中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 费永俊北京林业大学 2008年博士导师: 韩烈保共129页

摘要 : 狗牙根(Cynodon dactylon L.)是禾本科狗牙根属的多年生草本植物，作为重要的草种广泛用于植被护坡中。在前期研究工作的基础上，筛选典型材料14份作为试验材料，系统地研究了狗牙根在田园土生境和植被砼盐碱生境下叶片的横切面、上下表皮结构特征及光... 展开狗牙根(Cynodon dactylon L.)是禾本科狗牙根属的多年生草本植物，作为重要的草种广泛用于植被护坡中。在前期研究工作的基础上，筛选典型材料14份作为试验材料，系统地研究了狗牙根在田园土生境和植被砼盐碱生境下叶片的横切面、上下表皮结构特征及光合生理特性，据此筛选出适应护坡植被的狗牙根，为植被砼技术的完善和推广提供理论依据和实践指导。研究结果表明： (1)通过对2种生境下狗牙根叶片上、下表皮的微形态观察可知，上下表皮结构基本相似；但各种表皮细胞和气孔的长度、宽度和数目上存在显著性差异。在狗牙根叶片表皮16个微形态性状上表现出较大的差异，但变异系数差异不明显，植被砼盐碱生境下狗牙根叶片下表皮长细胞、下表皮短细胞和田园土生境下狗牙根叶片上表皮气孔密度变异系数较大，其次是田园土生境下狗牙根叶片上表皮长、短细胞宽度。经单因素方差分析和LSD多重比较，不同狗牙根材料之间在叶片表皮微形态性状上存在极显著差异。通过主成分分析，大体上可以通过前3个主成分代表狗牙根叶片表皮16个微形态性状主要原始信息，前3个主成分中上表皮长细胞宽度、上表皮短细胞宽度、上表皮气孔宽度、上表皮气孔密度、下表皮短细胞长、下表皮短细胞宽度这6个性状的负荷量最大，所以这6个性状是造成不同狗牙根叶片微形态差异的主要因素。2种生境综合比较表明，盐碱胁迫导致叶面积的缩小主要原因是上表皮长、短细胞和气孔的变化，其中长、短细胞的宽度和气孔宽度的变小对叶面积的影响最大。 (2)2种生境下狗牙根的叶片横切面均由表皮、叶肉和叶脉3部分组成。方差分析可知，狗牙根种类叶片厚度、上下表皮细胞厚度和主脉一侧第一花环结构直径在2种生境下均具极显著差异，多重比较显示种类两两间差异均显著。植被砼生境比田园土生境对狗牙根叶片形态解剖结构的影响较显著，盐碱胁迫导致了叶片厚度和上下表皮细胞厚度的变大，主脉一侧第一花环结构直径变小。综合来看，上下表皮厚度的变异系数变化都比较大。 (3)对叶表皮微形态的扫描电镜(Scanning Electron Microscopy，SEM)研究表明，供试材料的叶下表皮结构细胞的类型与上表皮一致，有5种性质不同的结构细胞，即长细胞、短细胞、气孔器、乳突、刺毛(仅少数种类有)。供试的狗牙根在植被砼环境作出了积极的响应与适应，上下表皮乳突明显较田园土增多，并且有些狗牙根叶表皮的气孔器周围乳突有规律的排列，使气孔器凹陷在其周边的细胞里面，如Sahara、Hawk、野生狗牙根等，气孔周边乳突较多，这样气体扩散阻力的增大，增大的气孔的阻力，有利于降低蒸腾，增加植物对水分的利用效率，使植物更好的适应植被砼环境。与田园土材料相比，植被砼上狗牙根上、下表皮气孔密度显著增高的材料有喀什狗牙根、Sahara、Heayen、Hawk。就植被砼上不同狗牙根气孔特征来说，气孔密度较其他种类显著多的品种有喀什狗牙根、Sahara。在供试的14个狗牙根中，根据表皮毛及其它附属物的形态特征，气孔参数的特征等综合考虑，认为Sahara、Hawk、喀什狗牙根等对植被砼生境有很好的适应性。 (4)2种生境下大多数狗牙根PN、Tr、WUE、Gs差异不显著，但狗牙根Pn、Tr、Gs日进程曲线存在显著差异，具体表现在①田园土上狗牙根Pn日进程在下午时分曲线恢复高峰值比植被砼上早1 h左右；②植被砼上狗牙根Tr日进程在上午时分出现曲线高峰值比田园土上早1 h左右；③植被砼上狗牙根Gs日进程在上午时分出现曲线高峰值比田园土上早1 h左右，这与狗牙根Tr日进程相同。通过对同一生境下狗牙根光合生理的研究表明：田园土上040459／680、南京狗牙根、Sahara、Heayen、Hawk、040459、野生狗牙根在Pn、Tr、WUE、Gs这4个光合生理指标上表现较好；植被砼上Hulled、新农1号、040459／680、Jackpot、南京狗牙根、Heaven、Hawk狗牙根表现较好。结合聚类分析和指标综合排序得出，040459／680、南京狗牙根、Heaven、Hawk狗牙根对植被砼生境适应性强、抗逆性好。 (5)2种生境下狗牙根在叶片形态解剖结构特征和光合生理特性综合表明，Hawk、040459／680、Heaven、南京狗牙根适应性强，可作为植被砼的优良种类应用推广。收起

