中国西北干旱半干旱区是中国北方重要的生态屏障。在气候变化和人类活动双重影响下,开展该区域植被净生态系统生产力(NEP)时空变化特征及关键驱动因素的研究对区域生态安全与可持续发展意义重大。基于气象、植被、土壤和地形等多源遥感...中国西北干旱半干旱区是中国北方重要的生态屏障。在气候变化和人类活动双重影响下,开展该区域植被净生态系统生产力(NEP)时空变化特征及关键驱动因素的研究对区域生态安全与可持续发展意义重大。基于气象、植被、土壤和地形等多源遥感及再分析数据集,利用改进的CASA模型、土壤呼吸模型、地理探测器等方法,分析了2000-2022年中国西北干旱半干旱区植被NEP时空变化特征及其关键影响因子。主要研究结果表明:(1)研究区植被NEP多年均值为135.32g C/m^(2),整体呈碳汇功能,年内碳汇主要集中在5-9月份;碳源区主要集中在山前低植被覆盖区和东部沙地,面积占29%。(2)近23年研究区植被NEP以增加趋势为主,变化速率为3.98g C m^(-2) a^(-1)。空间上,呈增加趋势的面积占比为88.77%,减少趋势主要集中在天山山脉山前平原区。(3)LAI对植被NEP空间分布的解释力最强(0.75),其次是土壤湿度(0.42),不同要素交互对NEP均呈现双因子增强或非线性增强作用;LAI、降水和太阳辐射与研究区植被NEP主要呈显著正相关,显著正相关面积分别占73.79%、16.28%和15.10%,与降水呈显著正相关区域主要分布在西部山区、呼伦湖和东部沙地,与太阳辐射呈显著正相关区域主要分布在东部沙地。(4)西北干旱半干旱区气候变化对NEP的贡献度大于80%的地区占59.42%。人类活动对NEP的贡献率高于60%的区域占比为13.90%,集中分布在阿尔泰山和天山山脉的山前平原区,极少数散落分布在东部沙地。研究结果有助于了解植被NEP对气候变化的响应机制,为实现"双碳"目标提供理论依据。展开更多
[目的]我国干旱半干旱区生态环境脆弱,土壤流失问题严重,为探究气候变暖背景下干旱地区的土壤水蚀现状。[方法]基于修正通用土壤流失方程(revised universal soil loss equation,RUSLE)模型计算中国干旱半干旱区1990年、2000年、2010年...[目的]我国干旱半干旱区生态环境脆弱,土壤流失问题严重,为探究气候变暖背景下干旱地区的土壤水蚀现状。[方法]基于修正通用土壤流失方程(revised universal soil loss equation,RUSLE)模型计算中国干旱半干旱区1990年、2000年、2010年、2015年、2020年的各模型因子和土壤水蚀模数,并进行精度验证(R^(2)=0.60);在此基础上利用最优参数地理探测器分析其单因子及交互因子动态驱动力大小和变化。[结果]1)1990—2020年中国干旱半干旱区平均每年土壤水蚀量为4.71×10^(10)kg,土壤水蚀模数呈微弱上升趋势,速率为0.0007 t/(hm^(2)·a)。2)中国干旱半干旱区的土壤水蚀强度多以微度和轻度侵蚀为主。土壤水蚀强度上升和下降的区域面积占比均处于上升趋势,土壤水蚀强度不变的区域面积占比处于下降趋势。3)坡度、降水、降水侵蚀力因子是中国干旱半干旱区1990—2020年土壤水蚀的主要单因子驱动力,且3个因子在研究期间交替为第1主导因子;在选取的因子中任意2个因子在进行交互作用时均增加对中国干旱半干旱区土壤水蚀的解释力,其中,坡度与降水侵蚀力因子交互时解释力在研究期间一直为第1主导交互因子。[结论]中国干旱半干旱区土壤水蚀状况正处于微弱恶化趋势,在一系列治理措施实施时应同步考虑地形、降水特征及其他动态因子,从而更好地改善干旱区的土壤水蚀情况。展开更多
植被生物量是全球碳循环的重要组成部分,是陆地生态系统与大气之间碳交换的重要环节,是定量研究全球气候变化与草地、荒漠生态系统之间的反馈调节作用等的基础。中国干旱半干旱区的草地、荒漠生态系统是重要的碳库类型,本文选取中国生...植被生物量是全球碳循环的重要组成部分,是陆地生态系统与大气之间碳交换的重要环节,是定量研究全球气候变化与草地、荒漠生态系统之间的反馈调节作用等的基础。中国干旱半干旱区的草地、荒漠生态系统是重要的碳库类型,本文选取中国生态系统研究网络(Chinese Ecosystem Research Network,CERN)中位于中国干旱半干旱区的2个草地生态系统观测研究站(海北站、内蒙古站)和5个荒漠生态系统类型观测研究站(鄂尔多斯站、阜康站、临泽站、奈曼站、沙坡头站)的典型生态系统,对其按照CERN生态系统长期观测规范开展长期观测获取的植被地上生物量的2005–2020年间生长季的月动态实测数据进行了收集整理与质量控制,并开展了样方原始调查数据到样地尺度观测数据的统计计算,生成了植被地上生物量数据集,可为中国干旱半干旱区草地和荒漠生态系统对全球气候变化响应及植被保育与可持续发展等研究提供地面观测数据支撑。展开更多
