高寒草原对气候生产力模型的适用性分析

草业学报 ›› 2010, Vol. 19 ›› Issue (2): 7-13.

高寒草原对气候生产力模型的适用性分析

公延明^1,2,胡玉昆^1*,阿德力·麦地¹,李凯辉¹,尹伟^1,2,张伟^1,2,王吉云³

1.中国科学院新疆生态与地理研究所,新疆乌鲁木齐 830011;
2.中国科学院研究生院,
北京 100049;
3.新疆昌吉市草原站,新疆昌吉 831100

收稿日期:2009-04-10 出版日期:2010-02-25 发布日期:2010-04-20
作者简介:公延明(1982-),男,山东临朐人,在读硕士。E-mailgongyanming07@mails.gucas.ac.cn
基金资助:
全球环境基金(GEF)新疆草地项目(095F021)和新疆少数民族科技人才特殊培养计划科研项目(200823121)资助

Analysis of adaptation of a climate productivity model on alpine grassland

GONG Yan-ming^1,2, HU Yu-kun¹, ADELI Mai-dil¹, LI Kai-hui¹,
YIN Wei^1,2, ZHANG Wei^1,2, WANG Ji-yun³

1.Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences, Urumqi 830011, China;

2.Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;

3.Changji Station of Prairie, Changji 831100, China

Received:2009-04-10 Online:2010-02-25 Published:2010-04-20

摘要/Abstract

摘要： 本研究利用中国科学院巴音布鲁克草原生态研究站1984-1990年、2004-2008年2个时间序列植物营养生长期的气候指标及净第一性生产力(NPP)实测值,结合北京模型、综合植被模型和林慧龙等建立的模型模拟研究区的NPP;根据3个模型NPP的模拟值与实测值对其进行了一元线性回归与相关分析,并基于NPP的模拟值探讨了研究区草地载畜量。结果表明,北京模型(R=0.857^**)、综合植被模型(R=0.894^**)和林慧龙建立的模型(R=0.894^**)的NPP模拟值与实测值相关性及一元线性回归方程拟合较好,同时从线性回归的拟合度也揭示了降水是研究区NPP的主要限制因子,而温度对NPP的影响程度相对较小。在年均气温增加2和4℃,年降水量增加20%时,草地理论载畜量分别由目前的0.94个羊单位/hm²增加到1.49和1.62个羊单位/hm²。

Abstract: The Bayanbulak ecological station has records of the representative plant vegetative stages between 1984-1990 and 2004-2008 periods. Based on the climate index and net primary productivity (NPP) of the station this paper analyzes the NPP by the Beijing Model, the integrated vegetation model, and the Linghuilong building model. The modeling and measured values were fitted by linear regression and the carrying capacity of Bayanbulak grassland was estimated. 1) the modeling values calculated from the Beijing model(R=0.857^**), integrated vegetation model (R=0.894^**), and Linghuilong building model(R=0.894^**) all fit well with the observational values; 2) precipitation rather than temperature is the determinant factor influencing the NPP of Bayanbulak grassland; 3) as the annual temperature increases 2 and 4℃ and precipitation increases 20%, the carrying capacity will increase from 0.94 sheep units per hectare (Beijing model) to 1.94 sheep units per hectare (integrated vegetation model) and 1.62 sheep units per hectare (Linghuilong building model).

中图分类号:

S812.1

公延明,胡玉昆,阿德力·麦地,李凯辉,尹伟,张伟,王吉云. 高寒草原对气候生产力模型的适用性分析[J]. 草业学报, 2010, 19(2): 7-13.

GONG Yan-ming, HU Yu-kun, ADELI Mai-dil, LI Kai-hui,
YIN Wei, ZHANG Wei, WANG Ji-yun. Analysis of adaptation of a climate productivity model on alpine grassland[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2010, 19(2): 7-13.

