西北地区干旱趋势变化特征及其对气候变化的响应

选取西北地区1961~2014年124个气象站点逐日气象资料,分析该区域降水量及可能蒸散量变化特征,采用相对湿润度指数探讨分析该区域四季及喜温、喜凉作物生长季干旱趋势变化特征及其对气候变化的响应。结果表明:(1)西北地区降水量短缺呈增加趋势,可能蒸散量呈减少趋势,二者区域间差异均较大,其上升、下降趋势信度达99%及无明显变化站点分别占西北地区总站点的23.4%、0.8%、75.8%和18.5%、31.5%、50%。(2)西北地区相对湿润度表现为春季多特旱,夏秋两季多轻旱,冬季及喜温、喜凉作物生长季多中旱,且秋季呈变干趋势,其余各时段呈变湿趋势,春、夏、冬三季极为显著,空间上总体呈东南向西北逐渐递增后趋缓的趋势。(3)西北地区不同干旱发生频率总体呈现出春季冬季秋季夏季,喜温作物生长季喜凉作物生长季,而干旱频率区域分布特征与相对湿润度基本一致。(4)西北地区各时段日平均气温均呈显著增加趋势,降水量在秋季表现为减少趋势,其余各时段均呈增加趋势;日照时数在春季、喜温和喜凉作物生长季表现为增加趋势,而在夏、秋、冬三季表现为下降趋势;相对湿度、风速在各时段均表现为减少趋势。(5)相对湿润度指数M与各时段降水量、日照时数及相对湿度的相关性最大,与各时段风速及日平均气温也存在一定的相关性。     

西北地区植被覆盖时空特征及其对气候变化的响应

目的定量分析西北地区地表植被覆盖的时间变化与空间分布,为其合理开展农业生产,进行环境保护和生态建设提供科学的决策依据。方法利用西北地区1982—2006年GIMMS-NDVI数据,以绿度变化率和偏相关分析法为基础,分析了西北地区不同生态地理分区NDVI的年际变化以及植被覆盖变化对气候要素在空间上的响应。结果近25年来,高原植被覆盖整体呈波动增加的趋势。各生态分区的NDVI均呈增长趋势,并且随着湿润程度和温度的降低,年均NDVI随之减小;1982—2000年降水量在减小,但减小幅度不显著;气温呈显著上升趋势,年均NDVI与气温的相关性较好。结论西北地区的东南部和西北部地区水热组合条件相对于中部地区较好;植被覆盖较好的区域,其改善的趋势明显,相反则不明显;西北地区东部水热组合条件向不利于植被生长方向转变,而西部向利于植被生长的方向发展。     

长江流域森林NPP模拟及其对气候变化的响应

【目的】利用LPJ模型(Lund-Potsdam-Jena model)估算长江流域森林净初级生产力(net primary productivity, NPP),研究长江流域森林NPP时空动态变化及其与气候因素的关系,为长江流域及其他地区的植被监测与生态建设提供依据。【方法】基于LPJ模型模拟的NPP数据及气象资料,对长江流域1982—2013年森林NPP的空间分布和时空动态变化趋势进行分析,采用线性回归分析法分别以时间为自变量和NPP为因变量进行趋势检验,利用相关性分析法分析长江流域森林NPP与气象因子之间的关系。【结果】①长江流域1982—2013年森林年均NPP值为530.41 g/(m²·a),最高值出现在2002年,森林NPP值为578.55 g/(m²·a);最低值出现在1989年,森林NPP值为491.24 g/(m²·a)。②长江流域森林NPP的空间分布由东南沿海向西北逐渐减小,长江中下游森林NPP高于长江上游,森林NPP空间分布格局与水热条件分布格局相一致,长江流域东南部水热条件良好,能够满足植被生长和发展的需要,植被生产力比较高;西北部由于水热条件比较差,不利于植被生长,生产力低下。③长江流域大部分地区森林NPP与气温和降水为正相关关系,森林NPP与气温呈显著正相关,气温与森林NPP之间的相关性强于降水与森林NPP之间的相关性。【结论】长江流域森林NPP呈自东南向西北减少的趋势,且随时间呈波动上升趋势;气候对森林NPP具有显著影响,气温是影响森林NPP的主导因素。     

