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[期刊] 自然资源学报
[作者]
任正超 朱华忠 史华 柳小妮
潜在自然植被(PNV)对生态环境的修复与重建、自然保护区的规划与建设和农牧业的生产与发展均有着重要的指导作用。研究基于综合顺序分类系统(CSCS),利用最后间冰期至未来2070s六个时期的温度和降水量数据,模拟中国PNV的时空分布格局及其对气候变化的响应。研究结果表明:(1)CSCS将六个时期中国PNV分别划分为39、37、38、40、40和40类以及10个类组。(2)寒冷干旱型类组主要分布在西北,温暖湿润型和炎热潮湿型则分布在中东部和南方。除冻原和高山草地、冷荒漠、半荒漠和温带森林草地4个类组呈现下降趋势外,其余均为上升趋势。(3)温带森林草地转变为亚热带森林草地的面积最大,占总变化面积的35.4%。(4)CSCS既未包含人类活动影响因素,又能模拟长时间序列的PNV演替。(5)最后间冰期至未来2070s,森林类组向纬度和海拔高度更高的北方及青藏高原移动。研究结果进一步明确了PNV概念的界限,揭示了气候变化对PNV演替的作用机理。
[期刊] 林业科学
[作者]
王亚 王军辉 王福德 刘逸夫 谭灿灿 袁艳超 聂稳 刘建锋 常二梅 贾子瑞
【目的】探究红皮云杉地理分布格局与气候变化的关系，模拟红皮云杉在不同时期气候变化下的潜在适生分布区，为红皮云杉的资源管理和多样性保护提供科学依据。【方法】基于我国红皮云杉59个现有分布点数据和Worldclim网站下载的19个气候变量，采用最大熵模型（MaxEnt），模拟红皮云杉在现代、末次间冰期（LIG）、末次盛冰期（LGM）、全新世中期（MH）以及未来2个时期（2050s和2070s）2种排放气候场景（RCP4.5和RCP8.5）下的适生分布区，分析限制红皮云杉地理分布的主要环境因子，推测其生物避难所，预测其在未来气候变化情景下的变化趋势。【结果】MaxEnt预测结果可靠，训练数据集和测试数据集的平均AUC均大于0.99，具有极高可信度。最暖季度降水量（Bio18）、气温季节性变动系数（Bio4）和降水量季节性变化（Bio15）是限制红皮云杉地理分布的主要变量，贡献率分别为40.6%、28.9%和24.6%。红皮云杉当前适生区包括中国的大兴安岭、小兴安岭、长白山地区；红皮云杉在LIG、LGM和MH时期的适生区面积分别为当前的102.59%,105.20%和100.53%；从末次盛冰期到现代，其分布中心具有向东南、再向东北、再向西南的迁移趋势。未来气候情景下红皮云杉的适生区面积呈减少趋势，RCP4.5-2050s、RCP4.5-2070s、RCP8.5-2050s和RCP8.5-2070s情景下的适生区面积分别为当前时期的99.06%、96.88%、98.05%和95.08%，高适生区边缘呈片段化分布，小兴安岭腹地和长白山腹地的种群较为稳定。【结论】相对于温度，降水对红皮云杉地理分布的影响更重要。红皮云杉在末次盛冰期发生种群扩张，从全新世中期到现代其种群持续收缩。通过种群遗传多样性、适生区预测和孢粉化石等推测长白山腹地和小兴安岭腹地是红皮云杉的间冰期避难所。未来气候情景下，红皮云杉适生区面积缩小，其分布中心有向高海拔和高纬度地区迁移的趋势，应考虑优先保护大兴安岭北部到中部、长白山西部和张广才岭北部等高适生区的边缘种群。
关键词：
红皮云杉 最大熵模型 气候变化 适生区
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
汪雁楠 赖国桢 黄建建 刘丽婷 余良森 温强 龚春
