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青藏高原植被生长对PDO响应的季节分异被引量：3: 2018年; 利用卫星遥感观测的区域尺度归一化植被指数(NDVI)和格点气候数据,借助Spearman相关分析及基于多变量回归分析的结构方程模型,研究了1982—2015年青藏高原植被生长季节变化对太平洋10年际涛动(PDO)的响应格局及机理过程.结果表明:青藏高原生长季(4—10月)平均NDVI与PDO指数存在显著的负相关关系,但是PDO与不同季节NDVI之间的关系呈现出明显的季节分异,具体表现为PDO与秋季NDVI的负相关关系强于夏季,且冬季PDO显著影响次年青藏高原夏季植被生长.另外,PDO对青藏高原植被生长的调控过程在季节间存在明显分异,夏季表现为PDO对温度和降水的共同调控,而秋季则以对温度调控为主.; 石芳忠李小雁吴秀臣吴秀臣裴婷婷孔冬冬蒋志云孔冬冬; 关键词：PDO 青藏高原植被生长结构方程模型气候变化

季节补偿效应导致2015/2016厄尔尼诺期间北半球未发生明显的碳汇降低: 2024年; 厄尔尼诺事件通常在北半球导致广泛的植被生长下降和碳汇降低.然而,基于遥感观测、全球陆地生态系统模型模拟及大气CO_(2)反演多套数据,本研究表明在2015/2016厄尔尼诺成熟阶段,北半球(主要为热带之外的区域)植被普遍持续增绿,陆地碳汇未见减弱.研究结果发现,春季植被生长增强对随后的夏季和秋季植被生长有明显的补偿效应,这种补偿效应维持了夏季植被增绿,并导致2015年春季、夏季及2016年春季陆地碳汇略有增加,特别是在生长季前期(前一年的11月至当年的3月)水分供应增加的北半球热带之外的区域.两套独立数据集结果表明,相对于厄尔尼诺事件发生前5年均值, 2015年春季和夏季陆地碳汇分别平均增加23.34%和0.63%, 2016年春季平均增加6.82%.同时,相较于1997/1998厄尔尼诺事件,更强的季节补偿效应有效地缓解了2015/2016年厄尔尼诺事件对植被生长的不利影响.本研究进一步明确,生长季前期的供水对后续植被生长的遗留效应能够持续约6个月.该研究结果凸显了季节补偿效应在应对偶发性极端厄尔尼诺事件时对植被生长和陆地碳汇的调节作用.; 石芳忠吴秀臣李小雁李小雁刘鸿雁岳超刘鸿雁张树磊彭书时印轶彭书时陈德亮; 关键词：厄尔尼诺

退耕还林还草工程加剧黄土高原退耕区蒸散发被引量：27: 2019年; 黄土高原退耕还林(草)工程显著影响着区域植被生长及水文循环过程,对陆地蒸散发(ET)年际变化有着很大影响.本文基于全球通量估算和模型模拟蒸散发产品、格点气候数据及遥感植被特征参量数据,利用趋势分析、逐步回归分析及广义线性模型等方法,研究了退耕还林(草)工程实施前后黄土高原退耕区ET的时空变化特征.研究结果表明:(1)与退耕前相比较,退耕区在退耕还林(草)后ET的升高趋势明显,但其变率存在较大的空间差异,其中,以年降水量在400～600mm区域内变化趋势最大;(2)相较于生长季平均温度和生长季总降水量,退耕区土壤含水量及植被NDVI是ET变化的主要影响因子;(3)退耕后ET变化趋势增大更多地归因于退耕区植被生长的加速,并且退耕后土壤含水量对ET贡献较退耕前降低,而NDVI的贡献度增加.本研究针对黄土高原退耕区在退耕还林(草)工程前后ET的变化趋势进行的探究,为工程实施对该区域水文过程的影响评估提供了科学依据.; 王雅舒李小雁石芳忠张树磊吴秀臣; 关键词：黄土高原退耕还林(草)工程蒸散发

