藏北高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)蒸散的控制機(jī)制及其對人為干擾的響應(yīng)研究
發(fā)布時間:2021-02-23 08:20
蒸散(Evapotranspiration,ET)是全球水循環(huán)的重要組成部分,也是土壤-植被-大氣系統(tǒng)之間物質(zhì)和能量交換的關(guān)鍵環(huán)節(jié),時刻影響著全球的氣候變化。青藏高原具有特殊的地理位置及氣候特點(diǎn),對全球氣候變化響應(yīng)敏感。因此,闡明青藏高原地區(qū)蒸散的變化特征及控制機(jī)制有助于我們深刻理解和認(rèn)識全球氣候變化背景下高寒脆弱生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展變化趨勢,對全球變化進(jìn)程的預(yù)測亦有指導(dǎo)意義。此外,蒸散很容易受到放牧等外界干擾的影響,而青藏高原作為我國的天然牧場,放牧為當(dāng)?shù)啬撩褡钪饕耐恋乩梅绞。因?研究蒸散對放牧的響應(yīng)特征具有現(xiàn)實(shí)意義。不僅可以幫助我們更加準(zhǔn)確地評估全球變化對高寒草甸的影響,還可以為科學(xué)合理地指導(dǎo)放牧提供依據(jù)。本研究基于藏北高原草地生態(tài)系統(tǒng)研究站(那曲站)的渦度相關(guān)觀測數(shù)據(jù),借助線性擾動分析,深入剖析高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)蒸散的環(huán)境及生物學(xué)控制機(jī)制。利用禁牧/放牧平行渦度相關(guān)系統(tǒng)及人工觀測數(shù)據(jù),探討放牧對高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)蒸散及其調(diào)控機(jī)制的影響,從而較為客觀的評價氣候變化背景下青藏高原高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)蒸散的變異特征及其對人為擾動的響應(yīng)。具體研究結(jié)論如下:(一)藏北高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)蒸散變異的驅(qū)動...
【文章來源】:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線
沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文112數(shù)據(jù)與方法2.1研究區(qū)概況圖2-1研究地位置Fig.2-1Studysitelocation那曲站位于藏北羌塘高原那曲地區(qū)那曲縣曲果仁毛村境內(nèi)(圖2-1),地理坐標(biāo)為31°39′N,92°01′E,海拔高度為4585m。該研究區(qū)地處念青唐古拉山和唐古拉山兩大山脈之間,屬于高原亞寒帶季風(fēng)半濕潤氣候區(qū)。高寒缺氧,氣候干燥,多大風(fēng)天氣,全年大風(fēng)日100天左右,平均風(fēng)速2.7m/s,最大風(fēng)速可達(dá)26.3m/s。年平均氣溫-1.9℃,最冷時可達(dá)-30~-40℃,全年日照時數(shù)2886h以上。年均降水量430mm,主要集中在5月到9月,此時的降水量占全年的80%。全年無絕對無霜期,每年10月至次年5月為風(fēng)雪期和土壤凍結(jié)期,6月到8月為生長期。土壤類型為高寒草甸土。植被類型是典型的高寒草甸,優(yōu)勢種為高山嵩草(Kobresiapygmaea),伴生種為楔葉委陵菜(Potentillacuneate)、釘柱委陵菜(Potentillasaundersiana)、無莖黃鵪菜(Youngiasimulatrix)、二裂委陵菜(Potentillabifurca)、藏西風(fēng)毛菊(Saussureastoliczkai)、矮火絨草(Leontopodiumnanum)、青藏苔草(Carexmoorcroftii)等。那曲站設(shè)有禁牧/放牧對照樣地。禁牧地自2011年10月圍封,面積約為100畝。放牧地允許當(dāng)?shù)啬撩褡杂煞拍,?0年平均放牧強(qiáng)度為每半年每公頃草地上有<0.5只羊和<1.2只牦牛。禁牧地與放牧地下墊面性質(zhì)相同,有基本一致的氣候條件。
沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文173藏北高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)蒸散的控制機(jī)制3.1各年份生長旺季的水分狀況評估根據(jù)短時的降水量級與降水持續(xù)時間判斷某時期是否干旱略顯片面,由此我們引入了SEP干旱指數(shù)來界定各年生長季的水分狀況。由圖3-1可知,2013年和2015年生長旺季干旱。2015年生長旺季,SEP值為-1.45,最為干旱。2013年生長季干旱程度相較2015年輕微,SEP值為-0.76。2014與2017年生長季水分狀況適中,SEP指數(shù)在-0.5到0.5之間,其值分別為-0.18和0.38,所以我們可將這兩年視為基準(zhǔn)年。2016年和2018年生長季較為濕潤,SEP均大于0.5。其中,2018年的生長季最為濕潤,SEP值為1.25。2016年生長季的濕潤程度略低于2018年,SEP值為0.79。