一、我国北方半干旱区草地水分供需状况研究（论文文献综述）
张小华[1]（2021）在《内蒙古赛罕乌拉草地不同利用方式下蒸散发与生态效应研究》文中认为内蒙古草原处于大陆性干旱半干旱气候区,气候波动性较大,同时具有脆弱性和严酷性,使得处于干旱半干旱区农牧交错带的草原的生态系统更容易发生退化。降水是干旱半干旱区水分补给的主要来源,蒸散发是干旱半干旱区最主要的水分损失途径,而植被恢复势必会增加耗水量和土壤水分的损失。因此,精确地估算干旱半干旱地区蒸散量和雨水资源化潜力指数,并掌握其时空规律极为重要。本文通过对不同保护与利用方式下草地蒸散发、雨水资源化潜力指数与生态效应的研究,以期为区域植被配置和草地保护与合理利用提供建议与理论支持。本研究使用涡动相关观测技术获取了干旱半干旱地区赛罕乌拉的草地生长期观测数据,对三种保护利用方式下的草地物种组成、重要值、地上生物量、盖度及多样性等方面的变化进行了分析,对其产生的生态效应及其变化趋势进行了评估;使用构建的SEBAL模型,模拟了研究区2000～2019年的蒸散发量及其变化（evapotranspiration,ET）,分析了蒸散发的时空变化特征;利用模型法计算了雨水资源化潜力指数（rain water utilization potential indicator,RUP）;分析了不同保护利用方式下草地生物量、丰富度、多度、盖度等对蒸散发的影响。主要研究成果如下:（1）研究区草地生长季蒸散发及气象因子变化变化规律。实验观测期间,蒸散发量从5月到6月呈下降趋势,从6月到8月呈上升趋势并达到峰值,8月后持续下降,生长季的蒸散发量为313.8 mm。草地碳源汇效应成波动状态,土壤的体积含水量与降雨变化呈现一致性,降雨多集中于后期。（2）利用水分亏缺来评价现有水资源是否满足生态系统可持续发展的方法同样适用于赤峰区域,通过大尺度研究表明,干旱半干旱区草地实际蒸散发量与雨水资源化潜力空间分布格局具有较好的空间一致性。以赛罕乌拉所在的赤峰市为例,研究了大尺度蒸散发与雨水资源化潜力的关系,结果表明,实际蒸散发量与雨水资源化潜力指数的空间分布格局基本一致。蒸散发高值区域（>400 mm）,对应的雨水资源化潜力相对较小,而蒸散发中值与低值区域（<400 mm）,对应的雨水资源化潜力相对较大。在研究时段,大多数区域处于年动态水分盈余状态。（3）研究了解了赛罕乌拉蒸散发的时空动态变化特征。通过遥感和空间分析表明,在空间上,实际蒸散发的高值区（>400 mm）主要集中分布在森林生态系统区域;从时间变化上,2010～2019年实际蒸散发整体呈现增加趋势。其中,2000～2009年实际蒸散发的高值区（>400 mm）面积呈下降趋势,中值区（300～400 mm）呈先上升后下降的趋势;在水分亏缺盈余方面,从2000～2006年,水分盈余区域面积逐渐减少,从2006到2012年,水分盈余区域面积呈显着增加趋势,而2012年之后到2019年,雨水资源化潜力又逐年减小,其中2016～2019年三种不同保护利用方式的草地均处于年动态水分亏缺状态,表明气象要素对蒸散发有显着影响。（4）揭示了不同保护利用方式下草地实际蒸散发与草地主要生长状况指标的相关关系。对赛罕乌拉2000～2019年的蒸散发研究表明,不同保护利用方式草地的蒸散发与均匀度指数和生物量均呈正相关关系,且围封草场的相关性较强,放牧草场的相关性较弱。围封草场和打草场的多样性指数变化范围较广,与蒸散发的相关性也呈正相关关系,而放牧场的多样性指数与蒸散发呈负相关关系。