菌根与植被生长:多变环境下的相互作用被引量：2: 2021年; 菌根作为由菌根真菌与植物根系组成的共生体,影响植物-土壤系统水分吸收、养分运输等过程,进而影响植被生长。伴随着全球环境变化,植被生长面临着多重胁迫。在此背景下,系统理解变化环境下菌根对植被生长的调控过程和机理具有重要意义。本文梳理了多变环境下菌根和植被相互作用的相关研究进展,重点阐述了养分亏缺、干旱胁迫、盐胁迫及重金属胁迫等条件下菌根与植被生长的关系,并对变化环境下菌根作用于植物生长的机制和模式进行了简要概括,最后总结了当前研究中存在的主要问题,指出在全球环境变化的背景下,系统深入研究菌根生态学,揭示菌根在植物生长和植被恢复中的作用及机理,对我国可持续生态恢复和建设具有重要意义。; 王甜甜田育红田育红张好强; 关键词：植物生长环境胁迫植被恢复

土壤-植被-水文耦合过程与机制研究进展被引量：17: 2022年; 土壤-植被-水文耦合机制不仅是土壤学、生态水文学、地球系统科学等领域的研究热点,也是可持续发展研究的重要内容.然而,不同学科通常在不同的时空尺度上研究土壤-植被-水文耦合机制,不同尺度之间的机理联系研究较少.本文从不同空间尺度(从叶片气孔到流域/区域尺度)综述了土壤-植被-水文耦合研究的最新进展,总结了土壤-植被-水文耦合过程的空间升尺度方法和建模方法.不同尺度上6个典型的耦合过程与机制包括:(1)叶片气孔及根土界面的碳水交换;(2)植物根系和水分运移引起的土壤团聚体及剖面水力特性变化;(3)植物冠层与根系对降水及土壤水的再分配;(4)植被斑块与局部水文过程的相互作用;(5)植被群落演替与土壤发育的联系;(6)流域/区域水分收支与植被物候及生产力的联系.同时,针对土壤-植被-水文耦合过程的观测、机理、尺度转换方法和建模方法,分别分析了其现有研究存在的局限和认识瓶颈.为了深入整合不同时空尺度上的多种耦合过程,未来研究应加强多尺度、多要素、多过程的土壤-植被-水文耦合机制研究,开发新的尺度转换方法,识别不同的反馈路径,并在建模过程中考虑植物冠层参数和土壤水力参数的时变特性.; 李中恺李小雁周沙杨晓帆付永硕缪驰远缪驰远王帅张光辉吴秀臣邓元红; 关键词：生态水文土壤水文

极端气候事件对陆地生态系统碳循环的影响被引量：83: 2019年; 近年来,极端气候事件发生频率增加,对陆地生态系统服务功能和人类社会生产生活造成严重影响.碳循环是驱动陆地生态系统变化的关键过程.准确理解和评估极端气候事件对陆地生态系统碳循环的影响,能为人类社会减缓和适应气候变化提供重要科学依据.文章以干旱、极端降水、极端高温和极端低温为例,系统总结了极端气候事件对陆地生态系统碳循环的影响及其机理.已有研究表明,干旱是当前陆地生态系统碳汇功能的重要胁迫因子,对生态系统生产力和呼吸都存在压制作用,但生产力对干旱的敏感性一般高于呼吸对干旱的敏感性,从而导致陆地生态系统碳汇功能显著削弱,甚至使之变成碳源.不同模型对干旱导致的碳循环变化模拟结果差异很大,显示目前学术界对生态系统碳循环响应干旱机制的认知有限,尤其是干旱对热带植被生长的影响机制仍存在较大争议.极端降水事件对生态系统碳循环的影响存在显著区域差异,一般认为,极端降水促进干旱地区生态系统碳积累,却不利于湿润地区生态系统固碳;但目前对极端降水导致的土壤碳侧向输移和土壤养分流失等间接影响过程的了解十分有限,致使结果存在很大不确定性.极端高温和极端低温也通过不同的机制过程影响生态系统碳循环,尤其值得注意的是其影响程度与这些事件的发生时间存在密切关系,但这一联系还有待进一步研究.基于已有认识,建议未来关于极端气候事件对碳循环影响的研究重点应该是关注其长期效应和不同时间尺度上的作用机理,并加强基于多数据、多途径的多尺度集成研究.; 朴世龙张新平陈安平刘强连旭王旭辉彭书时吴秀臣; 关键词：极端气候事件碳循环植被生产力

