摘要: 在全球气候变化影响下，青藏高原的高寒植被生态系统及其积雪环境均发生了显著变化。高寒植被作为该地区主要碳库，其动态变化不仅对区域碳循环影响重大，同时也会通过气候-土壤-植被之间的正负反馈作用对周边区域乃至全球范围内的生态、气候与水文等... 展开 在全球气候变化影响下，青藏高原的高寒植被生态系统及其积雪环境均发生了显著变化。高寒植被作为该地区主要碳库，其动态变化不仅对区域碳循环影响重大，同时也会通过气候-土壤-植被之间的正负反馈作用对周边区域乃至全球范围内的生态、气候与水文等过程产生重要影响。另外，积雪作为青藏高原地表最活跃的要素之一，其动态变化会通过改变土壤温度与湿度环境进而对高寒植被固碳过程产生重要影响，但目前对于这种影响的认识还相对较少。因此，开展积雪变化影响下高寒植被固碳过程的响应研究，不仅有助于增进对高寒植被生态系统的理解，同时也能够提高通过模型计算气候-土壤-植被之间物质与能量交换的精度，这对于准确评估高寒植被生态系统的响应机制，积极应对全球变化均具有重要意义。 本文以Biome-BGC生态过程模型为基础，通过结合遥感物候与涡度通量观测数据对Biome-BGC模型的物候模块及其植被生理生态参数分别进行了改进与优化，而后基于优化后的Biome-BGC模型反演了青藏高原在过去三十多年的植被固碳过程关键参量，进而分析了高寒植被固碳过程对气候变化以及积雪变化的响应机制，取得的主要结论如下: (1)Biome-BGC模型的原始物候模块在模拟高寒地区的植被物候时存在严重的偏差，而利用遥感物候对模型结构予以改进后的Biome-BGC模型则能够更加准确地模拟高寒植被的物候参数。另外采用模拟退火算法对经过Morris方法和Sobol'方法筛选出的敏感性植被生理生态参数进行优化后的Biome-BGC模型能够更加准确地模拟高寒植被的固碳能力，其相比于原始Biome-BGC模型的模拟精度有了显著提升。 (2)受地形条件与水热梯度的影响，青藏高原高寒植被的固碳能力存在明显的空间异质性，其呈现出了从东南向西北逐渐减小的趋势。另外，根据1982-2015年高寒植被各固碳关键参量的年均值统计结果，青藏高原高寒植被在过去30多年的GPP年均值为537.7gC/m2/yr，NPP年均值为289.1gC/m2/yr，NEP年均值为17.8gC/m2/yr，同时它们均呈现出了显著增长趋势，其增长速率分别为3.81gC/m2/yr,1.97gC/m2/yr和1.03gC/m2/yr。 (3)青藏高原高寒植被固碳过程对不同气象因子变化的响应存在差异。其中，温度因子和降水因子对于植被固碳能力的变化起着主导作用，而饱和水汽压差因子以及太阳短波辐射因子的影响则相对较小。另外，大部分区域内的植被固碳能力与温度和降水因子之间均具有显著地正相关关系，而对于饱和水汽压差以及太阳短波辐射因子则只有少部分地区呈现出了显著相关关系，且显著正相关区域和显著负相关区域的面积相差不大。 (4)不同地区与不同植被类型的植被固碳过程对积雪变化的响应存在明显差异。其中，在青藏高原的东南部地区、藏北高原以及冈底斯山区域的植被固碳过程与积雪变化之间呈现出了显著地相关关系，且以显著负相关为主。从不同植被类型的响应结果来看，高寒草原植被类型的固碳过程与积雪变化之间具有明显的相关关系，而其他几种植被类型的相关性则不明显。另外，在不同温度、降水和海拔梯度以及不同生态地理单元内植被固碳过程对积雪变化的响应也存在区域差异。 收起