放牧草场和围封草场的蒸散发随着总盖度的增加而增加,而打草场的蒸散发与总盖度的相关性较弱（5）研究发现了不同保护利用方式下的草地生态效应变化。通过对生态系统多样性特征效应、结构效应、质量效应、功能效应、风沙防护效应等综合研究表明,围封恢复草场的生态效应为正向效应,打草场的生态效应为负向效应,放牧草场的生态效应为零效应,表明退化草地围封恢复措施有利于生态环境的改善,打草场常年打草不利于生态环境的改善,围栏恢复是实现退化草原植被向顶极群落恢复演替的有效措施。（6）研究发现,草地围封模式更有利于植被的恢复,适合于干旱半干旱农牧交错区退化草地的恢复。在降水量低于350 mm的干旱半干旱区,建议以围封保护恢复为主,同时控制草地围封保护和刹割时间,在保护的前提下提升经济效益。在对需要进行人工补种的严重退化草地,首先,应以草本植物修复为主。其次,选择合适的耐寒、耐旱的本地物种,同时优化草本植物的种植密度,降低草地的耗水,减缓干旱胁迫,提高农牧交错区的草地保护与恢复成效。在实现区域水资源合理利用的前提下,提升社会与经济效益,实现生态修复效益最大化。
任雪塬[2]（2021）在《夏季风影响过渡区典型生态系统陆面水热交换特征及其影响因子研究》文中研究指明夏季风影响过渡区是典型的生态系统过渡区和生态环境脆弱带,有关该区域地表水热传输过程以及环境生态因子对能量分配的影响研究是该特殊区域亟待解决的科学问题。本文选取夏季风影响过渡区中六种植被类型——高寒草甸、荒漠草地、玉米农田、半干旱草地、马铃薯农田及小麦农田,深入了解了夏季不同类型下垫面能量平衡和分配过程,分析了该区域Bowen比的日、季节以及年际变化,并从气候环境和生理生态两个方面探究了影响因子对不同生态系统水热传输过程的调控作用,在此基础上,使用长时间序列的农田生态系统观测资料,揭示了同一生态系统不同干湿条件下上述因子对陆面水热交换规律的响应。该研究对揭示夏季风影响过渡区生态系统陆面特征及改进陆面过程参数化关系具有重要参考意义。本文主要得到以下几点结论:（1）各生态系统地表能量均不平衡,相比于可利用能量,湍流通量被低估了。在夏季风过渡区不同类型下垫面中,半干旱草地的地表能量闭合程度接近理想状况,达91%;其次为小麦农田生态系统（74%）。荒漠草地（69%）与高寒草甸（71%）能量闭合度相差不大,马铃薯农田（61%）的地表闭合程度仅次于玉米农田（62%）。长期观测结果表明,半干旱农田生态系统地能量闭合度（89%）与半湿润农田生态系统相近（81%）。（2）在过渡区典型下垫面中,净辐射、潜热通量、感热通量、土壤热通量均值的最大值分别出现在玉米农田（130.33 W?m 2）、高寒草甸（81.45 W?m2）、半干旱草地（42.56 W?m 2）、荒漠草地（4.32 W?m2）中。对于观测时间较长的农田生态系统而言,半干旱区与半湿润区净辐射、感热通量日峰值非常接近,但潜热通量相差悬殊,半湿润区农田潜热通量日峰值几乎是半干旱区的2倍;土壤热通量日峰值半湿润区约为半干旱区的2/3。（3）过渡区中,玉米农田、高寒草甸、马铃薯农田及小麦农田的潜热通量在能量分配中占主导地位,荒漠草地、半干旱草地通过感热通量加热大气。相比不同类型下垫面夏季的能量分配而言,半干旱区农田生态系统生长季受季风降水波动大的影响,出现了感热通量和潜热通量在能量分配中呈现交替占优的现象,半湿润区可利用能量则主要由潜热通量消耗。此外,半湿润区生长季潜热通量是感热通量的2.4倍,但同期半干旱区二者几乎相当。（4）荒漠草地和半干旱草地夏季感热通量为可利用能量的主要消耗项,其余下垫面则以潜热通量为主要消耗项。