Recent Third Pole’s rapid warming accompanies cryospheric melt and water cycle intensification and interactions between monsoon and environment: multidisciplinary approach with observations, modeling, and analysis
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2019
... 作为全球“第三极”,在气候变化背景下,青藏高原升温幅度显著高于全球平均水平,在近几十年间,青藏高原升温速率约为全球同期升温速率的2倍,成为气候变化的“前哨”和敏感区域[1-2].高寒草地是青藏高原最主要的植被类型,其面积占青藏高原总面积的约60%,是中国乃至亚洲的最主要牧区之一,青藏高原独特的生态系统对我国乃至亚洲的生态安全具有重要的屏障作用[3].基于遥感观测的研究指出,近年来,青藏高原植被绿度显著增加,植被生长总体呈改善趋势,如王涛等[4]基于GIMMS卫星数据,发现1982—2015年间青藏高原有超过60%的区域归一化植被指数(NDVI)显著增加,仅有3%的区域NDVI呈现显著下降;Li等[5]基于MODIS卫星数据,发现2000—2015年间NDVI在青藏高原超过70%的区域显著增加,而高原西南部的NDVI呈下降趋势.部分观测研究指出,上世纪末青藏高原东部出现了明显的草地退化,如90年代黄河源区“黑土滩”的形成与扩展[6],这一草地退化趋势在进入21世纪以来基本得到了遏制与扭转,但草地退化在部分区域仍然存在[7-8]. ...
Cryosphere ecosystems: outpost and barrier in global change
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2020
... 作为全球“第三极”,在气候变化背景下,青藏高原升温幅度显著高于全球平均水平,在近几十年间,青藏高原升温速率约为全球同期升温速率的2倍,成为气候变化的“前哨”和敏感区域[1-2].高寒草地是青藏高原最主要的植被类型,其面积占青藏高原总面积的约60%,是中国乃至亚洲的最主要牧区之一,青藏高原独特的生态系统对我国乃至亚洲的生态安全具有重要的屏障作用[3].基于遥感观测的研究指出,近年来,青藏高原植被绿度显著增加,植被生长总体呈改善趋势,如王涛等[4]基于GIMMS卫星数据,发现1982—2015年间青藏高原有超过60%的区域归一化植被指数(NDVI)显著增加,仅有3%的区域NDVI呈现显著下降;Li等[5]基于MODIS卫星数据,发现2000—2015年间NDVI在青藏高原超过70%的区域显著增加,而高原西南部的NDVI呈下降趋势.部分观测研究指出,上世纪末青藏高原东部出现了明显的草地退化,如90年代黄河源区“黑土滩”的形成与扩展[6],这一草地退化趋势在进入21世纪以来基本得到了遏制与扭转,但草地退化在部分区域仍然存在[7-8]. ...
冰冻圈生态系统:全球变化的前哨与屏障
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2020
... 作为全球“第三极”,在气候变化背景下,青藏高原升温幅度显著高于全球平均水平,在近几十年间,青藏高原升温速率约为全球同期升温速率的2倍,成为气候变化的“前哨”和敏感区域[1-2].高寒草地是青藏高原最主要的植被类型,其面积占青藏高原总面积的约60%,是中国乃至亚洲的最主要牧区之一,青藏高原独特的生态系统对我国乃至亚洲的生态安全具有重要的屏障作用[3].基于遥感观测的研究指出,近年来,青藏高原植被绿度显著增加,植被生长总体呈改善趋势,如王涛等[4]基于GIMMS卫星数据,发现1982—2015年间青藏高原有超过60%的区域归一化植被指数(NDVI)显著增加,仅有3%的区域NDVI呈现显著下降;Li等[5]基于MODIS卫星数据,发现2000—2015年间NDVI在青藏高原超过70%的区域显著增加,而高原西南部的NDVI呈下降趋势.部分观测研究指出,上世纪末青藏高原东部出现了明显的草地退化,如90年代黄河源区“黑土滩”的形成与扩展[6],这一草地退化趋势在进入21世纪以来基本得到了遏制与扭转,但草地退化在部分区域仍然存在[7-8]. ...
Vegetation phenology change in Tibetan Plateau from 1982 to 2013 and its related meteorological factors
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2017
... 作为全球“第三极”,在气候变化背景下,青藏高原升温幅度显著高于全球平均水平,在近几十年间,青藏高原升温速率约为全球同期升温速率的2倍,成为气候变化的“前哨”和敏感区域[1-2].高寒草地是青藏高原最主要的植被类型,其面积占青藏高原总面积的约60%,是中国乃至亚洲的最主要牧区之一,青藏高原独特的生态系统对我国乃至亚洲的生态安全具有重要的屏障作用[3].基于遥感观测的研究指出,近年来,青藏高原植被绿度显著增加,植被生长总体呈改善趋势,如王涛等[4]基于GIMMS卫星数据,发现1982—2015年间青藏高原有超过60%的区域归一化植被指数(NDVI)显著增加,仅有3%的区域NDVI呈现显著下降;Li等[5]基于MODIS卫星数据,发现2000—2015年间NDVI在青藏高原超过70%的区域显著增加,而高原西南部的NDVI呈下降趋势.部分观测研究指出,上世纪末青藏高原东部出现了明显的草地退化,如90年代黄河源区“黑土滩”的形成与扩展[6],这一草地退化趋势在进入21世纪以来基本得到了遏制与扭转,但草地退化在部分区域仍然存在[7-8]. ...
... 植被物候是指植物受气候和其他环境因子的影响而出现的以年为周期的自然现象[3].物候变化可能对区域水文循环与碳收支产生重要影响,因而在气候变化背景下,青藏高原植被物候变化引发了广泛关注.基于卫星遥感数据可以确定植被生长季的开始日期(SOS)与结束日期(EOS),但采用不同遥感产品得到的结果在不同时段可能有所差异[9].比如,Yu等[10]基于GIMMS卫星数据发现青藏高原1982至1990年代中期SOS逐渐提前,但此后SOS有所推迟;Zhang等[11]研究认为1990年代中期后的SOS推迟是由于GIMMS卫星数据质量问题所导致,采用其他卫星数据得到的1982—2010年间SOS存在持续提前趋势;Shen等[12]的研究则认为SOS的变化趋势可能存在空间变异性.EOS变化相比SOS得到的关注更少,但EOS同样会对区域碳收支产生重要影响,近来许多研究也指出,青藏高原EOS可能存在推迟趋势[12-13].总体而言,青藏高原植被物候变化仍然存在一定争议,需要结合最新观测数据进行进一步分析与研究. ...
... 许多研究试图分析青藏高原植被变化的驱动因素,一般认为,气温和降水是青藏高原植被及其物候最重要的影响因素[3-5,12-14].植被春季物候的变化不仅受气温的影响,也受生长季开始前降水(简称季前降水)的制约,且更加干旱的区域季前降水对植被的制约作用更为明显[15].在气温与降水以外,土壤冻融变化对植被的影响也不可忽视.青藏高原广泛分布着多年冻土与季节冻土,在气候变化背景下,青藏高原冻土正在发生显著退化[16-18].寒区较长的土壤冻结期可能是植被生长的限制因素,更早的土壤解冻可以使植被返青期提前,植被生长季延长,从而促进植被生长[19-20].但与此同时,植被返青提前也可能加剧土壤水分亏缺,春季土壤水分亏缺甚至可能延续到生长季后期,从而制约植被生长[21-22];冻土退化导致的表层土壤干化也可能抑制植被生长,导致青藏高原以浅根系为主的草地发生退化[23-24].青藏高原冻土退化对植被动态的影响可能呈现复杂的时空变异性,有待进一步研究. ...
1982—2013年青藏高原植被物候变化及气象因素影响
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2017
... 作为全球“第三极”,在气候变化背景下,青藏高原升温幅度显著高于全球平均水平,在近几十年间,青藏高原升温速率约为全球同期升温速率的2倍,成为气候变化的“前哨”和敏感区域[1-2].高寒草地是青藏高原最主要的植被类型,其面积占青藏高原总面积的约60%,是中国乃至亚洲的最主要牧区之一,青藏高原独特的生态系统对我国乃至亚洲的生态安全具有重要的屏障作用[3].基于遥感观测的研究指出,近年来,青藏高原植被绿度显著增加,植被生长总体呈改善趋势,如王涛等[4]基于GIMMS卫星数据,发现1982—2015年间青藏高原有超过60%的区域归一化植被指数(NDVI)显著增加,仅有3%的区域NDVI呈现显著下降;Li等[5]基于MODIS卫星数据,发现2000—2015年间NDVI在青藏高原超过70%的区域显著增加,而高原西南部的NDVI呈下降趋势.部分观测研究指出,上世纪末青藏高原东部出现了明显的草地退化,如90年代黄河源区“黑土滩”的形成与扩展[6],这一草地退化趋势在进入21世纪以来基本得到了遏制与扭转,但草地退化在部分区域仍然存在[7-8]. ...
... 植被物候是指植物受气候和其他环境因子的影响而出现的以年为周期的自然现象[3].物候变化可能对区域水文循环与碳收支产生重要影响,因而在气候变化背景下,青藏高原植被物候变化引发了广泛关注.基于卫星遥感数据可以确定植被生长季的开始日期(SOS)与结束日期(EOS),但采用不同遥感产品得到的结果在不同时段可能有所差异[9].比如,Yu等[10]基于GIMMS卫星数据发现青藏高原1982至1990年代中期SOS逐渐提前,但此后SOS有所推迟;Zhang等[11]研究认为1990年代中期后的SOS推迟是由于GIMMS卫星数据质量问题所导致,采用其他卫星数据得到的1982—2010年间SOS存在持续提前趋势;Shen等[12]的研究则认为SOS的变化趋势可能存在空间变异性.EOS变化相比SOS得到的关注更少,但EOS同样会对区域碳收支产生重要影响,近来许多研究也指出,青藏高原EOS可能存在推迟趋势[12-13].总体而言,青藏高原植被物候变化仍然存在一定争议,需要结合最新观测数据进行进一步分析与研究. ...
... 许多研究试图分析青藏高原植被变化的驱动因素,一般认为,气温和降水是青藏高原植被及其物候最重要的影响因素[3-5,12-14].植被春季物候的变化不仅受气温的影响,也受生长季开始前降水(简称季前降水)的制约,且更加干旱的区域季前降水对植被的制约作用更为明显[15].在气温与降水以外,土壤冻融变化对植被的影响也不可忽视.青藏高原广泛分布着多年冻土与季节冻土,在气候变化背景下,青藏高原冻土正在发生显著退化[16-18].寒区较长的土壤冻结期可能是植被生长的限制因素,更早的土壤解冻可以使植被返青期提前,植被生长季延长,从而促进植被生长[19-20].但与此同时,植被返青提前也可能加剧土壤水分亏缺,春季土壤水分亏缺甚至可能延续到生长季后期,从而制约植被生长[21-22];冻土退化导致的表层土壤干化也可能抑制植被生长,导致青藏高原以浅根系为主的草地发生退化[23-24].青藏高原冻土退化对植被动态的影响可能呈现复杂的时空变异性,有待进一步研究. ...
Spatial and temporal changes of vegetation index and their response to temperature and precipitation in the Tibetan Plateau based on GIMMS NDVI
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2020
... 作为全球“第三极”,在气候变化背景下,青藏高原升温幅度显著高于全球平均水平,在近几十年间,青藏高原升温速率约为全球同期升温速率的2倍,成为气候变化的“前哨”和敏感区域[1-2].高寒草地是青藏高原最主要的植被类型,其面积占青藏高原总面积的约60%,是中国乃至亚洲的最主要牧区之一,青藏高原独特的生态系统对我国乃至亚洲的生态安全具有重要的屏障作用[3].基于遥感观测的研究指出,近年来,青藏高原植被绿度显著增加,植被生长总体呈改善趋势,如王涛等[4]基于GIMMS卫星数据,发现1982—2015年间青藏高原有超过60%的区域归一化植被指数(NDVI)显著增加,仅有3%的区域NDVI呈现显著下降;Li等[5]基于MODIS卫星数据,发现2000—2015年间NDVI在青藏高原超过70%的区域显著增加,而高原西南部的NDVI呈下降趋势.部分观测研究指出,上世纪末青藏高原东部出现了明显的草地退化,如90年代黄河源区“黑土滩”的形成与扩展[6],这一草地退化趋势在进入21世纪以来基本得到了遏制与扭转,但草地退化在部分区域仍然存在[7-8]. ...
基于 GIMMS NDVI的青藏高原植被指数时空变化及其气温降水响应
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2020
... 作为全球“第三极”,在气候变化背景下,青藏高原升温幅度显著高于全球平均水平,在近几十年间,青藏高原升温速率约为全球同期升温速率的2倍,成为气候变化的“前哨”和敏感区域[1-2].高寒草地是青藏高原最主要的植被类型,其面积占青藏高原总面积的约60%,是中国乃至亚洲的最主要牧区之一,青藏高原独特的生态系统对我国乃至亚洲的生态安全具有重要的屏障作用[3].基于遥感观测的研究指出,近年来,青藏高原植被绿度显著增加,植被生长总体呈改善趋势,如王涛等[4]基于GIMMS卫星数据,发现1982—2015年间青藏高原有超过60%的区域归一化植被指数(NDVI)显著增加,仅有3%的区域NDVI呈现显著下降;Li等[5]基于MODIS卫星数据,发现2000—2015年间NDVI在青藏高原超过70%的区域显著增加,而高原西南部的NDVI呈下降趋势.部分观测研究指出,上世纪末青藏高原东部出现了明显的草地退化,如90年代黄河源区“黑土滩”的形成与扩展[6],这一草地退化趋势在进入21世纪以来基本得到了遏制与扭转,但草地退化在部分区域仍然存在[7-8]. ...
Spatiotemporal patterns of vegetation greenness change and associated climatic and anthropogenic drivers on the Tibetan Plateau during 2000—2015
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2018
... 作为全球“第三极”,在气候变化背景下,青藏高原升温幅度显著高于全球平均水平,在近几十年间,青藏高原升温速率约为全球同期升温速率的2倍,成为气候变化的“前哨”和敏感区域[1-2].高寒草地是青藏高原最主要的植被类型,其面积占青藏高原总面积的约60%,是中国乃至亚洲的最主要牧区之一,青藏高原独特的生态系统对我国乃至亚洲的生态安全具有重要的屏障作用[3].基于遥感观测的研究指出,近年来,青藏高原植被绿度显著增加,植被生长总体呈改善趋势,如王涛等[4]基于GIMMS卫星数据,发现1982—2015年间青藏高原有超过60%的区域归一化植被指数(NDVI)显著增加,仅有3%的区域NDVI呈现显著下降;Li等[5]基于MODIS卫星数据,发现2000—2015年间NDVI在青藏高原超过70%的区域显著增加,而高原西南部的NDVI呈下降趋势.部分观测研究指出,上世纪末青藏高原东部出现了明显的草地退化,如90年代黄河源区“黑土滩”的形成与扩展[6],这一草地退化趋势在进入21世纪以来基本得到了遏制与扭转,但草地退化在部分区域仍然存在[7-8]. ...
... 许多研究试图分析青藏高原植被变化的驱动因素,一般认为,气温和降水是青藏高原植被及其物候最重要的影响因素[3-5,12-14].植被春季物候的变化不仅受气温的影响,也受生长季开始前降水(简称季前降水)的制约,且更加干旱的区域季前降水对植被的制约作用更为明显[15].在气温与降水以外,土壤冻融变化对植被的影响也不可忽视.青藏高原广泛分布着多年冻土与季节冻土,在气候变化背景下,青藏高原冻土正在发生显著退化[16-18].寒区较长的土壤冻结期可能是植被生长的限制因素,更早的土壤解冻可以使植被返青期提前,植被生长季延长,从而促进植被生长[19-20].但与此同时,植被返青提前也可能加剧土壤水分亏缺,春季土壤水分亏缺甚至可能延续到生长季后期,从而制约植被生长[21-22];冻土退化导致的表层土壤干化也可能抑制植被生长,导致青藏高原以浅根系为主的草地发生退化[23-24].青藏高原冻土退化对植被动态的影响可能呈现复杂的时空变异性,有待进一步研究. ...
The effect of permafrost on alpine vegetation in the source regions of the Yellow River
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2007
... 作为全球“第三极”,在气候变化背景下,青藏高原升温幅度显著高于全球平均水平,在近几十年间,青藏高原升温速率约为全球同期升温速率的2倍,成为气候变化的“前哨”和敏感区域[1-2].高寒草地是青藏高原最主要的植被类型,其面积占青藏高原总面积的约60%,是中国乃至亚洲的最主要牧区之一,青藏高原独特的生态系统对我国乃至亚洲的生态安全具有重要的屏障作用[3].基于遥感观测的研究指出,近年来,青藏高原植被绿度显著增加,植被生长总体呈改善趋势,如王涛等[4]基于GIMMS卫星数据,发现1982—2015年间青藏高原有超过60%的区域归一化植被指数(NDVI)显著增加,仅有3%的区域NDVI呈现显著下降;Li等[5]基于MODIS卫星数据,发现2000—2015年间NDVI在青藏高原超过70%的区域显著增加,而高原西南部的NDVI呈下降趋势.部分观测研究指出,上世纪末青藏高原东部出现了明显的草地退化,如90年代黄河源区“黑土滩”的形成与扩展[6],这一草地退化趋势在进入21世纪以来基本得到了遏制与扭转,但草地退化在部分区域仍然存在[7-8]. ...
