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题名	气候变化与放牧对天山北坡山地草原生态系统地上净初级生产力（ANPP）的影响
作者	周德成
学位类别	硕士
答辩日期	2010
授予单位	中国科学院研究生院
授予地点	北京
导师	罗格平
关键词	气候变化 放牧 地上净初级生产力（ANPP） Biome-BGC 天山北坡
其他题名	Influences of climate variability and grazing on the above ground net primary production (ANPP) of mountainous grasslands ecosystem in the north part of Tianshan Mountains
学位专业	地图学与地理信息系统
中文摘要	干旱区山地草原生态系统极度脆弱，对气候变化及人类活动干扰十分敏感，本文以干旱区典型流域——天山北坡三工河流域为例，利用改进后的Biome-BGC模型对三工河流域山地不同海拔梯度三种典型草原生态系统（低山干旱草原，LAG；森林草甸草原，FMG；高寒草甸草原，AMG）地上净初级生产力（ANPP）的动态进行了模拟，通过设置不同模拟情景，分析了ANPP对气候变化、放牧强度变化及放牧制度变化的响应机理，最后对三种草原生态系统的碳收支特征进行了探讨。结果表明：（1）1959-2009年，三工河流域温度和降雨量均呈上升趋势；流域内不同草场类型放牧强度差异显著，放牧率整体呈上升趋势。（2）适度放牧将增加低山干旱草原（LAG）的ANPP；不同强度的放牧活动均导致森林草甸草原和高寒草甸草原ANPP显著降低；1959-2009年动物在各草地生态系统中所能采食的生物量基本保持稳定。在低山干旱草原，放牧促使草地ANPP增加1.3%（与Clm情景相比），而在森林草甸草原和高寒草甸草原，放牧导致累积ANPP分别降低30.0%和33.2%。在气象条件不变的情景下，各草地生态系统ANPP随放牧强度的增加逐渐降低，且与放牧强度表现出较强的负相关性。（3）在放牧活动干扰下，草地投影叶面积指数显著降低，且八月下旬至9月上旬，降低幅度最大，可导致叶面积指数降低75%以上；同时，在仅气候变化影响下，投影叶面积指数仅有一个峰值，在放牧活动干扰下，导致各草地生态系统出现两个峰值。放牧导致日ANPP显著降低，其中森林草甸草原和高寒草甸草原降低幅度较大。（4）各气象因子对干旱区山地草原生态系统ANPP的影响差异显著，且对不同草地生态类型的影响差异较大；低山干旱草原对各气象因子变化响应最敏感，而高寒草甸草原对各气象因子的响应差异相对较小。在低山干旱草原，降雨量是影响ANPP变化的最关键因子；而温度是限制森林草甸草原和高寒草甸的关键因子；短波辐射和水汽压差对三种生态系统ANPP变化的贡献均相对较小。（5）不同放牧强度对三种草原生态系统ANPP的影响差异显著。在本文所设计的5种模拟情景中，适度放牧能促进低山干旱草原（LAG）的净初级生产能力，但过度放牧可显著降低其ANPP；不同放牧强度的干扰对森林草甸草原（FMG）和高寒草甸草原（AMG）均具有较大负面效应，并随着放牧强度的增加，负面效应增强。II 气候变化与放牧对天山北坡山地草原生态系统地上净初级生产力（ANPP）的影响随着放牧强度的增加，对低山干旱草原ANPP的促进作用增强，在放牧率为0.5时达到最大，随后，随着放牧强度的增加，年均ANPP呈显著的负指数趋势逐渐减少；而森林草甸草原和高寒草甸草原，随着放牧强度的增加，年均ANPP均呈负指数趋势递减，可决系数分别为0.99和1.00。放牧活动导致低山干旱草原蒸散发降低、土壤水分含量显著增加，进而降低水分胁迫对地上干旱草原ANPP的限制，可能是促进其ANPP的主要原因。（6）1959-2009年，无放牧状态下，三种草原生态系统均表现为微弱的碳‘汇’，放牧活动导致低山干旱草原和森林草甸草原整体上由碳‘汇’变为碳‘源’，但放牧活动增加了高寒草甸草原的碳‘汇’效应。本文研究结果将有助于理解气候变化及放牧对干旱区草地生态系统碳动态变化的驱动机理，对探明干旱区草原生态系统的‘源/汇’特征及其在全球变化中的作用具有重要意义，进一步的研究须加强对地下生物地球化学过程的认识，综合分析气候变化及放牧活动对干旱区草原生态系统碳、氮、水循环的影响，进而综合评估二者的生态环境效应。
公开日期	2011-11-22
页码	76页
分类号	S812.8 Q948
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.xjlas.org/handle/365004/11212]
专题	新疆生态与地理研究所_中国科学院新疆生态与地理研究所(2010年以前数据)
推荐引用方式 GB/T 7714	周德成. 气候变化与放牧对天山北坡山地草原生态系统地上净初级生产力（ANPP）的影响[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2010.

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