注:虛線框內(nèi)表示各年干旱程度的劃分。圖3-12013-2018年那曲地區(qū)生長旺季SEP干旱指數(shù)圖Fig.3-1ThedroughtindexinthegrowingseasonatNaqvstationduring2013-20183.2氣象因子、生物因子和蒸散的季節(jié)變異在那曲地區(qū)高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)中,生長旺季氣象因子、生物因子及蒸散的季節(jié)變化如圖3-2所示。在最為干旱的2015年生長季,從7月初到8月初,干旱期時長為32天,且在此之前,日降水就比較少,導(dǎo)致土壤含水量達(dá)到觀測期間最低水平(圖3-2(f))。在干旱期間,Rn出現(xiàn)較為緩慢的下降趨勢(圖3-2(a))。SWC先快速降低,再由于少量降雨而出現(xiàn)小幅回升,SWC的最小值出現(xiàn)在7月末,值為0.03m3m-3(圖3-2(f))。此時,VPD較高(圖3-2(c)),導(dǎo)致gs迅速下降并保持為低值(圖3-2(d))。LAI較低,其值始
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]全球變化水文學(xué):陸地水循環(huán)與全球變化[J]. 湯秋鴻. 中國科學(xué):地球科學(xué). 2020(03)
[2]氣候變暖背景下雅魯藏布江流域降水變化研究進(jìn)展[J]. 楊浩,崔春光,王曉芳,張文剛,王斌. 暴雨災(zāi)害. 2019(06)
[3]青藏高原能量、水分循環(huán)影響效應(yīng)[J]. 徐祥德,馬耀明,孫嬋,魏鳳英. 中國科學(xué)院院刊. 2019(11)
[4]不同放牧模式下高原鼠兔密度與高寒植被和土壤的關(guān)系[J]. 馮峰,貢保草,?瞬. 草業(yè)科學(xué). 2019(11)
[5]1961—2010年青藏高原氣候變化特征分析[J]. 徐麗嬌,胡澤勇,趙亞楠,洪瀟宇. 高原氣象. 2019(05)
[6]1965—2016年青藏高原關(guān)鍵氣象因子變化特征及其對土地沙漠化的影響[J]. 李慶,張春來,王仁德,周娜. 北京師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(05)
[7]牧壓梯度下高寒草甸實(shí)際蒸散量及植物生產(chǎn)水分有效利用率的研究[J]. 賀慧丹,祝景彬,未亞西,李紅琴,楊永勝,李英年. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報. 2017(09)
[8]北方地區(qū)葉面積指數(shù)變化對蒸散和產(chǎn)水量的影響[J]. 柳藝博,胡正華,李琪,張雪松,張琪. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2017(08)
[9]不同時間尺度農(nóng)田蒸散影響因子的通徑分析[J]. 張雪松,閆藝蘭,胡正華. 中國農(nóng)業(yè)氣象. 2017(04)
[10]東北地區(qū)春玉米生長季農(nóng)田蒸散量動態(tài)變化及其影響因子[J]. 郭春明,任景全,張鐵林,于海. 中國農(nóng)業(yè)氣象. 2016(04)
博士論文
[1]青藏高原草地變化及其對氣候的響應(yīng)[D]. 于惠.蘭州大學(xué) 2013
碩士論文
[1]不同放牧強(qiáng)度對呼倫貝爾草甸草原群落特征及水分利用效率的影響[D]. 王煒琛.內(nèi)蒙古大學(xué) 2018
[2]半干旱區(qū)玉米氣孔導(dǎo)度和蒸散耗水研究[D]. 董軍.蘭州大學(xué) 2017
[3]青藏高原高寒草甸植物群落組分種地上生物量分配及群落結(jié)構(gòu)對放牧的響應(yīng)研究[D]. 趙彬彬.蘭州大學(xué) 2008
本文編號:3047291
【文章來源】:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線
沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文112數(shù)據(jù)與方法2.1研究區(qū)概況圖2-1研究地位置Fig.2-1Studysitelocation那曲站位于藏北羌塘高原那曲地區(qū)那曲縣曲果仁毛村境內(nèi)(圖2-1),地理坐標(biāo)為31°39′N,92°01′E,海拔高度為4585m。該研究區(qū)地處念青唐古拉山和唐古拉山兩大山脈之間,屬于高原亞寒帶季風(fēng)半濕潤氣候區(qū)。高寒缺氧,氣候干燥,多大風(fēng)天氣,全年大風(fēng)日100天左右,平均風(fēng)速2.7m/s,最大風(fēng)速可達(dá)26.3m/s。年平均氣溫-1.9℃,最冷時可達(dá)-30~-40℃,全年日照時數(shù)2886h以上。年均降水量430mm,主要集中在5月到9月,此時的降水量占全年的80%。全年無絕對無霜期,每年10月至次年5月為風(fēng)雪期和土壤凍結(jié)期,6月到8月為生長期。土壤類型為高寒草甸土。植被類型是典型的高寒草甸,優(yōu)勢種為高山嵩草(Kobresiapygmaea),伴生種為楔葉委陵菜(Potentillacuneate)、釘柱委陵菜(Potentillasaundersiana)、無莖黃鵪菜(Youngiasimulatrix)、二裂委陵菜(Potentillabifurca)、藏西風(fēng)毛菊(Saussureastoliczkai)、矮火絨草(Leontopodiumnanum)、青藏苔草(Carexmoorcroftii)等。那曲站設(shè)有禁牧/放牧對照樣地。禁牧地自2011年10月圍封,面積約為100畝。放牧地允許當(dāng)?shù)啬撩褡杂煞拍,?0年平均放牧強(qiáng)度為每半年每公頃草地上有<0.5只羊和<1.2只牦牛。禁牧地與放牧地下墊面性質(zhì)相同,有基本一致的氣候條件。
沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文173藏北高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)蒸散的控制機(jī)制3.1各年份生長旺季的水分狀況評估根據(jù)短時的降水量級與降水持續(xù)時間判斷某時期是否干旱略顯片面,由此我們引入了SEP干旱指數(shù)來界定各年生長季的水分狀況。由圖3-1可知,2013年和2015年生長旺季干旱。2015年生長旺季,SEP值為-1.45,最為干旱。2013年生長季干旱程度相較2015年輕微,SEP值為-0.76。2014與2017年生長季水分狀況適中,SEP指數(shù)在-0.5到0.5之間,其值分別為-0.18和0.38,所以我們可將這兩年視為基準(zhǔn)年。2016年和2018年生長季較為濕潤,SEP均大于0.5。其中,2018年的生長季最為濕潤,SEP值為1.25。2016年生長季的濕潤程度略低于2018年,SEP值為0.79。注:虛線框內(nèi)表示各年干旱程度的劃分。圖3-12013-2018年那曲地區(qū)生長旺季SEP干旱指數(shù)圖Fig.3-1ThedroughtindexinthegrowingseasonatNaqvstationduring2013-20183.2氣象因子、生物因子和蒸散的季節(jié)變異在那曲地區(qū)高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)中,生長旺季氣象因子、生物因子及蒸散的季節(jié)變化如圖3-2所示。在最為干旱的2015年生長季,從7月初到8月初,干旱期時長為32天,且在此之前,日降水就比較少,導(dǎo)致土壤含水量達(dá)到觀測期間最低水平(圖3-2(f))。在干旱期間,Rn出現(xiàn)較為緩慢的下降趨勢(圖3-2(a))。SWC先快速降低,再由于少量降雨而出現(xiàn)小幅回升,SWC的最小值出現(xiàn)在7月末,值為0.03m3m-3(圖3-2(f))。此時,VPD較高(圖3-2(c)),導(dǎo)致gs迅速下降并保持為低值(圖3-2(d))。LAI較低,其值始
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]全球變化水文學(xué):陸地水循環(huán)與全球變化[J]. 湯秋鴻. 中國科學(xué):地球科學(xué). 2020(03)
[2]氣候變暖背景下雅魯藏布江流域降水變化研究進(jìn)展[J]. 楊浩,崔春光,王曉芳,張文剛,王斌. 暴雨災(zāi)害. 2019(06)
[3]青藏高原能量、水分循環(huán)影響效應(yīng)[J]. 徐祥德,馬耀明,孫嬋,魏鳳英. 中國科學(xué)院院刊. 2019(11)
[4]不同放牧模式下高原鼠兔密度與高寒植被和土壤的關(guān)系[J]. 馮峰,貢保草,?瞬. 草業(yè)科學(xué). 2019(11)
[5]1961—2010年青藏高原氣候變化特征分析[J]. 徐麗嬌,胡澤勇,趙亞楠,洪瀟宇. 高原氣象. 2019(05)
[6]1965—2016年青藏高原關(guān)鍵氣象因子變化特征及其對土地沙漠化的影響[J]. 李慶,張春來,王仁德,周娜. 北京師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(05)
[7]牧壓梯度下高寒草甸實(shí)際蒸散量及植物生產(chǎn)水分有效利用率的研究[J]. 賀慧丹,祝景彬,未亞西,李紅琴,楊永勝,李英年. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報. 2017(09)
[8]北方地區(qū)葉面積指數(shù)變化對蒸散和產(chǎn)水量的影響[J]. 柳藝博,胡正華,李琪,張雪松,張琪. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2017(08)
[9]不同時間尺度農(nóng)田蒸散影響因子的通徑分析[J]. 張雪松,閆藝蘭,胡正華. 中國農(nóng)業(yè)氣象. 2017(04)
[10]東北地區(qū)春玉米生長季農(nóng)田蒸散量動態(tài)變化及其影響因子[J]. 郭春明,任景全,張鐵林,于海. 中國農(nóng)業(yè)氣象. 2016(04)
博士論文
[1]青藏高原草地變化及其對氣候的響應(yīng)[D]. 于惠.蘭州大學(xué) 2013
碩士論文
[1]不同放牧強(qiáng)度對呼倫貝爾草甸草原群落特征及水分利用效率的影響[D]. 王煒琛.內(nèi)蒙古大學(xué) 2018
[2]半干旱區(qū)玉米氣孔導(dǎo)度和蒸散耗水研究[D]. 董軍.蘭州大學(xué) 2017
[3]青藏高原高寒草甸植物群落組分種地上生物量分配及群落結(jié)構(gòu)對放牧的響應(yīng)研究[D]. 趙彬彬.蘭州大學(xué) 2008
本文編號:3047291
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