“亚洲水塔”变化对青藏高原生态系统的影响
|
|
降水格局变化对植被物候的影响
降水格局变化会影响植被节律，同时植被自身也会对环境变化作出响应。物候对上述两者的作用关系具有很好的指示作用。关于降水对青藏高原植被物候的影响，目前仍存在争议。主要原因有 2 个：① 青藏高原地域广大，监测站点少，地面物候观测的相关研究较少。② 青藏高原属于气候寒冷的干旱、半干旱地区，物候对水分条件较为敏感，同时植被生长和物候的变化受温度的控制较为强烈，降水和温度的共同作用使该问题更加复杂。
基于青藏高原近 30 年间草本植物返青期的物候记录数据，发现返青期显著提前的站点多分布在青藏高原东北部，也有部分站点返青期延迟。此外，位于较低海拔处的物候变化较高海拔地区更为明显。与利用 meta 方法分析的全球尺度站点物候数据进行比较，发现青藏高原地区春季物候的提前趋势较小。然而这些差异并不能说明青藏高原植被物候对气候变暖的响应敏感性不如世界其他地区。由于各站点观测物种数量少且不一致，以上 2 项研究观测都不充分，仅依靠站点物候观测数据很难准确揭示整个青藏高原的物候的时空变化规律。
遥感手段为区域大尺度的研究提供了有效工具。近 30 年来，生长季开始日期（start of season，SOS）在整体时间段没有明显变化，但前后时段内的变化趋势发生改变。高原植被平均 SOS 在 2000 年前每 10 年提前 4—10 天；在 2000 年后，青藏高原的 SOS 平均值没有显著变化。在经历寒冷冬季或休眠期的地区，春季植被生长启动需要达到一定温度以打破生态休眠。然而温度的持续升高并不一定使 SOS 提前。例如，2000—2011 年，青藏高原整个区域温度升高，但青藏高原西南部地区的 SOS 明显延迟。气候变暖趋势与 SOS 趋势之间的不匹配，可能是由这一时期季前降水减少或者蒸散作用增强造成的。增加季前降水可以使青藏高原大部分地区的 SOS 提前；同时，降水也会影响青藏高原生长季结束日期（end of season，EOS），随着生长季降水的增加 EOS 推迟。综合植被物候开始和结束时期的相关研究结论表明，青藏高原生长季长度的变化主要来自 SOS 的变化。此外，季前降水也调节了 SOS 对温度的响应，使 SOS 对较湿润地区的温度更为敏感，而干旱地区的 SOS 对季前降水更加敏感。根据上述发现，预期温暖和湿润的气候条件将会使 SOS 提前、EOS 延迟，从而延长未来青藏高原的生长期。温度和降水对植物物候的影响具有滑动窗口效应，对不同地区、不同类型的植被物候造成本质上的差异。