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气候变化下黄土高原植被生长期NDVI动态变化特征

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生态学杂志 2023年第1期42卷 67-76页

作者：王婧姝毕如田贺鹏徐立帅刘正春曹晨斌山西农业大学资源环境学院山西太谷030801

理解植被对气候变化的响应对于预测未来生态系统过程和制定应对策略至关重要。本研究采用地理探测器和地理加权回归等方法,探讨了2002—2019年黄土高原不同植被类型主要生长期(4—10月)归一化植被指数(NDVI)变化的空间格局及其与气象因... 详细信息

理解植被对气候变化的响应对于预测未来生态系统过程和制定应对策略至关重要。本研究采用地理探测器和地理加权回归等方法,探讨了2002—2019年黄土高原不同植被类型主要生长期(4—10月)归一化植被指数(NDVI)变化的空间格局及其与气象因子的关系。结果表明:受退耕还林还草生态工程影响,黄土高原植被得到显著改善,其中草原和荒漠植被由于生境容易受到外界环境影响,NDVI呈不稳定状态,且在夏季最不稳定;日照时数的增加间接导致降水减少,产生较强的光抑制效应,造成日照时数变异系数对黄土高原生长期植被NDVI空间变化的解释力最大(0.124),黄土高原西北干旱区的荒漠受海拔影响,气压低,水汽蒸发量大,抑制植物叶片进行光合作用,与生长期植被变化呈正相关;荒漠区夏季降水量突增,植被对气温变化的响应减缓,出现NDVI变化对气温变化响应的滞后性;在8—10月,阔叶林高的植被覆盖度对水分胁迫的敏感性降低,产生对降水因子的滞后响应。

关键词：黄土高原 NDVI 地理加权回归地理探测器气候变化

气候变化背景下秦岭南北强降雪与小雪时空变化特征

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地理科学 2024年第5期44卷 890-900页

作者：李双双何锦屏段克勤延军平陕西师范大学地理科学与旅游学院陕西西安710119

不同等级降雪变化可反映气候变暖对关键气候变量趋势和极端性的综合影响。基于1970—2018年逐日气象观测数据,辅以湿球温度动态阈值法、趋势分析等气候诊断方法,论文对秦岭南北11月—次年3月强降雪和小雪时空变化特征进行分析,探究3个分... 详细信息

不同等级降雪变化可反映气候变暖对关键气候变量趋势和极端性的综合影响。基于1970—2018年逐日气象观测数据,辅以湿球温度动态阈值法、趋势分析等气候诊断方法,论文对秦岭南北11月—次年3月强降雪和小雪时空变化特征进行分析,探究3个分区(关中平原、秦岭南坡和汉江谷地)不同等级降雪与气温的响应关系。结果表明:①1970—2018年,秦岭南北11月—次年3月无降水日数增多,固态降水(降雪或雨夹雪)日数明显减少。1998年后,降雪日数比重由前期8.5%下降为5.2%。②秦岭南北小雪降雪量、降雪日数变化显著下降,降雪强度显著上升;强降雪3个指标变化趋势均不显著,说明区域降雪变化以小雪减少为主。③在气温响应关系上,秦岭南北3个子区小雪降雪量、降雪天数与气温显著负相关;关中平原、汉江谷地气温与强降雪量、天数显著负相关,秦岭南坡气温变化与强降雪3个指标相关性较弱。说明河谷平原区是强降雪对气温响应的敏感区。本文研究结论可为理解中国南北过渡带冬季气候响应规律提供理论基础。

关键词：气候变化强降雪雨雪判别方法秦岭南北

气候变化情景下革苞菊属在中国的潜在地理分布

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干旱区研究 2023年第6期40卷 949-957页

作者：赵艳芬潘伯荣山西财经大学资源环境学院山西太原030006 中国科学院新疆生态与地理研究所新疆乌鲁木齐830011

革苞菊属(Tugarinovia Iljin)为阿拉善荒漠特有属,预测气候变化对革苞菊属潜在地理分布的影响对其保护至关重要。本研究基于革苞菊属当前在中国的34个分布点和22个环境变量,利用最大熵(MaxEnt)模型模拟当前和未来(2050s、2070s)3种共享... 详细信息