相比于生长季的观测结果,半干旱区农田生态系统年内感热通量是可利用能量的主要消耗项,即使在降水较为集中的季风期,其Bowen比依旧在1附近波动。对于半湿润区农田生态系统而言,夏季潜热通量在能量分配中占主导地位（Bowen比平均值为0.71）,其余三季感热在能量分配中起支配作用（Bowen比在1.15-5.85）。（5）从影响陆面水热交换的气象因子来看,过渡区不同下垫面Bowen比的主要影响因子饱和水汽压差（VPD）、地-气温差。影响不同干湿条件下农田生态系统Bowen比的主要环境因子为平均温度（Ta）、VPD、浅层土壤含水量（SWC）和降水量。该区域Bowen比与Ta呈负相关关系符合理论分析,且这一规律在半湿润区比半干旱区表现更好。在干旱条件下,VPD与半湿润区Bowen比的相关性更显着。该区域农田生态系统的Bowen比随SWC的增大而减小,在半干旱地区减小的幅度更大,因为半干旱地区陆面水热交换过程对SWC的变化更敏感。（6）从影响生长季Bowen比的生态因子来看,过渡区典型下垫面归一化植被指数（NDVI）均与湍流通量有较好的相关关系,其中潜热通量随NDVI增加,感热通量与NDVI呈负相关关系。各典型下垫面Bowen比和NDVI的回归方程系数与NDVI均值也呈指数减小关系。二者的这种关系实际上是生态因子对蒸散量的影响,即NDVI通过影响冠层导度（Gs）来调节生态系统的蒸腾过程,进而对生态系统Bowen比产生重要的调节作用。在水热交换的季节和年际变化中,Priestley-Taylor系数（）与Bowen比之间满足幂函数规律,半湿润区和半干旱区2分别为0.62和0.72。另外,该区域生态系统Bowen比随NDVI的增大而减小,半湿润区二者关系更显着（2=0.40）,但半干旱区Bowen比对NDVI变化的响应更迅速。Gs与Bowen比之间呈负指数关系,半干旱区Bowen比随Gs的增大而减小的趋势比半湿润区更明显。
王雨晴[3]（2021）在《气候与地形因子对浑善达克沙地ANPP的影响 ——以多伦县为例》文中研究指明气候变化已成为当今世界重要的环境问题之一,它对生态环境和社会经济具有一定的影响。温度、降水和风速等气候要素对不同地形植被生产力的影响不同。本文以多伦县为研究对象,使用深度学习方法模拟了研究区地形要素对生态环境因子（水和热）状况空间分布的影响,并通过数学模型分析了不同气候变化情景对地上净初级生产力（ANPP）的影响。详细研究方法为:（i）通过Mann-Kendall统计检验和小波分析等方法分析了研究区1980-2019年生长季气温、降水和干旱程度（基于标准化降水指数,SPI）的变化趋势和周期性特征。（ii）通过回归分析、趋势分析和稳定性分析等方法,分析了研究区2001-2019年通过MODIS遥感数据获取的地表温度（LST）和土壤湿度（使用温度-植被干旱指数（TVDI）进行反演获得）的空间变化趋势和稳定性,并利用自然间断点分级划分方法分析了LST和TVDI在区域的空间变化规律。（iii）通过深度学习方法分别模拟了研究区LST和TVDI的空间分布与气象站点的空气温度和土壤湿度及研究区地形因子的关系。（iv）基于前述深度学习建立的模型,通过CASA模型分析了不同气候（气温和降水）变化情景模式下研究区生长季的ANPP的变化情况。主要研究结论如下:（1）研究区多年生长季温度、降水和干旱气候变化特征。气温以0.042℃/a的速率显着上升（r=0.685）,其中1980-2000年线性倾向率是2001-2019年的2倍,这表明该区域温度升高有减缓的趋势。