高山地區(qū)對氣候變化敏感,在氣候變暖背景下,了解氣候生物因子的變化規(guī)律,明確氣候變化對祁連山區(qū)物種和植被格局的影響,準(zhǔn)確模擬其空間分布,對理解祁連山區(qū)域物種對全球氣候變化的響應(yīng)和發(fā)展應(yīng)對策略具有重要意義。祁連山生態(tài)系統(tǒng)是維護(hù)生態(tài)安全的重要組成部分,同時也是維護(hù)河西走廊地區(qū)生態(tài)平衡和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。以氣候變暖為特征的全球變化正在發(fā)生,然而,關(guān)于氣候變化對祁連山生態(tài)系統(tǒng)的影響的研究還不全面,關(guān)鍵氣候因子對祁連山優(yōu)勢物種分布和植被格局的貢獻(xiàn)也缺乏了解。為闡明氣候變化對祁連山優(yōu)勢物種空間分布動態(tài)變化和植被格局的影響,本研究使用多種變量分析方法獲取祁連山的氣候變化特點,對比多種生態(tài)位模型在祁連山地區(qū)的適用性,比較多種大氣模型在模擬物種空間分布的差異性,基于篩選出的最優(yōu)模型和綜合大氣模型,構(gòu)建祁連山兩種優(yōu)勢喬木林樹種和三種灌木林樹種空間分布模型,模擬不同氣候情景下五種物種的潛在分布,并對適宜區(qū)進(jìn)行劃分,最后,探討氣候變化對祁連山植被格局的潛在影響。主要結(jié)論如下:(1)祁連山地區(qū)對全球變暖反應(yīng)敏感,1957-2017年平均溫度增長率0.32°C/10年,變暖趨勢快于全國和全球平均水平。未來不同情景下氣溫增加2.0-4.6°C,降水增加25.4-47.3 mm。(2)相比其它9種生態(tài)位模型,Maxent為研究區(qū)最適用物種分布模型,能有效預(yù)測到5個研究物種實際分布區(qū)面積的66.7%-96.6%。(3)不同大氣模型下模擬的各物種適宜區(qū)分布面積差別較大,相同大氣模型不同情景下模擬的各物種適宜區(qū)分布面積差別相對較小,大氣模型差異對結(jié)果的影響大于相同大氣模型不同情景差異對結(jié)果的影響。(4)Bio5、坡向、bio10、bio1、bio7分別為青海云杉、祁連圓柏、金露梅、鬼箭錦雞兒和頭花杜鵑分布貢獻(xiàn)度最大的變量。各物種對氣候和地理變量生態(tài)位需求寬度不同,是決定物種分布差異的主要原因。(5)氣候變化導(dǎo)致各物種適宜總面積變化。青海云杉、祁連圓柏、金露梅、鬼箭錦雞兒和頭花杜鵑適宜面積分別變化-1.81%-0.41%、-5.02%-12.96%、1.32%-2.08%、-5.05%-5.56%和-0.02%-4.30%。氣候變化導(dǎo)致各物種不同適宜等級間發(fā)生大量面積轉(zhuǎn)換。不同情景下,發(fā)生適宜等級轉(zhuǎn)換的面積占當(dāng)前氣候下各物種適宜面積比例很大,青海云杉、祁連圓柏、金露梅、鬼箭錦雞兒和頭花杜鵑分別為12.40%-21.70%、26.42%-35.43%、19.55%-24.57%、39.11%-46.41%和18.85%-21.79%。物種各適宜等級之間轉(zhuǎn)換規(guī)律明顯,相鄰級別之間的轉(zhuǎn)換面積大于跨級別,不適宜和低適宜之間的轉(zhuǎn)換量占主導(dǎo)。(6)氣候變化導(dǎo)致5個研究物種適宜區(qū)存在空間轉(zhuǎn)移。海拔上青海云杉,祁連圓柏,金露梅,鬼箭錦雞兒和頭花杜鵑分別移動2.2-34.9 m、5.6-20.7 m、13.3-27.8m、-28.3-5.1m、-2.5-4.2m。水平上移動相對復(fù)雜,向北移動趨勢為主,不同情景下也有南移的情況。(7)當(dāng)前植被中,草地面積最大,林地面積第二,分別為研究區(qū)面積的42.38%和32.98%。未來氣候變化下林地增加101.37%-107.29%,草地減少58.13%-63.12%,林地和草地面積約占研究區(qū)總面積的67.00%和17.07%。
【學(xué)位單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：Q948
【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

蘭州大學(xué)博士學(xué)位論文 氣候變化對祁連山優(yōu)勢物種分布和植被格局的影響第二章 研究區(qū)概況2.1 研究區(qū)區(qū)位祁連山是我國青藏高原東北部最大的邊緣山系，選取祁連山國家級自然保護(hù)區(qū)為研究區(qū)，其位于我國西北內(nèi)陸祁連山北坡的甘肅省和青海省的交界處。北到河西走廊，南以青海和甘肅省界為限，西達(dá)當(dāng)金山口，東至烏鞘嶺松山。研究區(qū)狹長分布，橫跨東經(jīng) 97°23′-103°46′，約 800 km，北緯 36°30′-39°41′，約 200-400km，總土地面積為 24917.5 km2。海拔落差大，跨度為 1595-5573 m(圖 2-1)。

未來氣候模型BCC-CSM1-1 BCM HadGEM2-AO CCSM4 CCM HadGEM2-ES CNRM-CM5 (#) CNM IPSL-CM5A-LR HadGEM2-CC HGM MIROC-ESM-CHEM HadGEM2-ES HEM MIROC-ESM IPSL-CM5A-LR IPM MIROC5 MIROC-ESM MRM MRI-CGCM3 MPI-ESM-P MEM NorESM1-M MRI-CGCM3 MGM時期數(shù)據(jù)從兩方面收集。首先，查詢祁連山周邊 14 個氣象站中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)上獲取每個臺站的年均氣溫和c.cma.gov.cn)，數(shù)據(jù)記錄時段為基本為 1951-2017 年。氣象站點位置如圖 3-1 和表 3-2。由圖 3-1 可知，14 個氣象站在保護(hù)區(qū)，氣象站海拔跨度從高臺 1332.2 m 到托勒 3367.0 m，位于保海拔比保護(hù)區(qū)北部的要高。另外，也從 WorldClim 下載當(dāng)前氣候是利用全球1950-2000年氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)合經(jīng)緯度和海拔通過。

本文編號：2859165