植物水分的吸收及其利用效率的研究进展

对近年来有关植物水分的吸收及其利用效率的研究,包括植物根系吸水途径及吸水模型、水通道蛋白分子特征及生理功能、水分利用效率研究意义及研究方法等进行综合评述,并对植物水分吸收及水分利用效率的影响因素进行了讨论．     

气候变化对中国草地生态系统的影响

气候变化(主要指气候变暖)使草原区干旱出现的几率加大,持续时间延长;草地土壤侵蚀危害加重,土地肥力降低;草地在干旱气候、荒漠化、盐碱化的作用下,初级生产力下降,草地景观可能呈现荒漠化趋势。草原生态失去平衡,草原植被覆盖率下降,草原出现了明显的沙化、退化和碱化的趋势,草原载畜能力大大降低,严重制约着社会经济发展、农牧民生产和生活。从气候变化对中国草地生态系统生产力和中国草地生态系统碳库的影响两方面阐述了气候变化对中国草地生态系统的影响,并总结了目前的研究动态和研究进展。     

统计降尺度对西北地区未来气候变化预估

利用IPCC数据分发中心提供的模式集成结果和多年的观测资料,建立大尺度气候状况(主要是降水与气温)与区域地理位置和海拔的统计降尺度关系,并用独立的观测资料检验这种关系,实现西北地区高分辨率气候空间分布;然后把这种关系应用于AOGCMs输出的大尺度气候信息,预估西北地区未来的气候变化情景.结果表明:与20世纪后半期相比,未来30年中国西北地区将普遍增温,增温幅度显著的地区在甘肃中东部、内蒙古、宁夏、陕西中北部、青海东北部和新疆的天山及阿尔泰山,增温幅度为0.5-1.0℃;降幅较大的地区在塔里木盆地,降幅为0.5-1.32℃;降水普遍增加,增加比较显著的地区有新疆的塔里木盆地南部、阿尔泰山和天山,陕西省南部,增加幅度为25-78 mm/年,降水减少的地区在高原区,青海省最为显著,减少幅度为81-108 mm/年.     

气候变化对草地畜牧业及生产力的影响

简述了草地及饲草的概念,介绍了平顺县气候变化背景和草地畜牧业的现状,分析了气候变化对草地畜牧业及生产力的影响,在此基础上提出了应对气候变化的具体措施。     

黄土高原退耕还林（草）以来植被水分利用效率的时空特征及预测

水分利用效率(WUE)是评估生态系统水碳循环的重要指标。基于PT-JPL模型的区域尺度实际蒸散发(ET)的模拟结果,结合黄土高原的总初级生产力(GPP),分析了退耕还林(草)工程实施后黄土高原水分利用效率WUE的时空变化趋势,结合CMIP6对未来3种情景下黄土高原的ET、GPP和WUE进行了预测。结果表明:2001—2015年,黄土高原植被显著增加,GPP和ET分别以每年3.59 g C·m^-2和4.39 mm的速率增加。WUE在72.68%的地区呈增加趋势,区域增长率为0.003 g C·mm-1·m-2·a-1。在2015—2100年的3种情景中,ET均呈增加趋势,而GPP和WUE在SSP126中变化不大,在SSP245、SSP370情景中显著增加,WUE随着GPP的增加而增加。WUE结合了水资源的"消耗"和"利用"来阐明退耕还林(草)工程的成效,植被恢复虽然增加了区域耗水量,但是显著改善了植被覆盖情况,有效地提高了植被的固碳能力和水分利用效率,整个黄土高原植被的抗旱能力在增强。未来需进一步分析不同树种的WUE,筛选出抗旱性更高的树种进行植被恢复工作。     