【目的】预测浙江红花油茶Camellia chekiangoleosa潜在分布范围，分析影响其分布的主要环境因子，为浙江红花油茶保护利用及引种开发提供理论基础。【方法】基于浙江红花油茶在中国区域内55个分布点的环境因子，运用最大熵模型(MaxEnt)预测了当前及未来3种RCPs气候变化情景下浙江红花油茶在中国的潜在适生区分布及其变化。【结果】影响浙江红花油菜潜在分布的主要环境因子是最冷季度降水量、最暖季度平均气温和土壤类型，其中最冷季度降水量贡献率最高，最暖季度平均气温和土壤类型次之。当代潜在适生区集中分布于中国中部和南部地区，其中，核心分布区主要位于江西、福建和浙江。在未来气候变化情景下，总体适生区范围较当前有不同程度地扩展，总体呈现由华东向西南方向显著扩张的趋势。【结论】浙江红花油茶潜在适生区主要受降水、气温和土壤影响，受海拔影响较小，在中国南方地区有较广泛的适生性，具有引种栽培推广潜力。图2表2参41
[期刊] 地理科学进展
[作者]
陈育峰
预测性植被制图（ＰＶＭ）是自然植被对气候变化响应建模的重要思想和方法，已为国外的许多生态学家、地理学家在开展全球变化的影响研究中所采用。本文在简述了ＰＶＭ发展过程的基础上，对其方法进行了归纳，并探讨了ＰＶＭ对气候－植被响应模型研究的作用。在文中作者特别强调地理信息系统（ＧＩＳ）在自然植被对气候变化响应建模中的重要性，并对ＧＩＳ支持下的构模方法和步骤进行了总结。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
任正超 朱华忠 张德罡 柳小妮
以遥感和气象数据为主要数据源,运用改进后的CASA模型,估算了俄罗斯布里亚特共和国2000—2008年的植被NPP,并验证了模型的精度,分析了该地区植被NPP的时空变化规律及其与气候因子的相互关系。研究结果表明:时间上,植被NPP年际上呈现为在波动中上升,月份上表现为先升后降的趋势;空间上,植被NPP随经度的增加而增大,随纬度的增加而减小,由西南到东北逐渐递增的趋势;不同植被类型的NPP也不同,从大到小依此为:草地与沼泽林>森林>森林与草原>稀树草原>高山植被。其变化主要受气温和降水量变化的作用。改进后的CASA模型运用于布里亚特共和国植被NPP估算的精度较高。该研究对中国北方植被NPP估算和...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
邓晨晖 白红英 高山 刘荣娟 马新萍 黄晓月 孟清
论文基于MODIS-NDVI数据、DEM及气象数据,辅以趋势分析、多元回归残差法、偏最小二乘回归法,反演了秦岭地区2000—2015年植被覆盖度及分析了其"格局—过程—趋势"的变化特征,探究了其对气候变化与人类活动的双重响应机制。结果表明:1)秦岭地区近16 a来植被覆盖度呈显著上升趋势,增速为2.77%/10 a,呈"中间高、周边低,西部高、东部低,南坡高、北坡低"的空间格局,植被覆盖度随海拔的升高在2 200 m左右达到最大,7003 200 m达0.7以上,1 3002 700 m达0.9以上,3
[期刊] 自然资源学报
[作者]
邓晨晖 白红英 高山 刘荣娟 马新萍 黄晓月 孟清
论文基于MODIS-NDVI数据、DEM及气象数据,辅以趋势分析、多元回归残差法、偏最小二乘回归法,反演了秦岭地区2000—2015年植被覆盖度及分析了其"格局—过程—趋势"的变化特征,探究了其对气候变化与人类活动的双重响应机制。结果表明:1)秦岭地区近16 a来植被覆盖度呈显著上升趋势,增速为2.77%/10 a,呈"中间高、周边低,西部高、东部低,南坡高、北坡低"的空间格局,植被覆盖度随海拔的升高在2 200 m左右达到最大,7003 200 m达0.7以上,1 3002 700 m达0.9以上,3
[期刊] 中国农业科学
[作者]
杨王华 刘志娟 巩敬锦 付真真 张太林 张晓龙 沈彦军 杨晓光
