藏北高寒草甸生态系统蒸散的控制机制及其对人为干扰的响应研究
发布时间：2021-02-23 08:20
蒸散（Evapotranspiration,ET）是全球水循环的重要组成部分,也是土壤-植被-大气系统之间物质和能量交换的关键环节,时刻影响着全球的气候变化。青藏高原具有特殊的地理位置及气候特点,对全球气候变化响应敏感。因此,阐明青藏高原地区蒸散的变化特征及控制机制有助于我们深刻理解和认识全球气候变化背景下高寒脆弱生态系统的发展变化趋势,对全球变化进程的预测亦有指导意义。此外,蒸散很容易受到放牧等外界干扰的影响,而青藏高原作为我国的天然牧场,放牧为当地牧民最主要的土地利用方式。因此,研究蒸散对放牧的响应特征具有现实意义。不仅可以帮助我们更加准确地评估全球变化对高寒草甸的影响,还可以为科学合理地指导放牧提供依据。本研究基于藏北高原草地生态系统研究站（那曲站）的涡度相关观测数据,借助线性扰动分析,深入剖析高寒草甸生态系统蒸散的环境及生物学控制机制。利用禁牧/放牧平行涡度相关系统及人工观测数据,探讨放牧对高寒草甸生态系统蒸散及其调控机制的影响,从而较为客观的评价气候变化背景下青藏高原高寒草甸生态系统蒸散的变异特征及其对人为扰动的响应。具体研究结论如下:（一）藏北高寒草甸生态系统蒸散变异的驱动...
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
沈阳农业大学硕士学位论文112数据与方法2.1研究区概况图2-1研究地位置Fig.2-1Studysitelocation那曲站位于藏北羌塘高原那曲地区那曲县曲果仁毛村境内(图2-1)，地理坐标为31°39′N，92°01′E，海拔高度为4585m。该研究区地处念青唐古拉山和唐古拉山两大山脉之间，属于高原亚寒带季风半湿润气候区。高寒缺氧，气候干燥，多大风天气，全年大风日100天左右，平均风速2.7m/s，最大风速可达26.3m/s。年平均气温-1.9℃，最冷时可达-30~-40℃，全年日照时数2886h以上。年均降水量430mm，主要集中在5月到9月，此时的降水量占全年的80%。全年无绝对无霜期，每年10月至次年5月为风雪期和土壤冻结期，6月到8月为生长期。土壤类型为高寒草甸土。植被类型是典型的高寒草甸，优势种为高山嵩草(Kobresiapygmaea)，伴生种为楔叶委陵菜(Potentillacuneate)、钉柱委陵菜(Potentillasaundersiana)、无茎黄鹌菜(Youngiasimulatrix)、二裂委陵菜(Potentillabifurca)、藏西风毛菊(Saussureastoliczkai)、矮火绒草(Leontopodiumnanum)、青藏苔草(Carexmoorcroftii)等。那曲站设有禁牧/放牧对照样地。禁牧地自2011年10月围封，面积约为100亩。放牧地允许当地牧民自由放牧，近20年平均放牧强度为每半年每公顷草地上有<0.5只羊和<1.2只牦牛。禁牧地与放牧地下垫面性质相同，有基本一致的气候条件。
沈阳农业大学硕士学位论文173藏北高寒草甸生态系统蒸散的控制机制3.1各年份生长旺季的水分状况评估根据短时的降水量级与降水持续时间判断某时期是否干旱略显片面，由此我们引入了SEP干旱指数来界定各年生长季的水分状况。由图3-1可知，2013年和2015年生长旺季干旱。2015年生长旺季，SEP值为-1.45，最为干旱。2013年生长季干旱程度相较2015年轻微，SEP值为-0.76。2014与2017年生长季水分状况适中，SEP指数在-0.5到0.5之间，其值分别为-0.18和0.38，所以我们可将这两年视为基准年。2016年和2018年生长季较为湿润，SEP均大于0.5。其中，2018年的生长季最为湿润，SEP值为1.25。2016年生长季的湿润程度略低于2018年，SEP值为0.79。注：虚线框内表示各年干旱程度的划分。图3-12013-2018年那曲地区生长旺季SEP干旱指数图Fig.3-1ThedroughtindexinthegrowingseasonatNaqvstationduring2013-20183.2气象因子、生物因子和蒸散的季节变异在那曲地区高寒草甸生态系统中，生长旺季气象因子、生物因子及蒸散的季节变化如图3-2所示。