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青藏高原草地生态系统演化过程、可持续发展瓶颈及应对分析

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草业科学 2024年

作者：林丽兰玉婷孙睿藻郭小伟李茜李以康曹广民周华坤中国科学院西北高原生物研究所青海省寒区恢复生态学重点实验室中国气象局河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南省气象服务中心

青藏高原面积巨大，自然条件恶劣，生态环境脆弱，具有生态、生产和生活的三生服务功能。自上个世纪80年代以来，在气候变化、人口激增、市场冲击、经营管理模式改变等多种因素影响下，青藏高原草地生产服务功能逐渐被弱化，“人-地”... 详细信息

青藏高原面积巨大，自然条件恶劣，生态环境脆弱，具有生态、生产和生活的三生服务功能。自上个世纪80年代以来，在气候变化、人口激增、市场冲击、经营管理模式改变等多种因素影响下，青藏高原草地生产服务功能逐渐被弱化，“人-地”矛盾凸显，如何实现青藏高原草地生态系统的可持续发展成为“关系人民福祉、关乎民族未来的大计”。基于此，本文梳理了青藏高原生态系统演化历史，植被演化过程及不同历史时期人类活动及区域经济-资源发展模式特征，发现：1）在大的时空尺度下，青藏高原植被演替的主控因子为气候变化和剧烈的地质变迁，在小的时空尺度下，导致相同地理和气候单元植被特征分异的原因是放牧强度的分异，而草地过度放牧的原因同家庭牧场的管理、草地生态价值的可评估性、人口与生产力发展适配度等关系密切。2）规模化放牧在青藏高原区域具有数千年历史，并形成了人-草-畜协同演化的互利共生关系，青藏高原草地生态系统可持续发展需要在汲取当地传统知识和文化精华的基础之上，扩大草地生产的层次性、引入或研发以生产和生态效益共赢为目的的科学技术，完善和延伸草地生产产业链，完善高原生态系统生态价值评估体系，调动牧场管理者草地健康保护的主观能动性，完成草地健康监管奖惩制度，以生产力、管理和文化为调节手段，提高青藏高原区域农牧业现代化和商品化程度，实现青藏高原草地生态系统资源可持续利用发展及区域生态文明建设。

关键词：青藏高原生态系统服务功能可持续发展牧区管理退化草地

青藏高原1951—2011年生长季低温事件的时空分异及影响因素

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生态学报 2024年

作者：张亦赟刘新圣符迪娜方凤满吴东磊骆菲菲 1.安徽师范大学地理与旅游学院 2.江淮流域地表过程与区域响应安徽省重点实验室安徽师范大学地理与旅游学院江淮流域地表过程与区域响应安徽省重点实验室

气候变暖导致青藏高原植物生长期的延长，这可能增加了生长季早期和晚期植物暴露在低温冻害下的风险。然而，有关青藏高原生长季低温事件的时空分异及其影响因素还缺乏系统的认识。根据青藏高原109个气象站1951—2011年逐日气温数据定... 详细信息

气候变暖导致青藏高原植物生长期的延长，这可能增加了生长季早期和晚期植物暴露在低温冻害下的风险。然而，有关青藏高原生长季低温事件的时空分异及其影响因素还缺乏系统的认识。根据青藏高原109个气象站1951—2011年逐日气温数据定义了气候学上的植物生长季，使用Rstudio软件统计各站点逐年的生长季低温事件的频率和强度，分析了生长季低温事件频率和强度的时空变化及其主要驱动因素。结果表明：（1）在1951—2011年期间，青藏高原约65%的站点生长季及生长季不同时期的低温事件频率和强度出现同步降低，但高原东部和雅鲁藏布江河谷一带站点却呈轻微增加趋势。（2）不同年代生长季低温事件的年内分布特征发生了系统性变化：1951—1990年代生长季低温事件分布概率峰值的出现日期相对稳定，但1991—2011年代生长季早期和晚期低温事件概率峰值的出现日期却分别提前11—29d和推迟6—29d，并且这种不同年代之间的时间位移现象在生长季低温事件频率减少的站点中尤为突出。（3）生长季开始时间和生长季温度的变化趋势是影响生长季低温事件频率变化的主要环境因子，当生长季开始日期的提前幅度超过4.37d/10a或生长季增温幅度小于0.05℃/10a时，生长季低温事件的频率将会增加；但是，各环境因子的变化趋势对生长季低温事件强度变化的影响则较小。研究结果揭示了气候变暖背景下青藏高原生长季低温事件的时空分异特征及其影响因素，为气候变化下青藏高原植被生态系统的管理和保护提供了重要科学依据。

