生态系统生产力干旱损伤评估方法与实践_农业科学

1

“空天地大数据与水利应用丛书”编委会

主　编　吕　娟　雷添杰副主编　李　京　宋文龙编　委（按姓氏笔画排序）　　　　王嘉宝　王世东　田济扬　曲　伟　吕　娟　　　　孙洪泉　苏志诚　杜　冰　李　京

阅读

2

前言

全球气候变化与陆地生态系统碳循环是当前全球变化研究的重要内容。随着全球气候变化的加剧，近年来，世界范围内的干旱灾害发生频率和影响面积不断增加。IPCC（Inte

阅读

3

第1章　绪　论

(https://www.daowen.com)

阅读

5

1.1　研究背景与意义

碳水循环的研究已成为四大全球气候变化研究组织IGBP（国际地圈—生物圈研究计划）、WCRP（世界气候研究计划）、IHDP（国际全球环境变化人文因素计划）、DIV

阅读

6

1.2　国内外研究现状

(https://www.daowen.com)

阅读

7

1.2.1　干旱对草地生产力影响的研究进展

1.2.1.1　干旱及干旱事件目前，尽管针对干旱及其监测指标已有大量的研究，但还没有一个可以被普遍接受的干旱定义（Dracup等，1980；Wilhite和G

阅读

8

1.2.2　干旱对草地生产力影响的研究方法

利用野外实验或生态过程模型模拟的手段可以控制研究条件，设计单因子敏感性控制试验或多因子交互作用试验，识别并确定关键因子及多因子之间的相互作用，从而分析环境因子的

阅读

9

1.2.3　研究的必要性

综上所述，草地生产力的干旱效应研究是当前生态和灾害领域研究的热点与前沿问题。目前干旱对草原生态系统生产力的研究仍存在以下几方面的问题亟待解决。（1）关于干旱对

阅读

10

1.3　研究思路和框架

(https://www.daowen.com)