... 三江源区位于青藏高原中东部,是长江、黄河、澜沧江的发源地,被誉为“中华水塔”,同时也是我国重要的生态屏障区,其生态水文过程对气候变化十分敏感[25].本研究采用水文学常用的三江源区定义,以唐乃亥、直门达和昌都水文站分别作为黄河源区、长江源区和澜沧江源区的出口控制断面,得到的三江源区总面积约为3×105 km2(图1)[25-26].三江源区冻土分布广泛,其中长江源区多年冻土分布比例最高(约90%),黄河源区次之(约50%),澜沧江源区最低(约30%)[27],冻土及其孕育的高寒沼泽湿地和高寒草甸生态系统具有显著的水源涵养功能,是稳定江河源区水循环与河川径流的重要因素[28].近年来,三江源区观测到了显著的冻土退化,包括多年冻土顶板下移、分布下界抬升、融区形成与扩展、温度升高、岛状多年冻土消失等[29-31].有研究指出,尽管经历了上世纪90年代的草地退化[6-7],三江源区植被总体呈改善趋势,1982—2015年间约65%的区域NDVI呈增加趋势[32],1983—2007年间植被返青期显著提前[33],但最近20年,伴随气温持续升高与冻土持续退化,三江源区植被变化的驱动要素及其区域差异尚不清楚. ...
黄河源区冻土对植被的影响
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2007
... 作为全球“第三极”,在气候变化背景下,青藏高原升温幅度显著高于全球平均水平,在近几十年间,青藏高原升温速率约为全球同期升温速率的2倍,成为气候变化的“前哨”和敏感区域[1-2].高寒草地是青藏高原最主要的植被类型,其面积占青藏高原总面积的约60%,是中国乃至亚洲的最主要牧区之一,青藏高原独特的生态系统对我国乃至亚洲的生态安全具有重要的屏障作用[3].基于遥感观测的研究指出,近年来,青藏高原植被绿度显著增加,植被生长总体呈改善趋势,如王涛等[4]基于GIMMS卫星数据,发现1982—2015年间青藏高原有超过60%的区域归一化植被指数(NDVI)显著增加,仅有3%的区域NDVI呈现显著下降;Li等[5]基于MODIS卫星数据,发现2000—2015年间NDVI在青藏高原超过70%的区域显著增加,而高原西南部的NDVI呈下降趋势.部分观测研究指出,上世纪末青藏高原东部出现了明显的草地退化,如90年代黄河源区“黑土滩”的形成与扩展[6],这一草地退化趋势在进入21世纪以来基本得到了遏制与扭转,但草地退化在部分区域仍然存在[7-8]. ...
... 三江源区位于青藏高原中东部,是长江、黄河、澜沧江的发源地,被誉为“中华水塔”,同时也是我国重要的生态屏障区,其生态水文过程对气候变化十分敏感[25].本研究采用水文学常用的三江源区定义,以唐乃亥、直门达和昌都水文站分别作为黄河源区、长江源区和澜沧江源区的出口控制断面,得到的三江源区总面积约为3×105 km2(图1)[25-26].三江源区冻土分布广泛,其中长江源区多年冻土分布比例最高(约90%),黄河源区次之(约50%),澜沧江源区最低(约30%)[27],冻土及其孕育的高寒沼泽湿地和高寒草甸生态系统具有显著的水源涵养功能,是稳定江河源区水循环与河川径流的重要因素[28].近年来,三江源区观测到了显著的冻土退化,包括多年冻土顶板下移、分布下界抬升、融区形成与扩展、温度升高、岛状多年冻土消失等[29-31].有研究指出,尽管经历了上世纪90年代的草地退化[6-7],三江源区植被总体呈改善趋势,1982—2015年间约65%的区域NDVI呈增加趋势[32],1983—2007年间植被返青期显著提前[33],但最近20年,伴随气温持续升高与冻土持续退化,三江源区植被变化的驱动要素及其区域差异尚不清楚. ...
Ecological restoration of degraded grassland in Qinghai-Tibet alpine region: degradation status, restoration measures, effects and prospects
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2019
... 作为全球“第三极”,在气候变化背景下,青藏高原升温幅度显著高于全球平均水平,在近几十年间,青藏高原升温速率约为全球同期升温速率的2倍,成为气候变化的“前哨”和敏感区域[1-2].高寒草地是青藏高原最主要的植被类型,其面积占青藏高原总面积的约60%,是中国乃至亚洲的最主要牧区之一,青藏高原独特的生态系统对我国乃至亚洲的生态安全具有重要的屏障作用[3].基于遥感观测的研究指出,近年来,青藏高原植被绿度显著增加,植被生长总体呈改善趋势,如王涛等[4]基于GIMMS卫星数据,发现1982—2015年间青藏高原有超过60%的区域归一化植被指数(NDVI)显著增加,仅有3%的区域NDVI呈现显著下降;Li等[5]基于MODIS卫星数据,发现2000—2015年间NDVI在青藏高原超过70%的区域显著增加,而高原西南部的NDVI呈下降趋势.部分观测研究指出,上世纪末青藏高原东部出现了明显的草地退化,如90年代黄河源区“黑土滩”的形成与扩展[6],这一草地退化趋势在进入21世纪以来基本得到了遏制与扭转,但草地退化在部分区域仍然存在[7-8]. ...
... 三江源区位于青藏高原中东部,是长江、黄河、澜沧江的发源地,被誉为“中华水塔”,同时也是我国重要的生态屏障区,其生态水文过程对气候变化十分敏感[25].本研究采用水文学常用的三江源区定义,以唐乃亥、直门达和昌都水文站分别作为黄河源区、长江源区和澜沧江源区的出口控制断面,得到的三江源区总面积约为3×105 km2(图1)[25-26].三江源区冻土分布广泛,其中长江源区多年冻土分布比例最高(约90%),黄河源区次之(约50%),澜沧江源区最低(约30%)[27],冻土及其孕育的高寒沼泽湿地和高寒草甸生态系统具有显著的水源涵养功能,是稳定江河源区水循环与河川径流的重要因素[28].近年来,三江源区观测到了显著的冻土退化,包括多年冻土顶板下移、分布下界抬升、融区形成与扩展、温度升高、岛状多年冻土消失等[29-31].有研究指出,尽管经历了上世纪90年代的草地退化[6-7],三江源区植被总体呈改善趋势,1982—2015年间约65%的区域NDVI呈增加趋势[32],1983—2007年间植被返青期显著提前[33],但最近20年,伴随气温持续升高与冻土持续退化,三江源区植被变化的驱动要素及其区域差异尚不清楚. ...
青藏高寒区退化草地生态恢复: 退化现状, 恢复措施, 效应与展望
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2019
... 作为全球“第三极”,在气候变化背景下,青藏高原升温幅度显著高于全球平均水平,在近几十年间,青藏高原升温速率约为全球同期升温速率的2倍,成为气候变化的“前哨”和敏感区域[1-2].高寒草地是青藏高原最主要的植被类型,其面积占青藏高原总面积的约60%,是中国乃至亚洲的最主要牧区之一,青藏高原独特的生态系统对我国乃至亚洲的生态安全具有重要的屏障作用[3].基于遥感观测的研究指出,近年来,青藏高原植被绿度显著增加,植被生长总体呈改善趋势,如王涛等[4]基于GIMMS卫星数据,发现1982—2015年间青藏高原有超过60%的区域归一化植被指数(NDVI)显著增加,仅有3%的区域NDVI呈现显著下降;Li等[5]基于MODIS卫星数据,发现2000—2015年间NDVI在青藏高原超过70%的区域显著增加,而高原西南部的NDVI呈下降趋势.部分观测研究指出,上世纪末青藏高原东部出现了明显的草地退化,如90年代黄河源区“黑土滩”的形成与扩展[6],这一草地退化趋势在进入21世纪以来基本得到了遏制与扭转,但草地退化在部分区域仍然存在[7-8]. ...
... 三江源区位于青藏高原中东部,是长江、黄河、澜沧江的发源地,被誉为“中华水塔”,同时也是我国重要的生态屏障区,其生态水文过程对气候变化十分敏感[25].本研究采用水文学常用的三江源区定义,以唐乃亥、直门达和昌都水文站分别作为黄河源区、长江源区和澜沧江源区的出口控制断面,得到的三江源区总面积约为3×105 km2(图1)[25-26].三江源区冻土分布广泛,其中长江源区多年冻土分布比例最高(约90%),黄河源区次之(约50%),澜沧江源区最低(约30%)[27],冻土及其孕育的高寒沼泽湿地和高寒草甸生态系统具有显著的水源涵养功能,是稳定江河源区水循环与河川径流的重要因素[28].近年来,三江源区观测到了显著的冻土退化,包括多年冻土顶板下移、分布下界抬升、融区形成与扩展、温度升高、岛状多年冻土消失等[29-31].有研究指出,尽管经历了上世纪90年代的草地退化[6-7],三江源区植被总体呈改善趋势,1982—2015年间约65%的区域NDVI呈增加趋势[32],1983—2007年间植被返青期显著提前[33],但最近20年,伴随气温持续升高与冻土持续退化,三江源区植被变化的驱动要素及其区域差异尚不清楚. ...
Changes in grassland cover and in its spatial heterogeneity indicate degradation on the Qinghai-Tibetan Plateau
1
2020
... 作为全球“第三极”,在气候变化背景下,青藏高原升温幅度显著高于全球平均水平,在近几十年间,青藏高原升温速率约为全球同期升温速率的2倍,成为气候变化的“前哨”和敏感区域[1-2].高寒草地是青藏高原最主要的植被类型,其面积占青藏高原总面积的约60%,是中国乃至亚洲的最主要牧区之一,青藏高原独特的生态系统对我国乃至亚洲的生态安全具有重要的屏障作用[3].基于遥感观测的研究指出,近年来,青藏高原植被绿度显著增加,植被生长总体呈改善趋势,如王涛等[4]基于GIMMS卫星数据,发现1982—2015年间青藏高原有超过60%的区域归一化植被指数(NDVI)显著增加,仅有3%的区域NDVI呈现显著下降;Li等[5]基于MODIS卫星数据,发现2000—2015年间NDVI在青藏高原超过70%的区域显著增加,而高原西南部的NDVI呈下降趋势.部分观测研究指出,上世纪末青藏高原东部出现了明显的草地退化,如90年代黄河源区“黑土滩”的形成与扩展[6],这一草地退化趋势在进入21世纪以来基本得到了遏制与扭转,但草地退化在部分区域仍然存在[7-8]. ...
Evaluation of vegetation change characteristics on the Tibetan Plateau based on multi-source remote sensing data
2
2022
... 植被物候是指植物受气候和其他环境因子的影响而出现的以年为周期的自然现象[3].物候变化可能对区域水文循环与碳收支产生重要影响,因而在气候变化背景下,青藏高原植被物候变化引发了广泛关注.基于卫星遥感数据可以确定植被生长季的开始日期(SOS)与结束日期(EOS),但采用不同遥感产品得到的结果在不同时段可能有所差异[9].比如,Yu等[10]基于GIMMS卫星数据发现青藏高原1982至1990年代中期SOS逐渐提前,但此后SOS有所推迟;Zhang等[11]研究认为1990年代中期后的SOS推迟是由于GIMMS卫星数据质量问题所导致,采用其他卫星数据得到的1982—2010年间SOS存在持续提前趋势;Shen等[12]的研究则认为SOS的变化趋势可能存在空间变异性.EOS变化相比SOS得到的关注更少,但EOS同样会对区域碳收支产生重要影响,近来许多研究也指出,青藏高原EOS可能存在推迟趋势[12-13].总体而言,青藏高原植被物候变化仍然存在一定争议,需要结合最新观测数据进行进一步分析与研究. ...
... 以往研究采用不同卫星遥感数据产品,得到的青藏高原植被物候变化趋势有所差异[9-12],Shen等[14]基于MODIS数据分析发现在2000—2011年间青藏高原东部区域SOS有显著提前趋势,而本研究基于最近20年的MODIS卫星遥感数据分析了三江源区的生长季NDVI与植被物候变化情况,证实了在最近20年间,三江源区植被绿度总体仍然在持续改善,SOS显著提前,EOS不显著推迟,而DOS显著延长,DOS的延长主要由SOS提前贡献(图4,表2).气温和降水是植被生长季NDVI最主要的主导因素,特别地,季前降水是SOS的最重要的主导因素(图5、图7),这一认识与Shen等[15]的研究结论一致,在此基础上,本研究进一步分析了土壤冻融状态对植被生长的潜在影响.基于岭回归分析的结果表明,土壤冻融状态对植被生长的影响具有较强的空间变异性(图6、图8),在生长季温度较低的区域,土壤冻结是植被生长的制约因素,更早的SOT可能导致SOS提前与DOS延长,从而增加固碳、增加生长季NDVI[19-20],在这些区域,由于温度较低、蒸发较弱,更长的DOT以及冻土退化释放的固态冰融水可以增加植被根区土壤含水量,进而对植被生长起到促进作用.而在生长季温度相对较高的区域,更早的SOS、更长的DOT可能增加生长季早期乃至整个生长季的蒸发,从而加剧生长季的土壤水胁迫,抑制植被生长[21-22],更早的SOS也可能加剧植被受到冻害的风险,从而抵消DOT延长对植被生长的正向作用[46];此外,许多研究指出,多年冻土退化会改变冻结层上水与冻结层下水的水力联系,使得下渗增强、表层土壤变干,进而导致青藏高原短根系草地植被由于水分制约而难以生存[23-24].本研究基于偏相关分析的结果也证实了上述结论,生长季土壤水与DOT的偏相关系数随着冻土热稳定性的减弱而逐渐由正转负,这一效应在多年冻土热稳定性较差、多年冻土退化为季节冻土的区域对植被的抑制作用最为明显(图9). ...
基于多源遥感数据的青藏高原植被变化特征评价
2
2022
... 植被物候是指植物受气候和其他环境因子的影响而出现的以年为周期的自然现象[3].物候变化可能对区域水文循环与碳收支产生重要影响,因而在气候变化背景下,青藏高原植被物候变化引发了广泛关注.基于卫星遥感数据可以确定植被生长季的开始日期(SOS)与结束日期(EOS),但采用不同遥感产品得到的结果在不同时段可能有所差异[9].比如,Yu等[10]基于GIMMS卫星数据发现青藏高原1982至1990年代中期SOS逐渐提前,但此后SOS有所推迟;Zhang等[11]研究认为1990年代中期后的SOS推迟是由于GIMMS卫星数据质量问题所导致,采用其他卫星数据得到的1982—2010年间SOS存在持续提前趋势;Shen等[12]的研究则认为SOS的变化趋势可能存在空间变异性.EOS变化相比SOS得到的关注更少,但EOS同样会对区域碳收支产生重要影响,近来许多研究也指出,青藏高原EOS可能存在推迟趋势[12-13].总体而言,青藏高原植被物候变化仍然存在一定争议,需要结合最新观测数据进行进一步分析与研究. ...
... 以往研究采用不同卫星遥感数据产品,得到的青藏高原植被物候变化趋势有所差异[9-12],Shen等[14]基于MODIS数据分析发现在2000—2011年间青藏高原东部区域SOS有显著提前趋势,而本研究基于最近20年的MODIS卫星遥感数据分析了三江源区的生长季NDVI与植被物候变化情况,证实了在最近20年间,三江源区植被绿度总体仍然在持续改善,SOS显著提前,EOS不显著推迟,而DOS显著延长,DOS的延长主要由SOS提前贡献(图4,表2).气温和降水是植被生长季NDVI最主要的主导因素,特别地,季前降水是SOS的最重要的主导因素(图5、图7),这一认识与Shen等[15]的研究结论一致,在此基础上,本研究进一步分析了土壤冻融状态对植被生长的潜在影响.基于岭回归分析的结果表明,土壤冻融状态对植被生长的影响具有较强的空间变异性(图6、图8),在生长季温度较低的区域,土壤冻结是植被生长的制约因素,更早的SOT可能导致SOS提前与DOS延长,从而增加固碳、增加生长季NDVI[19-20],在这些区域,由于温度较低、蒸发较弱,更长的DOT以及冻土退化释放的固态冰融水可以增加植被根区土壤含水量,进而对植被生长起到促进作用.而在生长季温度相对较高的区域,更早的SOS、更长的DOT可能增加生长季早期乃至整个生长季的蒸发,从而加剧生长季的土壤水胁迫,抑制植被生长[21-22],更早的SOS也可能加剧植被受到冻害的风险,从而抵消DOT延长对植被生长的正向作用[46];此外,许多研究指出,多年冻土退化会改变冻结层上水与冻结层下水的水力联系,使得下渗增强、表层土壤变干,进而导致青藏高原短根系草地植被由于水分制约而难以生存[23-24].本研究基于偏相关分析的结果也证实了上述结论,生长季土壤水与DOT的偏相关系数随着冻土热稳定性的减弱而逐渐由正转负,这一效应在多年冻土热稳定性较差、多年冻土退化为季节冻土的区域对植被的抑制作用最为明显(图9). ...