关键词：生长季低温事件频率和强度环境驱动因素青藏高原

青藏高原及其周边石炭纪综合地层、生物群与古地理演化

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中国科学：地球科学 2024年第4期54卷 1091-1124页

作者：胡科毅王向东王文琦宋英凡叶训焱李璐史宇坤杨孙容李莹南京大学地球科学与工程学院内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室关键地球物质循环前沿科学中心南京210023

石炭纪时青藏高原及其周边分处不同的古地理位置,具有不同的沉积和生物类型.系统梳理和总结青藏高原的石炭系及生物群,建立综合地层对比框架,恢复古地理,对正确理解晚古生代冈瓦纳大陆的裂解、古特提斯洋的演变都具有重要意义.青藏高原... 详细信息

石炭纪时青藏高原及其周边分处不同的古地理位置,具有不同的沉积和生物类型.系统梳理和总结青藏高原的石炭系及生物群,建立综合地层对比框架,恢复古地理,对正确理解晚古生代冈瓦纳大陆的裂解、古特提斯洋的演变都具有重要意义.青藏高原及其周边的石炭系可划分为三种类型:冈瓦纳型、基默里型和特提斯型.本文讨论的冈瓦纳型包括藏南区的北喜马拉雅分区、康马-隆子分区和札达-仲巴分区,以及印度-巴基斯坦北部,仅发育密西西比亚系,生物类群为冈瓦纳型.基默里型包括保山分区、腾冲分区、措勤-申扎分区、拉萨-察隅分区、那曲-比如分区、南羌塘分区,以及掸泰和南阿富汗-帕米尔等地区,也仅发育密西西比亚系,但生物群具有欧洲、华南、澳大利亚和北美混生型特征.特提斯型包括唐古拉山分区、可可西里-巴彦喀拉分区、昌都-横断山分区、铁克里克分区、西昆仑分区、喀喇昆仑分区、东昆仑-中秦岭分区和祁连分区,石炭系发育完整,生物群为暖水的特提斯型.冈瓦纳型和基默里型石炭系生物地层对比以牙形类为主,辅以腕足类和四射珊瑚;特提斯型密西西比亚系的生物地层以四射珊瑚和腕足类为主,宾夕法尼亚亚系以有孔虫(?)和牙形类为主,辅以四射珊瑚和腕足类.在石炭纪国际标准年代地层框架下,系统建立了青藏高原及其周边的岩石地层和生物地层划分和对比框架.将来应加强石炭纪同位素地质年代学、地球化学及古气候和古环境的研究.

关键词：青藏高原石炭纪岩石地层生物群地层对比

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青藏高原及其周边石炭纪综合地层、生物群和古地理演化

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中国科学:地球科学 2024年

作者：胡科毅王向东王文琦宋英凡叶训焱李璐史宇坤杨孙容李莹南京大学地球科学与工程学院内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室关键地球物质循环前沿科学中心

关键词：青藏高原石炭纪岩石地层生物群地层对比

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青藏高原夏季极端降水研究进展与展望

大气科学学报 2024年

作者：刘俏华姚秀萍马嘉理李若莹中国气象局气象干部培训学院中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室中国气象局地球系统数值预报中心南京信息工程大学大气科学学院

在全球变暖背景下，极端降水正日益频繁、剧烈并影响更广泛的区域。特别是在气候变化的敏感区域——青藏高原（以下简称高原），这些现象的发生频率和强度均有显著增加，对当地乃至下游地区的生态环境和生产生活造成了重大影响。因此，... 详细信息

