我國西部地區(qū),區(qū)域水資源問題始終是約束當地社會經濟發(fā)展的首要因素。所以針對區(qū)域水資源日益短缺的現狀,要想實現牧區(qū)由傳統畜牧業(yè)向生態(tài)型畜牧業(yè)的轉變,就需平衡天然草原和人工草地耗水的關系。開展氣候變化下天然草地植被生態(tài)需水研究,有助于弄清草原群落生態(tài)需水的變化規(guī)律,明確草地生態(tài)系統水分循環(huán)和水分平衡的規(guī)律,為區(qū)域草地灌溉、草地生態(tài)系統恢復與規(guī)劃建設提供可靠的科學依據。本次研究是在氣候變化這一大背景下,結合西部典型牧區(qū)氣候要素趨勢演變特征,以肅南縣為例計算不同站點代表區(qū)不同草地類型典型水文年生態(tài)需水量和生態(tài)缺水量;明確草地植被物候演變趨勢,并結合氣溫、降水和物候期三個控制變量,分析了未來不同氣候變化情景下肅南縣草地植被生態(tài)需水量變化規(guī)律。論文得出的主要結論如下:(1)西部典型牧區(qū)各氣候要素具有明顯的時空變化特征。從東南到西北,平均氣溫遞減而日照時數增加;從南向北,降水量與相對濕度空間分布趨勢基本一致,呈現階梯型遞減分布格局;西部典型牧區(qū)近60a年均氣溫呈顯著上升趨勢,升溫幅度為0.31℃/10a,發(fā)生顯著突變年份為1 996年;各站點年均氣溫的變化率為-0.14～0.82℃/10a;平均最高氣溫與最低氣溫整體上呈現出上升趨勢,整體升溫率分別為0.26℃/10a、0.39℃/10a;年均降水量變化總體呈現微弱增濕的趨向,增加幅度為2.12 mm/10a;各站點年均降水量的變化率為-31.18～21.34 mm/10a;年日照時數總體上呈現下降趨勢,其傾向率為15.47 h/10a;平均相對濕度與平均風速也均呈現下降趨勢,其傾向率分別為0.37%/10a、0.11m/s·10a-1。西部典型牧區(qū)近60a天然草地植被生長季各氣候要素與全年變化趨勢基本一致,但其變幅與全年相比,氣溫、降水、日照都有所減小,風速和相對濕度基本保持不變。天然牧草關鍵生長期氣溫、降水、日照時數的分析發(fā)現牧草抽穗-開花期所需的氣溫、降水均高于返青期,而所需太陽輻射差距不大。(2)西部典型牧區(qū)潛在蒸散發(fā)量空間分布自南向北呈增加趨勢,自東北向西南呈減少趨勢;年均參考作物蒸散量總體以0.95 mm/10a的速率呈現緩慢增加的趨勢;各站點年均參考作物蒸散量的變化率在-3.7～3.18 mm/a之間;各氣候要素對潛在蒸散量的敏感性依次為:相對濕度風速日照時數平均氣溫;各氣候要素相對變化依次為:平均氣溫日照時數相對濕度風速;各氣候因子中只有相對濕度對ET0表現為正貢獻,貢獻率最大為日照時數,且相對濕度對ET0的貢獻率(正影響)不及平均氣溫和日照時數疊加之和(負影響)。(3)肅南縣多年平均生長季ET0線性傾向率為6.7/10a,Mann-Kendall趨勢檢驗表明,僅有高臺站年生長季ET0呈下降趨勢,且永昌、張掖、托勒站呈現顯著增長的變化趨勢。57年間肅南縣年均生長季ET0由南向北逐步增加,從河西走廊平原區(qū)到祁連北麓中高山區(qū)隨海拔高度增加生長季EE0逐步減小。同一代表區(qū)不同草地類型生態(tài)需水定額不同,有效降雨量差異不大;不同代表區(qū)同一草地類型的生態(tài)需水定額也存在一定差異,而有效降雨量差異較大。除明花鄉(xiāng)外,其它各區(qū)域內溫性草原類和高寒草甸類草地生態(tài)需水量占據了區(qū)域生態(tài)需水總量的大部分比例,且各區(qū)域草地生態(tài)缺水量主要表現為溫性草原類草地缺水。(4)肅南縣草地植被生長季長度呈延長趨勢,僅有永昌站草地植被生長季長度出現縮短,全區(qū)平均氣候傾向率約為10 d/10a。氣溫升高、降水增加對不同代表區(qū)不同草地類型生態(tài)缺水的影響不同,同一代表區(qū)不同草地類型生態(tài)缺水的影響也存在一定的差異。就肅南縣而言,氣溫增加0.5℃,草地植被生態(tài)缺水量增加1913.28萬m3;降水增加10%,草地植被生態(tài)缺水量減少8686.43萬m3。(5)在RCP4.5、RCP8.5兩種情景下,區(qū)域草地生態(tài)系統逐步趨于穩(wěn)定,且RCP4.5情景下更有利于植被的恢復。就肅南縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)草地植被生態(tài)缺水量變化量來看,在RCP4.5情景下,除明花鄉(xiāng)和祁豐藏族鄉(xiāng)以外,其余各鄉(xiāng)鎮(zhèn)草地植被生態(tài)缺水量相對于歷史時期都有所減小,草地植被生態(tài)系統均趨于穩(wěn)定發(fā)展;在RCP8.5情景下,肅南縣草地植被生態(tài)缺水量整體都出現較大幅度增加,僅在2050s時期的部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)草地植被生態(tài)缺水量減小;其中明花鄉(xiāng)和祁豐藏族鄉(xiāng)在未來兩種氣候情景下,各時期生態(tài)缺水量相對于歷史時期都有所增加,生態(tài)環(huán)境可能出現惡化。
【學位單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：S812
【部分圖文】：