关键词 : 狗牙根草本植物植被护坡生理响应光合响应植被砼

2. 西北典型荒漠草原土壤--植被对工业活动的响应研究

[学位论文] 许喆宁夏大学 2021年博士导师: 米文宝共160页

摘要 : 随着工业的发展，在生产、燃烧、运输等过程中容易释放出重金属等污染物，进一步加剧了荒漠草原的脆弱性。为探究荒漠草原土壤—植被对工业活动的响应，本研究以宁夏盐池县高沙窝镇工业集中区附近的荒漠草原为样区，通过分析表层土壤和降尘中重金属污... 展开随着工业的发展，在生产、燃烧、运输等过程中容易释放出重金属等污染物，进一步加剧了荒漠草原的脆弱性。为探究荒漠草原土壤—植被对工业活动的响应，本研究以宁夏盐池县高沙窝镇工业集中区附近的荒漠草原为样区，通过分析表层土壤和降尘中重金属污染来源及特征，确定了研究区重金属污染的主要来源，根据污染指数的划分并结合研究区表层土壤质量状况，将研究区82个样地划分为5个梯度，通过分析不同污染梯度下植物多样性，进一步明确两种优势植物短花针茅（Stipabreviflora）和牛枝子（Lespedezapotaninii）在不同污染梯度下的响应策略，测定了两种植物的生理生化指标和根际土壤养分、酶活性和微生物群落多样性间的差异。通过研究荒漠草原的土壤状况以及优势植物对土壤环境的耐受机制和累积能力差异，为工业活动影响下的荒漠草原土壤治理、大气环境和优势植物群落修复等提供科学依据和参考。主要研究结果如下: (1)为确定研究区荒漠草原土壤重金属的污染特征及来源，共采集82份表层土壤，利用ICP-AES(HK-8100)测定土壤中重金属Cu、Cd、Cr、Pb、Zn、Mn和Co含量，通过单因子指数法、内梅罗污染指数法和潜在生态危险指数法评价了土壤重金属污染状况，借助受体模型识别主要来源的贡献率。结果显示:9.09％的样点受到了轻微污染，32.47％样点为中度污染，而58.41％样点为重度污染。综合潜在生态危险指数表明90.79％的样点为中等生态风险。研究区Cd和Pb的超标率为100％。通过模型和空间分布图分析，Cr、Co、Zn和Mn为工业污染源，贡献率分别为55.04％、92.13％、50.05％和48.77％，分布在工业园区周围;Cu和Pb为交通运输源，贡献率为70.63％和77.83％，呈现自西南到东北递减;Cd为农业活动源，贡献率为77.02％，分布在研究区高速公路以北。 (2)综合分析土壤肥力指数(IFI)和内梅罗污染指数(PN)，通过地统计学构建土壤质量指标的最适半方差函数模型，利用土壤质量综合指数(SQI)对荒漠草原土壤质量进行综合评价。结果表明:研究区土壤呈碱性，IFI为0.393，土壤肥力较为贫瘠，除了速效钾以外，其他肥力指标的块金系数均小于25％，表现出较强空间自相关格局。重金属元素Cr、Pb和Zn块金系数在30.79％-47.35％，空间相关性为中等强度，Pb是导致研究区重金属污染主要元素，研究表明，研究区SQI平均值为0.351，土壤质量水平极低。