《测绘学报》
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干旱对草地生产力影响的定量评估研究
雷添杰1,2
1. 中国水利水电科学研究院, 北京 100038;
2. 北京师范大学, 北京 100875
收稿日期：2016-10-09；
基金项目：国家自然科学基金（41601569）；中国博士后科学基金（2016M591214）
第一作者简介： 雷添杰(1984-), 男, 工程师, 2015年6月毕业于北京师范大学, 获理学博士学位(指导老师:武建军教授), 研究方向为草地碳循环。
E-mail:ltj348@126.com
Quantitative Assessment of the Impacts of Droughts on Grassland Productivity
LEI Tianjie1,2
全球变化与陆地生态系统碳循环是当前全球变化研究的重要内容。内蒙古草原位于中国东北样带环境敏感区，干旱发生频繁，强度大，持续时间长，对内蒙古草原生态系统碳循环产生了重大影响。在可预见的未来，干旱的变化趋势是发生更加频繁，等级更高和持续时间更长，可能超出生态系统能够承受的压力阈值，对生态系统碳循环过程产生更加强烈的影响。长期以来，如何科学评估干旱对草地生态系统生产力造成的影响是比较棘手的问题。本文研究以不同草地生态系统为研究对象，以NPP (net primary production)为评价指标，基于植被生长机理的动态模型Biome-BGC和SPI (standardized precipitation index)干旱指数，在通量数据和模型优化的基础上，模拟内蒙古近50(1961-2012)年不同类型草地(荒漠、典型和草甸草地)植被的生长过程，采用正常年多年NPP的平均值作为干旱影响的评估标准，研究了不同等级干旱事件对不同类型草地NPP变化的定量影响及其响应关系，探讨了气候变化背景下近50年干旱单因子对草地生产力的净影响。主要结论及创新如下：
(1)不同等级干旱对草地生产力造成了不同程度的影响，且对不同类型草地生产力的影响程度存在较大差异。研究发现干旱是造成草地NPP年际波动的主要胁迫因子之一。不同等级的干旱对同一类型草地的影响存在显著差异，同一等级干旱对不同类型草地生态系统的影响也存在较大差异。中等干旱事件所造成的草甸、典型和荒漠草原NPP的平均损失分别为21.15、20.38和9.51 gC/m2/a；严重干旱事件造成的草甸、典型和荒漠草原NPP的平均损失分别为32.99、36.29和14.57 gC/m2/a；极端干旱事件造成的草甸、典型和荒漠草原NPP的平均损失分别为49.16、52.61和59.82 gC/m2/a。不同类型草地NPP的变化随着中等-严重-极端干旱等级的变化呈指数增长关系。在发生中等和严重等级干旱时，荒漠草原NPP对干旱的响应速率低于草甸和典型草原NPP的变化速率；但是在极端干旱条件下，荒漠草原NPP对干旱的响应速率高于草甸和典型草原NPP的变化速率。
(2)近50年干旱对草地生产力净影响显著，且对不同类型草地生产力的影响存在较大差异。剔除了气候变化(降水和温度)因子的交互作用对干旱影响的干扰，进一步厘清了近50年干旱对草地NPP的净影响。在区域尺度上，近50年干旱单一因子造成的NPP总净影响在-1 140.30~15 003.30 gC/m2/52 a范围内变化。干旱对不同草地类型NPP的影响存在差异，对草甸、典型和荒漠草原NPP损失(NPP变化为正值时)较为严重的区域面积百分比分别约为95.4%、91.6%和36.8%；干旱造成草地NPP增加(NPP变化为负值时)的区域面积百分比分别为为4.6%、8.4%和63.2%。近50年干旱对草甸、典型和荒漠草原NPP的区域平均净影响分别为7 005.73、8 466.10和4 753.25 gC/m2/52 a。干旱单因子对草地生产力NPP的净影响程度，沿草甸草原-典型草原-荒漠草原的梯度变化呈现出“两头低，中间高”的现象。在内蒙古地区，干旱对草地生产力的影响主要是由降水亏缺引起的，但温度和降水对干旱的影响存在显著干扰(p < 0.05)，而且降水对NPP的负影响大于温度所施加的正作用。
【引文格式】雷添杰。 干旱对草地生产力影响的定量评估研究[J]. 测绘学报，2017，46(1)：134-134. DOI: 10.11947/j.AGCS.2017.20160484
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