西部典型牧區(qū)及其代表縣域分布如圖2-1 所示。圖 2-1 西部典型牧區(qū)及其代表縣域分布Fig.2-1 Western typical pastoral areas and their representative county distribution2.2 各區(qū)概況2.2.1 肅南裕固族自治縣（內陸干旱草原區(qū)）2.2.1.1 地形地貌肅南裕固族自治縣作為全國唯一的裕固族自治縣，1954 年成立，地處河西走廊中部、祁連山北麓一線，坐標東經 97°21′-102°13′，北緯 37°28′-39°49′。區(qū)劃地形狹長，東西長650km，南北寬120 200km。全縣由 3 塊組成，分別為東部的皇城鎮(zhèn)；中西部的紅灣寺鎮(zhèn)、馬蹄鄉(xiāng)、康樂鎮(zhèn)、大河鄉(xiāng)、祁峰鄉(xiāng)、白銀鄉(xiāng)以及北部的明花鄉(xiāng)，總土地面積約 2.4 萬 km2。其地勢自南向北呈帶狀起伏，南高北低，西高東低，整個地貌類型劃分為祁連山中高山區(qū)、河西走廊前山傾斜平原區(qū)和走廊平原?

圖 2-2 肅南裕固族自治縣地形圖Fig.2-2 Topographic map of Sunan Yugur Autonomous County.2 氣候特征肅南縣地處青藏高原北部，屬高寒半干旱氣候，夏秋季涼爽而短暫，冬春季寒冷而多年平均降水量 267.1 mm，主要集中在 6-9 月，約占全年降水量的 60%以上，在上，呈東多西少，南多北少的趨勢；多年平均蒸發(fā)量為 1784 mm；年平均氣溫 3氣溫為-27.6℃，年最高氣溫為 32.4℃；日照時數 3085 h，無霜期 83 天左右。.3 自然資源肅南縣地域遼闊，各類資源富集，全縣擁有各類草原面積 17850 km2，其中可利用6 km2，草原面積占國土面積的 74.7%，可利用草原面積占總草原面積的 78.2%；肅肅省黑色、有色金屬礦產的重要富集區(qū)，全縣已探明的金屬礦和非金屬礦達 30 多縣水資源豐富，流域總面積 2.15 萬 km2，是河西內陸河流的主要產流區(qū)，整個縣域羊河、黑河、疏勒河三大水系，年徑流總量 43.11 億 m3。其中黑河流域 33.68 億 m流域 8.54 億 m3，疏勒河流域 0.89 億 m3；且肅南縣擁有獨特的生態(tài)資源，包括祁

2 研究區(qū)概況土層厚度從數十厘米到兩米以上。有名的賽什克農場就在其中，下部為湖成階地，盆地相似，都蘭湖分布盆地東部，海拔 2937m，湖水已濃縮，成為我省有名的無機一。茶卡盆地。是由布赫特山、青海南山和茶卡北山共同構成的又一閉流盆地。其地形地質與德令哈盆地大略相同，唯無戈壁帶，海拔 3509m 至 4200m，因高原隆起和，盆地內海拔 3509.6m 的茶卡湖已成鹽湖，是全國聞名的無機鹽開采基地。卜浪溝盆地。屬柴達木盆地的腹地，北部以牦牛山區(qū)為界，海拔 2780m，是全縣海地區(qū)，地勢較為平坦，廣泛分布著第三系風沙崗地，大部分地區(qū)新砂丘又置于古老，成為沼澤砂崗地貌。

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本文編號：2812863