【目的】干旱是影响中国农业生产的主要自然灾害之一。东北地区作为中国最大的玉米生产基地，气候变化背景下干旱频发重发严重影响玉米的高产稳产。评估未来气候情景下东北地区春玉米干旱发生风险及其空间格局变化，为该地区春玉米防旱避灾以及保障其高产稳产提供科学依据。【方法】选取东北地区春玉米潜在种植区为研究区域，基于ISIMIP输出的SSP1-2.6、SSP3-7.0和SSP5-8.5 3种气候情景的1981—2060年逐日气象资料以及53个农业气象观测站1981—2014年春玉米生育期资料，选取作物水分亏缺指数（crop water deficit index,CWDI）为农业干旱指标，分析东北地区春玉米不同生育时期不同等级干旱时空分布特征，选择最优概率理论分布函数进行干旱指数序列的概率估算，基于信息扩散理论估算得到各点春玉米不同等级干旱风险，构建干旱风险指数，评估未来不同气候情景下东北地区春玉米干旱发生风险及未来各等级风险区的空间格局变化。【结果】（1）1981—2014年东北地区春玉米全生育期干旱指数总体呈西南高东北低的特征，表现为内蒙古东四盟（57.3%）>黑龙江省（40.6%）>辽宁省（39.5%）>吉林省（38.9%）。（2）研究区域春玉米生育中期干旱指数整体高于生育前期和生育后期。其中，2030s和2050s研究区域春玉米生育前期干旱风险概率为轻旱>中旱≈重旱>特旱，生育中期干旱风险概率为特旱>重旱>轻旱≈中旱，生育后期干旱风险概率轻旱>中旱>重旱>特旱。（3）1981—2060年，SSP1-2.6低排放情景下，东北地区春玉米较高等级干旱风险发生概率将减少，极高和较高干旱风险区明显向西南收缩，2030s和2050s面积占比分别减少5.4%和9.6%、0.8%和2.5%；而SSP3-7.0和SSP5-8.5两个高排放情景下，较高等级干旱风险发生概率增加，且较高干旱风险区向东北扩张，2050s面积占比分别增加8.5%和9.7%。【结论】基于干旱风险指数的未来干旱风险时空分布格局中，东北春玉米干旱风险呈现由西南向东北减少的特征，且未来SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下，较高干旱风险区向东北方向扩张，需关注作物关键生育时期提出针对性的防御措施。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
张世林 高润红 高明龙 韩淑敏 张文英 赵静
【目的】预测不同气候条件下樟子松Pinus sylvestris var. mongolica在中国的潜在分布及迁移，确定影响樟子松分布的主要环境变量，为樟子松合理引种与保护提供理论依据。【方法】根据200个樟子松分布点和20个环境变量，利用R语言中ENMeval数据包优化最大熵模型(MaxEnt)并利用ArcGIS空间分析技术对当前气候条件下樟子松在中国潜在分布进行模拟，通过Person相关分析和方差膨胀因子分析(VIF)结合预建模结果对环境因子的筛选，综合Jackknife检验和相关系数，分析樟子松主导限制因子，预测樟子松从当前到未来时期(2050s和2100s)的3种气候情景(SSP126、SSP245和SSP585)下适生区变化趋势。【结果】MaxEnt模型受训者工作特征曲线(AUC)都大于0.94，说明模型精度较高，能较好预测樟子松潜在分布；影响樟子松分布的主导因子为最冷季度平均气温、降水量季节性变化、最冷月最低气温、温度季节变动系数、最干季度平均气温和最热月最高气温，累计贡献率为92.9%；当前气候条件下，樟子松的适宜分布区主要位于中国大兴安岭地区，总适宜区面积占中国总面积的6.72%；未来时期不同气候条件下樟子松潜在分布区面积减少，质心向西北高纬度和西南降水量充沛地区迁移。【结论】以年为单位的温度和降水是樟子松分布的主要影响因子，当前樟子松的适生区主要在中国大兴安岭地区，未来樟子松分布区有向现有分布区的西北和西南地区迁移的趋势。图1表7参29
