藏北高寒草地植被降水利用效率对增温的响应

植被降水利用效率(PUE)是量化陆地生态系统碳水耦合机制的一个关键指标,然而气候变暖如何影响青藏高原高寒草地生态系统的植被降水利用效率仍不清楚。2010年在藏北高原3个海拔(4313、4513和4693 m)上布设了增温试验平台,采用开顶式增温箱模拟气候变暖。利用农业多光谱相机获得了2014–2015年和2017–2018年植被的归一化植被指数(NDVI)和土壤调节植被指数(SAVI),并利用观测的NDVI计算了地上生物量(AGB)。利用微气候观测系统对土壤温度、土壤湿度、空气温度和相对湿度进行了观测,并计算了饱和水汽压差。结果表明:试验增温极显著(P<0.001)增加了空气温度(Ta)、土壤温度(Ts)和饱和水汽压差(VPD),而对AGB、NDVI和SAVI无显著影响(P>0.05)。试验增温显著(P<0.05)降低了海拔4313 m 4年平均的植被降水利用效率,即导致了相对干旱年份的植被降水利用效率的显著(P<0.05)减少,而对相对湿润年份的植被降水利用效率无显著影响(P>0.05)。试验增温没有显著改变海拔4513和4693 m的植被降水利用效率。总体而言,试验增温增加了3个海拔间的植被降水利用效率的差异。因此,藏北高寒草地生态系统的植被降水利用效率的温度敏感性随着海拔和观测年份的变化而变化;且气候变暖重构了藏北高原高寒草地生态系统的植被降水利用效率的海拔分布格局,即气候变暖增强了藏北不同海拔的高寒草地生态系统的植被降水利用效率的异质性。

藏北高原高寒草甸植被生产力对冷暖季放牧的响应

为了更好地预测放牧活动对青藏高原高寒草地生态系统时空格局变化的影响。2008年7月在藏北3个高寒草地生态系统进行了围栏与自由放牧对比试验,包括1个高寒草原化草甸冷季放牧样地(ASMWP)、1个高寒草原化草甸暖季放牧样地(ASMSP)和1个高寒草甸暖季放牧样地(AMSP)。本研究通过观测2012~2015年生长季的归一化植被指数(NDVI)、绿波段归一化植被指数(GNDVI)、土壤调节植被指数(SAVI)、地上生物量(AGB)和总初级生产力(GPP),探讨了暖季放牧和冷季放牧对高寒草地植被生产的影响差异以及不同类型高寒草地植被生产对放牧的响应差异。结果表明:冷季放牧使ASMWP的2012~2015年平均的NDVI显著下降22.27%,SAVI显著下降23.50%,AGB显著下降17.28%,GPP显著下降22.48%,而暖季放牧对ASMSP和AMSP的2012~2015年平均的NDVI、SAVI、AGB和GPP则都没有显著影响。放牧使ASMSP样地2012~2015年平均的GNDVI下降15.33%(p=0.091),而对ASMWP和AMSP样地的2012~2015年平均GNDVI无显著影响。因此,放牧对植被指数、地上生物量和总初级生产力的影响与放牧季节和草地类型有关。