7.1　结论

本书针对不同等级干旱事件对不同草地生态系统生产力造成的影响如何量化这一问题，进行了深入的探讨与研究，以内蒙古不同类型草地生态系统为研究对象，以生态系统NPP为生产力评价指标，基于植被生长机理的动态模型Biome-BGC和干旱指数SPI，在实测数据和通量数据支持下进行模型精确校准和结果验证，采用校准的模型模拟近50年不同类型草地植被的生长过程，以正常年NPP的多年平均值为干旱影响评估标准，研究了不同等级干旱事件对不同类型草地NPP变化的定量影响及其差异，并厘清了气候变化背景下干旱单一因子对草地生态系统生产力的净影响。本书从不同等级干旱及其影响评价的视角，系统考虑了草地植被形态和环境因素的时空变化对植被生长的影响，逐日模拟草地生态系统生产力的变化，评估不同程度的干旱事件对不同类型草地生态系统生产力造成的水分亏缺动态和累积影响，通过不同情景模拟实验，进一步剔除了降水和温度变化因子对干旱净影响的干扰，定量评估了近50年降水亏缺诱导的干旱对草地净碳收支的影响。在通量观测数据与生态过程模型有机融合的基础上，该方法能够低成本、多样化、定量化地评估干旱单因子对生态系统造成的不同程度影响，与野外实验手段形成有益补充，相互促进。主要结论如下。

（1）近50年草地干旱强度和生产力均无显著变化趋势。内蒙古草原干旱的发生频率高，属于干旱风险发生的高危区。近50年内蒙古草地干旱强度无明显的变化趋势（p＞0.05），干旱持续时间（-0.28月/10a）和影响面积（-1.5%/10a）均有显著下降的趋势（p＜0.05）。92.8%的区域SPI_12无显著的变化趋势（p＞0.05）。内蒙古草原最西部、东南部和东北部都有变湿润的轻微趋势，其余区域局部有变干的轻微趋势，尤其是荒漠草原东部和草甸草原东北部。中等干旱、严重干旱和极端干旱的发生频率分别为1.26～4.33年/次、1.73～10.2年/次和3.71～52年/次。不同等级干旱发生的频率高低为：中等干旱＞严重干旱＞极端干旱，而且典型草原干旱发生频率高于草甸草原和荒漠草原干旱的发生频率。从时间尺度分析，近50年草地NPP无显著的年际变化趋势（p＞0.05），略呈降低的变化趋势[-4.73gC/（m2·10a）]，其中92.7%的区域草地NPP在总体上也无显著变化的趋势（p＞0.05）。不同地区变化速率存在差异和具有较大的空间异质性，草甸草原、典型草原和荒漠草原NPP的变化速率分别为-0.97～3.23gC/（m2·10a）、-1.30～4.35gC/（m2·10a）和-0.37～4.48gC/（m2·10a）。

（2）不同等级干旱对草地生产力造成了不同程度的影响，对不同类型草地生产力变化的影响程度存在较大差异。本书采用SPI对干旱年、正常年和湿润年进行有效识别，并以正常年NPP的多年平均值作为干旱影响的评估标准，剔除了干旱年和湿润年等极端状态对正常态NPP评估的干扰，建立了基于正常年NPP多年平均值的评估方法，具有较好的适用性。研究发现，干旱是造成草地NPP年际波动的主要驱动因子之一，干旱对草地NPP造成的影响大小可能与草地生态系统类型、干旱严重性（强度和持续时间）、干旱发生时间和植被所处物候期关系密切。不同等级干旱对同一草地类型NPP的影响存在显著差异，同一等级干旱水平对不同草地生态系统NPP的影响也存在较大不同。中等干旱事件造成的草甸草原、典型草原和荒漠草原NPP的平均损失分别为21.15gC/（m2·a）、20.38gC/（m2·a）和9.51gC/（m2·a）；严重干旱事件造成的草甸草原、典型草原和荒漠草原NPP的平均损失分别为32.99gC/（m2·a）、36.29gC/（m2·a）和14.57gC/（m2·a）；极端干旱事件造成的草甸草原、典型草原和荒漠草原NPP的平均损失分别为49.16gC/（m2·a）、52.61gC/（m2·a）和59.82gC/（m2·a）。中等和严重干旱对荒漠草原、典型草原和草甸草原NPP造成的损失自西向东沿荒漠—典型—草甸的梯度变化逐渐增大，而极端干旱造成的NPP损失沿荒漠—典型—草甸的梯度变化逐渐降低。(https://www.daowen.com)

不同类型草地NPP的变化随着中等—严重—极端干旱等级的变化呈指数关系增长的趋势。在发生中等和严重等级干旱时，荒漠草原NPP对中等和严重等级干旱的响应速率低于草甸草原和典型草原NPP的变化速率，但是在极端干旱时，荒漠草原NPP变化对中等和严重等级干旱的响应速度高于草甸草原和典型草原NPP的变化速率。根据草地生产力退化评估标准，荒漠草原基本可以抵御中等和严重等级的干旱事件的影响，但极端干旱造成了荒漠草原生产力严重下降和草地退化；尽管不同等级干旱事件造成典型和草甸草原NPP绝对损失量较大，但整体上未造成典型和草甸草原生态系统生产力的退化。

（3）近50年干旱对草地生产力净影响显著，且对不同类型草地生产力的影响存在较大差异。本书剔除了气候变化（降水和温度）因子交互作用对干旱影响的干扰，进一步厘清了近50年干旱对草地NPP的定量影响，结论如下。在区域尺度上，近50年干旱单一因子造成的NPP净总损失在-1140.30～15003.30gC/（m2·52a）范围内变化。干旱对不同草地类型NPP的影响存在差异，对草甸草原、典型草原和荒漠草原NPP损失（NPP变化为正值时）比较严重的区域面积百分比分别约为95.4%、91.6%和36.8%；干旱造成草地NPP增加（NPP变化为负值时）的区域面积百分比分别为4.6%、8.4%和63.2%。近50年干旱对草甸、典型和荒漠草原NPP的区域平均净影响分别为7005.73gC/（m2·52a）、8466.10gC/（m2·52a）和4753.25gC/（m2·52a）。干旱单因子对草地生产力净影响的严重性程度为：典型草原＞草甸草原＞荒漠草原。在区域尺度上，当前的气候变化格局总体上对内蒙古草地生产力变化起负作用，在一定程度上加剧了干旱对草地生态系统的影响。内蒙古干旱对草地生产力的影响主要是由降水亏缺引起的，但是当前气候（温度和降水）变化对干旱的影响存在显著干扰，降水变化对NPP的降低作用大于温度变化对NPP的增强作用，但近50年干旱对草地生产力变化幅度的影响在逐渐减弱。