降水量在1980-2019年总体呈下降趋势（-0.2884mm/a）。但这一趋势呈波动变化,降水量在1980-2000年呈上升趋势（4.783mm/a）,在2000和2001年急剧下降,而后从2001-2019年起又呈上升趋势（2.284mm/a）。相应地,研究区总体呈干旱化趋势（SPI指数倾向率-0.0038/a）。1980-2000年干旱减轻（SPI指数倾向率0.074/a）,2001发生极严重干旱,此后湿润度又呈增加趋势（SPI指数倾向率0.037/a）。温度、降水和SPI随年份变化并不是呈简单的线性变化,在不同时段其变化趋势具有一定差异,尤其降水和SPI时段差异性较大。在对气温、降水和干旱程度分析时,应考虑时间尺度问题,时间尺度的不同会产生不同结果。（2）LST和TVDI空间变化特征。基于2001-2019年MODIS遥感卫星数据,LST在29.05℃≤LST<30.60℃时面积占比最大,占总面积的66.66%。在2001-2019年,低温（23.05℃≤LST<27.65℃）区和次低温（27.65℃≤LST<29.05℃）区面积有扩大趋势;中温（29.05℃≤LST<29.89℃）区、次高温（29.89℃≤LST<30.60℃）区及高温（30.60℃≤LST<31.24℃）区面积有缩小趋势。TVDI指数对土壤湿度有很好的反演效果。研究区土壤湿度主要以正常状态为主（占总面积的50.48%）。区域土壤湿度状态有向湿润方向变化的趋势,土壤湿度为正常和湿润状态的面积有扩大的趋势,而干旱状态的面积有缩小的趋势。（3）深度学习方法模拟研究区生长季LST空间变化时模拟值和实测值决定系数（R2）达0.8125,平均绝对误差（MAE）为0.53℃,均方误差（MSE）为0.46℃。研究发现,影响LST空间分布的主要因子有气象站点温度、NDVI、海拔、太阳辐射、地表反射率、坡度和坡向,其特征重要度分别为0.58、0.238、0.134、0.014、0.013、0.01和0.008。在其它因子一定时,生长季LST是气温的1.7倍。随着NDVI增加,LST下降,这表明植被覆盖度对LST具有一定的调节作用。LST随海拔和坡度的增加呈先增加后减小的变化趋势,其变化幅度较小;在东、东南和南坡向的LST较高,北、西北和西坡向的LST较低,随着温度的升高,海拔、坡度和坡向的LST呈增加的趋势。（4）深度学习方法模拟TVDI时,MAE为0.06,MSE为0.01和R2为0.7765。通过定量海拔、NDVI,地表反射率等因素,进而分析LST与TVDI的变化关系。研究结果表明:在生长季,随LST的增加,土壤湿度呈减小趋势,这可能会导致区域缺水或干旱的发生。TVDI随降水的增加呈减小趋势,即降水量越大,土壤含水量越高。TVDI随海拔的升高呈先增加后减小的变化趋势,即土壤湿度呈先减小后增加的变化趋势。（5）深度学习方法模拟GDD时,MAE为23.8℃、MSE为883.22℃和R2为0.9217,GDD随温度的升高呈增加趋势,随着海拔和坡度的增加GDD呈先增加后减小的变化趋势,变化幅度较小;在东、东南和南坡向的GDD较高,北、西北和西坡向的GDD较低。随着温度的升高,海拔、坡度和坡向的GDD也呈增加的趋势。（6）地上生产力受水热共同因素的影响,本文发现温度和降水的增加对ANPP有积极作用。不同水热情景下,随海拔的升高,ANPP均呈增加趋势随坡度增加呈先减小后增加的变化趋势;北和西北坡向的ANPP较高,在西和东南坡向上ANPP较低。本文系统分析了研究区时间尺度和空间尺度下水热变化特征,并分析了气候变化对不同地形地上净初级生产力的影响,克服了遥感方法只能监测当前生态环境因子的局限,使研究不同地形条件下生态环境因子对气候变化的响应成为可能。研究结果可为气候变化下研究区生态环境保护提供理论参考、对区域可持续发展具有重要意义。