Winter and spring warming result in delayed spring phenology on the Tibetan Plateau
1
2010
... 植被物候是指植物受气候和其他环境因子的影响而出现的以年为周期的自然现象[3].物候变化可能对区域水文循环与碳收支产生重要影响,因而在气候变化背景下,青藏高原植被物候变化引发了广泛关注.基于卫星遥感数据可以确定植被生长季的开始日期(SOS)与结束日期(EOS),但采用不同遥感产品得到的结果在不同时段可能有所差异[9].比如,Yu等[10]基于GIMMS卫星数据发现青藏高原1982至1990年代中期SOS逐渐提前,但此后SOS有所推迟;Zhang等[11]研究认为1990年代中期后的SOS推迟是由于GIMMS卫星数据质量问题所导致,采用其他卫星数据得到的1982—2010年间SOS存在持续提前趋势;Shen等[12]的研究则认为SOS的变化趋势可能存在空间变异性.EOS变化相比SOS得到的关注更少,但EOS同样会对区域碳收支产生重要影响,近来许多研究也指出,青藏高原EOS可能存在推迟趋势[12-13].总体而言,青藏高原植被物候变化仍然存在一定争议,需要结合最新观测数据进行进一步分析与研究. ...
Green-up dates in the Tibetan Plateau have continuously advanced from 1982 to 2011
1
2013
... 植被物候是指植物受气候和其他环境因子的影响而出现的以年为周期的自然现象[3].物候变化可能对区域水文循环与碳收支产生重要影响,因而在气候变化背景下,青藏高原植被物候变化引发了广泛关注.基于卫星遥感数据可以确定植被生长季的开始日期(SOS)与结束日期(EOS),但采用不同遥感产品得到的结果在不同时段可能有所差异[9].比如,Yu等[10]基于GIMMS卫星数据发现青藏高原1982至1990年代中期SOS逐渐提前,但此后SOS有所推迟;Zhang等[11]研究认为1990年代中期后的SOS推迟是由于GIMMS卫星数据质量问题所导致,采用其他卫星数据得到的1982—2010年间SOS存在持续提前趋势;Shen等[12]的研究则认为SOS的变化趋势可能存在空间变异性.EOS变化相比SOS得到的关注更少,但EOS同样会对区域碳收支产生重要影响,近来许多研究也指出,青藏高原EOS可能存在推迟趋势[12-13].总体而言,青藏高原植被物候变化仍然存在一定争议,需要结合最新观测数据进行进一步分析与研究. ...
Plant phenology changes and drivers on the Qinghai-Tibetan Plateau
4
2022
... 植被物候是指植物受气候和其他环境因子的影响而出现的以年为周期的自然现象[3].物候变化可能对区域水文循环与碳收支产生重要影响,因而在气候变化背景下,青藏高原植被物候变化引发了广泛关注.基于卫星遥感数据可以确定植被生长季的开始日期(SOS)与结束日期(EOS),但采用不同遥感产品得到的结果在不同时段可能有所差异[9].比如,Yu等[10]基于GIMMS卫星数据发现青藏高原1982至1990年代中期SOS逐渐提前,但此后SOS有所推迟;Zhang等[11]研究认为1990年代中期后的SOS推迟是由于GIMMS卫星数据质量问题所导致,采用其他卫星数据得到的1982—2010年间SOS存在持续提前趋势;Shen等[12]的研究则认为SOS的变化趋势可能存在空间变异性.EOS变化相比SOS得到的关注更少,但EOS同样会对区域碳收支产生重要影响,近来许多研究也指出,青藏高原EOS可能存在推迟趋势[12-13].总体而言,青藏高原植被物候变化仍然存在一定争议,需要结合最新观测数据进行进一步分析与研究. ...
... [12-13].总体而言,青藏高原植被物候变化仍然存在一定争议,需要结合最新观测数据进行进一步分析与研究. ...
... 许多研究试图分析青藏高原植被变化的驱动因素,一般认为,气温和降水是青藏高原植被及其物候最重要的影响因素[3-5,12-14].植被春季物候的变化不仅受气温的影响,也受生长季开始前降水(简称季前降水)的制约,且更加干旱的区域季前降水对植被的制约作用更为明显[15].在气温与降水以外,土壤冻融变化对植被的影响也不可忽视.青藏高原广泛分布着多年冻土与季节冻土,在气候变化背景下,青藏高原冻土正在发生显著退化[16-18].寒区较长的土壤冻结期可能是植被生长的限制因素,更早的土壤解冻可以使植被返青期提前,植被生长季延长,从而促进植被生长[19-20].但与此同时,植被返青提前也可能加剧土壤水分亏缺,春季土壤水分亏缺甚至可能延续到生长季后期,从而制约植被生长[21-22];冻土退化导致的表层土壤干化也可能抑制植被生长,导致青藏高原以浅根系为主的草地发生退化[23-24].青藏高原冻土退化对植被动态的影响可能呈现复杂的时空变异性,有待进一步研究. ...
... 以往研究采用不同卫星遥感数据产品,得到的青藏高原植被物候变化趋势有所差异[9-12],Shen等[14]基于MODIS数据分析发现在2000—2011年间青藏高原东部区域SOS有显著提前趋势,而本研究基于最近20年的MODIS卫星遥感数据分析了三江源区的生长季NDVI与植被物候变化情况,证实了在最近20年间,三江源区植被绿度总体仍然在持续改善,SOS显著提前,EOS不显著推迟,而DOS显著延长,DOS的延长主要由SOS提前贡献(图4,表2).气温和降水是植被生长季NDVI最主要的主导因素,特别地,季前降水是SOS的最重要的主导因素(图5、图7),这一认识与Shen等[15]的研究结论一致,在此基础上,本研究进一步分析了土壤冻融状态对植被生长的潜在影响.基于岭回归分析的结果表明,土壤冻融状态对植被生长的影响具有较强的空间变异性(图6、图8),在生长季温度较低的区域,土壤冻结是植被生长的制约因素,更早的SOT可能导致SOS提前与DOS延长,从而增加固碳、增加生长季NDVI[19-20],在这些区域,由于温度较低、蒸发较弱,更长的DOT以及冻土退化释放的固态冰融水可以增加植被根区土壤含水量,进而对植被生长起到促进作用.而在生长季温度相对较高的区域,更早的SOS、更长的DOT可能增加生长季早期乃至整个生长季的蒸发,从而加剧生长季的土壤水胁迫,抑制植被生长[21-22],更早的SOS也可能加剧植被受到冻害的风险,从而抵消DOT延长对植被生长的正向作用[46];此外,许多研究指出,多年冻土退化会改变冻结层上水与冻结层下水的水力联系,使得下渗增强、表层土壤变干,进而导致青藏高原短根系草地植被由于水分制约而难以生存[23-24].本研究基于偏相关分析的结果也证实了上述结论,生长季土壤水与DOT的偏相关系数随着冻土热稳定性的减弱而逐渐由正转负,这一效应在多年冻土热稳定性较差、多年冻土退化为季节冻土的区域对植被的抑制作用最为明显(图9). ...
Vegetation phenology on the Qinghai-Tibetan Plateau and its response to climate change (1982—2013)
2
2018
... 植被物候是指植物受气候和其他环境因子的影响而出现的以年为周期的自然现象[3].物候变化可能对区域水文循环与碳收支产生重要影响,因而在气候变化背景下,青藏高原植被物候变化引发了广泛关注.基于卫星遥感数据可以确定植被生长季的开始日期(SOS)与结束日期(EOS),但采用不同遥感产品得到的结果在不同时段可能有所差异[9].比如,Yu等[10]基于GIMMS卫星数据发现青藏高原1982至1990年代中期SOS逐渐提前,但此后SOS有所推迟;Zhang等[11]研究认为1990年代中期后的SOS推迟是由于GIMMS卫星数据质量问题所导致,采用其他卫星数据得到的1982—2010年间SOS存在持续提前趋势;Shen等[12]的研究则认为SOS的变化趋势可能存在空间变异性.EOS变化相比SOS得到的关注更少,但EOS同样会对区域碳收支产生重要影响,近来许多研究也指出,青藏高原EOS可能存在推迟趋势[12-13].总体而言,青藏高原植被物候变化仍然存在一定争议,需要结合最新观测数据进行进一步分析与研究. ...
... 式中:NDVI t 为日期t的平滑处理后的NDVI数值;NDVImin与NDVImax分别为该网格这一年度NDVI的最小值与最大值.一年中NDVIratio超过0.2的最早日期可判断为SOS[14],而下半年NDVIratio第一次下降到0.5以下的日期可判断为EOS[13,42]. ...
Increasing altitudinal gradient of spring vegetation phenology during the last decade on the Qinghai-Tibetan Plateau
5
2014
... 许多研究试图分析青藏高原植被变化的驱动因素,一般认为,气温和降水是青藏高原植被及其物候最重要的影响因素[3-5,12-14].植被春季物候的变化不仅受气温的影响,也受生长季开始前降水(简称季前降水)的制约,且更加干旱的区域季前降水对植被的制约作用更为明显[15].在气温与降水以外,土壤冻融变化对植被的影响也不可忽视.青藏高原广泛分布着多年冻土与季节冻土,在气候变化背景下,青藏高原冻土正在发生显著退化[16-18].寒区较长的土壤冻结期可能是植被生长的限制因素,更早的土壤解冻可以使植被返青期提前,植被生长季延长,从而促进植被生长[19-20].但与此同时,植被返青提前也可能加剧土壤水分亏缺,春季土壤水分亏缺甚至可能延续到生长季后期,从而制约植被生长[21-22];冻土退化导致的表层土壤干化也可能抑制植被生长,导致青藏高原以浅根系为主的草地发生退化[23-24].青藏高原冻土退化对植被动态的影响可能呈现复杂的时空变异性,有待进一步研究. ...
... 本研究使用中分辨率成像光谱仪(moderate resolution imaging spectroradiometer,MODIS)卫星2001—2020年间的归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)数据表征植被生长状态,采用MOD13A2产品(https://lpdaac.usgs.gov/products/mod13a2v006/),空间分辨率为1 km,时间分辨率为16 d.数据使用前首先进行了预处理,基于数据集提供的可靠性指标,对于可靠性标记为冰雪或有云的日期,采用该日期前后最近的高质量数据线性插值进行替代,得到的NDVI进一步采用Savitzky-Golay滤波方法进行平滑处理得到逐日NDVI序列[34].生长季(5—9月)NDVI多年平均值小于0.1的网格可以认为不存在植被,因而后续分析中不再考虑这些无植被网格[14]. ...
... 本研究提取的植被物候指标包括:生长季开始日期(start of the growing season, SOS)、生长季结束日期(end of the growing season, EOS)以及生长季长度(duration of the growing season, DOS),采用两种方法分别提取植被物候.第一种提取方法为动态阈值方法(dynamic threshold approach)[14,42],各网格分别计算NDVIratio: ...
... 式中:NDVI t 为日期t的平滑处理后的NDVI数值;NDVImin与NDVImax分别为该网格这一年度NDVI的最小值与最大值.一年中NDVIratio超过0.2的最早日期可判断为SOS[14],而下半年NDVIratio第一次下降到0.5以下的日期可判断为EOS[13,42]. ...
... 以往研究采用不同卫星遥感数据产品,得到的青藏高原植被物候变化趋势有所差异[9-12],Shen等[14]基于MODIS数据分析发现在2000—2011年间青藏高原东部区域SOS有显著提前趋势,而本研究基于最近20年的MODIS卫星遥感数据分析了三江源区的生长季NDVI与植被物候变化情况,证实了在最近20年间,三江源区植被绿度总体仍然在持续改善,SOS显著提前,EOS不显著推迟,而DOS显著延长,DOS的延长主要由SOS提前贡献(图4,表2).气温和降水是植被生长季NDVI最主要的主导因素,特别地,季前降水是SOS的最重要的主导因素(图5、图7),这一认识与Shen等[15]的研究结论一致,在此基础上,本研究进一步分析了土壤冻融状态对植被生长的潜在影响.基于岭回归分析的结果表明,土壤冻融状态对植被生长的影响具有较强的空间变异性(图6、图8),在生长季温度较低的区域,土壤冻结是植被生长的制约因素,更早的SOT可能导致SOS提前与DOS延长,从而增加固碳、增加生长季NDVI[19-20],在这些区域,由于温度较低、蒸发较弱,更长的DOT以及冻土退化释放的固态冰融水可以增加植被根区土壤含水量,进而对植被生长起到促进作用.而在生长季温度相对较高的区域,更早的SOS、更长的DOT可能增加生长季早期乃至整个生长季的蒸发,从而加剧生长季的土壤水胁迫,抑制植被生长[21-22],更早的SOS也可能加剧植被受到冻害的风险,从而抵消DOT延长对植被生长的正向作用[46];此外,许多研究指出,多年冻土退化会改变冻结层上水与冻结层下水的水力联系,使得下渗增强、表层土壤变干,进而导致青藏高原短根系草地植被由于水分制约而难以生存[23-24].本研究基于偏相关分析的结果也证实了上述结论,生长季土壤水与DOT的偏相关系数随着冻土热稳定性的减弱而逐渐由正转负,这一效应在多年冻土热稳定性较差、多年冻土退化为季节冻土的区域对植被的抑制作用最为明显(图9). ...
Precipitation impacts on vegetation spring phenology on the Tibetan Plateau
2
2015
... 许多研究试图分析青藏高原植被变化的驱动因素,一般认为,气温和降水是青藏高原植被及其物候最重要的影响因素[3-5,12-14].植被春季物候的变化不仅受气温的影响,也受生长季开始前降水(简称季前降水)的制约,且更加干旱的区域季前降水对植被的制约作用更为明显[15].在气温与降水以外,土壤冻融变化对植被的影响也不可忽视.青藏高原广泛分布着多年冻土与季节冻土,在气候变化背景下,青藏高原冻土正在发生显著退化[16-18].寒区较长的土壤冻结期可能是植被生长的限制因素,更早的土壤解冻可以使植被返青期提前,植被生长季延长,从而促进植被生长[19-20].但与此同时,植被返青提前也可能加剧土壤水分亏缺,春季土壤水分亏缺甚至可能延续到生长季后期,从而制约植被生长[21-22];冻土退化导致的表层土壤干化也可能抑制植被生长,导致青藏高原以浅根系为主的草地发生退化[23-24].青藏高原冻土退化对植被动态的影响可能呈现复杂的时空变异性,有待进一步研究. ...
... 以往研究采用不同卫星遥感数据产品,得到的青藏高原植被物候变化趋势有所差异[9-12],Shen等[14]基于MODIS数据分析发现在2000—2011年间青藏高原东部区域SOS有显著提前趋势,而本研究基于最近20年的MODIS卫星遥感数据分析了三江源区的生长季NDVI与植被物候变化情况,证实了在最近20年间,三江源区植被绿度总体仍然在持续改善,SOS显著提前,EOS不显著推迟,而DOS显著延长,DOS的延长主要由SOS提前贡献(图4,表2).气温和降水是植被生长季NDVI最主要的主导因素,特别地,季前降水是SOS的最重要的主导因素(图5、图7),这一认识与Shen等[15]的研究结论一致,在此基础上,本研究进一步分析了土壤冻融状态对植被生长的潜在影响.基于岭回归分析的结果表明,土壤冻融状态对植被生长的影响具有较强的空间变异性(图6、图8),在生长季温度较低的区域,土壤冻结是植被生长的制约因素,更早的SOT可能导致SOS提前与DOS延长,从而增加固碳、增加生长季NDVI[19-20],在这些区域,由于温度较低、蒸发较弱,更长的DOT以及冻土退化释放的固态冰融水可以增加植被根区土壤含水量,进而对植被生长起到促进作用.而在生长季温度相对较高的区域,更早的SOS、更长的DOT可能增加生长季早期乃至整个生长季的蒸发,从而加剧生长季的土壤水胁迫,抑制植被生长[21-22],更早的SOS也可能加剧植被受到冻害的风险,从而抵消DOT延长对植被生长的正向作用[46];此外,许多研究指出,多年冻土退化会改变冻结层上水与冻结层下水的水力联系,使得下渗增强、表层土壤变干,进而导致青藏高原短根系草地植被由于水分制约而难以生存[23-24].本研究基于偏相关分析的结果也证实了上述结论,生长季土壤水与DOT的偏相关系数随着冻土热稳定性的减弱而逐渐由正转负,这一效应在多年冻土热稳定性较差、多年冻土退化为季节冻土的区域对植被的抑制作用最为明显(图9). ...
Thermal characteristics and recent changes of permafrost in the upper reaches of the Heihe River basin, Western China
1
2018
... 许多研究试图分析青藏高原植被变化的驱动因素,一般认为,气温和降水是青藏高原植被及其物候最重要的影响因素[3-5,12-14].植被春季物候的变化不仅受气温的影响,也受生长季开始前降水(简称季前降水)的制约,且更加干旱的区域季前降水对植被的制约作用更为明显[15].在气温与降水以外,土壤冻融变化对植被的影响也不可忽视.青藏高原广泛分布着多年冻土与季节冻土,在气候变化背景下,青藏高原冻土正在发生显著退化[16-18].寒区较长的土壤冻结期可能是植被生长的限制因素,更早的土壤解冻可以使植被返青期提前,植被生长季延长,从而促进植被生长[19-20].但与此同时,植被返青提前也可能加剧土壤水分亏缺,春季土壤水分亏缺甚至可能延续到生长季后期,从而制约植被生长[21-22];冻土退化导致的表层土壤干化也可能抑制植被生长,导致青藏高原以浅根系为主的草地发生退化[23-24].青藏高原冻土退化对植被动态的影响可能呈现复杂的时空变异性,有待进一步研究. ...
