逑图１．１技术路线图逡逑８逡逑

年草原ＡＮＰＰ（植被地上净初级生产力）空间分布作面积统计分析时，蒙古高原总面积均逡逑指的是除森林外的高原总面积。本文将选取区域内３２个气象站点的资料进行研究，，其逡逑中蒙古国区域９个站点，内蒙古区域２３个站点。研究区域及站点分布见图２．１。逡逑Ｋ逡逑俄罗斯逡逑＾逦逡逑５＊＃苏台．逦？逦乔巴山？拉小逡逑‘Ｉ＿逦Ｊｒ逡逑拉扎料特？林逡逑＊邋首都逡逑．气象站点逡逑０逦３００逦６００邋千米逦＿邋ｇ逦＼逡逑逦逡逑图２．１研究区域及研究站点逡逑９逡逑
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P467;S812

【参考文献】

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本文编号：2594723