草地占世界陸地面積的20%,主要分布于干旱半干旱地區(qū),其碳循環(huán)過程主要受降水的限制,并且對陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)有著重要的調(diào)節(jié)作用。研究碳循環(huán)過程對降水變化的響應可以為全球變化背景下半干旱區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)碳匯預測和管理提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。本研究以半干旱黃土區(qū)典型草地群落為對象,應用BIOME-BGC模型模擬分析草地生態(tài)系統(tǒng)初級生產(chǎn)力(GEP)、生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力(NEE)、生態(tài)系統(tǒng)呼吸(Re)和土壤呼吸(Rs)的季節(jié)變化和年際動態(tài)對不同降水變化模式的響應;并且根據(jù)過去50年的氣象數(shù)據(jù)以及IPCC對未來全球氣候變化的評估,預測了未來3種溫度梯度和9種降水變化模式下草地碳交換的變化,主要得到以下結(jié)論:(1)對正常年、干旱年和濕潤年草地生態(tài)系統(tǒng)碳交換的觀測結(jié)果和模擬結(jié)果分析發(fā)現(xiàn),觀測結(jié)果與模擬結(jié)果顯著正相關,并且二者的平均值接近,表明BIOME-BGC模型在該研究區(qū)有較好的適用性。(2)2013~2015年GEP、NEE、Re和Rs的逐日變化和季節(jié)變化呈現(xiàn)出濕潤年正常年干旱年的趨勢,各指標每年的最高值主要出現(xiàn)在5~7月份,但隨著年降水量的增加,最高值的出現(xiàn)有所推遲。(3)研究區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)過去50年碳交換指標的年際變化主要受降水的影響,其中GEP、Re和Rs與年降水量呈現(xiàn)顯著的正相關關系(P0.05);NEE和降水量呈現(xiàn)比較弱的正相關性。(4)對研究區(qū)未來27種可能氣候變化情景下草地生態(tài)系統(tǒng)碳交換過程模擬結(jié)果表明:在溫度不變的情況下,旱季減雨模式GEP、NEE和Re最高;溫度升高后,正常降雨年份GEP值最高;三種溫度情景下,Rs值均為雨季增雨模式最高。旱季增雨生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)為碳匯,雨季增雨則表現(xiàn)為碳源。
【學位單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：S812

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本文編號：2825526