黄土高原植被水分利用效率对气候和植被指数的敏感性研究被引量：33: 2019年; 生态系统水分利用效率(water use efficiency,WUE)连接了碳循环和水循环,是碳水耦合的重要参数。全面深入理解WUE的时空分布及其影响因素对预测陆地表面-大气相互作用和陆地生态系统的动态变化至关重要。该文基于大尺度遥感归一化植被指数(normalization difference vegetation index,NDVI)以及温度和降水栅格数据,采用中分辨率成像光谱仪的总初级生产力和蒸散产品计算2000—2014年黄土高原生态系统WUE,运用岭回归探究黄土高原WUE对温度、降水和NDVI的敏感性。结果表明:1)沿西北-东南随降水量的增加,黄土高原多年均WUE逐渐降低,且黄土高原西南部高海拔地区WUE最低;同时,WUE的年际变化明显,以2011年为转折点,2012—2014年WUE明显高于其他年份。2)WUE对温度的敏感性在整个黄土高原呈现正值,WUE对降水和NDVI的敏感性存在阈值效应,即小于500mm降水量,WUE随降水和NDVI的增加而升高,超过550mm降水量,WUE则随降水和NDVI增加而降低。3)草地和灌丛WUE与NDVI正相关,森林WUE与NDVI负相关;灌丛WUE对温度和降水的敏感度明显高于森林和草地。; 裴婷婷李小雁吴华武吴秀臣吴华武吴秀臣; 关键词：降水植被指数水分利用效率敏感性黄土高原

中全新世以来中国中部高山植被生产力和土壤侵蚀演变的古生态学证据被引量：1: 2021年; 尽管普遍认为高山生态系统对气候变化的响应非常敏感,但很少有研究探究气候变化对高山植被生产力和土壤侵蚀的影响.基于古生态学记录,探究了全新世中期以来处于东亚季风影响区的太白山高海拔区植被生产力和土壤侵蚀的演变.高分辨率高山湖沼记录显示,植被生产力与年平均温度密切相关,而土壤侵蚀主要受到东亚夏季风所带来的降水的影响.即在5800~4000cal. a BP期间,年平均温度较低而夏季降水充沛,高山生态系统表现为低的植被生产力且土壤侵蚀严重.但是,从4000cal. a BP开始,年平均温度升高而夏季降水减少,植被生产力显著提高且土壤侵蚀减缓.这些结果表明,古生态学记录可为研究较长时间尺度上的生态系统服务提供有力证据,可帮助制定气候变化下的生态系统可持续发展政策.; 程颖刘鸿雁王红亚陈德亮Philippe CIAIS罗耀吴秀臣印轶; 关键词：花粉植被动态

树木生长对气候变化的响应研究进展被引量：12: 2016年; 树木生长对气候变化的响应将深刻影响区域植被动态、陆地生态系统生物地化循环、气候反馈及其人类福祉.持续的气候变暖、极端气候事件及自然和人为干扰的增加深刻地影响树木生长动态的时空格局.本文综述了近几十年全球气候变化的整体概况,着重探讨了气候变化对树木生长的影响机制以及树木生长对气候系统的反馈,并就树木生长响应气候变化研究中可能存在的问题和研究前景进行了探讨.提出未来树木生长响应气候变化关系的研究应考虑树木生长响应气候变化的时空差异,加强对树木死亡时空格局及内在机理的认识,重点关注不断增加的极端气候事件及火、虫灾干扰对树木生长的非线性影响机制,并融合地面观测、遥感及陆面动态植被模型模拟等多种分析手段综合分析树木生长对气候变化响应机制的尺度效应及内在机理.; 吴秀臣裴婷婷李小雁刘鸿雁; 关键词：气候变化

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吴秀臣

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