受到主导风和地形的影响，较高的污染指数集中在研究区高速公路以北，使区域北部的土壤质量较低，导致土壤综合质量整体呈南高北低趋势。 (3)为了进一步了解研究区降尘重金属含量，利用电感耦合等离子体质谱仪(NexION350X)测定了降尘中重金属Cu、Cd、Cr、Pb、Zn、Mn和Co含量。通过综合污染指数和多元统计分析方法探究了降尘中重金属污染特征及来源，借助健康风险评估模型顶定量评估了降尘重金属的致癌风险。结果显示:研究区降尘中重金属综合污染指数排序为Zn＞Cd＞Pb＞Mn＞Cu＞Co＞Cr，其中Zn、Cd和Pb是研究区污染显著因子，7种重金属元素的总的非致癌风险指数为:Mn＞Co＞Pb＞Zn＞Cr＞Cu＞Cd，仅Mn的HI值大于1。除了Mn元素以外，其余6种重金属元素的非致癌风险指数及致癌风险指数都在可接受范围内。 (4)为了解不同梯度污染下荒漠草原植物多样性与环境因子之间的响应，综合前三部分分析结果将研究区划分为五个污染梯度:清洁（梯度Ⅰ）、轻微污染（梯度Ⅱ）、中度污染（梯度Ⅲ）、重度污染（梯度Ⅳ）和严重污染（梯度Ⅴ），通过草地群落生物多样性计算出不同污染梯度下物种的重要值、香农维纳指数、均匀度指数、丰富度指数和优势度指数。研究显示:随着污染梯度的升高，研究区植物丰富度和均匀度指数呈现下降趋势，牛枝子和短花针茅是研究区工业生产和交通运输影响下的主要植物物种。通过RDA分析可知，表层土壤养分对植被群落特征的影响较大，其他土壤层间差异不显著。 (5)在不同污染梯度下短花针茅和牛枝子株高和根长呈上升后下降的趋势，形态特征发生了改变。两种植物均对Zn和Pb具有较高的向地上部分转移能力，对Pb表现出较强富集能力。通过植物生理指标和光合指标的测定发现，在不同污染梯度下，两种植物生理特性指标发生改变，通过自身防御机制间的配合以及互相协调，能够有效抵御环境污染对两种植物生长造成的损害，在不同污染梯度下表现出较好的抗逆性。 (6)通过分析，两种植物根际土壤中全氮、有机质、铵态氮和硝态氮含量均高于非根际土壤，牛枝子根际土壤有机质含量显著高于短花针茅根际，随着污染梯度的升高，两种植物根际与非根际土壤有机质含量逐渐降低;不同污染梯度对两种植物根际和非根际土壤酶活性的影响不显著;高通量测序结果显示:在研究区共注释到细菌24门，真菌8门。在门水平上，细菌丰富度数量总体变化为:牛枝子根际＞短花针茅根际＞非根际;真菌丰富度数量总体变化为短花针茅根际＞牛枝子根际＞非根际。两种植物根际和非根际土壤中真菌在属水平的丰富度存在差异，特别是在牛枝子根际土壤中差异性较大。综上所述，研究区荒漠草原土壤和降尘中受到重金属元素Zn、Pb和Cd的影响较大，通过来源解析可知，高沙窝工业区存在相应的工业生产和交通运输活动对草地生态环境产生了明显的影响，土壤质量水平极低。短花针茅和牛枝子为研究区不同污染梯度下的优势植物物种存在，两种植物从形态指标到生理特性等方面表现出较好耐受性和抗逆性，可适用于工业活动影响下荒漠草原的优势植物群落修复物种应用。收起