Climate warming over the past half century has led to thermal degradation of permafrost on the Qinghai-Tibet Plateau
1
2018
... 本研究采用的土壤冻融数据来自基于地貌学的生态水文模型(geomorphology-based eco-hydrological model, GBEHM)模拟结果.GBEHM模型是一个能够应用于高寒地区的分布式冻土水文模型,该模型在分布式水文模型GBHM的基础上,耦合了土壤冻融、冰雪融化等冰冻圈过程,实现了水热耦合传输过程的模拟,从而能够模拟冻土区冰冻圈水文过程的相互作用[39].基于GBEHM模型,模拟了1 km分辨率不同土壤深度的逐日土壤温度与含水量,更多信息可参考文献[40].在本研究中,描述土壤冻融特征的指标包括土壤融化开始日期(start of soil thaw, SOT)、土壤融化结束日期(end of soil thaw, EOT)以及土壤融化时长(duration of soil thaw, DOT).SOT定义为一年中最早的连续7日5 cm土壤温度高于0 ℃的日期,EOT定义为一年中最晚的连续7日5 cm土壤温度高于0 ℃的日期,而DOT则是SOT与DOT之间的时间长度.0~20 cm深度的土壤液态含水量用来代表影响植被的根区土壤水状态.若某一网格任意一层土壤至少连续两年温度低于0 ℃,则可以判断这一网格存在多年冻土[41].基于GBEHM的模拟结果,将三江源区划分为三种冻土类型:(1)多年冻土区,过去20年间始终存在多年冻土;(2)季节冻土区,过去20年间始终不存在多年冻土;(3)退化区,过去20年间多年冻土完全消融,即从存在多年冻土转化为不存在多年冻土.基于上述判断标准,三江源区冻土类型空间分布如图2(a)所示.此外,年变化深度年均地温(MAGT)是冻土研究中常用的判断冻土热稳定性的指标,MAGT小于-3 ℃通常认为是稳定多年冻土,MAGT大于0.5 ℃认为是正在发生融化的多年冻土,因而可以根据MAGT范围对冻土热稳定性进行分类[17-18],本研究基于GBEHM模型获取的三江源区年变化深度MAGT空间分布如图2(b)所示. ...
Characteristic, changes and impacts of permafrost on Qinghai-Tibet Plateau
2
2019
... 许多研究试图分析青藏高原植被变化的驱动因素,一般认为,气温和降水是青藏高原植被及其物候最重要的影响因素[3-5,12-14].植被春季物候的变化不仅受气温的影响,也受生长季开始前降水(简称季前降水)的制约,且更加干旱的区域季前降水对植被的制约作用更为明显[15].在气温与降水以外,土壤冻融变化对植被的影响也不可忽视.青藏高原广泛分布着多年冻土与季节冻土,在气候变化背景下,青藏高原冻土正在发生显著退化[16-18].寒区较长的土壤冻结期可能是植被生长的限制因素,更早的土壤解冻可以使植被返青期提前,植被生长季延长,从而促进植被生长[19-20].但与此同时,植被返青提前也可能加剧土壤水分亏缺,春季土壤水分亏缺甚至可能延续到生长季后期,从而制约植被生长[21-22];冻土退化导致的表层土壤干化也可能抑制植被生长,导致青藏高原以浅根系为主的草地发生退化[23-24].青藏高原冻土退化对植被动态的影响可能呈现复杂的时空变异性,有待进一步研究. ...
... 本研究采用的土壤冻融数据来自基于地貌学的生态水文模型(geomorphology-based eco-hydrological model, GBEHM)模拟结果.GBEHM模型是一个能够应用于高寒地区的分布式冻土水文模型,该模型在分布式水文模型GBHM的基础上,耦合了土壤冻融、冰雪融化等冰冻圈过程,实现了水热耦合传输过程的模拟,从而能够模拟冻土区冰冻圈水文过程的相互作用[39].基于GBEHM模型,模拟了1 km分辨率不同土壤深度的逐日土壤温度与含水量,更多信息可参考文献[40].在本研究中,描述土壤冻融特征的指标包括土壤融化开始日期(start of soil thaw, SOT)、土壤融化结束日期(end of soil thaw, EOT)以及土壤融化时长(duration of soil thaw, DOT).SOT定义为一年中最早的连续7日5 cm土壤温度高于0 ℃的日期,EOT定义为一年中最晚的连续7日5 cm土壤温度高于0 ℃的日期,而DOT则是SOT与DOT之间的时间长度.0~20 cm深度的土壤液态含水量用来代表影响植被的根区土壤水状态.若某一网格任意一层土壤至少连续两年温度低于0 ℃,则可以判断这一网格存在多年冻土[41].基于GBEHM的模拟结果,将三江源区划分为三种冻土类型:(1)多年冻土区,过去20年间始终存在多年冻土;(2)季节冻土区,过去20年间始终不存在多年冻土;(3)退化区,过去20年间多年冻土完全消融,即从存在多年冻土转化为不存在多年冻土.基于上述判断标准,三江源区冻土类型空间分布如图2(a)所示.此外,年变化深度年均地温(MAGT)是冻土研究中常用的判断冻土热稳定性的指标,MAGT小于-3 ℃通常认为是稳定多年冻土,MAGT大于0.5 ℃认为是正在发生融化的多年冻土,因而可以根据MAGT范围对冻土热稳定性进行分类[17-18],本研究基于GBEHM模型获取的三江源区年变化深度MAGT空间分布如图2(b)所示. ...
青藏高原多年冻土特征、变化及影响
2
2019
... 许多研究试图分析青藏高原植被变化的驱动因素,一般认为,气温和降水是青藏高原植被及其物候最重要的影响因素[3-5,12-14].植被春季物候的变化不仅受气温的影响,也受生长季开始前降水(简称季前降水)的制约,且更加干旱的区域季前降水对植被的制约作用更为明显[15].在气温与降水以外,土壤冻融变化对植被的影响也不可忽视.青藏高原广泛分布着多年冻土与季节冻土,在气候变化背景下,青藏高原冻土正在发生显著退化[16-18].寒区较长的土壤冻结期可能是植被生长的限制因素,更早的土壤解冻可以使植被返青期提前,植被生长季延长,从而促进植被生长[19-20].但与此同时,植被返青提前也可能加剧土壤水分亏缺,春季土壤水分亏缺甚至可能延续到生长季后期,从而制约植被生长[21-22];冻土退化导致的表层土壤干化也可能抑制植被生长,导致青藏高原以浅根系为主的草地发生退化[23-24].青藏高原冻土退化对植被动态的影响可能呈现复杂的时空变异性,有待进一步研究. ...
... 本研究采用的土壤冻融数据来自基于地貌学的生态水文模型(geomorphology-based eco-hydrological model, GBEHM)模拟结果.GBEHM模型是一个能够应用于高寒地区的分布式冻土水文模型,该模型在分布式水文模型GBHM的基础上,耦合了土壤冻融、冰雪融化等冰冻圈过程,实现了水热耦合传输过程的模拟,从而能够模拟冻土区冰冻圈水文过程的相互作用[39].基于GBEHM模型,模拟了1 km分辨率不同土壤深度的逐日土壤温度与含水量,更多信息可参考文献[40].在本研究中,描述土壤冻融特征的指标包括土壤融化开始日期(start of soil thaw, SOT)、土壤融化结束日期(end of soil thaw, EOT)以及土壤融化时长(duration of soil thaw, DOT).SOT定义为一年中最早的连续7日5 cm土壤温度高于0 ℃的日期,EOT定义为一年中最晚的连续7日5 cm土壤温度高于0 ℃的日期,而DOT则是SOT与DOT之间的时间长度.0~20 cm深度的土壤液态含水量用来代表影响植被的根区土壤水状态.若某一网格任意一层土壤至少连续两年温度低于0 ℃,则可以判断这一网格存在多年冻土[41].基于GBEHM的模拟结果,将三江源区划分为三种冻土类型:(1)多年冻土区,过去20年间始终存在多年冻土;(2)季节冻土区,过去20年间始终不存在多年冻土;(3)退化区,过去20年间多年冻土完全消融,即从存在多年冻土转化为不存在多年冻土.基于上述判断标准,三江源区冻土类型空间分布如图2(a)所示.此外,年变化深度年均地温(MAGT)是冻土研究中常用的判断冻土热稳定性的指标,MAGT小于-3 ℃通常认为是稳定多年冻土,MAGT大于0.5 ℃认为是正在发生融化的多年冻土,因而可以根据MAGT范围对冻土热稳定性进行分类[17-18],本研究基于GBEHM模型获取的三江源区年变化深度MAGT空间分布如图2(b)所示. ...
Impact of frozen soil changes on vegetation phenology in the source region of the Yellow River from 2003 to 2015
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2020
... 许多研究试图分析青藏高原植被变化的驱动因素,一般认为,气温和降水是青藏高原植被及其物候最重要的影响因素[3-5,12-14].植被春季物候的变化不仅受气温的影响,也受生长季开始前降水(简称季前降水)的制约,且更加干旱的区域季前降水对植被的制约作用更为明显[15].在气温与降水以外,土壤冻融变化对植被的影响也不可忽视.青藏高原广泛分布着多年冻土与季节冻土,在气候变化背景下,青藏高原冻土正在发生显著退化[16-18].寒区较长的土壤冻结期可能是植被生长的限制因素,更早的土壤解冻可以使植被返青期提前,植被生长季延长,从而促进植被生长[19-20].但与此同时,植被返青提前也可能加剧土壤水分亏缺,春季土壤水分亏缺甚至可能延续到生长季后期,从而制约植被生长[21-22];冻土退化导致的表层土壤干化也可能抑制植被生长,导致青藏高原以浅根系为主的草地发生退化[23-24].青藏高原冻土退化对植被动态的影响可能呈现复杂的时空变异性,有待进一步研究. ...
... 本研究采用岭回归方法分析三江源区植被对气候因子与土壤冻融要素变化的响应.岭回归通过引入惩罚项的方法降低回归系数的标准误差,能够有效缓解多重共线以及过拟合问题,因而在生态水文等领域得到了广泛应用[34,45].本研究在各网格通过5折交叉检验方法确定正则化参数的大小,采用归一化的气象与土壤冻融变量作为回归自变量,植被变量作为因变量,计算回归系数从而确定敏感性,敏感性绝对值最大的自变量判断为主导因子[34].本研究进行的岭回归分析包括:(1)以生长季NDVI为因变量,生长季气温、生长季降水与DOT作为自变量;(2)以SOS为因变量,季前气温、季前降水与SOT作为自变量.各网格的季前时段参考以往文献定义为多年平均SOS所在月份及上一个月份[19].为了进一步分析土壤冻融状态对水分条件与植被生长的影响,本研究也控制生长季气温与降水,计算了生长季根区土壤含水量以及生长季NDVI对DOT的偏相关系数.本文所有统计分析的显著性水平均为0.05. ...
... 以往研究采用不同卫星遥感数据产品,得到的青藏高原植被物候变化趋势有所差异[9-12],Shen等[14]基于MODIS数据分析发现在2000—2011年间青藏高原东部区域SOS有显著提前趋势,而本研究基于最近20年的MODIS卫星遥感数据分析了三江源区的生长季NDVI与植被物候变化情况,证实了在最近20年间,三江源区植被绿度总体仍然在持续改善,SOS显著提前,EOS不显著推迟,而DOS显著延长,DOS的延长主要由SOS提前贡献(图4,表2).气温和降水是植被生长季NDVI最主要的主导因素,特别地,季前降水是SOS的最重要的主导因素(图5、图7),这一认识与Shen等[15]的研究结论一致,在此基础上,本研究进一步分析了土壤冻融状态对植被生长的潜在影响.基于岭回归分析的结果表明,土壤冻融状态对植被生长的影响具有较强的空间变异性(图6、图8),在生长季温度较低的区域,土壤冻结是植被生长的制约因素,更早的SOT可能导致SOS提前与DOS延长,从而增加固碳、增加生长季NDVI[19-20],在这些区域,由于温度较低、蒸发较弱,更长的DOT以及冻土退化释放的固态冰融水可以增加植被根区土壤含水量,进而对植被生长起到促进作用.而在生长季温度相对较高的区域,更早的SOS、更长的DOT可能增加生长季早期乃至整个生长季的蒸发,从而加剧生长季的土壤水胁迫,抑制植被生长[21-22],更早的SOS也可能加剧植被受到冻害的风险,从而抵消DOT延长对植被生长的正向作用[46];此外,许多研究指出,多年冻土退化会改变冻结层上水与冻结层下水的水力联系,使得下渗增强、表层土壤变干,进而导致青藏高原短根系草地植被由于水分制约而难以生存[23-24].本研究基于偏相关分析的结果也证实了上述结论,生长季土壤水与DOT的偏相关系数随着冻土热稳定性的减弱而逐渐由正转负,这一效应在多年冻土热稳定性较差、多年冻土退化为季节冻土的区域对植被的抑制作用最为明显(图9). ...
The impacts of soil freeze/thaw dynamics on soil water transfer and spring phenology in the Tibetan Plateau
2
2018
... 许多研究试图分析青藏高原植被变化的驱动因素,一般认为,气温和降水是青藏高原植被及其物候最重要的影响因素[3-5,12-14].植被春季物候的变化不仅受气温的影响,也受生长季开始前降水(简称季前降水)的制约,且更加干旱的区域季前降水对植被的制约作用更为明显[15].在气温与降水以外,土壤冻融变化对植被的影响也不可忽视.青藏高原广泛分布着多年冻土与季节冻土,在气候变化背景下,青藏高原冻土正在发生显著退化[16-18].寒区较长的土壤冻结期可能是植被生长的限制因素,更早的土壤解冻可以使植被返青期提前,植被生长季延长,从而促进植被生长[19-20].但与此同时,植被返青提前也可能加剧土壤水分亏缺,春季土壤水分亏缺甚至可能延续到生长季后期,从而制约植被生长[21-22];冻土退化导致的表层土壤干化也可能抑制植被生长,导致青藏高原以浅根系为主的草地发生退化[23-24].青藏高原冻土退化对植被动态的影响可能呈现复杂的时空变异性,有待进一步研究. ...
... 以往研究采用不同卫星遥感数据产品,得到的青藏高原植被物候变化趋势有所差异[9-12],Shen等[14]基于MODIS数据分析发现在2000—2011年间青藏高原东部区域SOS有显著提前趋势,而本研究基于最近20年的MODIS卫星遥感数据分析了三江源区的生长季NDVI与植被物候变化情况,证实了在最近20年间,三江源区植被绿度总体仍然在持续改善,SOS显著提前,EOS不显著推迟,而DOS显著延长,DOS的延长主要由SOS提前贡献(图4,表2).气温和降水是植被生长季NDVI最主要的主导因素,特别地,季前降水是SOS的最重要的主导因素(图5、图7),这一认识与Shen等[15]的研究结论一致,在此基础上,本研究进一步分析了土壤冻融状态对植被生长的潜在影响.基于岭回归分析的结果表明,土壤冻融状态对植被生长的影响具有较强的空间变异性(图6、图8),在生长季温度较低的区域,土壤冻结是植被生长的制约因素,更早的SOT可能导致SOS提前与DOS延长,从而增加固碳、增加生长季NDVI[19-20],在这些区域,由于温度较低、蒸发较弱,更长的DOT以及冻土退化释放的固态冰融水可以增加植被根区土壤含水量,进而对植被生长起到促进作用.而在生长季温度相对较高的区域,更早的SOS、更长的DOT可能增加生长季早期乃至整个生长季的蒸发,从而加剧生长季的土壤水胁迫,抑制植被生长[21-22],更早的SOS也可能加剧植被受到冻害的风险,从而抵消DOT延长对植被生长的正向作用[46];此外,许多研究指出,多年冻土退化会改变冻结层上水与冻结层下水的水力联系,使得下渗增强、表层土壤变干,进而导致青藏高原短根系草地植被由于水分制约而难以生存[23-24].本研究基于偏相关分析的结果也证实了上述结论,生长季土壤水与DOT的偏相关系数随着冻土热稳定性的减弱而逐渐由正转负,这一效应在多年冻土热稳定性较差、多年冻土退化为季节冻土的区域对植被的抑制作用最为明显(图9). ...
Earlier springs decrease peak summer productivity in North American boreal forests
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2013
... 许多研究试图分析青藏高原植被变化的驱动因素,一般认为,气温和降水是青藏高原植被及其物候最重要的影响因素[3-5,12-14].植被春季物候的变化不仅受气温的影响,也受生长季开始前降水(简称季前降水)的制约,且更加干旱的区域季前降水对植被的制约作用更为明显[15].在气温与降水以外,土壤冻融变化对植被的影响也不可忽视.青藏高原广泛分布着多年冻土与季节冻土,在气候变化背景下,青藏高原冻土正在发生显著退化[16-18].寒区较长的土壤冻结期可能是植被生长的限制因素,更早的土壤解冻可以使植被返青期提前,植被生长季延长,从而促进植被生长[19-20].但与此同时,植被返青提前也可能加剧土壤水分亏缺,春季土壤水分亏缺甚至可能延续到生长季后期,从而制约植被生长[21-22];冻土退化导致的表层土壤干化也可能抑制植被生长,导致青藏高原以浅根系为主的草地发生退化[23-24].青藏高原冻土退化对植被动态的影响可能呈现复杂的时空变异性,有待进一步研究. ...
... 类似地,我们也分析了植被SOS对季前气温、季前降水以及SOT的敏感性.季前降水是三江源区SOS最重要的主导因素,降水主导区域主要分布在黄河源东部;相比而言,季前气温与SOT主导的区域则相对较少,SOT主导的区域主要位于长江源区南部与澜沧江源区的交界区域(图7).季前气温升高、季前降水增加在三江源区绝大多数区域会导致SOS提前,而SOT对SOS的影响则存在较大的空间变异性.在相对较暖的区域,SOS对SOT的敏感性为负,表示SOT的提前反而可能导致SOS推迟,更早的土壤解冻可能增加生长季初期的水分胁迫[21-22];而在相对较冷的区域,SOS对SOT的敏感性为正,表示在这些区域SOT可能是SOS的限制因素,SOT的提前可能导致SOS的提前,加速植被春季返青进程(图8). ...