阅读

11

1.3.1　研究目标

本书以内蒙古温带草原生态系统为研究对象，以NPP为评价指标，基于野外通量观测和模型模拟等主要研究手段，探讨近50年内蒙古温带草原生产力的时空特征，研究不同等级干

阅读

12

1.3.2　研究内容

1.近50年内蒙古温带草原生产力变化本书基于野外实测和文献数据，对Biome-BGC模型的生理生态参数进行校准，对模型模拟结果进行验证；在Biome-BGC模

阅读

13

1.3.3　本书框架

本书共分为7章，每章主要研究内容如下。第1章：绪论。主要对研究的背景与意义以及目前的研究进展，并对本书研究目标、主要研究内容和框架进行了简要介绍。第2章：研

阅读

14

第2章　研究区、数据与方法

草地生态系统在生态系统碳水循环中发挥重要作用，草地约占地球陆表面积的40.5%，存储了约34%的陆地生态系统碳储量。在中国，草地是个巨大的碳库，植被碳储量为（2

阅读

15

2.1　研究区概况

内蒙古草原是我国北方温带草原的主体，其中天然草地面积为8666.7万hm2，约占我国草原总面积的25%。内蒙古草原辽阔无际，自东向西主要有呼伦贝尔草原、科尔沁草

阅读

16

2.1.1　地理位置与地形地貌

内蒙古草原地处欧亚大陆草原带中部（位处东经97°12′～126°04′，北纬37°24′～53°23′），位于中国北部边陲，南北长度约为1700km，东西长度约

阅读

17

2.1.2　气候特征

内蒙古自治区横跨半湿润、半干旱和干旱3个气候区，属于典型的温带大陆性季风气候。从空间分布上看，温度呈现从西南向东北递减的趋势，降水却呈现从西南向东北递增的趋势，

阅读

18

2.1.3　水文条件

内蒙古草原属内陆流域，共有大小河流1000余条，无较大河流，河流短小、稀少，流域范围较小，水资源相对缺乏。内陆河多为间歇性河流，雨季河水相对丰沛甚至有洪流，非雨

阅读

19

2.1.4　土壤植被状况

草地是内蒙古主要的天然植被。受地貌、气候、土壤等自然因素的影响，内蒙古草原具有明显的地带性，从东到西相应分布着温带草甸草原、温带草原和温带荒漠草原等草地类型，相

阅读

20

2.1.5　干旱特征

内蒙古高原位于东亚季风气候区和大陆性气候区的边缘，同时受东亚季风和西风环流的影响（张美杰，2012）。冬春季受西伯利亚—蒙古高压的影响，寒冷干燥；夏季受东亚季风

阅读

21

2.2　数据及预处理

本书基于生态过程模型和SPI干旱监测指数开展干旱对内蒙古草地生产力影响的定量评估研究，研究所需的数据详见表2-2。表2-2　本书所用数据列表(https://

阅读

22

2.2.1　气象数据

生态过程模型所需的气象数据以日为单位，包括最高温度（Tmax，℃）、最低温度（Tmin，℃）、平均温度（Tavg，℃）、降水量（Prec，cm）、饱和水蒸气压差

阅读

23

2.2.2　土壤数据

土壤数据是生态模型的输入参数之一。本书采用的土壤属性数据来源于西部寒区旱区数据共享平台生产的中国土壤数据集（V1.1）。该土壤数据集是基于联合国粮农组织（FAO

阅读

24

2.2.3　植被类型数据

本书使用的植被类型数据来源于地球系统科学数据共享网的中国1∶100万植被数据集。本数据集由著名的植被生态学家侯学煜院士主编，中国科学院、相关部委及各省区相关部门

阅读

25

2.2.4　通量观测数据

通量观测实验是目前研究碳水循环长时间连续观测主流的手段之一。当前，中国通量观测网主要有中国生态系统定位观测研究网络（ChinaFLUX）、中国北方干旱半干旱区协

阅读

26

2.3　研究方法

本书采用通量观测、野外测量技术和生态模型等多种手段有机结合的方法，研究干旱对草原生态系统碳循环的影响。通量观测数据与生态过程模型相结合估算不同时空尺度碳水通量，

阅读

27

2.3.1　干旱识别

标准化降水指数（SPI）是由McKee等于1993年开发的气象干旱指数，用于干旱的识别。SPI对短期降雨比PDSI更敏感，更好地监测土壤湿度的变化，对干旱的发生

阅读

28

2.3.2　模型介绍

Biome-BGC模型以气候、土壤和植被类型作为输入数据，空间上可以模拟从1m2到区域乃至全球的任何尺度，时间上可以模拟生态系统变量的日值数据到NPP等参数的年

阅读

29

2.3.3　干旱对草地生成力的影响评估

本书的趋势分析采用线性回归分析法（Linear Regression Method，LRM）。Zhao和Running曾用此方法分析全球NPP的变化趋势（Zha

阅读

30

2.4　本章小结

本章主要对研究区、数据和方法进行详细介绍。首先介绍了内蒙古草原的地理位置与地形地貌、气候特征、水文条件、土壤植被和干旱特征等研究区概况；其次对研究所需的数据进行

阅读

《生态系统生产力干旱损伤评估方法与实践》简介

“空天地大数据与水利应用丛书”编委会

前言

目录

第1章　绪　论

1.1　研究背景与意义

1.2　国内外研究现状

1.2.1　干旱对草地生产力影响的研究进展

1.2.2　干旱对草地生产力影响的研究方法

1.2.3　研究的必要性

1.3　研究思路和框架

1.3.1　研究目标

1.3.2　研究内容

1.3.3　本书框架

第2章　研究区、数据与方法

2.1　研究区概况

2.1.1　地理位置与地形地貌

2.1.2　气候特征

2.1.3　水文条件

2.1.4　土壤植被状况

2.1.5　干旱特征

2.2　数据及预处理

2.2.1　气象数据

2.2.2　土壤数据

2.2.3　植被类型数据

2.2.4　通量观测数据

2.3　研究方法

2.3.1　干旱识别

2.3.2　模型介绍

2.3.3　干旱对草地生成力的影响评估

2.4　本章小结