关键词 : 荒漠草原工业活动土壤响应植被响应

3. 基于RegCM-CLM4.5动态植被模型的中国北方干旱与植被互馈分析

[学位论文] 夏爽兰州大学 2018年硕士导师: 李耀辉共84页

摘要 : 陆气耦合数值模拟是探究干旱半干旱地区的干旱过程与区域植被变化之间响应及互反馈的重要途径，近期耦合在区域气候模式RegCM下的CLM陆面模型为我们量化这种影响提供了可能。围绕RegCM-CLM模式及其动态植被模块对过去30年（1983年01月至2012年12月）的... 展开陆气耦合数值模拟是探究干旱半干旱地区的干旱过程与区域植被变化之间响应及互反馈的重要途径，近期耦合在区域气候模式RegCM下的CLM陆面模型为我们量化这种影响提供了可能。围绕RegCM-CLM模式及其动态植被模块对过去30年（1983年01月至2012年12月）的东亚地区设计并进行了两组试验：叶面积指数（LAI）与植被覆盖类型（PFT）固定的RCM-CLM试验；植被覆盖与类型随大气耦合动态变化的RCM-CLM-CN-DV试验。并以中国西北地区东部与华北地区（33°N-42°N，100°E-120°E）的干旱过程为例，探讨了两组实验中干旱个例发展与植被改变的相互作用。两组模拟结果与资料对比，均能准确地重现过去30年中国区域降水与气温的分布特征，整体气温模拟略偏低，但西北地区尤其是祁连山两侧地区误差较小；植被的分布型也能较为准确地模拟再现，因RCM-CLM-CN-DV试验对降水较敏感，在湿润地区的LAI模拟值明显偏大，但变化梯度较大，使得其在干旱与半干旱区与观测以及RCM-CLM试验基本一致。研究区域内30年间的几次典型干旱事件：1986-1987、1994-1995、1997-1998、2004-2005，均可在两次试验结果中得到显著体现。其中CN-DV试验无论干旱强度还是持续周期均高于原RCM-CLM试验。经比较两组试验标准化降水指数（SPI）变化，发现CN-DV试验中的干旱过程解除得较迟缓。又对比两组试验的植被变化、辐射平衡、风场、蒸散与水汽通量变化，结果表明：在我国北方一次干旱过程发生后，受旱地区地表植被强度将因降水减少而出现萎缩，且此萎缩效应会滞后于干旱过程约1-2个月；北方半干旱地区一次干旱过程造成的植被萎缩与地表条件的改变，可相当程度增加当地的地表返照率，从而影响大气能量收支；这种大气能量收支影响将使对流层中低层出现垂直速度向下正距平，作为局地次级环流影响干旱解除阶段的天气系统；还可减少局地蒸散，阻碍水汽通量传输，从而造成不利的水汽条件。在干旱结束阶段，此类植被枯萎导致的环流信号通过边界层传递至高层，逐次影响接连而来的历次降水过程，最终使得干旱解除周期显著延长。收起

关键词 : 干旱区域植被互反馈响应动态植被模型

4. 不同植被类型酸沉降质子响应过程研究——以广东鹤山试验站为例

[学位论文] 刘春燕中山大学 2003年硕士导师: 李适宇;仇荣亮共57页

摘要 : 植被系统是酸沉降的直接承受者和缓冲者,研究森林冠层、树干对酸沉降的反应过程很有现实意义.在广东省鹤山丘陵综合试验站内选取相思林、针叶林、荷木林和桉林四种植被类型,收集林内降雨、凋落物和采摘鲜树叶,通过室内分析和室内模拟试验,分析、比较了... 展开

关键词 : 酸沉降植被质子响应有机酸

5. 基于SPOT-NDVI的青海省1998-2009年植被变化及气候响应研究

[学位论文] 邹婵青海师范大学 2011年硕士导师: 高小红共62页

摘要 : 近年来,植被变化与对气候的响应研究越来越受到学术界的广泛关注,植被与气候之间相互影响、相互作用。植被指数(NDVI)在一定程度上能够反映地表覆被的变化状况,并能够对气候的变化做出响应,因此气候因子与NDVI的关系的研究已成为一个重要的研究主题。... 展开近年来,植被变化与对气候的响应研究越来越受到学术界的广泛关注,植被与气候之间相互影响、相互作用。植被指数(NDVI)在一定程度上能够反映地表覆被的变化状况,并能够对气候的变化做出响应,因此气候因子与NDVI的关系的研究已成为一个重要的研究主题。针对某一地区,利用遥感数据(SPOT-NDVI)研究植被指数受气候影响的时空分异格局,对揭示气候-植被系统互动机制和区域生态环境的可持续发展都具有重要的意义。本研究的主要目的就是利用时间序列的SPOT-Vegetation的NDVI遥感数据,以Geographic Information System(GIS)技术和统计分析软件SPSS的支持下,探讨1998-2009年期间青海省植被的时空变化特征,并分析其对气候变化的响应(气温和降水)。研究结论如下: (1)1998-2009期间,青海省植被总体上处于增长阶段,其中2000-2002年植被长势有明显的下降趋势,这主要与这个时期气候的变化趋势有关;同时,还与国家的土地利用政策有关,特别是2000年在青海省开始实施的退耕还林还草政策密切相关。退耕还林、还草对青海省植被覆盖恢复起到了积极的作用,其中在东部农业区根据不同的局地气候和地形地貌条件进行的退耕还林还草工程,及在西部牧区则实行以草定蓄,建立草原生态良性循环。 (2)在分析年际NDVI变化时(MVCNDVI与年平均NDVI分析比较),年平均NDVI能更好的反应植被的生长情况,更有利于植被变化的分析,这主要是由于MVC方法本身在计算的过程中选取了每旬中植被长势最好的季节,人为的去掉了反映NDVI值较差的部分影像,而MVCNDVI对于植被的年际变化则不能很好的反映。 (3)从1998-2009 NDVI与降水量及气温相关系数表看出,NDVI与降水量的相关关系数较NDVI与气温的相关系数大,表明植被的生长状况与降水量的相关关系较之与气温相关关系密切,说明降水对NDVI变化的影响较气温对NDVI变化的影响大,而且气温和降水量都对植被生长有明显的时间滞后性。 (4)青海植被覆盖区NDVI受气候因子驱动作用是很明显的,即NDVI的空间分布规律与降水量的空间分布规律保持一致,即从东南向西北呈减少的趋势。 (5)空间插值表明:青海省NDVI变化的主导因素是降水;特别是柴达木以北地区,降水对其NDVI影响最为显著。收起