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
何馨 马文旭 赵天田 杨小红 马庆华 梁丽松 王贵禧 杨振
【目的】探讨末次间冰期以来平榛物种复合体（平榛、川榛、滇榛）的历史分布变迁，了解其地理分布对环境演变的响应机制，旨在为厘清3个物种的进化关系提供借鉴意义，也为资源保护和开发提供科学依据。【方法】基于平榛物种复合体3个近缘种的分布数据及相应的筛选后的环境变量，利用MaxEnt模型及ArcGIS软件对平榛物种复合体在末次间冰期、末次盛冰期、全新世中期和现代的潜在分布区进行模拟，以探究其历史分布变迁，并划分适生区等级；将3个近缘种在不同时期的分布区域进行叠加，推测其避难所，并采用榛孢粉数据进行验证；最后，利用主成分分析法探究3个近缘种的生态位分化情况，并对主要环境影响因子进行综合评价。【结果】从整体来看，平榛和川榛的前2位主要环境因子贡献度相差不大，且滇榛前2位主要环境因子均与水分有关，相对于温度，水分对3种树种的分布有着更重要的影响。从适生区面积来看，平榛的适生区面积在冰期呈收缩趋势，进入全新世中期后面积又有所扩张，川榛和滇榛的适生区面积却与之相反；适生区区域重叠后得到的3个近缘种的避难所与孢粉信息较吻合。【结论】本研究较为准确地模拟了平榛物种复合体在4个时期的适生区分布变迁，探究了其生态位分化情况，并推测了其生物避难所，可为未来气候变化背景下中国境内榛资源保护和管理开发提供一定的科学依据。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
陈育峰
植被－气候关系的研究已经超越了植被地理学、植被生态学的研究范围，而成为全球变化研究的核心内容之一，从而受到地理学家、生态学家等的广泛关注，并开展了大量的研究。本文概述了过去、现在和未来自然植被对气候变化响应研究的主要进展，阐述了自然植被响应气候变化，特别是未来全球气候变化的基本的可能结果。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
何月 樊高峰 张小伟 李正泉 高大伟
基于改进的Savitzky-Golay滤波算法重构了2001—2010年MODIS NDVI时间序列数据,反演了浙江近10 a来的植被生长状况,利用分段多项式拟合和动态阈值法提取了自然植被重要物候期(生长季开始时间、结束时间和生长季长度等),分析了植被物候期的年际变化趋势和空间分异特征,并结合同期气象数据,探讨了植被物候变化与气候变化的关系。主要结论如下:①浙江植被覆盖有所减少,整体下降趋势不显著,平均植被生长季为222 d,长度略有延长,其中开始时间提前趋势不显著,而结束时间推迟显著。②植被生长季为3月下旬至11月中旬,植被生长季的开始时间从北往南逐渐推迟,生长季结束时间相对集中,其中生长季...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
於琍 李克让 陶波 徐明
开展气候变化对植被生产力及分布格局影响的研究较多,但分析植被地理分布与气候条件之间适应关系的研究还不多见。本研究以气候与植被关系为基础,采用植被对气候变化响应的时滞性,模拟不同植被类型对气候变化的动态响应过程,以当前气候条件和未来气候变化情景下植被地理分布实际发生和潜在的转变情况来定量表达植被地理分布与气候条件间的适应关系,评价植被地理分布对气候变化的适应性。结果表明,当前气候条件下(1961—1990年),中国植被对气候变化适应性总体较好,适应性较差的地方主要为森林—灌丛和草地—荒漠的交界处,植被的地理分布已经有所改变,约占5%;在华东地区森林—灌丛过渡带、内蒙古地区的灌丛—草地过渡带以及青藏高原南部的草地生态系统等对气候的适应性也较差,约占35%,这些地区的植被有退化的倾向,植被的地理分布有可能会发生变化。