干旱半干旱区是我国的生态环境脆弱的地区之一。伴随着气候变化和人类活动的加剧,近几十年该区域植被正发生着显著的变化,然而,至今还缺乏对植被变化原因的足够认识。本文基于GLASS(Global Land Surface Satellite)叶面积指数(Leaf Area...干旱半干旱区是我国的生态环境脆弱的地区之一。伴随着气候变化和人类活动的加剧,近几十年该区域植被正发生着显著的变化,然而,至今还缺乏对植被变化原因的足够认识。本文基于GLASS(Global Land Surface Satellite)叶面积指数(Leaf Area Index,简称LAI)、CRU(Climate Research Unit)气温和降水数据,采用相关系数法及残差分析法研究了1982~2017年中国干旱半干旱区植被的时空变化特征,并分析了气温、降水及人类活动对LAI变化的相对贡献。结果发现:(1)干旱半干旱区植被显著改善,仅局部地区有所退化,且植被改善在夏季最为明显;(2)在植被变化中,长期趋势变化和年际变化的影响因子不同,前者受气候变暖影响,而后者则主要与降水的波动密切相关;(3)春、夏季气温和夏季降水对干旱半干旱地区植被生长的同季节影响显著,而在新疆北部和内蒙中部地区,植被对气候因子有季节尺度的滞后响应;(4)植被变化受到人类活动和气候变化的共同作用,不同地区植被变化的主导因子不同。在植被改善地区,气候因子的贡献率约为59%,人类活动的贡献率约为41%;而植被退化地区,气候因子的贡献率约为-51%,人类活动贡献率约为-49%。总的来说,近几十年来我国北方干旱半干旱区植被已发生了显著变化,该变化是气温、降水和人类活动多因素综合影响的结果。展开更多
文摘中国西北干旱半干旱区是中国北方重要的生态屏障。在气候变化和人类活动双重影响下,开展该区域植被净生态系统生产力(NEP)时空变化特征及关键驱动因素的研究对区域生态安全与可持续发展意义重大。基于气象、植被、土壤和地形等多源遥感及再分析数据集,利用改进的CASA模型、土壤呼吸模型、地理探测器等方法,分析了2000-2022年中国西北干旱半干旱区植被NEP时空变化特征及其关键影响因子。主要研究结果表明:(1)研究区植被NEP多年均值为135.32g C/m^(2),整体呈碳汇功能,年内碳汇主要集中在5-9月份;碳源区主要集中在山前低植被覆盖区和东部沙地,面积占29%。(2)近23年研究区植被NEP以增加趋势为主,变化速率为3.98g C m^(-2) a^(-1)。空间上,呈增加趋势的面积占比为88.77%,减少趋势主要集中在天山山脉山前平原区。(3)LAI对植被NEP空间分布的解释力最强(0.75),其次是土壤湿度(0.42),不同要素交互对NEP均呈现双因子增强或非线性增强作用;LAI、降水和太阳辐射与研究区植被NEP主要呈显著正相关,显著正相关面积分别占73.79%、16.28%和15.10%,与降水呈显著正相关区域主要分布在西部山区、呼伦湖和东部沙地,与太阳辐射呈显著正相关区域主要分布在东部沙地。(4)西北干旱半干旱区气候变化对NEP的贡献度大于80%的地区占59.42%。人类活动对NEP的贡献率高于60%的区域占比为13.90%,集中分布在阿尔泰山和天山山脉的山前平原区,极少数散落分布在东部沙地。研究结果有助于了解植被NEP对气候变化的响应机制,为实现"双碳"目标提供理论依据。
文摘植被生物量是全球碳循环的重要组成部分,是陆地生态系统与大气之间碳交换的重要环节,是定量研究全球气候变化与草地、荒漠生态系统之间的反馈调节作用等的基础。中国干旱半干旱区的草地、荒漠生态系统是重要的碳库类型,本文选取中国生态系统研究网络(Chinese Ecosystem Research Network,CERN)中位于中国干旱半干旱区的2个草地生态系统观测研究站(海北站、内蒙古站)和5个荒漠生态系统类型观测研究站(鄂尔多斯站、阜康站、临泽站、奈曼站、沙坡头站)的典型生态系统,对其按照CERN生态系统长期观测规范开展长期观测获取的植被地上生物量的2005–2020年间生长季的月动态实测数据进行了收集整理与质量控制,并开展了样方原始调查数据到样地尺度观测数据的统计计算,生成了植被地上生物量数据集,可为中国干旱半干旱区草地和荒漠生态系统对全球气候变化响应及植被保育与可持续发展等研究提供地面观测数据支撑。
文摘干旱半干旱区是我国的生态环境脆弱的地区之一。伴随着气候变化和人类活动的加剧,近几十年该区域植被正发生着显著的变化,然而,至今还缺乏对植被变化原因的足够认识。本文基于GLASS(Global Land Surface Satellite)叶面积指数(Leaf Area Index,简称LAI)、CRU(Climate Research Unit)气温和降水数据,采用相关系数法及残差分析法研究了1982~2017年中国干旱半干旱区植被的时空变化特征,并分析了气温、降水及人类活动对LAI变化的相对贡献。结果发现:(1)干旱半干旱区植被显著改善,仅局部地区有所退化,且植被改善在夏季最为明显;(2)在植被变化中,长期趋势变化和年际变化的影响因子不同,前者受气候变暖影响,而后者则主要与降水的波动密切相关;(3)春、夏季气温和夏季降水对干旱半干旱地区植被生长的同季节影响显著,而在新疆北部和内蒙中部地区,植被对气候因子有季节尺度的滞后响应;(4)植被变化受到人类活动和气候变化的共同作用,不同地区植被变化的主导因子不同。在植被改善地区,气候因子的贡献率约为59%,人类活动的贡献率约为41%;而植被退化地区,气候因子的贡献率约为-51%,人类活动贡献率约为-49%。总的来说,近几十年来我国北方干旱半干旱区植被已发生了显著变化,该变化是气温、降水和人类活动多因素综合影响的结果。