... 以往研究采用不同卫星遥感数据产品,得到的青藏高原植被物候变化趋势有所差异[9-12],Shen等[14]基于MODIS数据分析发现在2000—2011年间青藏高原东部区域SOS有显著提前趋势,而本研究基于最近20年的MODIS卫星遥感数据分析了三江源区的生长季NDVI与植被物候变化情况,证实了在最近20年间,三江源区植被绿度总体仍然在持续改善,SOS显著提前,EOS不显著推迟,而DOS显著延长,DOS的延长主要由SOS提前贡献(图4,表2).气温和降水是植被生长季NDVI最主要的主导因素,特别地,季前降水是SOS的最重要的主导因素(图5、图7),这一认识与Shen等[15]的研究结论一致,在此基础上,本研究进一步分析了土壤冻融状态对植被生长的潜在影响.基于岭回归分析的结果表明,土壤冻融状态对植被生长的影响具有较强的空间变异性(图6、图8),在生长季温度较低的区域,土壤冻结是植被生长的制约因素,更早的SOT可能导致SOS提前与DOS延长,从而增加固碳、增加生长季NDVI[19-20],在这些区域,由于温度较低、蒸发较弱,更长的DOT以及冻土退化释放的固态冰融水可以增加植被根区土壤含水量,进而对植被生长起到促进作用.而在生长季温度相对较高的区域,更早的SOS、更长的DOT可能增加生长季早期乃至整个生长季的蒸发,从而加剧生长季的土壤水胁迫,抑制植被生长[21-22],更早的SOS也可能加剧植被受到冻害的风险,从而抵消DOT延长对植被生长的正向作用[46];此外,许多研究指出,多年冻土退化会改变冻结层上水与冻结层下水的水力联系,使得下渗增强、表层土壤变干,进而导致青藏高原短根系草地植被由于水分制约而难以生存[23-24].本研究基于偏相关分析的结果也证实了上述结论,生长季土壤水与DOT的偏相关系数随着冻土热稳定性的减弱而逐渐由正转负,这一效应在多年冻土热稳定性较差、多年冻土退化为季节冻土的区域对植被的抑制作用最为明显(图9). ...
Summer soil drying exacerbated by earlier spring greening of northern vegetation
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2020
... 许多研究试图分析青藏高原植被变化的驱动因素,一般认为,气温和降水是青藏高原植被及其物候最重要的影响因素[3-5,12-14].植被春季物候的变化不仅受气温的影响,也受生长季开始前降水(简称季前降水)的制约,且更加干旱的区域季前降水对植被的制约作用更为明显[15].在气温与降水以外,土壤冻融变化对植被的影响也不可忽视.青藏高原广泛分布着多年冻土与季节冻土,在气候变化背景下,青藏高原冻土正在发生显著退化[16-18].寒区较长的土壤冻结期可能是植被生长的限制因素,更早的土壤解冻可以使植被返青期提前,植被生长季延长,从而促进植被生长[19-20].但与此同时,植被返青提前也可能加剧土壤水分亏缺,春季土壤水分亏缺甚至可能延续到生长季后期,从而制约植被生长[21-22];冻土退化导致的表层土壤干化也可能抑制植被生长,导致青藏高原以浅根系为主的草地发生退化[23-24].青藏高原冻土退化对植被动态的影响可能呈现复杂的时空变异性,有待进一步研究. ...
... 类似地,我们也分析了植被SOS对季前气温、季前降水以及SOT的敏感性.季前降水是三江源区SOS最重要的主导因素,降水主导区域主要分布在黄河源东部;相比而言,季前气温与SOT主导的区域则相对较少,SOT主导的区域主要位于长江源区南部与澜沧江源区的交界区域(图7).季前气温升高、季前降水增加在三江源区绝大多数区域会导致SOS提前,而SOT对SOS的影响则存在较大的空间变异性.在相对较暖的区域,SOS对SOT的敏感性为负,表示SOT的提前反而可能导致SOS推迟,更早的土壤解冻可能增加生长季初期的水分胁迫[21-22];而在相对较冷的区域,SOS对SOT的敏感性为正,表示在这些区域SOT可能是SOS的限制因素,SOT的提前可能导致SOS的提前,加速植被春季返青进程(图8). ...
... 以往研究采用不同卫星遥感数据产品,得到的青藏高原植被物候变化趋势有所差异[9-12],Shen等[14]基于MODIS数据分析发现在2000—2011年间青藏高原东部区域SOS有显著提前趋势,而本研究基于最近20年的MODIS卫星遥感数据分析了三江源区的生长季NDVI与植被物候变化情况,证实了在最近20年间,三江源区植被绿度总体仍然在持续改善,SOS显著提前,EOS不显著推迟,而DOS显著延长,DOS的延长主要由SOS提前贡献(图4,表2).气温和降水是植被生长季NDVI最主要的主导因素,特别地,季前降水是SOS的最重要的主导因素(图5、图7),这一认识与Shen等[15]的研究结论一致,在此基础上,本研究进一步分析了土壤冻融状态对植被生长的潜在影响.基于岭回归分析的结果表明,土壤冻融状态对植被生长的影响具有较强的空间变异性(图6、图8),在生长季温度较低的区域,土壤冻结是植被生长的制约因素,更早的SOT可能导致SOS提前与DOS延长,从而增加固碳、增加生长季NDVI[19-20],在这些区域,由于温度较低、蒸发较弱,更长的DOT以及冻土退化释放的固态冰融水可以增加植被根区土壤含水量,进而对植被生长起到促进作用.而在生长季温度相对较高的区域,更早的SOS、更长的DOT可能增加生长季早期乃至整个生长季的蒸发,从而加剧生长季的土壤水胁迫,抑制植被生长[21-22],更早的SOS也可能加剧植被受到冻害的风险,从而抵消DOT延长对植被生长的正向作用[46];此外,许多研究指出,多年冻土退化会改变冻结层上水与冻结层下水的水力联系,使得下渗增强、表层土壤变干,进而导致青藏高原短根系草地植被由于水分制约而难以生存[23-24].本研究基于偏相关分析的结果也证实了上述结论,生长季土壤水与DOT的偏相关系数随着冻土热稳定性的减弱而逐渐由正转负,这一效应在多年冻土热稳定性较差、多年冻土退化为季节冻土的区域对植被的抑制作用最为明显(图9). ...
Impacts of permafrost degradation on hydrology and vegetation in the Source Area of the Yellow River on northeastern Qinghai-Tibet Plateau, Southwest China
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2022
... 许多研究试图分析青藏高原植被变化的驱动因素,一般认为,气温和降水是青藏高原植被及其物候最重要的影响因素[3-5,12-14].植被春季物候的变化不仅受气温的影响,也受生长季开始前降水(简称季前降水)的制约,且更加干旱的区域季前降水对植被的制约作用更为明显[15].在气温与降水以外,土壤冻融变化对植被的影响也不可忽视.青藏高原广泛分布着多年冻土与季节冻土,在气候变化背景下,青藏高原冻土正在发生显著退化[16-18].寒区较长的土壤冻结期可能是植被生长的限制因素,更早的土壤解冻可以使植被返青期提前,植被生长季延长,从而促进植被生长[19-20].但与此同时,植被返青提前也可能加剧土壤水分亏缺,春季土壤水分亏缺甚至可能延续到生长季后期,从而制约植被生长[21-22];冻土退化导致的表层土壤干化也可能抑制植被生长,导致青藏高原以浅根系为主的草地发生退化[23-24].青藏高原冻土退化对植被动态的影响可能呈现复杂的时空变异性,有待进一步研究. ...
... 以往研究采用不同卫星遥感数据产品,得到的青藏高原植被物候变化趋势有所差异[9-12],Shen等[14]基于MODIS数据分析发现在2000—2011年间青藏高原东部区域SOS有显著提前趋势,而本研究基于最近20年的MODIS卫星遥感数据分析了三江源区的生长季NDVI与植被物候变化情况,证实了在最近20年间,三江源区植被绿度总体仍然在持续改善,SOS显著提前,EOS不显著推迟,而DOS显著延长,DOS的延长主要由SOS提前贡献(图4,表2).气温和降水是植被生长季NDVI最主要的主导因素,特别地,季前降水是SOS的最重要的主导因素(图5、图7),这一认识与Shen等[15]的研究结论一致,在此基础上,本研究进一步分析了土壤冻融状态对植被生长的潜在影响.基于岭回归分析的结果表明,土壤冻融状态对植被生长的影响具有较强的空间变异性(图6、图8),在生长季温度较低的区域,土壤冻结是植被生长的制约因素,更早的SOT可能导致SOS提前与DOS延长,从而增加固碳、增加生长季NDVI[19-20],在这些区域,由于温度较低、蒸发较弱,更长的DOT以及冻土退化释放的固态冰融水可以增加植被根区土壤含水量,进而对植被生长起到促进作用.而在生长季温度相对较高的区域,更早的SOS、更长的DOT可能增加生长季早期乃至整个生长季的蒸发,从而加剧生长季的土壤水胁迫,抑制植被生长[21-22],更早的SOS也可能加剧植被受到冻害的风险,从而抵消DOT延长对植被生长的正向作用[46];此外,许多研究指出,多年冻土退化会改变冻结层上水与冻结层下水的水力联系,使得下渗增强、表层土壤变干,进而导致青藏高原短根系草地植被由于水分制约而难以生存[23-24].本研究基于偏相关分析的结果也证实了上述结论,生长季土壤水与DOT的偏相关系数随着冻土热稳定性的减弱而逐渐由正转负,这一效应在多年冻土热稳定性较差、多年冻土退化为季节冻土的区域对植被的抑制作用最为明显(图9). ...
Permafrost degradation and its environmental effects on the Tibetan Plateau: a review of recent research
2
2010
... 许多研究试图分析青藏高原植被变化的驱动因素,一般认为,气温和降水是青藏高原植被及其物候最重要的影响因素[3-5,12-14].植被春季物候的变化不仅受气温的影响,也受生长季开始前降水(简称季前降水)的制约,且更加干旱的区域季前降水对植被的制约作用更为明显[15].在气温与降水以外,土壤冻融变化对植被的影响也不可忽视.青藏高原广泛分布着多年冻土与季节冻土,在气候变化背景下,青藏高原冻土正在发生显著退化[16-18].寒区较长的土壤冻结期可能是植被生长的限制因素,更早的土壤解冻可以使植被返青期提前,植被生长季延长,从而促进植被生长[19-20].但与此同时,植被返青提前也可能加剧土壤水分亏缺,春季土壤水分亏缺甚至可能延续到生长季后期,从而制约植被生长[21-22];冻土退化导致的表层土壤干化也可能抑制植被生长,导致青藏高原以浅根系为主的草地发生退化[23-24].青藏高原冻土退化对植被动态的影响可能呈现复杂的时空变异性,有待进一步研究. ...
... 以往研究采用不同卫星遥感数据产品,得到的青藏高原植被物候变化趋势有所差异[9-12],Shen等[14]基于MODIS数据分析发现在2000—2011年间青藏高原东部区域SOS有显著提前趋势,而本研究基于最近20年的MODIS卫星遥感数据分析了三江源区的生长季NDVI与植被物候变化情况,证实了在最近20年间,三江源区植被绿度总体仍然在持续改善,SOS显著提前,EOS不显著推迟,而DOS显著延长,DOS的延长主要由SOS提前贡献(图4,表2).气温和降水是植被生长季NDVI最主要的主导因素,特别地,季前降水是SOS的最重要的主导因素(图5、图7),这一认识与Shen等[15]的研究结论一致,在此基础上,本研究进一步分析了土壤冻融状态对植被生长的潜在影响.基于岭回归分析的结果表明,土壤冻融状态对植被生长的影响具有较强的空间变异性(图6、图8),在生长季温度较低的区域,土壤冻结是植被生长的制约因素,更早的SOT可能导致SOS提前与DOS延长,从而增加固碳、增加生长季NDVI[19-20],在这些区域,由于温度较低、蒸发较弱,更长的DOT以及冻土退化释放的固态冰融水可以增加植被根区土壤含水量,进而对植被生长起到促进作用.而在生长季温度相对较高的区域,更早的SOS、更长的DOT可能增加生长季早期乃至整个生长季的蒸发,从而加剧生长季的土壤水胁迫,抑制植被生长[21-22],更早的SOS也可能加剧植被受到冻害的风险,从而抵消DOT延长对植被生长的正向作用[46];此外,许多研究指出,多年冻土退化会改变冻结层上水与冻结层下水的水力联系,使得下渗增强、表层土壤变干,进而导致青藏高原短根系草地植被由于水分制约而难以生存[23-24].本研究基于偏相关分析的结果也证实了上述结论,生长季土壤水与DOT的偏相关系数随着冻土热稳定性的减弱而逐渐由正转负,这一效应在多年冻土热稳定性较差、多年冻土退化为季节冻土的区域对植被的抑制作用最为明显(图9). ...
Review of climate change and its environmental influence on the Three-River Regions
2
2020
... 三江源区位于青藏高原中东部,是长江、黄河、澜沧江的发源地,被誉为“中华水塔”,同时也是我国重要的生态屏障区,其生态水文过程对气候变化十分敏感[25].本研究采用水文学常用的三江源区定义,以唐乃亥、直门达和昌都水文站分别作为黄河源区、长江源区和澜沧江源区的出口控制断面,得到的三江源区总面积约为3×105 km2(图1)[25-26].三江源区冻土分布广泛,其中长江源区多年冻土分布比例最高(约90%),黄河源区次之(约50%),澜沧江源区最低(约30%)[27],冻土及其孕育的高寒沼泽湿地和高寒草甸生态系统具有显著的水源涵养功能,是稳定江河源区水循环与河川径流的重要因素[28].近年来,三江源区观测到了显著的冻土退化,包括多年冻土顶板下移、分布下界抬升、融区形成与扩展、温度升高、岛状多年冻土消失等[29-31].有研究指出,尽管经历了上世纪90年代的草地退化[6-7],三江源区植被总体呈改善趋势,1982—2015年间约65%的区域NDVI呈增加趋势[32],1983—2007年间植被返青期显著提前[33],但最近20年,伴随气温持续升高与冻土持续退化,三江源区植被变化的驱动要素及其区域差异尚不清楚. ...
... [25-26].三江源区冻土分布广泛,其中长江源区多年冻土分布比例最高(约90%),黄河源区次之(约50%),澜沧江源区最低(约30%)[27],冻土及其孕育的高寒沼泽湿地和高寒草甸生态系统具有显著的水源涵养功能,是稳定江河源区水循环与河川径流的重要因素[28].近年来,三江源区观测到了显著的冻土退化,包括多年冻土顶板下移、分布下界抬升、融区形成与扩展、温度升高、岛状多年冻土消失等[29-31].有研究指出,尽管经历了上世纪90年代的草地退化[6-7],三江源区植被总体呈改善趋势,1982—2015年间约65%的区域NDVI呈增加趋势[32],1983—2007年间植被返青期显著提前[33],但最近20年,伴随气温持续升高与冻土持续退化,三江源区植被变化的驱动要素及其区域差异尚不清楚. ...
三江源区气候变化及其环境影响研究综述
2
2020
... 三江源区位于青藏高原中东部,是长江、黄河、澜沧江的发源地,被誉为“中华水塔”,同时也是我国重要的生态屏障区,其生态水文过程对气候变化十分敏感[25].本研究采用水文学常用的三江源区定义,以唐乃亥、直门达和昌都水文站分别作为黄河源区、长江源区和澜沧江源区的出口控制断面,得到的三江源区总面积约为3×105 km2(图1)[25-26].三江源区冻土分布广泛,其中长江源区多年冻土分布比例最高(约90%),黄河源区次之(约50%),澜沧江源区最低(约30%)[27],冻土及其孕育的高寒沼泽湿地和高寒草甸生态系统具有显著的水源涵养功能,是稳定江河源区水循环与河川径流的重要因素[28].近年来,三江源区观测到了显著的冻土退化,包括多年冻土顶板下移、分布下界抬升、融区形成与扩展、温度升高、岛状多年冻土消失等[29-31].有研究指出,尽管经历了上世纪90年代的草地退化[6-7],三江源区植被总体呈改善趋势,1982—2015年间约65%的区域NDVI呈增加趋势[32],1983—2007年间植被返青期显著提前[33],但最近20年,伴随气温持续升高与冻土持续退化,三江源区植被变化的驱动要素及其区域差异尚不清楚. ...
... [25-26].三江源区冻土分布广泛,其中长江源区多年冻土分布比例最高(约90%),黄河源区次之(约50%),澜沧江源区最低(约30%)[27],冻土及其孕育的高寒沼泽湿地和高寒草甸生态系统具有显著的水源涵养功能,是稳定江河源区水循环与河川径流的重要因素[28].近年来,三江源区观测到了显著的冻土退化,包括多年冻土顶板下移、分布下界抬升、融区形成与扩展、温度升高、岛状多年冻土消失等[29-31].有研究指出,尽管经历了上世纪90年代的草地退化[6-7],三江源区植被总体呈改善趋势,1982—2015年间约65%的区域NDVI呈增加趋势[32],1983—2007年间植被返青期显著提前[33],但最近20年,伴随气温持续升高与冻土持续退化,三江源区植被变化的驱动要素及其区域差异尚不清楚. ...