革苞菊属(Tugarinovia Iljin)为阿拉善荒漠特有属,预测气候变化对革苞菊属潜在地理分布的影响对其保护至关重要。本研究基于革苞菊属当前在中国的34个分布点和22个环境变量,利用最大熵(MaxEnt)模型模拟当前和未来(2050s、2070s)3种共享社会经济路径下(SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5)革苞菊属在中国的分布格局变化,采用ROC曲线下方的面积AUC值检验模型预测效果,以刀切法和综合贡献率分析影响其分布的主要环境因子。结果表明:(1)MaxEnt模型模拟准确度较高(AUC=0.992);海拔、最暖季度降水量、最冷季度降水量和年平均温度是影响革苞菊属地理分布的主导环境因子。(2)当前革苞菊属适生区面积和高适生区面积范围均较小,适生区面积为37.08×10^(4)km^(2),高适生区面积为6.89×10^(4)km^(2),主要沿着阴山和贺兰山一带呈破碎化分布。(3)未来3种气候情景下革苞菊属高适生区面积总体呈增加趋势,且在SSP5-8.5气候情景下增加幅度较大;其适生区质心主要向东(阿拉善左旗)迁移。

关键词：革苞菊属气候变化 MaxEnt模型环境变量适生区

气候变化对北京常见树种春季萌芽的影响——基于控制实验研究

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生态学报 2023年第5期43卷 1948-1958页

作者：龚玉凤吴兆飞付永硕王姝心陈艳生王树标张珊珊张伟北京师范大学水科学研究院北京100875 北京林业大学北京100083 北京动物园北京100044

气候变化对植物物候产生了重要影响,春季萌芽时间的变化不仅会通过改变植物的光合作用影响碳汇能力,还会通过改变群落内的种间关系影响生态系统结构和功能。因此,掌握群落内不同树种春季萌芽对气候变化的响应对于深刻理解物候时间位分... 详细信息

气候变化对植物物候产生了重要影响,春季萌芽时间的变化不仅会通过改变植物的光合作用影响碳汇能力,还会通过改变群落内的种间关系影响生态系统结构和功能。因此,掌握群落内不同树种春季萌芽对气候变化的响应对于深刻理解物候时间位分化、认识陆地生态系统碳水循环和能量平衡具有重要意义。为提高春季物候模型的预测精度,阐明气候变化对不同树种春季萌芽的影响,以鹅耳枥(Carpinus turczaninowii)、黑桦(Betula dahurica)、华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)、糠椴(Tilia mandshurica)和元宝枫(Acer truncatum)5个温带森林的典型树种为研究对象,通过剪枝实验分析了冬季冷激、春季温度和光周期对枝条春季萌芽时间的影响。结果表明,温度升高和冷激增加显著提前了所有树种的春季萌芽时间,从5℃到20℃,春季萌芽时间平均提前了54.5 d;在较高的冷激条件下,春季萌芽时间平均缩短了17.8 d;光周期对各树种春季萌芽时间均没有显著影响,8 h和16 h光周期条件下各树种平均萌芽时间分别为30.3和30.5 d。此外,随着温度升高,5个树种萌芽时间间隔显著缩短,这主要是由于温度升高萌芽热量需求降低导致的,冷激对树种间萌芽时间间隔无显著影响。在气候变暖背景下,森林群落中不同树种萌芽时间间隔将显著缩短,进而影响物候时间生态位分化,导致种间竞争加剧。研究阐明了气候变化对温带阔叶树种春季萌芽及其时间间隔的影响,为气候变化条件下森林生态系统群落动态及森林可持续经营与管理策略的制定提供了理论支撑。

关键词：气候变化春季萌芽温度敏感性冷激光周期时间生态位

气候变化下的塔里木盆地西南部内陆河流域径流组分特征分析

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干旱区研究 2022年第1期39卷 113-122页

作者：孙从建陈伟王诗语山西师范大学地理科学学院山西太原030000

气候变化对中亚高山区水循环影响显著,加剧了区域水资源供需矛盾。认识区域内陆河径流组分特征对于水资源管理具有重要意义。基于塔里木盆地西南部提孜那甫河流域过去60 a(1957—2016年)的气象、径流数据,分析了区域气候变化特征及径流... 详细信息