关键词 : 植被变化气候响应植被覆盖空间分布

6. 中国西南部气候变化典型情境及其植被的响应解析

[学位论文] 王猛北京林业大学 2021年博士导师: 孙建新;姜超共183页

摘要 : 植被作为全球陆地生态系统的重要组成部分，是反映和表征全球环境变化的重要指标；在全球气候持续增温加速的趋势下，探究植被生长过程对气候变化的响应机制是区域乃至全球尺度上植被-气候关系的热点方向，对于揭示气候变化与陆地生态系统之间的关系具... 展开植被作为全球陆地生态系统的重要组成部分，是反映和表征全球环境变化的重要指标；在全球气候持续增温加速的趋势下，探究植被生长过程对气候变化的响应机制是区域乃至全球尺度上植被-气候关系的热点方向，对于揭示气候变化与陆地生态系统之间的关系具有极其重要的理论研究价值。然而全球气候变化具有明显的区域性，有着不同的变化趋势和波动性，导致在整个区域内气候因子对植被变化的解释率较低或者难以定量解释。为此本研究主要选取对气候变化敏感的中国西南部区域为研究区，基于CRU数据和GIMMS NDVI数据与相关分析等方法，从以下几方面进行了研究：（1）探究中国西南部近120年来气候变化时空动态特征；（2）揭示近30多年来典型气候变化情境，识别典型气候情境核心区（简称核心区）；（3）揭示核心区中植被不同生长时期（最大值：P100、次最大值：P75、中值：P50、次最小值：P25、最小值：P5和均值：Mean）的变化特征，探讨核心区中植被对气候变化的年际响应、交互响应和连续两年内月份尺度上时滞响应及其响应强度的变化趋势。主要结果如下：（1）中国西南部区域近120年来年（季）均温和年（季）降水均发生显著地转折；显著转折年分别集中在1940~1993年（气温）和1910~2008年（降水），整体时段变率掩盖转折年前后变率的大小或方向；转折年前后的变化趋势、概率密度和变异性均发生明显的区位转移；年际、秋季和冬季的温度变率和降水变率有所增加。（2）近30多年来，西南部区域主要发生了4种典型的气候变化情境（暖湿、暖偏湿、暖偏干和无显情境），筛选出9个气候变化情境典型的区域（即是核心区），依次为暖湿区1个，位于羌塘高原湖盆中心；暖偏干区3个，分别在藏东高山深谷中心、东喜马拉雅南翼最东部和云贵高原的云南部分中心；暖偏湿区4个，分别在羌塘高原湖盆中心偏北部、藏东南高山深谷最西部、四川盆地西南部和云贵高原最南端；无显区1个，位于云贵高原的贵州部分东南部。（3）在年际尺度上植被不同生长时期对气候变化存在差异化响应，暖湿区和无显区中呈加速降低和加速增加的趋势，西南区域及其它核心区呈减加速度的增加趋势；受到气候变化的主要驱动类型不同，西南区域和暖偏干区属于气温降水强驱动型，暖湿区和无显区中分别受气温的负向和正向作用；暖偏湿区中P100和P5时，受降水正向驱动，其余时期受气温驱动；植被对气候变化存在阶段性响应，暖湿区/暖偏湿区和暖偏干区/无显区中分别表现为增加和降低的趋势，使得西南区域中在Mean、P50和P5时受到气候变化的影响逐渐增大，其他时期逐渐降低。（4）暖偏干区中主要受降水的主效应影响，西南区域及其他核心区中主要受温度的主效应影响，温度（降水）对植被生长的调节作用大多随着降水（温度）的增加而增加，发挥显著调节作用的区间和方向不同。（5）气候变化显著影响陆地植被的生长，考虑时滞效应显著提高了气候变化（单独及共同作用时）对植被生长的解释率（P＜0.05），最适的NDVI年值合成应选择P25时期；在同期和考虑时滞效应时，植被受到气候变化的影响，多呈降低的趋势。总体上：中国西南部区域近120年来气候变化均发生了显著地转折，近30多年来研究区主要存在4种典型的气候变化情境（暖湿、暖偏湿、暖偏干和无显情境），揭示出整个区域及核心区中植被的不同生长时期（P100~P5和Mean）对气候变化存在差异化和阶段性响应以及考虑时滞效应显著提高了气候变化对植被生长的解释率，最适的NDVI年值合成应选择P25时期。说明整个西南区域中植被生产力的脆弱性逐渐改善，局部区域（暖湿区）存在加速恶化的现象，同时受气候变化的影响逐渐降低，在一定程度上为分析、预测和评估全球气候变化背景下的植被动态响应及其应对气候变化提供了相关的理论依据。收起

