论文总字数：18374字

目 录

1引言 1

1.1研究背景 1

1.2研究进展 2

1.3研究内容 3

2资料与方法 3

2.1资料来源 3

2.2研究区域 3

2.3方法简介 3

2.3.1线性回归法 3

2.3.2相关性分析 4

3结果分析 4

3.1年变化分析 4

3.1.1气象因子的年变化分析 4

3.1.2 GPP的年变化分析 7

3.2季节变化分析 8

3.2.1气象因子的季节变化分析 8

3.2.2GPP的季节变化分析 11

3.3气象因子与GPP的相关关系 12

3.3.1全年气候因子与GPP的相关分析 12

3.3.2生长季节气象因子与GPP的相关分析 12

3.3.3生长月气象因子与GPP的相关分析 14

4结论 16

致谢 17

参考文献 18

气候因子对半干旱区草甸生产力的影响

富小蕾

, China

Abstract: Based on the meadow gross primary productivity (GPP) data and meteorological data from the Xilinhot weather station in Inner Mongolia, China from 2006 to 2013, the change trends of GPP and meteorological data in the last eight years were analyzed, and the net radiation (Rnet) and temperature (Ta), Precipitation (PPT), soil temperature (Ts), soil moisture (SWC), photosynthetically active radiation (PAR),saturated vapor pressure difference (VPD), and relative humidity (RH) influence the GPP changes. The results show that: (1) The average annual Rnet, SWC, PPT, and RH of Xilinhot Station increased from 2006 to 2013,and the average annual values of Ta, VPD, PAR and Ts showed a downward trend. The seasonal changes of Rnet and SWC were all upward, and the total changes of Ta, VPD, Ts and PAR in each season showed a downward trend. In winter, RH is a downward trend, and summer PPT is increasing. (2) From 2006 to 2013, GPP showed a general upward trend, and GPP showed an upward trend in each season. (3) Rnet is the main influence factor of GPP for the year, spring , summer and autumn. For each season comparison, PAR is the most important for summer GPP. In 2006, 2007, and 2010, the main impact factor was Rnet. In 2008, 2011, and 2013,the climate factor was PPT. In 2009, the climate factor was PAR, and in 2012, Ta was the main influence factor.

Key words: Climate change；semiarid areas；meadows；gross primary productivity (GPP)

1引言

1.1研究背景

气候变化的影响的范围愈来愈大和程度愈来愈深，其中大气中CO₂浓度增加带来的影响最为严重。随着人类对化石能源的开采利用，地层中的固态碳化合物经过燃烧大多数成为气态CO₂并被排放到大气中。研究表明，大气中的CO₂浓度从1850年至2005年以由285ppm升到405ppm，预计到21世纪末全球CO₂浓度将达到650ppm~700ppm（IPCC,2015)。在2014年的PICC报告中指出从1880年至2012年，全球平均气温升高了0.85℃（0.65℃-1.06℃）（IPCC,2015)。CO₂浓度的增加会带来全球平均气温升高，将会对人们的生产生活产生严重影响。研究表明温度的升高会使玉米单位面积产量下降[^[1]]，同时通过研究得出经济作物油菜受到气温变化的影响将面临减产1.83~2.63万吨[^[2]]。植物和土壤碳循环会响应大气CO₂浓度增长，大气CO₂浓度的增长也会促进大部分植物群落净初级生产力提高，对植物的根系有促进作用，但也会使得植物体内含氮量下降，同时会提高土壤的呼吸速度，由于植物C/N比增加，植物残肢分解速度下降，更为严重的是加重了CH₄的释放[^[3]]。有研究指出，虽然土壤变暖加速了土壤有机质衰减和CO₂流向大气，但由于土壤碳库的大小有限且不稳定，这种响应对于中纬度森林来说很小且短暂，暖化天气会增加植物对矿物氮的利用率，由于许多中纬度森林的植物生长受氮限制，因此变暖有可能间接刺激植物中的充足碳储量，以补偿土壤碳损失[^[4]]。大气-植物-土壤间的碳循环作为全球各系统碳循环重要组成部分，它的改变对人类生产活动有直接或间接影响。植物群落的总初级生产力（GPP）研究大气-植物-土壤间的碳循环的重要分量，也是研究生态系统生产力水平高低的标准。GPP作为陆地与大气碳交换的关键组成部分，区域/全球GPP对于理解陆地生态系统对气候变化和人类活动的响应至关重要[^[5]]。

我国干旱和半干旱地区主要分布在西北及中部地区，同时在我国干旱半干旱区主要分布着以草原为主的植被类型，当地以放牧作为主要的经济来源。而内蒙古草原位于我国干旱半干旱地区，是欧亚大陆和中国温性草原的主要组成布部分，全国草原面积的22%为内蒙古草原，对全球变化非常敏感[^[6]]。当草原植物群落的总初级生产力发生变化，这将会直接影响当地人们的生产生活。草原生态系统会受到气候变化影响，而致使草原环境改变最终导致草原植物群落GPP的变化。姚玉璧等人[^[7]]得出"暖湿型"气候对作物生产最有利,平均增产幅度为5.9%,而"冷湿型"气候对作物生产最不利,平均减产幅度为6.3%。通过研究，内蒙古荒漠草原气候系统会向偏暖偏干化发展，荒漠草原气温升高，导致草原的物候期提前、生长季缩短，最终导致生产力减少，给当地牧民带来重大损失[^[8]]。同时也有研究指出在大兴安岭的中部地区,气温与降水有不停增长的潜力,草地生产力增长明显;而在大兴安岭南麓与西侧的草地地域,气候变化呈暖干化趋势,降水是草地生产力增长的限制性因素[^[9]]。

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