基于IOCSG的黑河上游潛在植被NPP空間格局研究.pdf

1、當(dāng)前全球氣候變化日益顯著，許多自然系統(tǒng)正在受到區(qū)域氣候變化的影響。以“全球變暖”為突出標(biāo)志的全球環(huán)境變化及其可能對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的嚴(yán)重影響，已經(jīng)引起了科學(xué)家、各國(guó)政府與社會(huì)各界的極大關(guān)注。準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)氣候變化以及未來(lái)氣候變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的可能影響已經(jīng)成為國(guó)際地圈與生物圈計(jì)劃(IGBP)的主要研究目標(biāo)。在眾多的植被—?dú)夂蜓芯恐?，潛在植被由于其在生態(tài)學(xué)中的特殊意義，受到地理學(xué)、植物學(xué)、氣候?qū)W及生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域?qū)W者的格外重視。
　　本文以綜合順序

2、分類法(IOCSG)和NPP分類指數(shù)模型為基本理論基礎(chǔ)，在GIS研究方法支持下，采用黑河上游及其周邊12個(gè)氣象臺(tái)站的1960~2009年逐日氣溫、降水量以及各氣象臺(tái)站名、經(jīng)度、緯度和海拔數(shù)據(jù)，定量分析黑河上游潛在植被及NPP空間分布格局，結(jié)論如下：
　　（1）黑河上游氣候特征地帶性顯著，尤其受垂直地帶性影響明顯，除此之外，年均溫和≥0℃年積溫受緯度地帶影響，降水量和濕潤(rùn)度受干濕地帶影響。年均溫與海拔呈顯著負(fù)相關(guān)，氣溫直減率為0.5

3、7℃/100m；降水量與海拔呈顯著正相關(guān)，降水量遞增率為14.16mm/100m。隨著海拔的變化，黑河上游各地年均溫與降水量差異明顯。黑河上游分寒冷、寒溫、微溫三個(gè)熱量級(jí)，其中寒冷等級(jí)分布面積最大，占研究區(qū)總面積的69.43％；微溫等級(jí)分布面積最小，只占總面積的8.56%。濕潤(rùn)度分為干旱、微干、微潤(rùn)、濕潤(rùn)、潮濕五個(gè)等級(jí)，其中潮濕等級(jí)分布面積最大，占研究區(qū)總面積的86.07%；干旱等級(jí)分布面積最小，只占研究區(qū)總面積的1.45%。在肅南站附

4、近海拔2400~2500m內(nèi)的區(qū)域比研究區(qū)內(nèi)其他同海拔地區(qū)更冷更干，這可能與該地區(qū)的地形有關(guān)。不同等級(jí)的熱量和濕潤(rùn)度形成了黑河上游比較豐富的潛在植被類型。
　?。?）黑河上游潛在植被共有寒冷潮濕多雨凍原、高山草甸類(ⅠF)，寒溫潮濕寒溫性針葉林類(ⅡF)，寒溫濕潤(rùn)山地草甸類(ⅡE)，寒溫微潤(rùn)山地草甸草原類(ⅡD)，微溫濕潤(rùn)森林草原、落葉闊葉林類(ⅢE)，微溫微潤(rùn)草甸草原類(ⅢD)，微溫微干溫帶典型草原類(ⅢC)，微溫干旱溫帶半荒漠

5、類(ⅢB)等8種類型。其中，寒冷潮濕多雨凍原、高山草甸類(ⅠF)分布面積最廣，占研究區(qū)總面積的69.43%；寒溫微潤(rùn)山地草甸草原類(ⅡD)分布最少，僅分布在梨園河流域海拔2400~2500m的中山區(qū)，占研究區(qū)總面積的0.41%。除ⅡD外，其余潛在植被類型沿祁連山北坡近似帶狀分布。黑河上游潛在植被類型基本沒(méi)有受到緯度地帶性和干濕地帶性影響，而是呈現(xiàn)出明顯的垂直地帶性分布，潛在植被結(jié)構(gòu)自上而下依次為ⅠF→ⅡF→ⅡE→ⅡD→ⅢE→ⅢD→ⅢC→

6、ⅢB，即朝著暖干的方向發(fā)展。
　?。?）黑河上游潛在植被NPP年總量約為2.97TgC，單位面積NPP平均積累量約為107.91gC/m2；研究區(qū)NPP最大單位年積累值約為208.68gC/m2，最小值為0gC/m2。NPP總體分布格局與黑河流域水系分布及其水量分配有很高的相關(guān)性，且西段NPP年累積量明顯低于中段和東段。潛在植被NPP積累量與海拔相關(guān)性很強(qiáng)，海拔對(duì)NPP積累量空間分布的貢獻(xiàn)率最高，為經(jīng)度貢獻(xiàn)率的18倍、緯度貢獻(xiàn)率的

7、38倍。隨著海拔的升高，其相應(yīng)的NPP積累量先增加后減小，在海拔2670m以下，NPP與海拔呈正相關(guān)，但相關(guān)性較差；在海拔2670m以上，NPP與海拔呈負(fù)相關(guān)，且相關(guān)性顯著。
　?。?）按各潛在植被類型NPP總量計(jì)算，ⅠF的NPP總量最多，為1.62TgC，占黑河上游潛在植被NPP總量的54.57%；ⅡD的NPP總量最少，只有0.02TgC，占黑河上游潛在植被NPP總量的0.52%。按各潛在植被類型單位面積NPP計(jì)算，ⅡF的NPP

8、平均積累量最多，為171.46gC/m2；ⅢB的NPP平均積累量最少，只有81.85gC/m2。隨著≥0℃年積溫或濕潤(rùn)度的增加，潛在植被NPP積累量均表現(xiàn)出近似拋物線的變化趨勢(shì)，且兩個(gè)拋物線形狀相反。隨著≥0℃年積溫增加，NPP積累量在寒冷和寒溫級(jí)內(nèi)增加，在微溫級(jí)內(nèi)減少；隨著濕潤(rùn)度增加，NPP積累量在干旱、微干、微潤(rùn)和濕潤(rùn)四個(gè)等級(jí)內(nèi)增加，在潮濕級(jí)內(nèi)減少。研究區(qū)內(nèi)潛在植被NPP積累量與氣候因子的相關(guān)趨勢(shì)是受垂直地帶性影響下的綜合表現(xiàn)。