在最为干旱的2015年生长季，从7月初到8月初，干旱期时长为32天，且在此之前，日降水就比较少，导致土壤含水量达到观测期间最低水平(图3-2(f))。在干旱期间，Rn出现较为缓慢的下降趋势(图3-2(a))。SWC先快速降低，再由于少量降雨而出现小幅回升，SWC的最小值出现在7月末，值为0.03m3m-3(图3-2(f))。此时，VPD较高(图3-2(c))，导致gs迅速下降并保持为低值(图3-2(d))。LAI较低，其值始
【参考文献】：
期刊论文
[1]全球变化水文学:陆地水循环与全球变化[J]. 汤秋鸿. 中国科学:地球科学. 2020(03)
[2]气候变暖背景下雅鲁藏布江流域降水变化研究进展[J]. 杨浩,崔春光,王晓芳,张文刚,王斌. 暴雨灾害. 2019(06)
[3]青藏高原能量、水分循环影响效应[J]. 徐祥德,马耀明,孙婵,魏凤英. 中国科学院院刊. 2019(11)
[4]不同放牧模式下高原鼠兔密度与高寒植被和土壤的关系[J]. 冯峰,贡保草,牛克昌. 草业科学. 2019(11)
[5]1961—2010年青藏高原气候变化特征分析[J]. 徐丽娇,胡泽勇,赵亚楠,洪潇宇. 高原气象. 2019(05)
[6]1965—2016年青藏高原关键气象因子变化特征及其对土地沙漠化的影响[J]. 李庆,张春来,王仁德,周娜. 北京师范大学学报(自然科学版). 2018(05)
[7]牧压梯度下高寒草甸实际蒸散量及植物生产水分有效利用率的研究[J]. 贺慧丹,祝景彬,未亚西,李红琴,杨永胜,李英年. 生态环境学报. 2017(09)
[8]北方地区叶面积指数变化对蒸散和产水量的影响[J]. 柳艺博,胡正华,李琪,张雪松,张琪. 中国生态农业学报. 2017(08)
[9]不同时间尺度农田蒸散影响因子的通径分析[J]. 张雪松,闫艺兰,胡正华. 中国农业气象. 2017(04)
[10]东北地区春玉米生长季农田蒸散量动态变化及其影响因子[J]. 郭春明,任景全,张铁林,于海. 中国农业气象. 2016(04)
博士论文
[1]青藏高原草地变化及其对气候的响应[D]. 于惠.兰州大学 2013
硕士论文
[1]不同放牧强度对呼伦贝尔草甸草原群落特征及水分利用效率的影响[D]. 王炜琛.内蒙古大学 2018
[2]半干旱区玉米气孔导度和蒸散耗水研究[D]. 董军.兰州大学 2017
[3]青藏高原高寒草甸植物群落组分种地上生物量分配及群落结构对放牧的响应研究[D]. 赵彬彬.兰州大学 2008
本文编号：3047291
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
沈阳农业大学硕士学位论文112数据与方法2.1研究区概况图2-1研究地位置Fig.2-1Studysitelocation那曲站位于藏北羌塘高原那曲地区那曲县曲果仁毛村境内(图2-1)，地理坐标为31°39′N，92°01′E，海拔高度为4585m。该研究区地处念青唐古拉山和唐古拉山两大山脉之间，属于高原亚寒带季风半湿润气候区。高寒缺氧，气候干燥，多大风天气，全年大风日100天左右，平均风速2.7m/s，最大风速可达26.3m/s。年平均气温-1.9℃，最冷时可达-30~-40℃，全年日照时数2886h以上。年均降水量430mm，主要集中在5月到9月，此时的降水量占全年的80%。全年无绝对无霜期，每年10月至次年5月为风雪期和土壤冻结期，6月到8月为生长期。土壤类型为高寒草甸土。植被类型是典型的高寒草甸，优势种为高山嵩草(Kobresiapygmaea)，伴生种为楔叶委陵菜(Potentillacuneate)、钉柱委陵菜(Potentillasaundersiana)、无茎黄鹌菜(Youngiasimulatrix)、二裂委陵菜(Potentillabifurca)、藏西风毛菊(Saussureastoliczkai)、矮火绒草(Leontopodiumnanum)、青藏苔草(Carexmoorcroftii)等。那曲站设有禁牧/放牧对照样地。禁牧地自2011年10月围封，面积约为100亩。放牧地允许当地牧民自由放牧，近20年平均放牧强度为每半年每公顷草地上有<0.5只羊和<1.2只牦牛。禁牧地与放牧地下垫面性质相同，有基本一致的气候条件。
