干旱对青藏高原高寒草甸生产力的影响以及恢复的研究

Model prediction and observation records show that the frequency and intensity of the extreme weather events (such as drought, heavy rainfall and high temperature) has an increasing trend in the future. The studies of the impact of extreme weather events on terrestrial ecosystems, especially drought, become the current hot spots. The highly sensitive nature of the Tibetan Plateau on Climate Change and the unique climate characteristics makes it one of the best research objects. Therefore, the project intends to mimic extreme drought event by using rainfall shelter in order to investigate the drought impacts on alpine meadow. After the drought event, we separate the sample plots into two groups and apply two different precipitations in order to explore the relationship between the rainfall and recovery rate. At the same time, the observed data will be used to optimize and validate the grassland ecosystem model (PaSim). As a consequence, the observed data of this project will be contributed to the database of the global terrestrial ecosystem response to extreme climate event. The optimized and validated PaSim model could be used to simulate the impact of drought on alpine meadow and simulate the recovery processes under different climate scenarios when more observational data are available in the future.

模型预测及观测记录显示极端气候事件（如干旱、强降水和高温等）出现的频率和强度将有不断增加的趋势。研究极端气候事件尤其是极端干旱对陆地生态系统的影响成为当前的热点。而青藏高原对气候变化的高度敏感性和独特的气候特征使它成为最佳的研究对象。因此，本项目拟通过干旱模拟试验研究青藏高原高寒草甸生产力对干旱的响应，同时研究不同降水条件对高原高寒草甸生产力旱后恢复的影响，最后将所有观测数据用于草地生态系统模型PaSim的优化并验证其模拟干旱对青藏高原植被生产力的影响及不同降水条件对旱后恢复过程的可靠性；本项目的研究结果将丰富全球陆地生态系统对极端气候响应的数据库，为建立全球尺度的响应模式和机制提供数据支持；同时优化及验证后的PaSim模型可在观测数据丰富后用于模拟干旱发生后青藏高原高寒草甸生产力恢复过程、预测恢复时间，具有重要的实用意义。

模型预测及观测记录显示极端气候事件（如干旱、强降水和高温等）出现的频率和强度将有不断增加的趋势。研究极端气候事件尤其是极端干旱对陆地生态系统的影响成为当前的热点。而青藏高原对气候变化的高度敏感性和独特的气候特征使它成为最佳的研究对象。本研究利用降水控制棚隔绝自然降水,并人工添加历史最低降水量的方式来进行干旱模拟,并在下一年分别添加历史平均降水量和最大降水量来进行恢复，以研究干旱对高寒草甸植被生产力、土壤水分等的影响，以及在不同降水量恢复过程中这些指标的变化特征。试验结果显示干旱显著地降低了生长季内地下0-50cm深度的土壤含水量，从而显著地降低了青藏高原高寒草甸的植被高度、地上和地下生物量(P<0.05)，尽管植被盖度和物种多样性有降低的趋势，却未达到显著性差异水平(P>0.1)；同时，干旱还显著地增加了样地内的鼠洞数量，这可能进一步加剧干旱的影响。干旱过后，多年平均和历史最大降水量都能使高寒草甸植被得到有效恢复。与多年平均降水量相比，历史最大降水量并没有显著增加土壤水分含量，这主要是因为单次过大的降水量不能及时、有效地被土壤吸收，大部分通过地表径流的形式流失。本试验结果还表明，在降水量相当的情况下，降水间隔越均匀土壤含水量越高。