中国植被对未来气候变化(IPCC-SRES-A2情景2071-2100)的适应性总体较好,84%的植被变化表现为正向的变化,特别是在西北地区,未来气候条件将有所改善,这些地区的植被覆盖可能会有所提高。植被潜在的变化中约79%的植被可以适应未来的气候,但在青藏高原南部和内蒙古地区及西北的部分地区的草地生态系统对未来气候变化的适应性较差,有退化的倾向。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
孔春芳 岳永财 徐凯
植被NPP对气候变化的响应是全球变化与陆地生态系统碳循环研究的重要核心内容之一。利用CASA模型估算了2000～2015年江汉平原植被NPP,并利用线性回归与逐像元相关性分析方法定量研究了江汉平原植被NPP的时空变化特征及其与气候因素的相关性。结果表明:(1)16年来江汉平原植被NPP的年总量在25.43～29.76 TgC之间,呈波动增加趋势;(2)江汉平原NPP的空间分布格局具有明显的不均匀特征,形成一系列的高值中心和低值中心,符合"丘陵-平原-河流-城市"的衰减趋势;(3)江汉平原NPP与年降水量、年均温的相关系数分别为0.183 7和0.498 5;经显著性检验可知,江汉平原NPP的产量与年降水量相关性较弱,而与年均温则呈较强的正相关关系;(4)植被NPP与年降水量、年均温呈正相关的像元面积分别占总面积的69.19%和83.41%,主要分布在江汉平原腹部的农耕区域,说明江汉平原农耕区NPP的产量对年降水量与年均温的依赖性较强。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
弓开元 何亮 邬定荣 吕昌河 李俊 周文彬 杜军 于强
【目的】探讨有气象数据记录以来1977—2017年青藏高原青稞生长季内气候变化,以及对青稞光温生产潜力和产量差的影响。【方法】基于青藏高原农气资料,校正DSSAT-CERES-barley模型,模拟过去40年间青藏高原青稞生育期长度及光温生产潜力,并结合实际统计产量计算产量差,通过数理方法解析气候变化对其影响情况。【结果】(1)青藏高原多数站点过去40年间青稞生长季内温度、降水呈显著上升趋势,太阳辐射量呈下降趋势,且林芝站达到显著水平,与增湿相比增温趋势更加明显;(2)在播期和品种不变的情况下,过去40年青稞生育期长度显著缩短,引起不同站点下降的主要气候因子不同,高海拔站点主要由平均最高气温升高所致,低海拔站点主要由生育期内平均温度升高导致有效积温增加所致;(3)青藏高原青稞光温生产潜力受海拔影响,3 500 m左右的高海拔站点光温生产潜力高且稳定,如山南站平均光温生产潜力最高可达12 000 kg·hm-2。3 000 m左右的低海拔站点光温生产潜力低,平均在6 000 kg·hm-2,且易受气候变化影响,高海拔站点光温生产潜力对太阳辐射更敏感;(4)青藏高原在过去30年间由于实际产量增加,导致绝对和相对产量差都呈减小趋势,平均相对产量差由58.2%缩小至34.5%,但缩小幅度放缓,2007—2017年拉萨和日喀则站点平均相对产量差最低,小于25%。【结论】青藏高原不同站点光温生产潜力差异较大,高海拔站点青稞光温生产潜力显著高于低海拔站点,过去40年气候变化导致低海拔站点光温生产潜力波动大,而高海拔站点较为稳定。由于品种改良和栽培管理水平提高,过去30年青藏高原产量差逐渐缩小,但除拉萨和日喀则外,其他站点产量差仍较大,未来有较高的增产潜力。
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