洪光宇[4]（2021）在《毛乌素沙地杨柴和沙柳的蒸腾耗水特征及人工林地植被承载力》文中认为水分是限制毛乌素沙地植被生长与稳定的主要因素。准确获取典型造林树种的蒸腾耗水特征和土壤水资源变化是评估人工林群落稳定性、指导林分结构优化调控以及植被合理配置的核心问题。本研究以毛乌素沙地典型的造林树种杨柴（Hedysarum leave）和沙柳（Salix psammophila）人工林为研究对象,在林分结构特征基础上,采用热扩散式包裹茎流仪、HOBO-U30小型气象站型自计气象站、Watch Dog2800型土壤水分自动监测系统等设备进行定位动态监测,利用降水入渗过程模型（Hydrus-1D）估算林地的土壤有效贮水量,基于水量平衡原理,估算杨柴和沙柳人工林地承载力。主要研究结果如下:1.杨柴人工灌木林、沙柳人工灌木林和裸沙样地的土壤水分在降雨时间格局的影响下均呈明显的季节和垂直变化。8月份土壤水分含量最大,沙柳人工林和裸沙样地土壤水分剖面呈“s”形,杨柴人工林土壤水分剖面呈“3”形。0-110cm深度土壤水分含量沙柳人工林>杨柴人工林>裸沙,杨柴和沙柳人工林地在同一降雨事件土壤水分入渗量与深度存在差异,小雨事件水分对杨柴人工林的补给量大于沙柳人工林,中雨以上降雨事件水分更容易入渗到沙柳人工林深层土层。>8.8 mm的降水水分能够入渗到30 cm以内土层（毛乌素沙地灌草植被根系主要分布土层）为有效降水事件。2.通过考斯加柯夫（Kostiakov）、菲利浦（Philip）、霍顿（Horton）和通用经验模型（f=at-n+b）模拟杨柴和沙柳人工林土壤水分入渗率的比较分析,经检验考斯加柯夫模型适用于描述杨柴人工林土壤降雨入渗过程,回归系数范围为0.9021-0.9518;通用经验模型适用于描述沙柳人工林土壤降雨入渗过程,回归系数在0.7415-0.9923之间。Hydrus-1D模型通过参数优化后,可以较准确地描述杨柴人工林、沙柳人工林及裸沙的土壤水分变化过程,并能够估算出30 cm土层处的向下渗漏量和土壤整体蒸发量。植被生长旺季的7-9月,裸沙、杨柴人工林和沙柳人工林30cm及以下土层渗流量分别占同期降雨78.08%、43.24%和47.39%,人工灌木林地土壤渗漏量要远低于裸沙。3.2017-2018年7-9月间,毛乌素沙地杨柴平均日液流速率为15.18g/d,平均日液流量为364.42 g/d。沙柳枝条平均日液流速率为17.01 g/d,平均丛日液流量为12245.73g/d。沙柳整丛的蒸腾量显着高于杨柴。杨柴和沙柳液流速率和液流量因气象因子的变化而变化,呈现显着的白昼、日间、月际的进程变化。供试灌木种间对环境因子的响应程度存在差异,在小时和日尺度上,杨柴和沙柳液流变化同时受气温、太阳辐射、相对湿度和饱和水汽压差共同影响;在月尺度上,杨柴和沙柳液流速率及量变化同时受到太阳辐射的影响。但不同的是,饱和水汽压差是影响杨柴的主要因子,气温和相对湿度是影响沙柳的主要影响。种内因径级不同对环境因子的响应程度存在差异,小径级杨柴植株对环境因子的响应程度最低。4.基于水量平衡理论,通过Hydrus-1D模型估算土壤水分的补给量及植被耗水量模型估算单株（丛）耗水量,测算杨柴和沙柳人工林土壤水分承载植被能力。杨柴适宜造林密度为4701株/hm2,沙柳适宜造林密度在1013丛/hm2左右。