参考文献

[1] Leith H, Whittaker R H. Primary Productivity of the Biosphere[M]. New York: Springer-Verlad Press, 1975.
[2] 韩天虎, 赵忠, 王安禄, 等. 青藏高原东缘异针茅草地群落组成及生产力研究[J]. 草业学报, 2007, 16(6): 62-66.
[3] 郑华平, 陈子萱, 王生荣, 等. 施肥对玛曲高寒沙化草地植物多样性和生产力的影响[J]. 草业学报, 2007, 16(5): 34-39.
[4] 冯险峰, 刘高焕, 陈述彭, 等. 陆地生态系统净第一性生产力过程模型研究综述[J]. 自然资源学报, 2004, 19(3): 336-378.
[5] 赵慧颖, 王广生, 魏学占. GIS支持下的天然牧草产草量区域预报模型研究[J]. 草业学报, 2007, 16(4): 100-106.
[6] 仁青吉, 崔现亮, 赵彬彬. 放牧对高寒草甸植物群落结构及生产力的影响[J]. 草业学报, 2008, 17(6): 134-140.
[7] 张铜会, 赵哈林, 李玉霖, 等. 科尔沁沙地灌溉与施肥对退化草地生产力的影响[J]. 草业学报, 2008, 17(1): 36-42.
[8] 孙飞达, 龙瑞军, 蒋文兰, 等. 三江源区不同鼠洞密度下高寒草甸植物群落生物量和土壤容重特性研究[J]. 草业学报, 2008, 17(5): 111-116.
[9] 刘艺杉, 刘自学, 李晓光, 等. 北京地区3种冷季型禾本科草坪草生物量及养分吸收动态的研究[J]. 草业科学, 2008, 25(4): 88-94.
[10] 范永刚, 胡玉昆, 李凯辉, 等. 不同干扰对高寒草地群落物种多样性和生物量的影响[J]. 干旱区研究, 2008, 25(4): 531-536.
[11] 李永宏, 莫文红, 杨持. 内蒙古主要草地植物群落地上生物量和理论载畜量及其与气候的关系[J]. 干旱区资源与环境, 1994, 8(4): 43-50.
[12] International Geosphere-Biosphere Program. A study of Global Change[R]. The International Geo-sphere-Biosphere Programmer: The initial core projects. Report 12, Stockholm, 1990.
[13] International Geosphere-Biosphere Program. The terrestrial carbon cycle: implications for the Kyoto Protocol[J]. Science, 1998, 280: 1393-1394.
[14] 皮南林. 高寒草甸生态系统绵羊种群能量动态的研究[A]. 高寒草甸生态系统[C]. 兰州: 甘肃人民出版社, 1982: 67-84.
[15] Wang Z M, Liang Y L. Progress in vegetation NPP model research[J]. Agricultural Research in the Arid Areas, 2002, 17(2): 22-25.
[16] 朱文泉, 陈云浩, 徐丹, 等. 陆地植被净初级生产力计算模型研究进展[J]. 生态学杂志, 2005, 24(3): 296-300.
[17] 林慧龙, 常生华, 李飞, 等. 草地净初级生产力模型研究进展[J]. 草业科学, 2007, 24(12): 26-29.
[18] 赵俊芳, 延晓冬, 朱玉洁. 陆地植被净初级生产力研究进展[J]. 中国沙漠, 2007, 27(5): 780-786.
[19] 李镇清, 刘振国, 陈佐忠, 等. 中国典型草地区气候变化及其对生产力的影响[J]. 草业学报, 2003, 12(1): 4-10.
[20] Li Z Q, Liu Z G, Chen Z Z, et al. The effects of climate changes on the productivity in the Inner Mongolia steppe of China[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2003, (2): 4-10.
[21] 云文丽, 王永利, 侯琼, 等. 净第一性生产力模型在内蒙古典型草地区的应用分析[J]. 中国草地学报, 2008, 30(2): 1-4.
[22] 张宏, 樊自立. 塔里木盆地北部盐化草甸植被净第一性生产力模型研究[J]. 植物生态学报, 2000, 24(1): 13-17.
[23] 杨允菲, 邢福. 松嫩平原杂类草草甸宽叶蒿无性系种群构件年龄结构及其生产力[J]. 草业学报, 2007, 16(2): 19-24.
[24] 朱志辉. 自然植被净第一性生产力估计模型[J]. 科学通报, 1993, 38(15): 1422-1426.
[25] 周广胜, 张新时. 自然植被净第一性生产力模型初探[J]. 植物生态学报, 1995, 19(3): 193-200.
[26] 林慧龙, 王军, 徐震. 草地净第一性生产力与≥0℃年积温、湿润度指标间的关系[J]. 草业科学, 2005, 22(6): 8-10.
[27] Lin H L. A New Model of Grassland Net Primary Productivity (NPP) Based on the Integrated Orderly Classification System of Grassland[C]. Proceedings of 2009 Sixth International Conference on Fuzzy Systems and Knowledge Discovery, FSKD, 2009.
[28] 任继周. 草业科学研究方法[M]. 北京: 中国农业出版社, 1998.
[29] 张新时, 杨奠安, 倪文革. 植被的PE(可能蒸散)指标与植被-气候分类(三): 几种主要方法与PEP程序介绍[J]. 植物生态学与地植物学学报, 1993, 17(2): 97-109.
[30] 张新时. 研究全球气候变化的植被-气候分类系统[J]. 第四纪研究, 1993, 13(2): 157-169.
[31] 任继周. 草地农业生态学[M]. 北京: 中国农业出版社, 1995.
[32] Ren J Z, Hu Z Z, Zhao J, et al. A Grassland classification system and its application in China[J]. The Rangeland Journal, 2008, 30: 199-209.
[33] 叶尔道来提, 麦尔·斯拉木, 阿得勒, 等. 天山南坡高山草地生产量的季节和年度动态[J]. 干旱区研究, 1991, (增刊): 1-6.
[34] 周广胜, 郑元润, 陈四清, 等. 自然植被净第一性生产力模型及其应用[J]. 林业科学, 1998, 34(5): 2-11.
[35] 施雅风, 沈永平, 李栋梁, 等. 中国西北气候由暖干向暖湿转型的特征和趋势探讨[J]. 第四纪研究, 2003, 23(3): 350-361.