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青藏高原草地退化及其对气候变化的响应

曹旭娟  
【摘要】:青藏高原平均海拔4000m以上,有“世界屋脊”之称。高寒草地是青藏高原分布最为广泛的生态系统,其面积约占青藏高原总面积的60%。青藏高原高寒草地作为草地生态系统的重要分布区,是气候变化的敏感区和生态脆弱带。青藏高原草地退化与气候变化密切相关,近年来,青藏高原气候的暖干化趋势,成为草地的直接威胁。因此,研究青藏高原草地植被退化状况及其与气候变化的关系尤为重要。本文分析了1981~2013年青藏高原气候变化特征,并基于NDVI反演植被盖度,在此基础上揭示了草地植被变化特征、草地退化现状及草地植被对气候变化的响应。主要研究结果有:(1)1981~2013年,青藏高原草地气候呈暖干化趋势。年均气温有显著上升趋势,升温速度为0.35℃·10yr~(-1);年降水量无显著变化趋势;年潜在蒸散量有显著的上升趋势,速度为8.2 mm·10yr~-1;年降水量无显著变化趋势。其中,高寒荒漠气温最高,潜在蒸散量最高而降水量最低,暖干化情况最为突出。(2)不同草地类型盖度(或NDVI)多年均值依次为高寒草甸高寒草原高寒荒漠。从时间序列来看,草地植被盖度(或NDVI)整体上均无显著的变化趋势且年际波动较小。从空间分布来看,青藏高原草地植被盖度(或NDVI)多年均值的分布从东南向西北递减。植被盖度(或NDVI)在高原南部和东北部有增高趋势,北部和西部则是降低趋势,但92%(或95%)区域未通过显著性检验。(3)当前青藏高原草地退化面积占草地总面积的41%,其中轻度退化、中度退化、重度退化和极重度退化面积的比例分别为22%、8%、6%和5%。与历史平均水平(1981~2010年)相比,轻度退化草地有向中度退化、重度退化和极重度退化草地转化的趋势。轻度退化草地比例下降7%,中度退化、重度退化和极重度退化草地比例分别增加1%、2%和4%。重度和极重度退化草地主要集中在高原北部柴达木盆地周围。(4)青藏高原草地NDVI对气候因子月变化的响应大于年际间变化。青藏高原草地NDVI与年均气温、年降水量和潜在蒸散量年际间的显著(P0.05)相关的面积比例分别为15%,7%和13%,而与月均气温、月降水量和潜在蒸散量显著相关(P0.05)的面积比例分别为38%、30%和35%。此外,青藏高原草地NDVI与气温、降水量和潜在蒸散量之间的相关性存在不同程度的滞后效应。月NDVI与气候因子月值最大相关系数(包含滞后性)中,与气温、降水量和潜在蒸散量显著相关的区域面积分别占草地总面积的78%,71%和78%。


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