气候变化对中亚高山区水循环影响显著,加剧了区域水资源供需矛盾。认识区域内陆河径流组分特征对于水资源管理具有重要意义。基于塔里木盆地西南部提孜那甫河流域过去60 a(1957—2016年)的气象、径流数据,分析了区域气候变化特征及径流组分的响应。结果表明:(1)过去60 a来,流域气温及山区降水呈现出明显的上升趋势,自2010年以来区域增温增湿趋势更为明显,这一变化下提孜纳甫河夏、秋季径流呈现显著增长。(2)径流分割结果显示:冰雪融水、地下水及降水对于年径流的贡献率分别为17%,40%及43%;不同的季节的径流组分差异明显,降水对流域夏季径流的贡献较为显著。作为塔里木盆地西南部典型的内陆河流,未来区域气候变化尤其是降水的变化将会对于提孜纳甫河水资源的可持续利用影响显著。

关键词：提孜纳甫河流域气候变化径流同位素径流分割塔里木盆地

气候变化背景下东北大豆种植区气候适宜性变化

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中国生态农业学报（中英文） 2023年第5期31卷 690-698页

作者：何亮毛留喜国家气象中心北京100081

东北地区是我国大豆主产区,该地区深受气候变化影响。厘清气候变化背景下的农业气候资源、农业气象灾害和大豆气候种植适宜性变化对指导大豆生产和扩种具有重要意义。通过利用最新气候态(1991-2020年)与旧气候态(1981-2010年)的数据,分... 详细信息

东北地区是我国大豆主产区,该地区深受气候变化影响。厘清气候变化背景下的农业气候资源、农业气象灾害和大豆气候种植适宜性变化对指导大豆生产和扩种具有重要意义。通过利用最新气候态(1991-2020年)与旧气候态(1981-2010年)的数据,分析了农业气候资源、农业气象灾害和大豆种植气候适宜度的时空变化。结果发现:1)内蒙古东部、黑龙江西南部和东北部、吉林中西部等地大豆生长季≥10℃活动积温增加26~65℃·d,局部地区增加66~182℃·d;1981-2020年东北大豆的种植区生长季积温大部呈上升趋势。大豆生长季降水和日照变化呈现空间差异。2)东北大部分地区大豆生长季霜冻害日数减少;黑龙江大部和吉林西北部大豆生长季干旱天数减少,吉林中东部和辽宁大部干旱天数增加。3)内蒙古东部、黑龙江西部、吉林西部、辽宁西部和东部大豆种植气候适宜度提高,黑龙江中部和东部、吉林中部和东北部气候适宜度略下降。4)气象因子对大豆气候适宜度变化贡献率分析表明,日照变化是大豆气候适宜度变化的主要因素,其次是积温变化,降水变化对大豆气候适宜度变化贡献率最小。最新气候态下东北大部分地区大豆种植气候条件变好,可以充分利用温度资源,适当调整播期和品种,但从积温上升幅度看,不宜采取过激的跨积温带盲目种植。

关键词：大豆气候适宜性气候变化东北地区农业气候资源

气候变化对落叶松人工林生物量生长的影响模拟

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南京林业大学学报（自然科学版） 2023年第3期47卷 120-128页

作者：何潇雷相东段光爽丰庆荣张逸如冯林艳中国林业科学研究院资源信息研究所国家林业和草原局森林经营与生长模拟重点实验室北京100091 信阳师范学院数学与统计学院河南信阳464000 国家林业和草原局林草调查规划院北京100714

【目的】研究气候变化对落叶松人工林生物量及其生长的影响,为落叶松人工林碳估测和适应性经营决策提供依据。【方法】利用华北和东北地区第6~8次森林资源连续清查落叶松人工纯林固定样地数据,基于理论生长方程建立林分生物量生长模型... 详细信息

【目的】研究气候变化对落叶松人工林生物量及其生长的影响,为落叶松人工林碳估测和适应性经营决策提供依据。【方法】利用华北和东北地区第6~8次森林资源连续清查落叶松人工纯林固定样地数据,基于理论生长方程建立林分生物量生长模型。并将不同种落叶松作为哑变量,建立了气候敏感的林分生物量生长模型,气候因子为年湿热指数(AHM)。模拟未来气候不变、两种温室气体代表性浓度路径(RCPs)(包括RCP 4.5和RCP 8.5)3种气候变化情景下的林分生物量及其连年生长量,采用两种RCP气候情景与当前情景生物量估计结果的相对差值量化气候变化对林分生物量及其生长的影响。【结果】林分生物量的基础模型、含哑变量的模型、含气候变量和哑变量生长模型的决定系数R 2分别为0.9382、0.9470和0.9507,采用哑变量和考虑气候因子能够明显改善模型表现。模型模拟结果表明,与当前情景比较,各树种的林分生物量及其连年生长量在RCP 4.5和RCP 8.5气候变化情景下既有增加也有减少的趋势。对于林分生物量,RCP 4.5和RCP 8.5情景下的相对差值的均值区间分别为-3.02%~2.69%和-4.72%~3.41%;对于林分生物量连年生长量,RCP 4.5和RCP 8.5情景下的相对差值的均值区间分别为-1.92%~0.30%和-2.66%~0.72%。【结论】建立的林分生物量生长模型可用于模拟气候变化下落叶松人工林的林分生物量生长过程。在气候变化的背景下,不同种落叶松人工林生物量及其生长量既有增加也有减少。未来气候变化对不同种的林分生物量及生长量的影响存在差异。总体来看,2011—2060年气候变化对华北落叶松和日本落叶松林分生物量的影响为正,其余树种为负;对华北落叶松的林分生物量连年生长量的影响为正,其余为负。