响叶杨光合蒸腾和水分利用效率对光强 及CO2浓度升高的响应

以2年生响叶杨幼树为试验材料,利用Li-6400便携式光合作用测定系统,对自然条件下响叶杨不同光合有效辐射(PAR)强度及不同CO2浓度(cCO2)处理下叶片光合及水分生理生态参数的变化特征进行了研究。结果表明：(1)400 μmol/mol CO2摩尔分数条件下,响叶杨叶片净光合速率(Pn)与PAR之间的回归方程为：yPn=-1.0×10-5x2PAR+0.030 3xPAR-1.103 1,相关系数可达0.988 2;光饱和点、光补偿点及表观量子效率分别为1 515 μmol/(m2·s)、55 μmol/(m2·s)和0045;叶片蒸腾速率(Tr)与PAR间回归方程：yTr=0.002 6xPAR+7.153 2,相关系数为0.878 6;叶片水分利用效率(WUE)与PAR间回归方程为：yWUE=-1.0×10-6x2PAR+0.003 5xPAR-0.093 3,相关系数为0.949 3。(2)PAR为1 000 μmol/(m2·s)的条件下,Pn与CO2摩尔分数(cCO2)之间回归方程为：yPn=2.0×10-5x2CO2+0.047 2xCO2-2.852 3,相关系数为0.950 2,CO2饱和点、补偿点及羧化速率分别为1 180 μmol/mol、64 μmol/mol和0.058,但随cCO2增加Tr呈无规则变化,且两者无明显的相关关系;WUE与cCO2之间的回归方程为：yWUE=3.0×10-6x2CO2+0.007 2xCO2-0.450 4,相关系数为0.926 3。     

集雨微灌对春小麦产量灌浆和水分利用效率的影响

为探讨集雨微灌对春小麦产量、灌浆及水分利用效率的影响，于2001年在黄土高原西北部进行了灌水方式(管灌、滴灌和微喷灌3个水平)和灌水量(0，22．5，45．0，67．5mm4个水平)二因素试验，分别在拔节期、孕穗期和开花前期灌水，结果表明：尽管灌水方式间的差异不显著，但从产量表现来看，其大小顺序依次是微喷灌、滴灌、管灌和对照；灌水量和互作间的差异达极显著水平；灌水有增加穗数，降低穗粒数和干粒重的趋势；随灌水量的增加，千粒重对产量的贡献减小，而穗数对产量的贡献增加，穗粒数对产量的贡献表现在这一过程中，补灌能增加小麦的最大灌浆速率．作物田间耗水量和水分利用效率随补灌量的增加而增加；以微喷灌67．5mm的水分利用效率最高；供水效率以微喷灌45．0，67．5mm处理为高。     

变水处理与短期遮荫对作物水分利用效率的影响

变水处理与短期遮荫对棉花水分利用效率的影响研究表明,在充分供水—水分胁迫—复水的变水处理过程中,短期遮荫使净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率降低;光照—遮荫—光照期间,总的水分利用效率以水分胁迫的最高,充分供水的次之,复水处理最低,其中遮荫40％的水分利用效率高于遮荫75％的处理．回归分析表明,水分利用效率与光合速率表现出极显著正相关,两者回归直线的斜率随水分胁迫而增大,而水分利用效率与蒸腾速率的关系较弱,多数处理两者相关达不到显著水平。     

黄土高原几种灌木植物的水分利用效率与抗逆性

论述了黄土高原几种灌木植物的水分利用效率及抗逆性，从中看到，不同植物有不同抵抗外界不良环境的途径，用一种或两种指标来确定植物的抗性是不科学的     

土壤干旱胁迫对不同品系马尾松水分利用效率的影响

以盆栽1年生不同品系马尾松苗木为材料,研究了土壤干旱胁迫对不同品系马尾松苗木水分利用效率的影响。结果表明,受到土壤干旱胁迫时,464、23和75品系苗木的水分利用效率都有不同程度的下降;其余品系苗木的水分利用效率则有不同程度的上升,其中83、127和38品系苗木的水分利用效率上升幅度较大,表明这些品系在减少水分消耗的同时仍能维持较高的光合生产潜力。     

