《用於氣候變化影響評估的草地分散式模型研究》是依託中國農業大學，由潘學標擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：用於氣候變化影響評估的草地分散式模型研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：潘學標
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
氣候變化和草地退化的自然與人為影響都是科學關注的前沿焦點，近年常出現的白災和黑災等極端氣候事件對牧區造成的重大影響亦頻頻出現，草地生態系統和草地畜牧業對氣候變化的回響評估與適應成為應對氣候變化的重要領域。本研究擬在收集歷史氣候資料、土壤和草地資料的基礎上，結合野外試驗和考察，分析草地物候和植物生長與氣候要素間的關係，建立以柵格為基本單元的植物生長發育模型；引入分布水文模型方法，構建分散式草地植物物候和生長動態模擬模型，注重降水的區域柵格間重新分配在草地生態系統中的作用，並加入草地管理措施的效應，以便更有效地評估氣候及氣候變化對草地生態系統的影響，模擬適應氣候變化的對策。其創新之處在於將物種個體生長發育模擬與群落系統模擬的結合，單區域模擬與空間多區域同步模擬的內在聯繫與有機結合，自然生態系統模擬與人為措施回響模擬的結合，為評估氣候對草地生態系統影響提供創新方法和有效工具。
結題摘要
草地生態系統對氣候變化的回響評估與適應是應對氣候變化的重要領域。本研究在利用歷史氣候資料、土壤普查資料和內蒙古牧業試驗站草地觀測資料的同時，對內蒙古草原各區域進行了野外考察和樣方調查取樣，並在荒漠草原進行了增溫補水試驗。利用以上資料分析了牧區氣候變化特點、草地生態系統要素間及與氣候間的關係，建立牧草物候發育模型；引入CENTUIRY模型，進行校正和分區驗證，利用氣候變化情景數據對未來氣候變化的影響進行了評估，並加入草地管理措施的效應。結果表明：（1）內蒙古地區年平均溫度上升，≥0℃積溫呈明顯增加趨勢; 內蒙古東部及東北部地區降水量有增加趨勢，西部大部分地區則呈減少趨勢;陰山北麓荒漠草原近10年溫度增高趨勢顯著，而降水量年際間變化大，具有年代際尺度的變化特徵，近十年降水量處於負距平階段。（2）利用開頂室（OTC）進行荒漠草地增溫與補水結合的試驗，表明溫度與降水共同影響草地生態系統；增溫使溫度超過牧草的耐熱適應能力時會使牧草死亡；而適度增溫與充沛降水協同可使牧草生物量增加。（3）由於氣候和地形影響降水及其分配，無論從大尺度上還是小尺度上都會影響草地生物量。降水量和乾燥度從巨觀上影響區域的總體生物量分布，空間和年際間都存在較大的草地生物量差異，荒漠草原草地生物量和蓋度都小於典型草原和草甸草原。荒漠草原地區小地形草地生物量的空間差異明顯，且與50cm以內土層土壤貯水量有顯著正關係；草地生物量、蓋度與利用高光譜同時測定獲得的植被指數RVI和歸一化植被指數NDVI等特徵值關係密切。（4）建立了天然草地牧草物候模型，驗證表明模型可模擬牧草的物候期，平均標準偏差返青期在7d左右，效果最好；而平均標準偏差抽穗期為10d左右，開花期為11d左右，成熟為13d，枯黃期為15d左右。將水分效應引入模型可使物候期模擬精度提高。(5) CENTURY模型模擬的各類草原生長季地上部分生物量季節變化的模擬值與實測值趨勢比較一致，決定係數(R2)為0.60左右，能夠模擬草地量對氣候的回響。在A2及B2情景下，與Baseline相比，草甸及典型草原草地生產力有增加趨勢，荒漠草原和草原化荒漠草地生產力有減少趨勢；輕度和中度放牧管理下，植被表現出等補償性或超補償性生長，草甸草原和典型草原中度放牧時草地生物量達到最大，而荒漠草原和草原化荒漠在輕度放牧時草地生物量最大；重度放牧條件下則表現為欠補償性生長。
