水分条件对青藏高原草地植被返青期的影响

Phenology is one of the most important disciplines support the climate change studies. Variation of phenological phases directly change the growing season, and further impact global carbon cycle. Under the global warming, researches on mechanism underlying vegetation phenological change across Tibetan Plateau could enhance our understanding of carbon cycle in alpine ecosystem. The current studies generally described the relationship between the timing of phenological events and temperature on Tibetan Plateau. However, the inconsistencies of these results indicate that we cannot clearly illuminate the intrinsic mechanism driving phonological changes only based on temperature. In this project, we are going to employ satellite data, climatic data, combining phenological observation records and flux dataset, and utilize remote sensing and GIS, to investigate the spring phenology variation of the main vegetation types across Tibetan Plateau over the last three decades. The purposes of this project are i) to illuminate the effects of different sources of moisture (e.g., snow melting, freeze thawing, and precipitation) on vegetation spring green-up; ii) to explore rainfall rate (e.g., period of precipitation, rainfall intensity and frequency) impacts on vegetation phenology; and iii) and to discuss the influence of multiple environmental factors on vegetation spring phenology. This study could help improve the carbon cycle model over Tibetan Plateau.

物候学是目前研究气候变化的一个重要依据，物候期的改变直接影响生长季的变化，进而对全球碳循环产生深刻影响。深入了解全球变化背景下青藏高原植被物候变化机制，对认识高寒生态系统碳循环具有重要的科学意义。目前的究结果普遍描述了植被物候与温度的关系，但不同研究之间存在很大争议，说明单纯从温度驱动出发不能完全阐明青藏高原植被物候的机制。本项目拟利用卫星数据和气象数据，辅以地面物候观测数据和Flux碳通量数据，利用遥感、地理信息系统等新兴技术估算并研究近30年以来青藏高原主要植被类型（高寒草地）春季物候的动态变化，阐明不同形式水分来源以及降水概率对高原植被春季物候的影响，并探讨多项环境因子对植被春季物候的作用方式和贡献率，为发展和优化青藏高原碳循环模型提供理论依据。

近几十年青藏高原气候变暖显著高于北半球升温的平均值，植被物候作为对气候变化最敏感的响应过程，成为科学家普遍关注的生态学问题之一。本项目研究在前期相关研究的基础上，加强对青藏高原植被物候与气候变化的研究，分别探讨某些环境因子不同组织形式、不同时间段、不同组合方式对植被物候变化的影响方式，并利用多种统计学模型和多元回归分析讨论对青藏高原高寒植被物候的驱动方式，并进一步开展相关研究，从机理层面分析植被活动和生态系统循环过程中植被活动应对气候变化的机制。在加强认识基础上，结合多源数据分析不同形式的水分因素与植被物候的作用。研究结果表明，青藏高原典型草地植被活动与藏东南地区森林植被活动不同，温度和降水对草地年代际活动具有相互调节作用。温度是植被物候主要的驱动因子，植被春季物候与积温和冷温关系明显，高原西南干旱地区植被秋季物候与春季物候存在联动关系，植被生长季越短春季物候对秋季物候的正相关关系越强，而生长季长的地区则主要受到温度的影响。这一现象可能与植被本身生命周期有关，生长季较短的植被更倾向于在有限的生命周期中集中能量进行营养储存，而生长季较长的植被则有时间调节自身节律对温度的变化做出响应和自我调节。这些结论有助于进一步认识气候变暖下青藏高原植被生态系统循环过程的机理机制。