Runoff variation in the Three Rivers Source Region and its response to climate change
1
2012
... 三江源区位于青藏高原中东部,是长江、黄河、澜沧江的发源地,被誉为“中华水塔”,同时也是我国重要的生态屏障区,其生态水文过程对气候变化十分敏感[25].本研究采用水文学常用的三江源区定义,以唐乃亥、直门达和昌都水文站分别作为黄河源区、长江源区和澜沧江源区的出口控制断面,得到的三江源区总面积约为3×105 km2(图1)[25-26].三江源区冻土分布广泛,其中长江源区多年冻土分布比例最高(约90%),黄河源区次之(约50%),澜沧江源区最低(约30%)[27],冻土及其孕育的高寒沼泽湿地和高寒草甸生态系统具有显著的水源涵养功能,是稳定江河源区水循环与河川径流的重要因素[28].近年来,三江源区观测到了显著的冻土退化,包括多年冻土顶板下移、分布下界抬升、融区形成与扩展、温度升高、岛状多年冻土消失等[29-31].有研究指出,尽管经历了上世纪90年代的草地退化[6-7],三江源区植被总体呈改善趋势,1982—2015年间约65%的区域NDVI呈增加趋势[32],1983—2007年间植被返青期显著提前[33],但最近20年,伴随气温持续升高与冻土持续退化,三江源区植被变化的驱动要素及其区域差异尚不清楚. ...
三江源区径流演变及其对气候变化的响应
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2012
... 三江源区位于青藏高原中东部,是长江、黄河、澜沧江的发源地,被誉为“中华水塔”,同时也是我国重要的生态屏障区,其生态水文过程对气候变化十分敏感[25].本研究采用水文学常用的三江源区定义,以唐乃亥、直门达和昌都水文站分别作为黄河源区、长江源区和澜沧江源区的出口控制断面,得到的三江源区总面积约为3×105 km2(图1)[25-26].三江源区冻土分布广泛,其中长江源区多年冻土分布比例最高(约90%),黄河源区次之(约50%),澜沧江源区最低(约30%)[27],冻土及其孕育的高寒沼泽湿地和高寒草甸生态系统具有显著的水源涵养功能,是稳定江河源区水循环与河川径流的重要因素[28].近年来,三江源区观测到了显著的冻土退化,包括多年冻土顶板下移、分布下界抬升、融区形成与扩展、温度升高、岛状多年冻土消失等[29-31].有研究指出,尽管经历了上世纪90年代的草地退化[6-7],三江源区植被总体呈改善趋势,1982—2015年间约65%的区域NDVI呈增加趋势[32],1983—2007年间植被返青期显著提前[33],但最近20年,伴随气温持续升高与冻土持续退化,三江源区植被变化的驱动要素及其区域差异尚不清楚. ...
A new map of permafrost distribution on the Tibetan Plateau
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2017
... 三江源区位于青藏高原中东部,是长江、黄河、澜沧江的发源地,被誉为“中华水塔”,同时也是我国重要的生态屏障区,其生态水文过程对气候变化十分敏感[25].本研究采用水文学常用的三江源区定义,以唐乃亥、直门达和昌都水文站分别作为黄河源区、长江源区和澜沧江源区的出口控制断面,得到的三江源区总面积约为3×105 km2(图1)[25-26].三江源区冻土分布广泛,其中长江源区多年冻土分布比例最高(约90%),黄河源区次之(约50%),澜沧江源区最低(约30%)[27],冻土及其孕育的高寒沼泽湿地和高寒草甸生态系统具有显著的水源涵养功能,是稳定江河源区水循环与河川径流的重要因素[28].近年来,三江源区观测到了显著的冻土退化,包括多年冻土顶板下移、分布下界抬升、融区形成与扩展、温度升高、岛状多年冻土消失等[29-31].有研究指出,尽管经历了上世纪90年代的草地退化[6-7],三江源区植被总体呈改善趋势,1982—2015年间约65%的区域NDVI呈增加趋势[32],1983—2007年间植被返青期显著提前[33],但最近20年,伴随气温持续升高与冻土持续退化,三江源区植被变化的驱动要素及其区域差异尚不清楚. ...
Cryospheric changes and their impacts on regional water cycle and ecological conditions in the Qinghai-Tibetan Plateau
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2013
... 三江源区位于青藏高原中东部,是长江、黄河、澜沧江的发源地,被誉为“中华水塔”,同时也是我国重要的生态屏障区,其生态水文过程对气候变化十分敏感[25].本研究采用水文学常用的三江源区定义,以唐乃亥、直门达和昌都水文站分别作为黄河源区、长江源区和澜沧江源区的出口控制断面,得到的三江源区总面积约为3×105 km2(图1)[25-26].三江源区冻土分布广泛,其中长江源区多年冻土分布比例最高(约90%),黄河源区次之(约50%),澜沧江源区最低(约30%)[27],冻土及其孕育的高寒沼泽湿地和高寒草甸生态系统具有显著的水源涵养功能,是稳定江河源区水循环与河川径流的重要因素[28].近年来,三江源区观测到了显著的冻土退化,包括多年冻土顶板下移、分布下界抬升、融区形成与扩展、温度升高、岛状多年冻土消失等[29-31].有研究指出,尽管经历了上世纪90年代的草地退化[6-7],三江源区植被总体呈改善趋势,1982—2015年间约65%的区域NDVI呈增加趋势[32],1983—2007年间植被返青期显著提前[33],但最近20年,伴随气温持续升高与冻土持续退化,三江源区植被变化的驱动要素及其区域差异尚不清楚. ...
青藏高原冰冻圈变化及其对区域水循环和生态条件的影响
1
2013
... 三江源区位于青藏高原中东部,是长江、黄河、澜沧江的发源地,被誉为“中华水塔”,同时也是我国重要的生态屏障区,其生态水文过程对气候变化十分敏感[25].本研究采用水文学常用的三江源区定义,以唐乃亥、直门达和昌都水文站分别作为黄河源区、长江源区和澜沧江源区的出口控制断面,得到的三江源区总面积约为3×105 km2(图1)[25-26].三江源区冻土分布广泛,其中长江源区多年冻土分布比例最高(约90%),黄河源区次之(约50%),澜沧江源区最低(约30%)[27],冻土及其孕育的高寒沼泽湿地和高寒草甸生态系统具有显著的水源涵养功能,是稳定江河源区水循环与河川径流的重要因素[28].近年来,三江源区观测到了显著的冻土退化,包括多年冻土顶板下移、分布下界抬升、融区形成与扩展、温度升高、岛状多年冻土消失等[29-31].有研究指出,尽管经历了上世纪90年代的草地退化[6-7],三江源区植被总体呈改善趋势,1982—2015年间约65%的区域NDVI呈增加趋势[32],1983—2007年间植被返青期显著提前[33],但最近20年,伴随气温持续升高与冻土持续退化,三江源区植被变化的驱动要素及其区域差异尚不清楚. ...
Features and degradation of frozen ground in the sources area of the Yellow River, China
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2010
... 三江源区位于青藏高原中东部,是长江、黄河、澜沧江的发源地,被誉为“中华水塔”,同时也是我国重要的生态屏障区,其生态水文过程对气候变化十分敏感[25].本研究采用水文学常用的三江源区定义,以唐乃亥、直门达和昌都水文站分别作为黄河源区、长江源区和澜沧江源区的出口控制断面,得到的三江源区总面积约为3×105 km2(图1)[25-26].三江源区冻土分布广泛,其中长江源区多年冻土分布比例最高(约90%),黄河源区次之(约50%),澜沧江源区最低(约30%)[27],冻土及其孕育的高寒沼泽湿地和高寒草甸生态系统具有显著的水源涵养功能,是稳定江河源区水循环与河川径流的重要因素[28].近年来,三江源区观测到了显著的冻土退化,包括多年冻土顶板下移、分布下界抬升、融区形成与扩展、温度升高、岛状多年冻土消失等[29-31].有研究指出,尽管经历了上世纪90年代的草地退化[6-7],三江源区植被总体呈改善趋势,1982—2015年间约65%的区域NDVI呈增加趋势[32],1983—2007年间植被返青期显著提前[33],但最近20年,伴随气温持续升高与冻土持续退化,三江源区植被变化的驱动要素及其区域差异尚不清楚. ...
黄河源区冻土特征及退化趋势
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2010
... 三江源区位于青藏高原中东部,是长江、黄河、澜沧江的发源地,被誉为“中华水塔”,同时也是我国重要的生态屏障区,其生态水文过程对气候变化十分敏感[25].本研究采用水文学常用的三江源区定义,以唐乃亥、直门达和昌都水文站分别作为黄河源区、长江源区和澜沧江源区的出口控制断面,得到的三江源区总面积约为3×105 km2(图1)[25-26].三江源区冻土分布广泛,其中长江源区多年冻土分布比例最高(约90%),黄河源区次之(约50%),澜沧江源区最低(约30%)[27],冻土及其孕育的高寒沼泽湿地和高寒草甸生态系统具有显著的水源涵养功能,是稳定江河源区水循环与河川径流的重要因素[28].近年来,三江源区观测到了显著的冻土退化,包括多年冻土顶板下移、分布下界抬升、融区形成与扩展、温度升高、岛状多年冻土消失等[29-31].有研究指出,尽管经历了上世纪90年代的草地退化[6-7],三江源区植被总体呈改善趋势,1982—2015年间约65%的区域NDVI呈增加趋势[32],1983—2007年间植被返青期显著提前[33],但最近20年,伴随气温持续升高与冻土持续退化,三江源区植被变化的驱动要素及其区域差异尚不清楚. ...
Degradation of permafrost and cold-environments on the interior and eastern Qinghai Plateau
2012
Elevation-dependent thermal regime and dynamics of frozen ground in the Bayan Har Mountains, northeastern Qinghai-Tibet Plateau, southwest China
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2018
... 三江源区位于青藏高原中东部,是长江、黄河、澜沧江的发源地,被誉为“中华水塔”,同时也是我国重要的生态屏障区,其生态水文过程对气候变化十分敏感[25].本研究采用水文学常用的三江源区定义,以唐乃亥、直门达和昌都水文站分别作为黄河源区、长江源区和澜沧江源区的出口控制断面,得到的三江源区总面积约为3×105 km2(图1)[25-26].三江源区冻土分布广泛,其中长江源区多年冻土分布比例最高(约90%),黄河源区次之(约50%),澜沧江源区最低(约30%)[27],冻土及其孕育的高寒沼泽湿地和高寒草甸生态系统具有显著的水源涵养功能,是稳定江河源区水循环与河川径流的重要因素[28].近年来,三江源区观测到了显著的冻土退化,包括多年冻土顶板下移、分布下界抬升、融区形成与扩展、温度升高、岛状多年冻土消失等[29-31].有研究指出,尽管经历了上世纪90年代的草地退化[6-7],三江源区植被总体呈改善趋势,1982—2015年间约65%的区域NDVI呈增加趋势[32],1983—2007年间植被返青期显著提前[33],但最近20年,伴随气温持续升高与冻土持续退化,三江源区植被变化的驱动要素及其区域差异尚不清楚. ...
Vegetation dynamic changes and their response to ecological engineering in the Sanjiangyuan Region of China
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2020
... 三江源区位于青藏高原中东部,是长江、黄河、澜沧江的发源地,被誉为“中华水塔”,同时也是我国重要的生态屏障区,其生态水文过程对气候变化十分敏感[25].本研究采用水文学常用的三江源区定义,以唐乃亥、直门达和昌都水文站分别作为黄河源区、长江源区和澜沧江源区的出口控制断面,得到的三江源区总面积约为3×105 km2(图1)[25-26].三江源区冻土分布广泛,其中长江源区多年冻土分布比例最高(约90%),黄河源区次之(约50%),澜沧江源区最低(约30%)[27],冻土及其孕育的高寒沼泽湿地和高寒草甸生态系统具有显著的水源涵养功能,是稳定江河源区水循环与河川径流的重要因素[28].近年来,三江源区观测到了显著的冻土退化,包括多年冻土顶板下移、分布下界抬升、融区形成与扩展、温度升高、岛状多年冻土消失等[29-31].有研究指出,尽管经历了上世纪90年代的草地退化[6-7],三江源区植被总体呈改善趋势,1982—2015年间约65%的区域NDVI呈增加趋势[32],1983—2007年间植被返青期显著提前[33],但最近20年,伴随气温持续升高与冻土持续退化,三江源区植被变化的驱动要素及其区域差异尚不清楚. ...
Influences of climate warming on plant phenology in Qinghai Plateau
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2010
... 三江源区位于青藏高原中东部,是长江、黄河、澜沧江的发源地,被誉为“中华水塔”,同时也是我国重要的生态屏障区,其生态水文过程对气候变化十分敏感[25].本研究采用水文学常用的三江源区定义,以唐乃亥、直门达和昌都水文站分别作为黄河源区、长江源区和澜沧江源区的出口控制断面,得到的三江源区总面积约为3×105 km2(图1)[25-26].三江源区冻土分布广泛,其中长江源区多年冻土分布比例最高(约90%),黄河源区次之(约50%),澜沧江源区最低(约30%)[27],冻土及其孕育的高寒沼泽湿地和高寒草甸生态系统具有显著的水源涵养功能,是稳定江河源区水循环与河川径流的重要因素[28].近年来,三江源区观测到了显著的冻土退化,包括多年冻土顶板下移、分布下界抬升、融区形成与扩展、温度升高、岛状多年冻土消失等[29-31].有研究指出,尽管经历了上世纪90年代的草地退化[6-7],三江源区植被总体呈改善趋势,1982—2015年间约65%的区域NDVI呈增加趋势[32],1983—2007年间植被返青期显著提前[33],但最近20年,伴随气温持续升高与冻土持续退化,三江源区植被变化的驱动要素及其区域差异尚不清楚. ...
气候变暖对青海高原地区植物物候期的影响
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2010
... 三江源区位于青藏高原中东部,是长江、黄河、澜沧江的发源地,被誉为“中华水塔”,同时也是我国重要的生态屏障区,其生态水文过程对气候变化十分敏感[25].本研究采用水文学常用的三江源区定义,以唐乃亥、直门达和昌都水文站分别作为黄河源区、长江源区和澜沧江源区的出口控制断面,得到的三江源区总面积约为3×105 km2(图1)[25-26].三江源区冻土分布广泛,其中长江源区多年冻土分布比例最高(约90%),黄河源区次之(约50%),澜沧江源区最低(约30%)[27],冻土及其孕育的高寒沼泽湿地和高寒草甸生态系统具有显著的水源涵养功能,是稳定江河源区水循环与河川径流的重要因素[28].近年来,三江源区观测到了显著的冻土退化,包括多年冻土顶板下移、分布下界抬升、融区形成与扩展、温度升高、岛状多年冻土消失等[29-31].有研究指出,尽管经历了上世纪90年代的草地退化[6-7],三江源区植被总体呈改善趋势,1982—2015年间约65%的区域NDVI呈增加趋势[32],1983—2007年间植被返青期显著提前[33],但最近20年,伴随气温持续升高与冻土持续退化,三江源区植被变化的驱动要素及其区域差异尚不清楚. ...
Decreasing rainfall frequency contributes to earlier leaf onset in northern ecosystems
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2022
... 本研究使用中分辨率成像光谱仪(moderate resolution imaging spectroradiometer,MODIS)卫星2001—2020年间的归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)数据表征植被生长状态,采用MOD13A2产品(https://lpdaac.usgs.gov/products/mod13a2v006/),空间分辨率为1 km,时间分辨率为16 d.数据使用前首先进行了预处理,基于数据集提供的可靠性指标,对于可靠性标记为冰雪或有云的日期,采用该日期前后最近的高质量数据线性插值进行替代,得到的NDVI进一步采用Savitzky-Golay滤波方法进行平滑处理得到逐日NDVI序列[34].生长季(5—9月)NDVI多年平均值小于0.1的网格可以认为不存在植被,因而后续分析中不再考虑这些无植被网格[14]. ...
... 本研究采用岭回归方法分析三江源区植被对气候因子与土壤冻融要素变化的响应.岭回归通过引入惩罚项的方法降低回归系数的标准误差,能够有效缓解多重共线以及过拟合问题,因而在生态水文等领域得到了广泛应用[34,45].本研究在各网格通过5折交叉检验方法确定正则化参数的大小,采用归一化的气象与土壤冻融变量作为回归自变量,植被变量作为因变量,计算回归系数从而确定敏感性,敏感性绝对值最大的自变量判断为主导因子[34].本研究进行的岭回归分析包括:(1)以生长季NDVI为因变量,生长季气温、生长季降水与DOT作为自变量;(2)以SOS为因变量,季前气温、季前降水与SOT作为自变量.各网格的季前时段参考以往文献定义为多年平均SOS所在月份及上一个月份[19].为了进一步分析土壤冻融状态对水分条件与植被生长的影响,本研究也控制生长季气温与降水,计算了生长季根区土壤含水量以及生长季NDVI对DOT的偏相关系数.本文所有统计分析的显著性水平均为0.05. ...
... [34].本研究进行的岭回归分析包括:(1)以生长季NDVI为因变量,生长季气温、生长季降水与DOT作为自变量;(2)以SOS为因变量,季前气温、季前降水与SOT作为自变量.各网格的季前时段参考以往文献定义为多年平均SOS所在月份及上一个月份[19].为了进一步分析土壤冻融状态对水分条件与植被生长的影响,本研究也控制生长季气温与降水,计算了生长季根区土壤含水量以及生长季NDVI对DOT的偏相关系数.本文所有统计分析的显著性水平均为0.05. ...