在全球变暖背景下，极端降水正日益频繁、剧烈并影响更广泛的区域。特别是在气候变化的敏感区域——青藏高原（以下简称高原），这些现象的发生频率和强度均有显著增加，对当地乃至下游地区的生态环境和生产生活造成了重大影响。因此，对高原极端降水进行深入研究具有深远的科学意义和社会价值。本文从极端降水定义与指数、高原夏季极端降水特征、影响高原夏季极端降水的因素、高原夏季极端降水的灾害风险与未来预估四个方面，对近几十年来高原夏季极端降水的相关研究成果进行了回顾。通过梳理和分析相关领域的研究成果，以期为研究者提供清晰的研究脉络和前沿动态，促进学术交流与合作，共同推动高原极端降水领域科学研究的持续深入，为全球气候变化及极端天气气候事件研究和应对提供更加坚实和有力的科学支撑。

关键词：青藏高原夏季极端降水研究进展展望特征影响因素预估

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青藏高原不同水体氢氧稳定同位素特征

南水北调与水利科技（中英文） 2024年第3期22卷 521-533页

作者：徐忠宝杨丽萍翁白莎严登华彭辉三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300222 流域水循环模拟与调控国家重点实验室中国水利水电科学研究院北京100038

为揭示青藏高原区域水文循环机制和促进水资源合理利用,基于氢氧稳定同位素技术分析不同水体氢氧稳定同位素特征和转化关系,应用端元混合径流分割模型和IsoSource软件进行流域水源解析。结果表明:区域大气降水δ(^(18)O)值2—5月上升、5... 详细信息

为揭示青藏高原区域水文循环机制和促进水资源合理利用,基于氢氧稳定同位素技术分析不同水体氢氧稳定同位素特征和转化关系,应用端元混合径流分割模型和IsoSource软件进行流域水源解析。结果表明:区域大气降水δ(^(18)O)值2—5月上升、5—10月下降;氘盈余值冬季高夏季低;δ(^(18)O)在青藏高原北部地区表现出“逆海拔效应”,区域内其他地区“海拔效应”明显。河水、湖水、地下水的平均蒸发损失量分别为20.8%、30.9%、23.6%。河水氢氧稳定同位素的沿程变化受补给水源和蒸发作用影响,降水补给使得河水δ(^(18)O)减小,重同位素相对富集的地下水补给导致河水δ(^(18)O)增大,蒸发作用使得河水δ(^(18)O)增大,蒸发效应使得湖水重同位素富集,湖水注入河道后导致河水δ(^(18)O)增大。降水是拉萨河流域的最主要补给水源,而对于疏勒河流域的补给水源来说,降水和地下水平均贡献率相近,岷江流域则以地下水补给居多。那曲河流域下游受错那湖调节,随着沿程距离的增加,湖水补给贡献率呈下降趋势。

关键词：青藏高原稳定同位素降水河水湖水地下水

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青藏高原草地地上生物量估算研究

生态学报 2024年

作者：姚雨微任鸿瑞太原理工大学测绘科学与技术系

及时准确评估草地产草量对草地资源的科学管理和可持续发展具有重要意义。青藏高原自然环境特殊，气候差异显著，地形复杂，仅依靠遥感信息准确监测草地地上生物量(Aboveground Biomass,AGB)变化有较大限制。本研究基于青藏高原草地AGB... 详细信息

及时准确评估草地产草量对草地资源的科学管理和可持续发展具有重要意义。青藏高原自然环境特殊，气候差异显著，地形复杂，仅依靠遥感信息准确监测草地地上生物量(Aboveground Biomass,AGB)变化有较大限制。本研究基于青藏高原草地AGB野外实测数据与Landsat遥感影像，探索了植被指数表征草地AGB信息的有效性，评估了气象和地形信息对准确估算草地AGB的影响，综合利用气象、地形和遥感信息，在新一代地球科学数据和分析应用平台(Google Earth Engine)上构建了梯度增强回归树草地AGB估算模型，绘制了青藏高原多年草地AGB空间分布图。结果表明：(1)基于单因素遥感因子的线性回归模型仅能解释8%—40%的草地AGB变化情况，其中绿色归一化植被指数(Green Normalized Difference Vegetation Index, GNDVI)对草地AGB解释能力较强(40%)。(2)基于遥感因子构建的梯度增强回归树模型测试集R2为0.57。分别添加气象、地形信息，模型对草地AGB的估测准确性有所提升，测试R2为0.62和0.63。(3)基于气象、地形和遥感因子的多因素估测模型能够提高草地AGB估测精度，经递归特征消除法优选后，基于13个特征变量的梯度增强回归树模型拟合效果最好(训练数据集R2=0.79,RMSE=43.42 g/m2,P青藏高原平均AGB为94.58 g/m2,2015年93.63 g/m2,2020年100.78 g/m2。青藏高原西北部草地AGB较低，东南部草地AGB较高，整体呈现自西北向东南逐渐增加的分布格局。研究结果为准确估算青藏高原草地产草量和碳储量等研究提供重要参考。