土壤干旱胁迫对云锦杜鹃水分利用效率的影响

以盆栽5年生云锦杜鹃苗木为材料,分对照(土壤水分含量为最大田间持水量的75%~80%)、轻度胁迫(60%~65%)、中度胁迫(45%~50%)、重度胁迫(30%~35%)4组,研究了土壤干旱对水分利用效率等生理指标的影响,结果表明:随着干旱胁迫的加重,叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度依次降低,水分利用效率在轻度胁迫下增高,在重度胁迫下降低.高温使净光合速率降低,蒸腾速率升高,水分利用效率进一步降低.     

西北地区气候变化与同期气象场异常的关系

该文主要针对西北地区气候变化状况跟通气气象场异常的关系问题，采用奇异值分解法（S V D）进行研究和论述，并根据存在的问题提出合理化的建议和措施。     

黄褐毛忍冬光合特征和水分利用效率日变化研究

利用Li-6400便携式光合作用测定仪对夏季自然条件下黄褐毛忍冬的光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率及相应环境因子进行测定.结果表明,黄褐毛忍冬蒸腾速率日变化呈双峰曲线,光合速率的日变化为单峰曲线,并受到光照强度、大气温度、大气相对湿度等环境因子综合作用的影响,其中温度对蒸腾速率的影响最大,相关系数为0.752,光照强度对光合速率的影响最大,相关系数为0.759,气孔开度的日进程与蒸腾速率日进程趋势相一致;黄褐毛忍冬水分利用效率最高值出现在上午8:00左右.     

额济纳旗柽柳气体交换与水分利用效率日变化研究

对柽柳的若干生理、生态学特性进行初步研究.用LI-6400便携式气体分析系统对内蒙古额济纳旗七道桥＂天然胡杨林自然保护区＂内自然状态下柽柳（Tamarix ramosissima Ledeb）的净光合速率、蒸腾作用、水分利用效率及相应环境因子进行测定.结果表明,柽柳净光合速率日变化曲线呈双峰型,蒸腾速率日变化曲线呈单峰型,水分利用效率最高值出现在上午时分.根据光合作用的气孔限制与非气孔限制两个标准,柽柳从11：00开始光合速率下降主要由气孔因素引起,14：00之后光合速率下降主要由非气孔因素引起,即主要由叶肉细胞的光合活性降低造成.     

库布其沙漠几种植物的光合蒸腾及水分利用效率

采用Li-6400便携式光合测定系统,在自然条件下测定了内蒙古库布其沙漠北缘试验地4种沙生植物(沙米、苦豆子、油蒿、沙柳)连体叶片的光合、蒸腾速率及相应环境因子的日变化.结果表明:沙柳和沙米具有较高的光合能力,而且沙米对高温、低湿和强光的耐受性比其他3种植物强;气孔的开张程度与湿度的关系更密切,且叶内外水气压差是气孔导度变化的主导因子;4种植物蒸腾速率日变化曲线有明显的"午休"现象,沙米的蒸腾速率要高于其他3种植物,属于高蒸腾植物;苦豆子水分利用效率较低,沙米居中,油蒿和沙柳水分利用效率较高;油蒿和沙柳在该地区生产力较高;油蒿对干旱环境的反应要比其他3种植物敏感.     

全球气候变化下高山植物生理特性的研究进展

青藏高原因其独特的地理区位和气候环境特征,成为全球气候变化的敏感区域.研究气候变化对青藏高原植被生理特性的影响,对于保护高原自然生态系统有着积极的意义.分析了气候变暖对植物光合作用、生物量以及水分利用效率的影响,并对全球气候变化下高山植物生理特性的研究做了展望.