来全[5]（2021）在《基于日光诱导叶绿素荧光的蒙古高原GPP模拟及其对干旱的响应研究》文中指出持续的全球气候变暖,改变了水资源的分布,许多地区区域水文周期已受到严重影响,导致全球范围内干旱灾害频繁发生。尤其是在干旱/半干旱地区,脆弱的生态环境对气候变化十分敏感,干旱发生频率、强度和范围均显着增加。蒙古高原地处典型干旱/半干旱区,有着丰富的植被资源,在东亚乃至全球碳循环中有着重要的角色,同时也是我国北方地区重要的生态安全屏障。干旱缺水对植被生产力带来的负面影响,是目前制约蒙古高原生态建设与经济社会可持续发展的重要因素。因此,提高蒙古高原干旱综合监测能力和区域尺度植被总初级生产力（Gross Primary Productivity,GPP）估算精度,探清蒙古高原绿色植被生产力对干旱的响应关系对该区可持续发展建设具有重要意义。本文从“大气-植被-土壤”角度出发,以植被生态系统与干旱之间的响应关系为研究主题,首先利用日光诱导叶绿素荧光（Sun/Solar-induced Chlorophyll Fluorescence,SIF）和GPP之间的潜在关系,构建三种基于SIF的GPP估算模型,通过地面观测数据筛选最优GPP估算模型,并基于该模型输出的GPP数据集对研究区GPP时空变化特征进行了综合分析;其次,利用Copula函数有效耦合土壤湿度和气象数据构建MMSDI干旱监测指数,系统分析了1981～2018年蒙古高原干旱发生强度、范围和频率以及不同时间尺度干旱时空变化趋势和突变特征,并从区域环境及大气环流角度探讨了干旱影响因素;再次,分析了植被GPP对干湿环境的敏感性、干旱胁迫下GPP的稳定性（抵抗力和恢复力）、干旱和GPP之间的相关性,从脆弱性角度建立了损失率曲线定量化分析了干旱造成的GPP损失量。最后,基于第六次国际耦合气候模式计划（Scenario Model Intercomparison Project 6,CMIP6）数据对未来不同排放情境下蒙古高原干旱和植被GPP进行了预估。本研究技术手段提高了蒙古高原GPP和干旱监测精度,解决了干旱对不同植被生长状态影响大小的精确表征等关键性问题,可以为全球变化背景下气候与植被交互作用、生态系统服务功能估算与全球碳循环相关研究提供技术支撑。论文主要内容和结果如下:（1）基于SIF的GPP模拟及其时空演变研究将降尺度后的GOME-2 SIF数据与Tropomi SIF数据进行比对验证后发现两者之间具有较好的空间一致性（R2=0.87）;多种影响因素下的CNN-BP卷积神经网络GPP回归模型相对于传统的线性回归模型对蒙古高原的GPP模拟存在较大优势,能够有效提高GPP模拟精度;蒙古高原2007～2018年区域生长季GPP呈上升趋势,且存在明显的空间分异规律,从东北向西南依次递减,其中GPP高值区集中在呼伦贝尔市的东部林区。春季和秋季GPP以0.44 g Cm-2/a和0.45 g Cm-2/a的速率缓慢增长,夏季GPP以1.52 g Cm-2/a的速率呈显着增长趋势。（2）蒙古高原干旱时空变化特征分析对三种土壤湿度格网数据（ERA-5、GLDAS、FLDAS）与实测站点的数据进行对比后发现,ERA-5产品在捕捉蒙古高原土壤水分特征占一定优势。