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青藏高原植被生态系统变化趋势及其机制研究取得新进展

2014-03-18

气候变化和人类活动是植被生态系统变化的最为重要的驱动因子。由于高、寒、旱的特点,青藏高原植被生态系统对气候变化和人类活动的响应更为敏感。随着气候变暖和人类活动的加剧,青藏高原植被生态系统发生了前所未有的变化。过去几十年间,青藏高原植被生态系统是如何变化的?驱动因子是什么?生态系统变化是气候变化影响的结果还是人类活动所致?尤其是如何量化辨识气候变化和人类活动对高原植被生态系统的影响是当前青藏高原生态学研究中的瓶颈问题,这些问题的回答不但有助于对高原生态学研究的进一步提升,而且对优化高原生态系统管理、重大生态工程建设的布局有着至关重要的意义。

地理与资源所张宪洲研究员团队采用实地调查、遥感观测和模型模拟相结合的方法,分析过去三十年间青藏高原植被物候、生产力的时空变化特征;运用过程机理模型和遥感模型对青藏高原高寒草地潜在生产力和现实生产力的模拟,通过模拟结果比较,得出人类活动对高寒草地生产力的影响,阐明高寒草地生态系统变化机制。

 

1982至2011年间现实NPP-A,潜在NPP-P和人类活动NPP-H的年际变化

过去三十年间(19822011年),青藏高原高寒草地净第一性生产力(NPP)呈增加趋势,总共增加了约19.9%,但前二十年(19822001年)和后十年(2001-2011年)间的驱动因素却不尽相同。前二十年的上世纪八十年代和九十年代,青藏高原变暖变湿,青藏高原高寒草地现实NPP呈现了明显的增加趋势,共计增长了16.8%,气候主导了生产力的增加趋势。但在后十年的2001-2011年间,随着高原降水模式发生的改变,高原气候出现了暖干化的趋势,气候因素驱动的潜在NPP呈明显减少趋势,但由于放牧压力减少,包括国家实行的退牧还草工程的实施,人类活动对生态系统的正面影响弥补了由于气候变暖变干所带来的负面影响,致使高原草地现实NPP仍呈增加趋势,共计增长了约8.1%。从面积上看,气候变化仍主导了大部分面积的青藏高原草地生产力的变化,而主要由于超载放牧等人类活动引起的草地生产力减少的面积不超过整个草地的5%相关成果见Chen et al. 2014. Agricultural and Forest Meteorology)。

 

1982-2001和2001-2010年间不同原因引起NPP变化的分布