文档介绍：分类号 Q149;S812 学校代码 10129
U D C 学号 08100021
内蒙古草原地上净初级生产力对气候变化响应的模拟
Responses of ANPP to Climate Change in Inner Mongolia Grassland
- A Simulation Based on CENTURY Model
申请人: 张存厚
学科门类: 农学
学科专业: 草业科学
研究方向: 草地生态与管理
指导教师: 王明玖教授
论文提交日期:二〇一三年六月
摘要
全球变化研究已经成为迄今为止规模最大的跨学科、跨部门、跨国界的国际合
作研究活动,代表着当前世界科学的发展趋势,与人类关系最密切的陆地生态系统
与气候变化的相互作用与反馈成为研究的热点。内蒙古草原处于欧亚大陆草原带的
中部,由于其特殊的地理位置、多样化的气候条件和复杂的自然环境,在研究全球
变化过程中具有不可替代的作用。作为陆地生态系统重要组成部分的植被地上净初
级生产力( Primary Productivity,简称 ANPP)的动态,决定着
生态环境的优劣和生态系统的碳收支,直接影响到草地畜牧业的兴衰。在全球气候
变化背景下,ANPP 时空动态变化及未来发展趋势,成为本论文研究的重点。
利用 1961~2010 年 106 个自动气象观测站资料,对内蒙古过去 50a 气候的时空
变化特征进行了详细分析;利用 39 个牧草观测站资料和 10a 卫星遥感数据,对
CENTURY 模型的模拟能力进行点和面上的检验;利用 78 个自动气象站数据对内蒙古
草原区 ANPP 的时空动态进行了模拟,并与 26 个气象因子进行相关分析;基于 SRES
B2、A2 和 A1B 情景的结果,模拟了未来内蒙古草原 ANPP 时空分布格局、变化速
率以及可能变化趋势。主要发现如下:
50a 来,内蒙古年平均气温、生长季平均气温、年极端最高气温和年极
端最低气温均呈上升趋势,其上升速率分别为 ,, 和 ℃/10a。增温
最显著的区域主要发生在东北部。平均年降水量和生长季降水量变化趋势不显著;
年平均日照时数呈明显的下降趋势,下降速率为 ;平均风速明显减小,减
小速率达 ·10a;相对湿度明显减小,年最大积雪深度明显增加。
50a 中,内蒙古草原 ANPP 总体变化呈略增态势。其中,典型草原略增,
增加速率为 ·10a;草甸草原增加趋势不显著,速率为 ·10a;荒漠草
原增加趋势显著,速率为 ·10a。CENTURY 模型验证结果显示,大多数站
点模拟效果很好;内蒙古草原 ANPP 空间模拟结果与归一化植被指数(NDVI,下
同)的空间分布吻合程度很高。ANPP 的空间分布呈现出明显的地带性分布规律,
即自东向西、自南向北逐渐降低。
相关分析表明,内蒙古草原 ANPP 与降水量相关性显著,特别是生长季降水量。
其中,锡林浩特 ANPP 与极端最高气温、平均气温和平均最高气温呈极显著负相关,
四子王旗与极端最高气温呈极显著负相关,额尔古纳右旗则与平均最低气温、平均
地面气温、平均气温呈显著正相关,与年平均风速呈极显著负相关。
3 种 SRES 情景下,2030s 内蒙古草原 ANPP 的空间分布格局依然是自东
向西、自南向北逐渐降低。与基准年相比,2030s 内蒙古草原大部地区 ANPP 高于
基准年。变化速率的空间分布显示,近 100a 来内蒙古草原大部地区呈现出增加趋势。
2030s 内蒙古草原 ANPP 大于 251g/m2 的高值区在 SRES A2 情景下分布面积最大,
其次是 SRES A1B,SRES B2 最小;小于 150g/m2 低值区在 SRES B2 情景下最大,
其次是 SRES A2,SRES A1B 最小。
关键词:气候变化;地上净初级生产力(ANPP); CENTURY 模型;RCM-PRECIS;
相关分析;SRES 情景;内蒙古;草原
Responses of ANPP to Climate Change in Inner Mongolia Grassland
- A Simulation Based on CENTURY Model
Abstract
Global climate change researc