【摘 要】
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全球变化条件下,降水格局发生了明显变化,对我国内蒙古草原生态系统功能及草牧业发展产生了严重影响。因此,探究降水变化对草原植被生产力的影响及机制,可为全球气候变化情景下草地植被的保护利用提供理论参考。基于此,本研究以温带草甸、典型和荒漠草原为研究对象,利用土地利用、植被覆盖度等遥感数据,并结合大尺度草原样带调查和长期定位观测试验,开展了降水格局变化条件下草原植物群落结构、物种组成及生产力的变化规律研
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全球变化条件下,降水格局发生了明显变化,对我国内蒙古草原生态系统功能及草牧业发展产生了严重影响。因此,探究降水变化对草原植被生产力的影响及机制,可为全球气候变化情景下草地植被的保护利用提供理论参考。基于此,本研究以温带草甸、典型和荒漠草原为研究对象,利用土地利用、植被覆盖度等遥感数据,并结合大尺度草原样带调查和长期定位观测试验,开展了降水格局变化条件下草原植物群落结构、物种组成及生产力的变化规律研究,对比分析了不同类型草原植被生产力对降水格局的响应差异。研究结果表明:1.2000-2019年间,内蒙古温带草原植被覆盖度发生规律性变化,从西至东由低等级逐渐演替成高等级类型。植被覆盖度变化主要发生在荒漠-典型草原的过渡区域,而草甸草原植被覆盖度变化较小,呈相对稳定状态。内蒙古温带草原归一化植被指数(NDVI)均值与生长季降水显著正相关,而NDVI变异系数与生长季降水显著负相关。草原群落NDVI对降水的响应敏感性从高至低依次为典型、荒漠和草甸草原。NDVI对降水脉冲或极端干旱事件的响应在年份之间具有显著差异。丰水年的NDVI相对最大值与降水相对最大值呈负线性关系,而干旱年的NDVI相对最小值与降水相对最小值无显著相关性,呈非对称性关系。2.沿着自然降水梯度从西至东,植物群落地上净初级生产力(ANPP)显著增加。功能群水平上,根茎型禾草和杂类草的ANPP对生长季降水变化敏感,而丛生禾草ANPP不随生长季降水的变化而发生规律性变化。物种水平上,羊草(Leymus chinensis)生物量对生长季降水变化敏感,而只有极少数杂类草物种的生物量对降水变化敏感。就不同类型草原而言,相比典型草原和荒漠草原,草甸草原具有更高的根茎型禾草和杂类草ANPP。3.增雨控制试验的结果表明,重度增雨显著提高了草甸草原植物群落ANPP,而轻度增雨对ANPP没有显著影响。功能群水平上,重度增雨显著增加了根茎型禾草ANPP,而没有显著改变杂类草和丛生禾草ANPP。轻度增雨显著增加了糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)等次优势种的生物量,而重度增雨显著增加了羊草和贝加尔针茅(Stipa grandis)等优势物种的生物量,减少了寸草薹(Carex chinensis)和达乌里芯芭(Coryba)等次优势种或伴生种的生物量。本研究为揭示降水格局变化对草地生态系统影响机制的理论研究提供新的视角和数据资料,有助于深层了解和认识降水变化对温带草原生产力的影响,对全球变化背景下对草地管理和利用有一定的参考价值。
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