关键词 : 植被生长过程气候变化交互响应时滞响应

7. 典型草原植被和土壤对放牧和增雨的短期响应

[学位论文] 何美悦兰州大学 2021年硕士导师: 侯扶江;韩天虎共58页

摘要 : 水分是影响草原生态系统结构与功能的主要因子，降雨变化对放牧草原植被和土壤产生影响。为此，在兰州大学环县草地农业试验站，利用长期放牧试验样地，开展2年的增雨试验，分析植被群落特征和土壤理化性质的变化，同时对草原地上生物量和物种丰富度进... 展开水分是影响草原生态系统结构与功能的主要因子，降雨变化对放牧草原植被和土壤产生影响。为此，在兰州大学环县草地农业试验站，利用长期放牧试验样地，开展2年的增雨试验，分析植被群落特征和土壤理化性质的变化，同时对草原地上生物量和物种丰富度进行模型预测。主要结果如下：（1）放牧和增雨对植被特征的影响增雨30%和60%，封育区地上生物量、群落密度、高度和物种丰富度分别提高了15.2%和24.8%、37%和62%、4.2%和6.6%、13.4%和23.8%，放牧区分别提高了17.1%和26.7%、34.3%和56.2%、4.2%和6.6%、11.2%和12.3%。与封育相比，放牧区增雨0%、30%和60%，草原物种丰富度和生长点密度分别提高2.1%、7.8%、12.4%和1%、8%、25%。放牧与增雨的互作对草地群落高度和地上生物量的效应显著(P<0.05）。（2）放牧和增雨对土壤理化性质的影响增雨30%和60%，封育区的土壤含水量和紧实度分别提高了25.6%和35.9%、22.3%和53.5%，放牧区分别增加了21.7%和26.4%、23.1%和36.8%。增雨30%和60%，封育区土壤速效磷含量分别降低了22.3%和36.8%；放牧区分别降低了22.6%和37.2%。土壤pH随增雨梯度呈“马鞍”型变化。与封育相比，增雨0%、30%和60%，放牧区土壤紧实度分别提高了24Pa、121Pa和446Pa，CO2气体排放分别增加了1.7%、4.5%和10.8%，土壤速效磷含量分别降低了0.4mg/kg、0.7mg/kg和1.1mg/kg。放牧与增雨的互作对土壤速效磷含量、0-20cm的土壤铵态氮含量和CO2气体通量有显著影响(P<0.05）。（3）预测模型利用植被生长指标对不同增雨处理下的草原地上生物量和物种丰富度进行预测，群落高度和冠幅可以较好地预测草原地上生物量，决定系数R2分别为0.79、0.64和0.65。在增雨0%、30%和60%处理下，草原地上生物量预测值与实测值组成的回归方程分别为：y=0.849x+1.73、y=1.15x-7.71和y=0.86x+2.63，决定系数分别为0.77、0.76和0.75。物种丰富度在群落高度、冠幅、密度、生殖枝密度和分蘖密度指标共同预测的显著性最高(P<0.01），其平均相对误差绝对值RMA均小于25%，总相对误差RS均小于5%，模型的精确性、稳定性和普适性好。世界部分草原区正发生着暖湿化，全球气候变化增加了强降雨事件，适度放牧一定程度上可缓解降水量的变化对草原的影响。收起

