基于CENTURY模型的呼伦贝尔草原ANPP估算及其对气候变化的响应研究

摘要

本文以内蒙古呼伦贝尔草甸草原区和典型草原区为研究区域，基于CENTURY模型，对该区域1985～2014年间净初级生产力(ANPP)进行了估算，并对其时空分布特征进行了分析;同时在对该区域30年间气候变化时空分布格局分析的基础上，对ANPP与各气候因子相关性进行分析，试图找出影响呼伦贝尔草原区ANPP的主要气候因子;根据ANPP对主要气候因子的响应程度，建立呼伦贝尔草原区“气候-生产力”模型。
　　(1)经过参数调整，CENTURY模型在草甸草原区R2为0.7636，RMSE为32.69g/m2，MAPE为14.02％;典型草原区R2为0.6246，RMSE为37.13 g/m2，MAPE为30.55％，表明模型本地化后能够很好的适用于呼伦贝尔草原区，能够较准确地对研究区ANPP进行估算。
　　(2)30年来，草甸草原区和典型草原区ANPP整体趋势缓慢增加，其变化率分别为4.81g/m2·10a和0.94g/m2·10a。典型草原区ANPP低于草甸草原区。草甸草原区和典型草原区ANPP从东到西递减。
　　(3)30年间草甸草原区和典型草原区年均温呈上升趋势（上升速率为0.036℃/10a和0.158℃/10a）。生长季平均气温上升速率比年值大。空间上从草甸草原区到典型草原区，由东到西，年均温递增。
　　30年草甸草原区年降水量是增加趋势，生长季降水量减少趋势明显;典型草原年降水量有减少的趋势。呼伦贝尔草原区降水量呈现出显著的带状分布趋势，体现出东北部湿润，往西南干燥的特点，即从东北向西南递减的趋势。
　　(4)ANPP与生长季期间的气温呈负相关、与年降水量呈极显著正相关。年降水量是促进ANPP的主要因素。
　　(5)分别构建了草甸和典型草原区“气候-生产力”模型:草甸草原区，Z=0.544X-9.131Y+10.901(R2=0.694);典型草原区:Z=0.323X-0.582Y+24.028(R2=0.7831)。其中，Z:ANPP估算值，X、Y为对应年降水量和均温。通过验证，模型拟合度较好。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 气候变化

1．1．2 气候变化对草原植被的影响

1．1．3 生产力对气候变化的响应

1．2 草地NPP估算模型的研究进展

1．3 CENTURY模型应用的研究进展

1．4 研究意义

1．5 研究内容

1．5．1 CENTURY模型的参数调整与精度检验

1．5．2 呼伦贝尔草原ANPP的模拟估算

1．5．3 呼伦贝尔草原30年气候变化的研究

1．5．4 ANPP模拟值与气候因子的相关性分析

1．5．5 根据模拟值与气候因素的关系．建立“气候-生产力”模型

1．6 研究技术路线

第二章 研究区概况

2．1 研究区域概况

2．1．1 地理位置

2．1．2 地形地貌

2．1．3 气候特征

2．1．4 水文特征

2．1．5 植被特征

2．1．6 土壤特征

第三章 数据来源与研究方法

3．1 数据来源

3．1．1 气象数据

3．1．2 生物量实测数据

3．1．3 土壤数据

3．2 研究方法

3．2．1 气候数据处理分析

3．2．2 CENTURY模型

第四章 基于CENTURY模型估算呼伦贝尔草原区ANPP

4．1 CENTURY模型检验

4．1．1 草甸草原区

4．1．2 典型草原区

4．2 呼伦贝尔草原ANPP时间动态变化

4．3 呼伦贝尔草原ANPP空间特征

第五章 呼伦贝尔草原气候变化特征及ANPP对其的响应研究

5．1 呼伦贝尔草原气候时空变化特征

5．1．1 草甸草原区1985～2014年气候变化特征

5．1．2 典型草原区1985～2014年气候变化特征

5．1．3 空间变化特征

5．2 ANPP对于气候变化的响应

5．2．1 草甸草原区

5．2．2 典型草原区

5．3 ANPP与气象因子的相关性分析

5．3．1 草甸草原区

5．3．2 典型草原区

5．4 “气候-生产力”模型的构建

5．4．1 草甸草原区

5．4．2 典型草原区

第六章 讨论与结论

6．1 讨论

6．1．1 关于年均温变化趋势

6．1．2 关于CENTURY模型的应用

6．2 结论

参考文献

致谢