论文部分内容阅读
内蒙古自治区地处欧亚大陆草原带的中部，天然草地面积大，在我国畜牧业生产中占据非常重要的地位。该区自然条件严酷、气候波动大，是全球气候变化敏感区域之一。探讨气候变化对内蒙古草地生态系统的影响，对保障国家畜牧产品供给、维持区域生态安全和经济可持续发展至关重要。为此，本研究借助遥感反演产品、气候插值数据和空间化后的CENTURY模型模拟，从草地植被覆盖及生产功能两个角度探讨气候变化背景下内蒙古草地生态系统的响应特征，并预估典型浓度路径情景下未来内蒙古草地生态系统生产功能的变化趋势。主要结论如下: (1)在生长季尺度上，水分是内蒙古草原植被覆盖年际变化的主要驱动因素;从草甸草原、典型草原至荒漠草原，归一化植被指数(NDVI)与降水、潜在蒸散的相关性逐渐增强，NDVI的年际变异也逐渐增强;NDVI的年际变异与降水的年际变异呈显著的正相关，而与温度的年际变异呈显著的负相关。在月尺度上，NDVI对气候变化的响应存在显著的月滞后效应，且降水的滞后效应在生长季中后期尤其明显;草甸草原和典型草原生长季初期NDVI增加显著，受升温影响大。 (2)近30年来，内蒙古草原净初级生产力(NPP)与净生态系统生产力(NEP)呈显著下降趋势，草甸草原降速最大，荒漠草原最小。区域降水减少可能是内蒙古草原NPP下降的主要原因，温度升高也会导致草原NPP降低，但其作用程度远低于降水;随着干旱加剧，NPP的年际变异增强，荒漠草原NPP的年际变异大于其它草原类型，且2000s年际变异较大，而草甸草原、典型草原在1990s年际变异较大。虽然总体上全区是个碳源，但年代际差异明显;在1980s呈现碳汇功能，而在1990s转变为一个微弱的碳源，进入2000s碳释放增强;降水减少可能是内蒙古草原NEP降低的主要因素，但增温对其影响也较大，在荒漠草原其作用可能超过降水的作用。 (3)未来40年内蒙古草原NPP呈波动下降趋势，草甸草原NPP降速最大且显著，荒漠草原NPP降率最小。与基准时段相比，未来40年三大草原NPP均值均有所下降，荒漠草原降幅最大，典型草原降幅最小。各类草原各年代NPP均低于基准时段，且RCP8.5情景下的降幅大于RCP4.5情景。就NPP的年际变异程度而言，在RCP8.5情景下未来40年内蒙古各类草原NPP的年际变异加剧;而在RCP4.5情景下，仅典型草原NPP的年际变异增强，荒漠草原和草甸草原NPP的年际变异减弱。 (4)未来40年内蒙古草原平均NEP低于基准时段，且在RCP8.5情景下降幅更大;草甸草原NEP下降最为剧烈、碳释放最强，而荒漠草原NEP变化不大、碳释放最弱，且在RCP4.5情景下碳释放较基准时段减弱;未来40年各年代内蒙古草原均是碳源，NEP在2040s降幅最大，但草原类型间NEP年代际差异较大。