The ERA5 global reanalysis
1
2020
... 本研究采用数据融合方法获取了三江源区近20年间逐日气温与降水数据.ERA5是欧洲中期天气预报中心最新发布的第五代全球大气再分析数据集,为此前发布的ERA-Interim的替代产品,在对流层模拟、全球水量平衡、土壤水等方面均有改进[35],在青藏高原的评估表明,ERA5能够较好地反映水热动态的年际与年内波动,但存在一定程度的系统偏差[36],因而可以基于观测值对其进行误差校正.以再分析数据集ERA5为背景场,采用三江源区内部及周围国家气象站点(图1)的逐日气温与降水数据对ERA5原始数据进行纠偏,气象站点观测数据在使用前进行了缺测值处理与质量控制,数据处理与纠偏方法参考文献[37].ERA5数据的原始分辨率为0.25°,经误差校正与降尺度后处理为1 km空间分辨率的逐日气温降水数据,本研究采用的误差校正方法能够有效降低ERA5原始数据在三江源区的降水湿偏差与气温冷偏差,详细信息可参考文献[38]. ...
Evaluation of reanalysis soil temperature and soil moisture products in permafrost regions on the Qinghai-Tibetan Plateau
1
2020
... 本研究采用数据融合方法获取了三江源区近20年间逐日气温与降水数据.ERA5是欧洲中期天气预报中心最新发布的第五代全球大气再分析数据集,为此前发布的ERA-Interim的替代产品,在对流层模拟、全球水量平衡、土壤水等方面均有改进[35],在青藏高原的评估表明,ERA5能够较好地反映水热动态的年际与年内波动,但存在一定程度的系统偏差[36],因而可以基于观测值对其进行误差校正.以再分析数据集ERA5为背景场,采用三江源区内部及周围国家气象站点(图1)的逐日气温与降水数据对ERA5原始数据进行纠偏,气象站点观测数据在使用前进行了缺测值处理与质量控制,数据处理与纠偏方法参考文献[37].ERA5数据的原始分辨率为0.25°,经误差校正与降尺度后处理为1 km空间分辨率的逐日气温降水数据,本研究采用的误差校正方法能够有效降低ERA5原始数据在三江源区的降水湿偏差与气温冷偏差,详细信息可参考文献[38]. ...
The first high-resolution meteorological forcing dataset for land process studies over China
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2020
... 本研究采用数据融合方法获取了三江源区近20年间逐日气温与降水数据.ERA5是欧洲中期天气预报中心最新发布的第五代全球大气再分析数据集,为此前发布的ERA-Interim的替代产品,在对流层模拟、全球水量平衡、土壤水等方面均有改进[35],在青藏高原的评估表明,ERA5能够较好地反映水热动态的年际与年内波动,但存在一定程度的系统偏差[36],因而可以基于观测值对其进行误差校正.以再分析数据集ERA5为背景场,采用三江源区内部及周围国家气象站点(图1)的逐日气温与降水数据对ERA5原始数据进行纠偏,气象站点观测数据在使用前进行了缺测值处理与质量控制,数据处理与纠偏方法参考文献[37].ERA5数据的原始分辨率为0.25°,经误差校正与降尺度后处理为1 km空间分辨率的逐日气温降水数据,本研究采用的误差校正方法能够有效降低ERA5原始数据在三江源区的降水湿偏差与气温冷偏差,详细信息可参考文献[38]. ...
Hydrological and carbon response to frozen ground change over the Tibetan Plateau
1
2021
... 本研究采用数据融合方法获取了三江源区近20年间逐日气温与降水数据.ERA5是欧洲中期天气预报中心最新发布的第五代全球大气再分析数据集,为此前发布的ERA-Interim的替代产品,在对流层模拟、全球水量平衡、土壤水等方面均有改进[35],在青藏高原的评估表明,ERA5能够较好地反映水热动态的年际与年内波动,但存在一定程度的系统偏差[36],因而可以基于观测值对其进行误差校正.以再分析数据集ERA5为背景场,采用三江源区内部及周围国家气象站点(图1)的逐日气温与降水数据对ERA5原始数据进行纠偏,气象站点观测数据在使用前进行了缺测值处理与质量控制,数据处理与纠偏方法参考文献[37].ERA5数据的原始分辨率为0.25°,经误差校正与降尺度后处理为1 km空间分辨率的逐日气温降水数据,本研究采用的误差校正方法能够有效降低ERA5原始数据在三江源区的降水湿偏差与气温冷偏差,详细信息可参考文献[38]. ...
青藏高原冻土变化的水碳效应研究
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2021
... 本研究采用数据融合方法获取了三江源区近20年间逐日气温与降水数据.ERA5是欧洲中期天气预报中心最新发布的第五代全球大气再分析数据集,为此前发布的ERA-Interim的替代产品,在对流层模拟、全球水量平衡、土壤水等方面均有改进[35],在青藏高原的评估表明,ERA5能够较好地反映水热动态的年际与年内波动,但存在一定程度的系统偏差[36],因而可以基于观测值对其进行误差校正.以再分析数据集ERA5为背景场,采用三江源区内部及周围国家气象站点(图1)的逐日气温与降水数据对ERA5原始数据进行纠偏,气象站点观测数据在使用前进行了缺测值处理与质量控制,数据处理与纠偏方法参考文献[37].ERA5数据的原始分辨率为0.25°,经误差校正与降尺度后处理为1 km空间分辨率的逐日气温降水数据,本研究采用的误差校正方法能够有效降低ERA5原始数据在三江源区的降水湿偏差与气温冷偏差,详细信息可参考文献[38]. ...
Change in frozen soils and its effect on regional hydrology, upper Heihe basin, northeastern Qinghai-Tibetan Plateau
1
2018
... 本研究采用的土壤冻融数据来自基于地貌学的生态水文模型(geomorphology-based eco-hydrological model, GBEHM)模拟结果.GBEHM模型是一个能够应用于高寒地区的分布式冻土水文模型,该模型在分布式水文模型GBHM的基础上,耦合了土壤冻融、冰雪融化等冰冻圈过程,实现了水热耦合传输过程的模拟,从而能够模拟冻土区冰冻圈水文过程的相互作用[39].基于GBEHM模型,模拟了1 km分辨率不同土壤深度的逐日土壤温度与含水量,更多信息可参考文献[40].在本研究中,描述土壤冻融特征的指标包括土壤融化开始日期(start of soil thaw, SOT)、土壤融化结束日期(end of soil thaw, EOT)以及土壤融化时长(duration of soil thaw, DOT).SOT定义为一年中最早的连续7日5 cm土壤温度高于0 ℃的日期,EOT定义为一年中最晚的连续7日5 cm土壤温度高于0 ℃的日期,而DOT则是SOT与DOT之间的时间长度.0~20 cm深度的土壤液态含水量用来代表影响植被的根区土壤水状态.若某一网格任意一层土壤至少连续两年温度低于0 ℃,则可以判断这一网格存在多年冻土[41].基于GBEHM的模拟结果,将三江源区划分为三种冻土类型:(1)多年冻土区,过去20年间始终存在多年冻土;(2)季节冻土区,过去20年间始终不存在多年冻土;(3)退化区,过去20年间多年冻土完全消融,即从存在多年冻土转化为不存在多年冻土.基于上述判断标准,三江源区冻土类型空间分布如图2(a)所示.此外,年变化深度年均地温(MAGT)是冻土研究中常用的判断冻土热稳定性的指标,MAGT小于-3 ℃通常认为是稳定多年冻土,MAGT大于0.5 ℃认为是正在发生融化的多年冻土,因而可以根据MAGT范围对冻土热稳定性进行分类[17-18],本研究基于GBEHM模型获取的三江源区年变化深度MAGT空间分布如图2(b)所示. ...
Remote sensing spatiotemporal patterns of frozen soil and the environmental controls over the Tibetan Plateau during 2002—2016
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2020
... 本研究采用的土壤冻融数据来自基于地貌学的生态水文模型(geomorphology-based eco-hydrological model, GBEHM)模拟结果.GBEHM模型是一个能够应用于高寒地区的分布式冻土水文模型,该模型在分布式水文模型GBHM的基础上,耦合了土壤冻融、冰雪融化等冰冻圈过程,实现了水热耦合传输过程的模拟,从而能够模拟冻土区冰冻圈水文过程的相互作用[39].基于GBEHM模型,模拟了1 km分辨率不同土壤深度的逐日土壤温度与含水量,更多信息可参考文献[40].在本研究中,描述土壤冻融特征的指标包括土壤融化开始日期(start of soil thaw, SOT)、土壤融化结束日期(end of soil thaw, EOT)以及土壤融化时长(duration of soil thaw, DOT).SOT定义为一年中最早的连续7日5 cm土壤温度高于0 ℃的日期,EOT定义为一年中最晚的连续7日5 cm土壤温度高于0 ℃的日期,而DOT则是SOT与DOT之间的时间长度.0~20 cm深度的土壤液态含水量用来代表影响植被的根区土壤水状态.若某一网格任意一层土壤至少连续两年温度低于0 ℃,则可以判断这一网格存在多年冻土[41].基于GBEHM的模拟结果,将三江源区划分为三种冻土类型:(1)多年冻土区,过去20年间始终存在多年冻土;(2)季节冻土区,过去20年间始终不存在多年冻土;(3)退化区,过去20年间多年冻土完全消融,即从存在多年冻土转化为不存在多年冻土.基于上述判断标准,三江源区冻土类型空间分布如图2(a)所示.此外,年变化深度年均地温(MAGT)是冻土研究中常用的判断冻土热稳定性的指标,MAGT小于-3 ℃通常认为是稳定多年冻土,MAGT大于0.5 ℃认为是正在发生融化的多年冻土,因而可以根据MAGT范围对冻土热稳定性进行分类[17-18],本研究基于GBEHM模型获取的三江源区年变化深度MAGT空间分布如图2(b)所示. ...
Statistics and characteristics of permafrost and ground-ice distribution in the Northern Hemisphere
1
1999
... 本研究采用的土壤冻融数据来自基于地貌学的生态水文模型(geomorphology-based eco-hydrological model, GBEHM)模拟结果.GBEHM模型是一个能够应用于高寒地区的分布式冻土水文模型,该模型在分布式水文模型GBHM的基础上,耦合了土壤冻融、冰雪融化等冰冻圈过程,实现了水热耦合传输过程的模拟,从而能够模拟冻土区冰冻圈水文过程的相互作用[39].基于GBEHM模型,模拟了1 km分辨率不同土壤深度的逐日土壤温度与含水量,更多信息可参考文献[40].在本研究中,描述土壤冻融特征的指标包括土壤融化开始日期(start of soil thaw, SOT)、土壤融化结束日期(end of soil thaw, EOT)以及土壤融化时长(duration of soil thaw, DOT).SOT定义为一年中最早的连续7日5 cm土壤温度高于0 ℃的日期,EOT定义为一年中最晚的连续7日5 cm土壤温度高于0 ℃的日期,而DOT则是SOT与DOT之间的时间长度.0~20 cm深度的土壤液态含水量用来代表影响植被的根区土壤水状态.若某一网格任意一层土壤至少连续两年温度低于0 ℃,则可以判断这一网格存在多年冻土[41].基于GBEHM的模拟结果,将三江源区划分为三种冻土类型:(1)多年冻土区,过去20年间始终存在多年冻土;(2)季节冻土区,过去20年间始终不存在多年冻土;(3)退化区,过去20年间多年冻土完全消融,即从存在多年冻土转化为不存在多年冻土.基于上述判断标准,三江源区冻土类型空间分布如图2(a)所示.此外,年变化深度年均地温(MAGT)是冻土研究中常用的判断冻土热稳定性的指标,MAGT小于-3 ℃通常认为是稳定多年冻土,MAGT大于0.5 ℃认为是正在发生融化的多年冻土,因而可以根据MAGT范围对冻土热稳定性进行分类[17-18],本研究基于GBEHM模型获取的三江源区年变化深度MAGT空间分布如图2(b)所示. ...
Contrasting responses of autumn-leaf senescence to daytime and night-time warming
2
2018
... 本研究提取的植被物候指标包括:生长季开始日期(start of the growing season, SOS)、生长季结束日期(end of the growing season, EOS)以及生长季长度(duration of the growing season, DOS),采用两种方法分别提取植被物候.第一种提取方法为动态阈值方法(dynamic threshold approach)[14,42],各网格分别计算NDVIratio: ...
... 式中:NDVI t 为日期t的平滑处理后的NDVI数值;NDVImin与NDVImax分别为该网格这一年度NDVI的最小值与最大值.一年中NDVIratio超过0.2的最早日期可判断为SOS[14],而下半年NDVIratio第一次下降到0.5以下的日期可判断为EOS[13,42]. ...
Light limitation regulates the response of autumn terrestrial carbon uptake to warming
2
2020
... 第二种提取物候的方法为双对数曲线法(double logistic function approach)[43].年内NDVI序列可以用以下包含7个参数的曲线进行拟合: ...
... 式中:参数a2与a3分别代表年内NDVI上升与下降阶段的振幅,各参数大小均通过非线性函数拟合来确定.SOS与EOS可通过曲线的曲率变化达到局部最大值来确定,SOS计算公式为, EOS计算公式为[43].采用两种物候提取方法得到的SOS与EOS具有很强的相关性[44],而本研究选择两种方法得到的SOS与EOS平均值进行后续分析,DOS则定义为各网格SOS与EOS之间的时间长度. ...
Possible negative effects of earlier thaw onset and longer thaw duration on vegetation greenness over the Tibetan Plateau
1
2022
... 式中:参数a2与a3分别代表年内NDVI上升与下降阶段的振幅,各参数大小均通过非线性函数拟合来确定.SOS与EOS可通过曲线的曲率变化达到局部最大值来确定,SOS计算公式为, EOS计算公式为[43].采用两种物候提取方法得到的SOS与EOS具有很强的相关性[44],而本研究选择两种方法得到的SOS与EOS平均值进行后续分析,DOS则定义为各网格SOS与EOS之间的时间长度. ...
Leaf senescence exhibits stronger climatic responses during warm than during cold autumns
1
2020
... 本研究采用岭回归方法分析三江源区植被对气候因子与土壤冻融要素变化的响应.岭回归通过引入惩罚项的方法降低回归系数的标准误差,能够有效缓解多重共线以及过拟合问题,因而在生态水文等领域得到了广泛应用[34,45].本研究在各网格通过5折交叉检验方法确定正则化参数的大小,采用归一化的气象与土壤冻融变量作为回归自变量,植被变量作为因变量,计算回归系数从而确定敏感性,敏感性绝对值最大的自变量判断为主导因子[34].本研究进行的岭回归分析包括:(1)以生长季NDVI为因变量,生长季气温、生长季降水与DOT作为自变量;(2)以SOS为因变量,季前气温、季前降水与SOT作为自变量.各网格的季前时段参考以往文献定义为多年平均SOS所在月份及上一个月份[19].为了进一步分析土壤冻融状态对水分条件与植被生长的影响,本研究也控制生长季气温与降水,计算了生长季根区土壤含水量以及生长季NDVI对DOT的偏相关系数.本文所有统计分析的显著性水平均为0.05. ...
Extension of the growing season increases vegetation exposure to frost
1
2018
... 以往研究采用不同卫星遥感数据产品,得到的青藏高原植被物候变化趋势有所差异[9-12],Shen等[14]基于MODIS数据分析发现在2000—2011年间青藏高原东部区域SOS有显著提前趋势,而本研究基于最近20年的MODIS卫星遥感数据分析了三江源区的生长季NDVI与植被物候变化情况,证实了在最近20年间,三江源区植被绿度总体仍然在持续改善,SOS显著提前,EOS不显著推迟,而DOS显著延长,DOS的延长主要由SOS提前贡献(图4,表2).气温和降水是植被生长季NDVI最主要的主导因素,特别地,季前降水是SOS的最重要的主导因素(图5、图7),这一认识与Shen等[15]的研究结论一致,在此基础上,本研究进一步分析了土壤冻融状态对植被生长的潜在影响.基于岭回归分析的结果表明,土壤冻融状态对植被生长的影响具有较强的空间变异性(图6、图8),在生长季温度较低的区域,土壤冻结是植被生长的制约因素,更早的SOT可能导致SOS提前与DOS延长,从而增加固碳、增加生长季NDVI[19-20],在这些区域,由于温度较低、蒸发较弱,更长的DOT以及冻土退化释放的固态冰融水可以增加植被根区土壤含水量,进而对植被生长起到促进作用.而在生长季温度相对较高的区域,更早的SOS、更长的DOT可能增加生长季早期乃至整个生长季的蒸发,从而加剧生长季的土壤水胁迫,抑制植被生长[21-22],更早的SOS也可能加剧植被受到冻害的风险,从而抵消DOT延长对植被生长的正向作用[46];此外,许多研究指出,多年冻土退化会改变冻结层上水与冻结层下水的水力联系,使得下渗增强、表层土壤变干,进而导致青藏高原短根系草地植被由于水分制约而难以生存[23-24].本研究基于偏相关分析的结果也证实了上述结论,生长季土壤水与DOT的偏相关系数随着冻土热稳定性的减弱而逐渐由正转负,这一效应在多年冻土热稳定性较差、多年冻土退化为季节冻土的区域对植被的抑制作用最为明显(图9). ...