关键词：林分生物量连年生长量生长模型年湿热指数气候变化

气候变化对农业生态系统服务的影响及适应对策

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生态学杂志 2023年第5期42卷 1214-1224页

作者：王淳一赵明月赵运成许吟隆中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081

由于农业生态系统的脆弱性,气候变化给农业生态系统服务持续供给带来巨大挑战。以往研究分析了农业生态系统受气候变化的影响及响应,但尚缺乏气候变化对农业生态系统服务的影响及适应对策的综合分析。本研究从农业景观多样性的角度出发... 详细信息

由于农业生态系统的脆弱性,气候变化给农业生态系统服务持续供给带来巨大挑战。以往研究分析了农业生态系统受气候变化的影响及响应,但尚缺乏气候变化对农业生态系统服务的影响及适应对策的综合分析。本研究从农业景观多样性的角度出发,综述了气候变化对农作物产出、调节服务稳定性及文化服务供给的影响机制及当前采取的主要适应措施,并从深化气候变化对多重农业生态系统服务综合影响研究、探索农业生态系统服务对气候变化的适应机制、加强模型模拟研究以及加强适应措施与政府决策的联系等方面进行了展望,以期为国家应对气候变化政策制定与行动实施提供科学依据。

关键词：农业生态系统正/负生态系统服务气候变化适应措施模型方法

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气候变化对河北省宁晋县夏玉米产量的影响

干旱地区农业研究 2022年第1期40卷 113-122页

作者：杨丽刘海军唐晓培北京师范大学水科学研究院城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室北京100875

利用M-K检验和Sen斜率对河北省宁晋县1982—2018年的气象数据和对应年份的玉米产量数据进行分析,并利用HP滤波法将夏玉米产量分离为气候产量和趋势产量,进而分析气候产量与气候变化的关系,筛选产量变化较大的年份,分析气象因子的变化特... 详细信息

利用M-K检验和Sen斜率对河北省宁晋县1982—2018年的气象数据和对应年份的玉米产量数据进行分析,并利用HP滤波法将夏玉米产量分离为气候产量和趋势产量,进而分析气候产量与气候变化的关系,筛选产量变化较大的年份,分析气象因子的变化特征,进而解释夏玉米生产主要的气象影响要素。结果表明:夏玉米种植季总日照时数、相对湿度以及风速呈显著下降趋势,下降幅度分别为3.76 h·a^(-1)、0.10%·a^(-1)和0.01 m·s^(-1)·a^(-1),平均气温和最低气温呈显著上升趋势,上升幅度分别为0.03℃·a^(-1)和0.05℃·a^(-1);玉米实际产量和趋势产量均呈显著上升趋势,实际产量多年平均值为4997 kg·hm^(-2),气候产量变化范围为^(-1)649~932 kg·hm^(-2);分析典型高产年和低产年气候要素得出,降水不足,尤其是抽雄~成熟期降水不足,及播种~拔节期极端高温会造成玉米减产,如1986年和1991年抽雄~成熟期降水量比多年平均值少32%和43%,造成减产56%和29%,2009年播种~拔节期(6月24—29日)日最高气温为40℃左右,8月20日以后,降水量达到了207 mm,苗期过高的气温以及生育后期过多的降水也使得产量降低了25%。玉米生育期稍微偏低的气温,尤其是拔节~成熟期偏低的气温以及充足的降水有利于玉米高产。

关键词：气候变化气候产量夏玉米典型低产年典型高产年