关键词 : 草原植被草原土壤放牧响应增雨响应

8. 内蒙古岱海地区近2500年以来植被演化与人类活动关系

[学位论文] 杨晨晔内蒙古大学 2023年硕士导师: 王维；樊庆云共108页

摘要 : 晚全新世以来中国北方季风边缘区植被演化受气候和人类活动的影响，区分气候变化和人类活动对植被动态的影响以及了解人类改造植被的具体方式有助于我们理解人类与环境的相互作用，为可持续发展提供依据，并为区域生态恢复提供参考。本文以内蒙古自治... 展开晚全新世以来中国北方季风边缘区植被演化受气候和人类活动的影响，区分气候变化和人类活动对植被动态的影响以及了解人类改造植被的具体方式有助于我们理解人类与环境的相互作用，为可持续发展提供依据，并为区域生态恢复提供参考。本文以内蒙古自治区乌兰察布市凉城县岱海湖泊沉积物为研究对象，以AMS14C测年为框架，利用孢粉组成、植被群区化指数和主成分分析重建了过去2470cal.yrBP以来的区域植被演变历史，并利用冗余分析、广义加性模型、滑动相关分析和交叉相关分析等数学方法探究了DH21孔孢粉记录的植被变化与降水、温度和人类活动的关系，讨论了植被变化的驱动和响应机制。此外，本文将农牧业活动指标与植被变化指标、气候因子以及历史文献所载史实进行对比分析，讨论了农牧活动对植被景观的改造利用方式、植被对农牧活动的响应过程机制、植被在人类农牧业活动减少时的恢复机制以及人类农牧活动强度变化的自然背景。本文得到如下结论: 1）以贝叶斯模型拟合的年代-深度模式为框架，以孢粉百分比组合、植被群区化指数和主成分分析第一主成分轴得分为基础重建了晚全新世以来岱海地区植被变化:2470-1850cal.yrBP,研究区发育疏林草原，高海拔山地少量发育凉落叶林，中低海拔山地局地发育广温性针叶林及温带落叶林，山地和盆地低地广泛发育草原;1850-1150cal.yrBP,研究区植被景观为松-栎森林草原，各类型山地森林在此时扩张，草原退缩;1150-700cal.yrBP,研究区发育草原，凉落叶林、广温性针叶林和温带落叶林大幅退缩，几近消失;700-450cal.yrBP,研究区发育桦-松疏林草原，凉落叶林、广温性针叶林和温带落叶林局地扩张，草原有所退缩;450-80cal.yrBP,区域植被景观为草原，山地森林几近消失;80--40cal.yrBP,研究区流域山地发育桦-松疏林草原，山地局地发育有凉落叶林和广温性针叶林，山地大部为草原。 2)DH21孔孢粉组合、植被群区化指数和PC1与影响因子之间的RDA分析和广义加性模型结果表明，晚全新世以来人类活动是驱动岱海地区植被变化的主要因子。滑动相关分析结果表明，2470-1800cal.yrBP和1400--40cal.yrBP人类活动是驱动植被变化的主要因子，1800-1400cal.yrBP人类活动对植被变化的主导驱动作用减弱，但气候仅在一定程度上对植被有驱动作用。 3)PC1、植被群区和主要花粉种属百分比序列与影响因子序列的交叉相关分析及对比分析表明，晚全新世以来，岱海地区植被快速敏感地响应于人类活动，对降水和温度响应不敏感，不同植被群区和花粉种属对气候因子的响应具有不同程度的滞后。PC1和孢粉生物群区化指数与影响因子之间的滑动相关分析表明，2470-1800cal.yrBP和1400--40cal.yrBP期间植被敏感响应于人类活动，1800-1400cal.yrBP期间植被变化对人类活动及气候响应不敏感。 4)对比分析结果显示，公元1050年前人类农、牧业活动同步发展，强度不高，主要利用了中低海拔山地森林和盆地低地草原植被，且农、牧业利用的植被景观不同;公元1050年以来，人类农、牧业活动利用了同一植被景观，二者呈彼此消长态势，开发利用了较高海拔山地的凉落叶林植被景观。 5)由人类活动影响显著的两个时段的植被变化序列与人类活动相关指标的对比分析可知，公元850-970年期间人类利用草原以及中低海拔山地森林发展牧业以及以荞麦和谷物类为主的农业活动，后期农牧业活动减弱时，高海拔森林优先恢复，中低海拔山地森林随后恢复。公元1700-1850年人类开发草原及中高海拔森林扩增农牧用地，后期人类活动减少时，凉落叶林首先恢复，其后温带落叶林和广温性针叶林依次恢复。 6）对比分析孢粉重建的植被变化、人类活动和历史文献记载的社会演化历史，发现春秋战国时期（公元前500年左右）农、牧业活动强度较低;唐代中期（公元750年左右）以来农牧业无视恶化的气候迅速发展，荞麦被引入以适应冷干气候;宋末明初（公元1400年左右）社会动荡导致人类农、牧业活动强度降低;明清小冰期期间（公元1500-1900年）农牧业活动再次达到高潮，与寒冷干旱的气候无关，可能与稳定的社会背景以及垦殖和人口政策有关。收起