Data-driven mapping of the spatial distribution and potential changes of frozen ground over the Tibetan Plateau
1
2019
... 随着气候变暖,青藏高原冻土持续退化,且未来退化可能更为剧烈,有研究指出,到2090年代,青藏高原多年冻土面积可能进一步减小约44%(RCP4.5),多年冻土活动层厚度可能进一步增加约0.7 m(RCP4.5)甚至1.5 m(RCP8.5)[47-48],在此背景下,分析冻土变化对植被的影响具有十分重要的意义.本研究的结果表明,更早的土壤解冻和更长的土壤融化时段对植被生长未必起到促进作用,在青藏高原某些区域,DOT增加可能会通过加剧土壤水分胁迫从而抑制植被生长,这和以往研究在北极得到的结果存在一定差异[49].以往研究大多认为气候变暖会导致冻土区的植被生长改善、固碳增强[50-52],但如果考虑冻土水文过程对植被的影响,冻土区未来植被固碳量变化仍有待进一步评估.近来,许多研究探讨在气候变暖、冻土退化背景下,青藏高原冻土区未来是否会转化为净碳源,一方面,温度条件的改善、生长季的延长以及CO2浓度的升高会增加植被生产力,但另一方面,土壤温度升高也会促进土壤呼吸、部分深层冻土碳也可能由于冻土退化而分解释放[48,53-54].一些研究认为,未来气候下由于植被生长改善而导致的植被固碳增加将超过冻土碳释放,青藏高原在未来仍然是一个稳定碳汇[55],但在这一争论中,高原植被生长对土壤冻融状态的响应没有得到充分的考虑.土壤冻融变化不仅能够改变土壤水分状态,还能够影响生物地球过程与微生物活动从而影响植被生长与生产力[56].未来研究需要充分考虑土壤冻融变化对植被生长及固碳能力的影响,从而合理评估气候变化下的三江源区乃至整个青藏高原的碳收支变化. ...
Permafrost thawing puts the frozen carbon at risk over the Tibetan Plateau
2
2020
... 随着气候变暖,青藏高原冻土持续退化,且未来退化可能更为剧烈,有研究指出,到2090年代,青藏高原多年冻土面积可能进一步减小约44%(RCP4.5),多年冻土活动层厚度可能进一步增加约0.7 m(RCP4.5)甚至1.5 m(RCP8.5)[47-48],在此背景下,分析冻土变化对植被的影响具有十分重要的意义.本研究的结果表明,更早的土壤解冻和更长的土壤融化时段对植被生长未必起到促进作用,在青藏高原某些区域,DOT增加可能会通过加剧土壤水分胁迫从而抑制植被生长,这和以往研究在北极得到的结果存在一定差异[49].以往研究大多认为气候变暖会导致冻土区的植被生长改善、固碳增强[50-52],但如果考虑冻土水文过程对植被的影响,冻土区未来植被固碳量变化仍有待进一步评估.近来,许多研究探讨在气候变暖、冻土退化背景下,青藏高原冻土区未来是否会转化为净碳源,一方面,温度条件的改善、生长季的延长以及CO2浓度的升高会增加植被生产力,但另一方面,土壤温度升高也会促进土壤呼吸、部分深层冻土碳也可能由于冻土退化而分解释放[48,53-54].一些研究认为,未来气候下由于植被生长改善而导致的植被固碳增加将超过冻土碳释放,青藏高原在未来仍然是一个稳定碳汇[55],但在这一争论中,高原植被生长对土壤冻融状态的响应没有得到充分的考虑.土壤冻融变化不仅能够改变土壤水分状态,还能够影响生物地球过程与微生物活动从而影响植被生长与生产力[56].未来研究需要充分考虑土壤冻融变化对植被生长及固碳能力的影响,从而合理评估气候变化下的三江源区乃至整个青藏高原的碳收支变化. ...
... [48,53-54].一些研究认为,未来气候下由于植被生长改善而导致的植被固碳增加将超过冻土碳释放,青藏高原在未来仍然是一个稳定碳汇[55],但在这一争论中,高原植被生长对土壤冻融状态的响应没有得到充分的考虑.土壤冻融变化不仅能够改变土壤水分状态,还能够影响生物地球过程与微生物活动从而影响植被生长与生产力[56].未来研究需要充分考虑土壤冻融变化对植被生长及固碳能力的影响,从而合理评估气候变化下的三江源区乃至整个青藏高原的碳收支变化. ...
Vegetation green-up date is more sensitive to permafrost degradation than climate change in spring across the northern permafrost region
1
2022
... 随着气候变暖,青藏高原冻土持续退化,且未来退化可能更为剧烈,有研究指出,到2090年代,青藏高原多年冻土面积可能进一步减小约44%(RCP4.5),多年冻土活动层厚度可能进一步增加约0.7 m(RCP4.5)甚至1.5 m(RCP8.5)[47-48],在此背景下,分析冻土变化对植被的影响具有十分重要的意义.本研究的结果表明,更早的土壤解冻和更长的土壤融化时段对植被生长未必起到促进作用,在青藏高原某些区域,DOT增加可能会通过加剧土壤水分胁迫从而抑制植被生长,这和以往研究在北极得到的结果存在一定差异[49].以往研究大多认为气候变暖会导致冻土区的植被生长改善、固碳增强[50-52],但如果考虑冻土水文过程对植被的影响,冻土区未来植被固碳量变化仍有待进一步评估.近来,许多研究探讨在气候变暖、冻土退化背景下,青藏高原冻土区未来是否会转化为净碳源,一方面,温度条件的改善、生长季的延长以及CO2浓度的升高会增加植被生产力,但另一方面,土壤温度升高也会促进土壤呼吸、部分深层冻土碳也可能由于冻土退化而分解释放[48,53-54].一些研究认为,未来气候下由于植被生长改善而导致的植被固碳增加将超过冻土碳释放,青藏高原在未来仍然是一个稳定碳汇[55],但在这一争论中,高原植被生长对土壤冻融状态的响应没有得到充分的考虑.土壤冻融变化不仅能够改变土壤水分状态,还能够影响生物地球过程与微生物活动从而影响植被生长与生产力[56].未来研究需要充分考虑土壤冻融变化对植被生长及固碳能力的影响,从而合理评估气候变化下的三江源区乃至整个青藏高原的碳收支变化. ...
Northern Hemisphere greening in association with warming permafrost
1
2020
... 随着气候变暖,青藏高原冻土持续退化,且未来退化可能更为剧烈,有研究指出,到2090年代,青藏高原多年冻土面积可能进一步减小约44%(RCP4.5),多年冻土活动层厚度可能进一步增加约0.7 m(RCP4.5)甚至1.5 m(RCP8.5)[47-48],在此背景下,分析冻土变化对植被的影响具有十分重要的意义.本研究的结果表明,更早的土壤解冻和更长的土壤融化时段对植被生长未必起到促进作用,在青藏高原某些区域,DOT增加可能会通过加剧土壤水分胁迫从而抑制植被生长,这和以往研究在北极得到的结果存在一定差异[49].以往研究大多认为气候变暖会导致冻土区的植被生长改善、固碳增强[50-52],但如果考虑冻土水文过程对植被的影响,冻土区未来植被固碳量变化仍有待进一步评估.近来,许多研究探讨在气候变暖、冻土退化背景下,青藏高原冻土区未来是否会转化为净碳源,一方面,温度条件的改善、生长季的延长以及CO2浓度的升高会增加植被生产力,但另一方面,土壤温度升高也会促进土壤呼吸、部分深层冻土碳也可能由于冻土退化而分解释放[48,53-54].一些研究认为,未来气候下由于植被生长改善而导致的植被固碳增加将超过冻土碳释放,青藏高原在未来仍然是一个稳定碳汇[55],但在这一争论中,高原植被生长对土壤冻融状态的响应没有得到充分的考虑.土壤冻融变化不仅能够改变土壤水分状态,还能够影响生物地球过程与微生物活动从而影响植被生长与生产力[56].未来研究需要充分考虑土壤冻融变化对植被生长及固碳能力的影响,从而合理评估气候变化下的三江源区乃至整个青藏高原的碳收支变化. ...
Satellite detection of increasing Northern Hemisphere non-frozen seasons from 1979 to 2008: implications for regional vegetation growth
2012
Responses of alpine grassland on Qinghai-Tibetan plateau to climate warming and permafrost degradation: a modeling perspective
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2014
... 随着气候变暖,青藏高原冻土持续退化,且未来退化可能更为剧烈,有研究指出,到2090年代,青藏高原多年冻土面积可能进一步减小约44%(RCP4.5),多年冻土活动层厚度可能进一步增加约0.7 m(RCP4.5)甚至1.5 m(RCP8.5)[47-48],在此背景下,分析冻土变化对植被的影响具有十分重要的意义.本研究的结果表明,更早的土壤解冻和更长的土壤融化时段对植被生长未必起到促进作用,在青藏高原某些区域,DOT增加可能会通过加剧土壤水分胁迫从而抑制植被生长,这和以往研究在北极得到的结果存在一定差异[49].以往研究大多认为气候变暖会导致冻土区的植被生长改善、固碳增强[50-52],但如果考虑冻土水文过程对植被的影响,冻土区未来植被固碳量变化仍有待进一步评估.近来,许多研究探讨在气候变暖、冻土退化背景下,青藏高原冻土区未来是否会转化为净碳源,一方面,温度条件的改善、生长季的延长以及CO2浓度的升高会增加植被生产力,但另一方面,土壤温度升高也会促进土壤呼吸、部分深层冻土碳也可能由于冻土退化而分解释放[48,53-54].一些研究认为,未来气候下由于植被生长改善而导致的植被固碳增加将超过冻土碳释放,青藏高原在未来仍然是一个稳定碳汇[55],但在这一争论中,高原植被生长对土壤冻融状态的响应没有得到充分的考虑.土壤冻融变化不仅能够改变土壤水分状态,还能够影响生物地球过程与微生物活动从而影响植被生长与生产力[56].未来研究需要充分考虑土壤冻融变化对植被生长及固碳能力的影响,从而合理评估气候变化下的三江源区乃至整个青藏高原的碳收支变化. ...
Permafrost degradation diminishes terrestrial ecosystem carbon sequestration capacity on the Qinghai-Tibetan Plateau
1
2022
... 随着气候变暖,青藏高原冻土持续退化,且未来退化可能更为剧烈,有研究指出,到2090年代,青藏高原多年冻土面积可能进一步减小约44%(RCP4.5),多年冻土活动层厚度可能进一步增加约0.7 m(RCP4.5)甚至1.5 m(RCP8.5)[47-48],在此背景下,分析冻土变化对植被的影响具有十分重要的意义.本研究的结果表明,更早的土壤解冻和更长的土壤融化时段对植被生长未必起到促进作用,在青藏高原某些区域,DOT增加可能会通过加剧土壤水分胁迫从而抑制植被生长,这和以往研究在北极得到的结果存在一定差异[49].以往研究大多认为气候变暖会导致冻土区的植被生长改善、固碳增强[50-52],但如果考虑冻土水文过程对植被的影响,冻土区未来植被固碳量变化仍有待进一步评估.近来,许多研究探讨在气候变暖、冻土退化背景下,青藏高原冻土区未来是否会转化为净碳源,一方面,温度条件的改善、生长季的延长以及CO2浓度的升高会增加植被生产力,但另一方面,土壤温度升高也会促进土壤呼吸、部分深层冻土碳也可能由于冻土退化而分解释放[48,53-54].一些研究认为,未来气候下由于植被生长改善而导致的植被固碳增加将超过冻土碳释放,青藏高原在未来仍然是一个稳定碳汇[55],但在这一争论中,高原植被生长对土壤冻融状态的响应没有得到充分的考虑.土壤冻融变化不仅能够改变土壤水分状态,还能够影响生物地球过程与微生物活动从而影响植被生长与生产力[56].未来研究需要充分考虑土壤冻融变化对植被生长及固碳能力的影响,从而合理评估气候变化下的三江源区乃至整个青藏高原的碳收支变化. ...
Warming could shift steppes to carbon sinks and meadows to carbon sources in permafrost regions: evidence from the improved IBIS model
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2021
... 随着气候变暖,青藏高原冻土持续退化,且未来退化可能更为剧烈,有研究指出,到2090年代,青藏高原多年冻土面积可能进一步减小约44%(RCP4.5),多年冻土活动层厚度可能进一步增加约0.7 m(RCP4.5)甚至1.5 m(RCP8.5)[47-48],在此背景下,分析冻土变化对植被的影响具有十分重要的意义.本研究的结果表明,更早的土壤解冻和更长的土壤融化时段对植被生长未必起到促进作用,在青藏高原某些区域,DOT增加可能会通过加剧土壤水分胁迫从而抑制植被生长,这和以往研究在北极得到的结果存在一定差异[49].以往研究大多认为气候变暖会导致冻土区的植被生长改善、固碳增强[50-52],但如果考虑冻土水文过程对植被的影响,冻土区未来植被固碳量变化仍有待进一步评估.近来,许多研究探讨在气候变暖、冻土退化背景下,青藏高原冻土区未来是否会转化为净碳源,一方面,温度条件的改善、生长季的延长以及CO2浓度的升高会增加植被生产力,但另一方面,土壤温度升高也会促进土壤呼吸、部分深层冻土碳也可能由于冻土退化而分解释放[48,53-54].一些研究认为,未来气候下由于植被生长改善而导致的植被固碳增加将超过冻土碳释放,青藏高原在未来仍然是一个稳定碳汇[55],但在这一争论中,高原植被生长对土壤冻融状态的响应没有得到充分的考虑.土壤冻融变化不仅能够改变土壤水分状态,还能够影响生物地球过程与微生物活动从而影响植被生长与生产力[56].未来研究需要充分考虑土壤冻融变化对植被生长及固碳能力的影响,从而合理评估气候变化下的三江源区乃至整个青藏高原的碳收支变化. ...
Plant uptake of CO2 outpaces losses from permafrost and plant respiration on the Tibetan Plateau
1
2021
... 随着气候变暖,青藏高原冻土持续退化,且未来退化可能更为剧烈,有研究指出,到2090年代,青藏高原多年冻土面积可能进一步减小约44%(RCP4.5),多年冻土活动层厚度可能进一步增加约0.7 m(RCP4.5)甚至1.5 m(RCP8.5)[47-48],在此背景下,分析冻土变化对植被的影响具有十分重要的意义.本研究的结果表明,更早的土壤解冻和更长的土壤融化时段对植被生长未必起到促进作用,在青藏高原某些区域,DOT增加可能会通过加剧土壤水分胁迫从而抑制植被生长,这和以往研究在北极得到的结果存在一定差异[49].以往研究大多认为气候变暖会导致冻土区的植被生长改善、固碳增强[50-52],但如果考虑冻土水文过程对植被的影响,冻土区未来植被固碳量变化仍有待进一步评估.近来,许多研究探讨在气候变暖、冻土退化背景下,青藏高原冻土区未来是否会转化为净碳源,一方面,温度条件的改善、生长季的延长以及CO2浓度的升高会增加植被生产力,但另一方面,土壤温度升高也会促进土壤呼吸、部分深层冻土碳也可能由于冻土退化而分解释放[48,53-54].一些研究认为,未来气候下由于植被生长改善而导致的植被固碳增加将超过冻土碳释放,青藏高原在未来仍然是一个稳定碳汇[55],但在这一争论中,高原植被生长对土壤冻融状态的响应没有得到充分的考虑.土壤冻融变化不仅能够改变土壤水分状态,还能够影响生物地球过程与微生物活动从而影响植被生长与生产力[56].未来研究需要充分考虑土壤冻融变化对植被生长及固碳能力的影响,从而合理评估气候变化下的三江源区乃至整个青藏高原的碳收支变化. ...
Impacts of climate-induced permafrost degradation on vegetation: a review
1
2021
... 随着气候变暖,青藏高原冻土持续退化,且未来退化可能更为剧烈,有研究指出,到2090年代,青藏高原多年冻土面积可能进一步减小约44%(RCP4.5),多年冻土活动层厚度可能进一步增加约0.7 m(RCP4.5)甚至1.5 m(RCP8.5)[47-48],在此背景下,分析冻土变化对植被的影响具有十分重要的意义.本研究的结果表明,更早的土壤解冻和更长的土壤融化时段对植被生长未必起到促进作用,在青藏高原某些区域,DOT增加可能会通过加剧土壤水分胁迫从而抑制植被生长,这和以往研究在北极得到的结果存在一定差异[49].以往研究大多认为气候变暖会导致冻土区的植被生长改善、固碳增强[50-52],但如果考虑冻土水文过程对植被的影响,冻土区未来植被固碳量变化仍有待进一步评估.近来,许多研究探讨在气候变暖、冻土退化背景下,青藏高原冻土区未来是否会转化为净碳源,一方面,温度条件的改善、生长季的延长以及CO2浓度的升高会增加植被生产力,但另一方面,土壤温度升高也会促进土壤呼吸、部分深层冻土碳也可能由于冻土退化而分解释放[48,53-54].一些研究认为,未来气候下由于植被生长改善而导致的植被固碳增加将超过冻土碳释放,青藏高原在未来仍然是一个稳定碳汇[55],但在这一争论中,高原植被生长对土壤冻融状态的响应没有得到充分的考虑.土壤冻融变化不仅能够改变土壤水分状态,还能够影响生物地球过程与微生物活动从而影响植被生长与生产力[56].未来研究需要充分考虑土壤冻融变化对植被生长及固碳能力的影响,从而合理评估气候变化下的三江源区乃至整个青藏高原的碳收支变化. ...