关键词：青藏高原草地地上生物量梯度增强回归树遥感

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青藏高原GPP时空变化特征及影响因素分析

遥感技术与应用 2024年第3期 727-740页

作者：李红艳吴小丹马杜娟魏闯彭博宇杜炜哲兰州大学资源环境学院

研究地表植被GPP时空变化特征及其对气候变化的响应，对深入理解陆地碳循环、评价陆地生态系统的环境质量以及预估未来气候变化的生态效应等具有重大意义。目前青藏高原GPP时空变化研究大多时序较短且未深入分析其时空变化趋势及特征。... 详细信息

研究地表植被GPP时空变化特征及其对气候变化的响应，对深入理解陆地碳循环、评价陆地生态系统的环境质量以及预估未来气候变化的生态效应等具有重大意义。目前青藏高原GPP时空变化研究大多时序较短且未深入分析其时空变化趋势及特征。因此，本研究采用线性趋势探测方法研究青藏高原地区GPP在2001～2019年间的变化特征，并分析该特征对地形和地物类型的响应，同时探索了GPP与气温、降水和积雪的关系。结果表明：青藏高原GPP年际趋势呈现西北低东南高的分布特征，最大值为0.23 g C·m-2·d-1，最小值为-0.125 g C·m-2·d-1。各月年际趋势中从10月到3月，绝大部分区域GPP年际变化趋势较小，7月GPP的年际变化趋势和空间异质性最大，从-0.384-0.303 g C·m-2·d-1,8～10月又逐渐减小。GPP年际趋势随高程的增加逐渐减小；30°N以南GPP年际趋势随纬度的增加迅速减小，30°N以北GPP年际趋势随纬度的增加缓慢增大；农田植被混合类型GPP年际变化增加趋势最大，为0.034 8 g C·m-2·d-1，封闭灌木丛的减小趋势最大，为0.007 6 g C·m-2·d-1。近19 a，气温对青藏高原GPP的贡献最大，其次是降水，辐射再次之，积雪对GPP的贡献相对较弱。

关键词：青藏高原 GPP 时空变化地形地物类型气候因子

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青藏高原高寒灌木金露梅扩张态势分析

草业科学 2024年

作者：安栩立张振华杨建平中国科学院西北高原生物研究所青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站青海大学农牧学院中国科学院大学

分析扩张灌木物种气候生态位特征与地理分布格局，可为制定有效管理和提早预防草地灌丛化政策提供参考依据。本研究利用金露梅（Potentilla fruticosa）分布点数据和相应的气候因子数据，结合生态位分析和物种分布模型，分析了金露梅气... 详细信息

分析扩张灌木物种气候生态位特征与地理分布格局，可为制定有效管理和提早预防草地灌丛化政策提供参考依据。本研究利用金露梅（Potentilla fruticosa）分布点数据和相应的气候因子数据，结合生态位分析和物种分布模型，分析了金露梅气候生态位的地带分布特征，以及金露梅在青藏高原的潜在分布格局及主要的限制因子。结果表明：不同纬度梯度、海拔梯度金露梅的气候生态位部分重叠，金露梅在低海拔、低纬度地区，即Bio10（最暖季度平均温度）高的地区，气候生态位大且具有一定的扩张性；在高海拔、高纬度地区，即Bio10低的地区，其气候生态位小但呈较高的扩张性。等温性、最暖季（夏季6、7、8月）的平均温度和降雨量为限制金露梅扩张的主要气候因子。未来暖湿化气候背景下，青藏高原东部、南部为金露梅的潜在扩张区域，应防止其快速扩张。

关键词：青藏高原金露梅气候生态位潜在分布