关键词 : 植被演化人类活动关系响应机制

9. 大气凝结水对干旱评估的影响及植被对干旱响应研究

[学位论文] 张思垚天津大学 2021年硕士导师: 李建柱共79页

摘要 : 干旱是一种形成机理复杂而又频发的自然灾害，对社会经济、供水安全及生态系统等可产生重要影响。降水、土壤含水量、蒸散发等是干旱分析常用的水文气象变量，但大气凝结水在干旱半干旱地区的生态系统健康中起到了不可忽视的作用。因此，本文计算了19... 展开干旱是一种形成机理复杂而又频发的自然灾害，对社会经济、供水安全及生态系统等可产生重要影响。降水、土壤含水量、蒸散发等是干旱分析常用的水文气象变量，但大气凝结水在干旱半干旱地区的生态系统健康中起到了不可忽视的作用。因此，本文计算了1975~2018年的日凝结水量，结合实际观测的降水量，在SPI指标（standardizedprecipitationindex）的基础上构建了改进的干旱指标SPI-cor（standardizedprecipitationindex–correction），分析了植被与干旱的响应关系。主要研究内容及结果如下：（1）凝结水计算及其时空分布特征分析。基于GLDAS-2数据集，采用Penman-Monteith公式计算了1975-2018年中国523个气象站点的日凝结水量，分析了凝结水时空分布特征。根据滑动平均（MA）法和集合经验模态分解（EEMD）法分析结果，凝结水量在年尺度具有明显的周期性。四大干湿地区凝结水量主要集中在4~8月，年凝结水量由高到低依次为半湿润区、干旱区、半干旱区和湿润区，凝结水量占降水量的比例从干旱区到湿润区逐渐降低。多年平均凝结水量呈现出东北西北高、中部南部低的空间分布规律；除西北地区外，凝结水量占降水量的比例从南向北增加，西北地区的凝结水所占比例从内陆边缘到腹地逐渐增加。（2）凝结水在干旱评估中适用性分析。分别从干湿地区、气象站点和干旱事件三个角度分析SPI和SPI-cor的空间适用性。从干旱区、半干旱区、半湿润区到湿润区，SPI和SPI-cor之间差异逐渐减小，即凝结水对干旱评估的影响依次减小。当凝结水作为降水量的补充对干旱等级评估产生影响时，这种影响平均为一个干旱等级。SPI和SPI-cor等级的不一致集中在干旱、半干旱和半湿润地区，湿润地区大多数站点的SPI和SPI-cor等级是一致的。通过与中国干旱记录对比分析，SPI-cor在我国中部和西北部的干旱、半干旱和半湿润地区较为适用，而SPI在内蒙古北部和东北地区较为适用，南方湿润地区的SPI和SPI-cor差别不大。（3）植被对气象干旱的响应关系研究。从多年尺度和16天尺度分析了植被与干旱相关关系和对干旱的响应滞后时间。在多年尺度，VCI与SPI-cor以正相关关系为主，负相关关系主要分布在我国西北的干旱、半干旱区。VCI对SPI-cor的滞后时间以（0~2）×16天为主，新疆北部滞时为（2~6）×16天，西南地区为（6~10）×16天，内蒙古北部为（5~8）×16天，内蒙古东部和东北地区西部为（7~10）×16天。在16天尺度，VCI与SPI-cor以正相关为主，负相关关系主要在中部地区。除在4月23日前后正相关关系的面积占比发生突变之外，其他时间年内波动不大。VCI对SPI-cor响应滞时均值在5×16天左右，在1月1日到2月18日波动较大，之后较为稳定。根据干湿地区、海拔特征、地貌、土壤、植被和土地利用类型，进一步分别讨论了多年尺度和16天尺度不同分类下植被对气象干旱的响应关系。收起

关键词 : 干旱评估大气凝结水 SPI指标植被响应干旱响应

10. 青藏高原高寒植被固碳过程对积雪变化的响应研究

[学位论文] 游永发中国科学院大学 2019年硕士导师: 王思远共122页

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

关键词 : 高寒植被固碳过程积雪变化响应机制