利用Copula联合分布函数耦合ERA-5土壤湿度数据和气象数据,建立了修正的干旱检测指数（Modified Multivariate Standardized Drought Index,MMSDI）,并利用历史灾情数据和SPEI进行了比对验证,结果显示MMSDI指数在蒙古高原大范围干旱监测方面具有良好的适用性;1981～2018年期间蒙古高原MMSDI整体呈显着下降趋势（MMSDI-12斜率-0.397/10a,P<0.05）,并在1998年发生突变,突变后干旱程度明显加剧;空间上除内蒙古西部地区以外其它地区干旱均有增加的趋势,且蒙古国干旱情况严峻于我国内蒙古地区;不同季节干旱加剧程度依次为夏季>春季>秋季>冬季;影响蒙古高原短期干旱的主要因素依次为土壤湿度、降水和大气饱和水汽压差。（3）蒙古高原GPP对干旱的响应研究生长季各植被类型GPP对干湿环境的敏感性有所差异,其中草地植被最为敏感,灌丛、农田和沙地植被次之,针叶林和阔叶林敏感性较差;利用ARx自回归模型分析,从干旱到半湿润生态系统,植被恢复力与AI指数呈对数关系（R2=0.88）,表明蒙古高原植被的恢复力随着生态系统的湿润程度而增强。而植被的抵抗力指标在干旱到半湿润地区（R2=0.79）呈现抛物线形状的拟合线,在AI值0.28附近达到峰值。说明蒙古高原干旱区和半湿润区植被对干旱的抵抗力较好,而半干旱区的植被抵抗力较弱;GPP与MMSDI皮尔逊相关性分析结果显示,短时间尺度MMSDI主导草地GPP波动,草地可作为短时干旱发生的“指示器”。灌丛、农业植被和沙地植被的GPP波动主要受中时间尺度的MMSDI影响。而针叶林和阔叶林GPP受长时间尺度干旱影响为主,与短时间尺度的MMSDI呈负相关关系;从干旱胁迫下的植被GPP损失率曲线分析,夏季草地GPP损失率较高。林区GPP损失率介于在0～40%区间,而灌丛、农业植被和沙地植被GPP的损失率介于草地和林区之间;2007～2018年期间蒙古高原典型草原GPP因干旱导致的损失量最为严重,累计达1.4×107g Cm-1。（4）未来干旱情景下的蒙古高原GPP预估与分析基于CMIP6全球气候模拟数据,经过筛选验证计算获取到了未来不同排放情境下的MMSDI数据集,结果显示蒙古高原年平均MMSDI值随三种同情景排放浓度增大而持续降低。空间上,降低趋势的面积均由研究区东部向西部逐渐扩大。21世纪初期与末期发生干旱的频率大于中期,研究区西部干旱发生频率大于东部;构建了基于多时间尺度MMSDI的GPP估算模型,并对蒙古高原未来GPP进行了预估。发现在未来三种排放情景下GPP均值都高于GPP历史均值。时间上,随着温室气体排放浓度的增大GPP速率减小。空间上,随着温室气体排放浓度的增大,蒙古高原西部与中部地区植被GPP减小趋势大于其东部,其中内蒙古地区植被GPP呈现降低趋势且范围逐渐扩大。
孙特生,包亚琴,李文彦[6]（2020）在《基于草地资源可持续利用的干旱半干旱区草牧业发展策略——以新疆阿勒泰地区为例》文中研究指明发展草牧业在促进农业结构调整、保障国家食品安全和生态安全等方面具有重要的战略地位和作用。本文以新疆阿勒泰地区为例,从草-畜-人社会生态系统视角,运用人口、资源与环境经济学的理论和方法,在评价草地资源可持续利用状况及其耦合协调度的基础上,提出我国北方干旱半干旱区草牧业发展策略。研究区草地资源可持续利用的整体水平较低,具体表现为草地资源的生产性不高、保护性不够、稳定性不足、经济可行性较差、社会可承受性较低;草地生态系统的非平衡性特征,草-畜-人系统内部各子系统之间交互作用的复杂性、逻辑联系的特殊性,以及在牧区生态、牧业发展和牧民增收之间缺乏有效权衡,是导致研究区草地资源可持续利用耦合协调度较低的重要原因;大力发展优质牧草产业,着力构建现代牧业体系,全力提升新型牧民素质,推进草-畜-人系统耦合,从而增强草地系统的自然过程、经济过程和社会过程的融合演进,根本解决草畜矛盾、供需矛盾和"三生"矛盾,促进干旱半干旱区草牧业持续健康发展。加强多部门交流合作,集成多学科理论方法,整合多领域政策资源;科学编制中长期草牧业发展规划,促进草牧业高质量发展和草原牧区乡村振兴;深入开展草牧业科技创新、试验示范和推广工作,加快形成优质牧草–现代牧业–新型牧民"三位一体"格局,长期维系草原牧区和谐共生的人地关系,是实现干旱半干旱区草牧业持续健康发展的长远之策、根本之策。
