柴达木盆地气候变化对植被的影响研究

本研究拟结合野外定点观测数据和遥感数据，分析柴达木盆地植被和气候(气温、降水和极端天气事件)在近三十年（1982-2011）来的时空变化特征，并结合两者变化情况以及气候变化对土壤水份和盐份的影响，探讨该地区近期气候变化对植被物候和地上生物量的直接和间接影响。研究将重点分析植被指标序列和气候序列中的（准）周期成分和趋势成份，讨论它们之间的关联性，并拟提出植被对气候变化响应的"准周期模式"和"累积荒漠化模式"。类似分析还将针对柴达木盆地天然绿洲区、绿洲农业区、荒漠草原区、典型荒漠区、高山草原区和高山草甸区分别展开，用以探讨植被对气候响应的空间差异性及其产生的原因。研究成果有助于加深理解气候变化对植被影响的过程和机制，有助于定量预测未来植被变化情况，并能够为制定气候变化背景下的合理生态保护策略提供理论依据。

柴达木盆地是青藏高原北部的巨大干旱盆地，近几十年来气候变暖显著，这为研究干旱区和高寒区植被对快速气候变化的响应提供了有利条件。本项目基于野外观测数据、气候站点数据和遥感数据，对柴达木盆地植被和气候1982-2011来的时空变化特征进行了分析，并结合两者变化趋势和周期分别在盆地尺度和像元尺度探讨了该区域气候变化对植被的影响。项目组还结合流域单元、海拔高度、地形条件、植被类型，讨论了植被对气候响应的空间差异性及其产生的原因，并在此基础上建立了柴达木盆地植被对气候变化响应的综合概念模式。研究结论表明，近三十年来柴达木盆地总体呈现出植被增长趋势，可能主要归因于其低温的气候背景、略有增加的夏季降水和近几十年来快速大幅的升温过程；但植被变化也并非单调增加过程，而是表现出与气候周期相对应的周期性变化。与此同时，盆地内部气候变化对植被的影响存在显著差异。首先，山地系统和绿洲系统植被对气候变化的响应表现出明显的不同步性。其次，上游山地系统中高山区植被改善、中低山和戈壁区植被退化，下游绿洲地区荒漠化和绿洲化并存。而植被类型的差异、水分条件的不均一性、植被受限因子的不同和人类活动可能是该现象产生的主要原因。研究还指出，地形因子（坡度和坡向）是在局地调制植被对气候响应方式的关键因素，而该过程很可能是通过调节局地汇水条件和地表侵蚀强度来实现的。此外，诸如气孔密度和气孔长度等关键植物生理学特征在气候变化胁迫下产生不同的生理适应性，很可能是植被对气候变化响应差异的内在原因之一。研究成果有助于加深气候变化对植被影响过程和机制的理解，有助于制定气候变化背景下柴达木盆地山地-绿洲复合系统的生态保护策略。本项目基本按计划书执行，通过三年的研究工作,已完成项目计划的主要内容。项目组成员基于以上工作发表国内核心期刊论文4篇，一般刊物论文1篇，已接收核心期刊论文1篇，在审SCI论文1篇，培养硕士研究生4人，已毕业1人。项目组建议并计划对不同生态区各种植被类型对气候变化响应的复杂过程进行模式总结和整合，并理清其背后的生物物理学机制。