水保所知识产出(1956---)知识库

气候变化是影响生态系统空间地理分布、结构和功能的主要因素。为了从长时间序列大空间尺度上了解气
候变化对草地生态系统的影响及其反馈机制，本研究利用综合顺序分类法及分段模型分别模拟了１９１１－２０１０年
间全球草地生态系统及净初级生产力（ＮＰＰ）的时空动态，并通过相关性分析揭示草地ＮＰＰ对不同气候因子的响
应。结果表明，在过去的百年间，全球草地面积从１９２０ｓ的５１７５．７３万ｋｍ２ 下降到１９９０ｓ的５１０２．１６万ｋｍ２，其中
冻原与高山草地类组的面积下降最多，为１９２．３５万ｋｍ２，荒漠草地类组、典型草地类组和温带湿润草地类组的面
积分别下降了１４．３１、３４．１５和７０．８１万ｋｍ２，而热带萨王纳类组的面积增加了２３８．０６万ｋｍ２。在气候变化的影响
下，大多数草地类组的重心均向北方移动，在北半球尤为明显。全球草地ＮＰＰ从１９２０ｓ的２５．９３Ｐｇ ＤＷ／年增加到
１９９０ｓ的２６．６７Ｐｇ ＤＷ／年。就各草地类组而言，冻原与高山草地类组、荒漠草地类组、典型草地类组、温带湿润草
地类组的ＮＰＰ均呈现下降趋势，分别下降了７０９．５７、２４．９８、１１５．７４和２９１．５６Ｔｇ ＤＷ／年，而热带萨王纳类组的
ＮＰＰ则增加了１８８７．３７Ｔｇ ＤＷ／年。从全球尺度来看，降水是影响草地ＮＰＰ的主要气候因子。总的来说，近百年
气候变化对全球草地生态系统产生了深刻的影响，尽管草地ＮＰＰ呈现增加的趋势，但暖湿化的气候变化对草地生
态系统的结构和空间分布产生了不利的影响。

Ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ ｈａｓ ａ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ．
Ｔｏ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ａｎｄ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｎ ａ ｌａｒｇｅ ｓｐａｔｉａｌ ａｎｄ ｔｅｍｐｏｒａｌ
ｓｃａｌｅ，ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｓｈｉｆｔ ｒａｎｇｅｓ ａｎｄ ｎｅｔ ｐｒｉｍａｒｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ（ＮＰＰ）ｏｆ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ａｃｒｏｓｓ ｔｈｅ ｇｌｏｂｅｆｒｏｍ １９１１ｔｏ ２０１０ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ（ＣＳＣＳ）ａｎｄ ａ
ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ．Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗａｓ ａｌｓｏ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｔｏ ｒｅｖｅａｌ ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｏｆ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｔｙｐｅｓ ｔｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｃｌｉｍａｔｅ ｖａｒｉａｂｌｅｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｇｌｏｂａｌ ａｒｅａ ｏｆ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ｄｅｃｌｉｎｅｄ ｆｒｏｍ
５１７５．７３×１０４ ｋｍ２ ｉｎ ｔｈｅ １９２０ｓｔｏ ５１０２．１６×１０４ ｋｍ２ ｉｎ ｔｈｅ １９９０ｓ．Ｔｈｅ ｌａｒｇｅｓｔ ｄｅｃｒｅａｓｅ，１９２．３５×１０４ ｋｍ２，ｏｃｃｕｒｒｅｄ
ｉｎ ｔｕｎｄｒａ ＆ａｌｐｉｎｅ ｓｔｅｐｐｅ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ．Ｔｈｅ ａｒｅａｓ ｏｆ ｄｅｓｅｒｔ ｇｒａｓｓｌａｎｄ，ｔｙｐｉｃａｌ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｅ
ｈｕｍｉｄ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ １４．３１，３４．１５ａｎｄ ７０．８１×１０４ ｋｍ２ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｗｈｉｌｅ ｔｒｏｐｉｃａｌ ｓａｖａｎｎａ ｅｘｐａｎｄｅｄ
ｂｙ ２３８．０６×１０４ ｋｍ２．Ｃｌｉｍａｔｅ ｗａｒｍｉｎｇ ｆｏｒｃｅｄ ｍｏｓｔ ｇｒａｓｓｌａｎｄｓ ｔｏ ｓｈｉｆｔ ｎｏｒｔｈｗａｒｄｓ，ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｎｏｒｔｈｅｒｎ
ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅ．Ｇｌｏｂａｌ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ＮＰＰ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ２５．９３Ｐｇ ＤＷ／ｙｒ ｉｎ ｔｈｅ １９２０ｓｔｏ ２６．６７Ｐｇ ＤＷ／ｙｒ ｉｎ ｔｈｅ
１９９０ｓ．Ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｅａｃｈ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｔｙｐｅ，ｔｈｅ ＮＰＰ ｏｆ ｔｈｅ ｔｕｎｄｒａ ａｎｄ ａｌｐｉｎｅ ｓｔｅｐｐｅ，ｄｅｓｅｒｔ ｇｒａｓｓｌａｎｄ，ｔｙｐｉｃａｌ
ｇｒａｓｓｌａｎｄ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｅ ｈｕｍｉｄ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ７０９．５７，２４．９８，１１５．７４ａｎｄ ２９１．５６Ｔｇ ＤＷ／ｙｒ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．
Ｔｈｅ ＮＰＰ ｏｆ ｔｒｏｐｉｃａｌ ｓａｖａｎｎａ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ １８８７．３７Ｔｇ ＤＷ／ｙｒ．Ａｔ ｔｈｅ ｇｌｏｂａｌ ｓｃａｌｅ，ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｗａｓ ｔｈｅ
ｄｏｍｉｎａｎｔ ｆａｃｔｏｒ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ＮＰＰ．Ｉｎ ｇｅｎｅｒａｌ，ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ
ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｖｅｒ ｔｈｅ ｐａｓｔ １００ｙｅａｒｓ．Ａｌｔｈｏｕｇｈ ｔｈｅ ｇｌｏｂａｌ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ＮＰＰ ｓｈｏｗｅｄ ａｎ ｏｖｅｒａｌｌ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｒｅｎｄ，
ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ｈａｄ ｂｅｅｎ ａｄｖｅｒｓｅｌｙ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｗａｒｍｅｒ ａｎｄ
ｗｅｔｔｅｒ ｃｌｉｍａｔｅ．