沈阳农业大学硕士学位论文173藏北高寒草甸生态系统蒸散的控制机制3.1各年份生长旺季的水分状况评估根据短时的降水量级与降水持续时间判断某时期是否干旱略显片面，由此我们引入了SEP干旱指数来界定各年生长季的水分状况。由图3-1可知，2013年和2015年生长旺季干旱。2015年生长旺季，SEP值为-1.45，最为干旱。2013年生长季干旱程度相较2015年轻微，SEP值为-0.76。2014与2017年生长季水分状况适中，SEP指数在-0.5到0.5之间，其值分别为-0.18和0.38，所以我们可将这两年视为基准年。2016年和2018年生长季较为湿润，SEP均大于0.5。其中，2018年的生长季最为湿润，SEP值为1.25。2016年生长季的湿润程度略低于2018年，SEP值为0.79。注：虚线框内表示各年干旱程度的划分。图3-12013-2018年那曲地区生长旺季SEP干旱指数图Fig.3-1ThedroughtindexinthegrowingseasonatNaqvstationduring2013-20183.2气象因子、生物因子和蒸散的季节变异在那曲地区高寒草甸生态系统中，生长旺季气象因子、生物因子及蒸散的季节变化如图3-2所示。在最为干旱的2015年生长季，从7月初到8月初，干旱期时长为32天，且在此之前，日降水就比较少，导致土壤含水量达到观测期间最低水平(图3-2(f))。在干旱期间，Rn出现较为缓慢的下降趋势(图3-2(a))。SWC先快速降低，再由于少量降雨而出现小幅回升，SWC的最小值出现在7月末，值为0.03m3m-3(图3-2(f))。此时，VPD较高(图3-2(c))，导致gs迅速下降并保持为低值(图3-2(d))。LAI较低，其值始
【参考文献】：
期刊论文
[1]全球变化水文学:陆地水循环与全球变化[J]. 汤秋鸿. 中国科学:地球科学. 2020(03)
[2]气候变暖背景下雅鲁藏布江流域降水变化研究进展[J]. 杨浩,崔春光,王晓芳,张文刚,王斌. 暴雨灾害. 2019(06)
[3]青藏高原能量、水分循环影响效应[J]. 徐祥德,马耀明,孙婵,魏凤英. 中国科学院院刊. 2019(11)
[4]不同放牧模式下高原鼠兔密度与高寒植被和土壤的关系[J]. 冯峰,贡保草,牛克昌. 草业科学. 2019(11)
[5]1961—2010年青藏高原气候变化特征分析[J]. 徐丽娇,胡泽勇,赵亚楠,洪潇宇. 高原气象. 2019(05)
[6]1965—2016年青藏高原关键气象因子变化特征及其对土地沙漠化的影响[J]. 李庆,张春来,王仁德,周娜. 北京师范大学学报(自然科学版). 2018(05)
[7]牧压梯度下高寒草甸实际蒸散量及植物生产水分有效利用率的研究[J]. 贺慧丹,祝景彬,未亚西,李红琴,杨永胜,李英年. 生态环境学报. 2017(09)
[8]北方地区叶面积指数变化对蒸散和产水量的影响[J]. 柳艺博,胡正华,李琪,张雪松,张琪. 中国生态农业学报. 2017(08)
[9]不同时间尺度农田蒸散影响因子的通径分析[J]. 张雪松,闫艺兰,胡正华. 中国农业气象. 2017(04)
[10]东北地区春玉米生长季农田蒸散量动态变化及其影响因子[J]. 郭春明,任景全,张铁林,于海. 中国农业气象. 2016(04)
博士论文
[1]青藏高原草地变化及其对气候的响应[D]. 于惠.兰州大学 2013
硕士论文
[1]不同放牧强度对呼伦贝尔草甸草原群落特征及水分利用效率的影响[D]. 王炜琛.内蒙古大学 2018
[2]半干旱区玉米气孔导度和蒸散耗水研究[D]. 董军.兰州大学 2017
[3]青藏高原高寒草甸植物群落组分种地上生物量分配及群落结构对放牧的响应研究[D]. 赵彬彬.兰州大学 2008
本文编号：3047291
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