大气水分亏缺对中国两种典型草地生态系统总初级生产力的影响
发布时间：2021-08-26 03:19
土壤水分供给（SWC）和大气水分亏缺（VPD）是影响植物光合作用的重要变量。在生态系统初级生产力（GPP）方面,与SWC相比,关于VPD如何调控GPP变异的研究相对缺乏。本研究选取了水分限制的内蒙古温带草原（内蒙古站）和温度限制的青藏高原高寒灌丛草甸（海北站）作为研究对象,分析了VPD如何调控这两个生态系统GPP变异。按照研究时间段SWC与多年同时间段SWC均值的比值（RSWC）由小到大将两个站点的长时间序列数据划分为3个SWC水平:干旱25%（RSWC前25%区间）、中间50%（RSWC中间50%区间）和湿润25%区间（RSWC后25%区间）。结果发现,海北站不同SWC水平下VPD和GPP均表现出显著的正相关关系（P<0.05）,相同SWC水平下VPD和GPP之间的关系无显著性差异（P>0.05）。与之不同,在低SWC中,内蒙古站的VPD和GPP表现出显著的负相关,但随着SWC的提高,这种负相关转化为正相关,二者关系在不同SWC水平间差异显著（P<0.05）。在仅考虑VPD和SWC对GPP影响的情境下,水分亏缺时内蒙古站的SWC可以解释超过60%的GPP变异,而海北...
【文章来源】：生态学杂志. 2020,39(11)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
海北站(黑线和黑柱)和内蒙古站(灰线和灰柱)的GPP、VPD、SWC、TA和PPT的季节变异
为了进一步探究在不同土壤水分条件下VPD对GPP的影响，图3按照RSWC将数据从小到大进行排列，在60天滑动窗口条件下，使用偏相关分析VPD与GPP的关系(图3)。结果发现，内蒙古站VPD在RSWC较低情境下对GPP表现出负向影响，但随着RSWC增加，这种负向影响逐渐转化为正向影响;但海北站VPD和GPP的偏相关系数始终大于0，偏相关系数变异的斜率明显低于内蒙古站(P<0.05;图3)。以上分析说明内蒙古站GPP与VPD之间关系受SWC的调节明显强于海北站，而海北站VPD和GPP一直表现出显著的正相关关系。2.2.3 不同SWC条件下SWC和VPD与GPP关系的回归分析
图4结果表明，内蒙古站和海北站的SWC分别显著正向和负向影响RH和TA，而RH和TA从两个相反方向上决定了VPD的变异(P<0.05;图4)。此外，PPT和PAR通过SWC、TA和RH间接影响VPD(图4)。SWC和VPD独立或通过TA和LAI对GPP产生显著的直接和间接影响(P<0.05;图4)。从变量影响的主效应和直接效应看，内蒙古站GPP变异主要受到SWC调控(总效应=0.50;直接效应=0.42)，而海北站GPP主要受到TA影响(总效应=0.61;直接效应=0.44)。此外，与之前的相关分析和回归分析相似，与海北站相比，内蒙古站GPP变异更容易受到VPD的负向影响(图4)。图4 海北站和内蒙古站生物和非生物因子对GPP影响的路径分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]青藏高原高寒灌丛草甸和草原化草甸CO2通量动态及其限制因子[J]. 柴曦,李英年,段呈,张涛,宗宁,石培礼,何永涛,张宪洲. 植物生态学报. 2018(01)
[2]高寒草甸退化过程中群落生产力和物种多样性的非线性响应机制研究[J]. 陈宁,张扬建,朱军涛,李军祥,刘瑶杰,俎佳星,丛楠,黄珂,王荔. 植物生态学报. 2018(01)
[3]高寒草甸主要植物地上地下生物量分布及退化对根冠比和根系表面积的影响[J]. 龙毅,孟凡栋,王常顺,白玲,钟扬,汪诗平. 广西植物. 2015(04)
[4]Seasonal variation in carbon exchange and its ecological analysis over Leymus chinensis steppe in Inner Mongolia[J]. HAO Yanbin, WANG Yanfen, SUN Xiaomin, HUANG Xiangzhong, CUI Xiaoyong, NIU Haishan, ZHANG Yahong & YU Guirui Laboratory of Quantitative Vegetation Ecology, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China; Department of Biology, Graduate University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; Ningxia University, Yinchuan 750001, China; Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China. Science in China（Series D:Earth Sciences）. 2006(S2)
本文编号：3363433
【文章来源】：生态学杂志. 2020,39(11)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
海北站(黑线和黑柱)和内蒙古站(灰线和灰柱)的GPP、VPD、SWC、TA和PPT的季节变异
为了进一步探究在不同土壤水分条件下VPD对GPP的影响，图3按照RSWC将数据从小到大进行排列，在60天滑动窗口条件下，使用偏相关分析VPD与GPP的关系(图3)。结果发现，内蒙古站VPD在RSWC较低情境下对GPP表现出负向影响，但随着RSWC增加，这种负向影响逐渐转化为正向影响;但海北站VPD和GPP的偏相关系数始终大于0，偏相关系数变异的斜率明显低于内蒙古站(P<0.05;图3)。以上分析说明内蒙古站GPP与VPD之间关系受SWC的调节明显强于海北站，而海北站VPD和GPP一直表现出显著的正相关关系。2.2.3 不同SWC条件下SWC和VPD与GPP关系的回归分析
图4结果表明，内蒙古站和海北站的SWC分别显著正向和负向影响RH和TA，而RH和TA从两个相反方向上决定了VPD的变异(P<0.05;图4)。此外，PPT和PAR通过SWC、TA和RH间接影响VPD(图4)。SWC和VPD独立或通过TA和LAI对GPP产生显著的直接和间接影响(P<0.05;图4)。从变量影响的主效应和直接效应看，内蒙古站GPP变异主要受到SWC调控(总效应=0.50;直接效应=0.42)，而海北站GPP主要受到TA影响(总效应=0.61;直接效应=0.44)。此外，与之前的相关分析和回归分析相似，与海北站相比，内蒙古站GPP变异更容易受到VPD的负向影响(图4)。图4 海北站和内蒙古站生物和非生物因子对GPP影响的路径分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]青藏高原高寒灌丛草甸和草原化草甸CO2通量动态及其限制因子[J]. 柴曦,李英年,段呈,张涛,宗宁,石培礼,何永涛,张宪洲. 植物生态学报. 2018(01)
[2]高寒草甸退化过程中群落生产力和物种多样性的非线性响应机制研究[J]. 陈宁,张扬建,朱军涛,李军祥,刘瑶杰,俎佳星,丛楠,黄珂,王荔. 植物生态学报. 2018(01)
[3]高寒草甸主要植物地上地下生物量分布及退化对根冠比和根系表面积的影响[J]. 龙毅,孟凡栋,王常顺,白玲,钟扬,汪诗平. 广西植物. 2015(04)
[4]Seasonal variation in carbon exchange and its ecological analysis over Leymus chinensis steppe in Inner Mongolia[J]. HAO Yanbin, WANG Yanfen, SUN Xiaomin, HUANG Xiangzhong, CUI Xiaoyong, NIU Haishan, ZHANG Yahong & YU Guirui Laboratory of Quantitative Vegetation Ecology, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China; Department of Biology, Graduate University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; Ningxia University, Yinchuan 750001, China; Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China. Science in China（Series D:Earth Sciences）. 2006(S2)
本文编号：3363433
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