白玉洁[7]（2020）在《中国旱区典型生态系统水分利用效率动态特征及其生物物理调控》文中研究指明气候变化导致全球气温不断升高,降雨格局发生改变、干旱频率增加、干旱程度加剧,对生态系统物质、能量循环产生重大影响。水分利用效率反映了生态系统碳吸收与水分损失之间平衡关系,是评价生态系统对环境变化响应的重要指标。本研究以中国干旱半干旱区为研究区域,依托涡度相关技术,通过单站点分析和多站点整合,研究生态系统尺度上水分利用效率时、空特征及其生物物理调控机制。单站点研究基于宁夏盐池荒漠生态系统定位研究站涡度相关监测通量数据,分析了荒漠草原生态系统水分利用效率的季节变化特征和季节性干旱对水分利用效率的影响。多站点研究基于对中国干旱半干旱区沿不同干旱程度梯度分布的34个通量观测站的水分利用效率文献研究结果进行整合,分析了生态系统水分利用效率的空间分布格局及其驱动因素,比较了不同生态系统类型和气候区域之间水分利用效率的差别。主要研究结果如下:（1）毛乌素沙地荒漠草原生态系统2012—2015生长季平均水分利用效率（EWUE）和固有水分利用效率（IWUE）分别为1.15g C kg-1 H2O和1.47 g C k Pa kg-1 H2O。水分利用效率具有明显的季节变化规律,不同的水分利用效率指标的季节变化受到不同环境和生物因子的调控。在整个生长季,EWUE主要受到空气温度（Ta）、入射光合有效辐射（PARin）以及饱和水汽压差（VPD）的调控。IWUE主要受到Ta、VPD、归一化植被指数（NDVI）以及冠层导度（gc）的调控,IWUE更能够反映生物因子对生态系统碳—水耦合的调控。（2）毛乌素沙地荒漠草原生态系统水分利用效率在不同季节对环境和生物因子的敏感性存在差异。Ta在春季和秋季对EWUE都存在显着的促进作用,而夏季表现出一定的抑制作用。PARin在每个季节都对EWUE存在显着的抑制作用,在调节荒漠草原生态系统各季节水分利用效率的日值变化中起主导作用。但EWUE在不同季节对PARin的敏感性存在差异,其标准化相关系数范围为-0.49—-0.27。Ta和VPD在春季和秋季对IWUE有显着促进作用,在夏季没有影响或影响较小。gc在春季和秋季对IWUE有较小的抑制作用,在夏季显着的抑制IWUE,标准化相关系数为-0.30。（3）降雨对毛乌素沙地荒漠草原水分效率的影响可分为降雨事件等级、降雨模式以及降雨量的影响。大降雨事件比中等降雨更有可能使当日的水分利用效率升高。短时间（10—15天）降雨模式的变化对水分利用效率没有显着影响,较长时间段内（90天）降雨量相同时,频繁的中低强度降雨比零星的高强度降雨模式更能够刺激总生态系统生产力（GEP）的增长,使生态系统有更高的水分利用效率。月尺度上降雨量的降低会降低生态系统的水分利用效率,生长季中期月降雨量的异常降低对水分利用效率存在一个月的滞后影响。（4）季节性干旱对毛乌素沙地荒漠草原生态系统水分利用效率的影响分为干旱时间和干旱强度的影响。短时间的干旱胁迫对水分利用效率没有显着影响,而长期干旱会显着的降低总生态系统生产力（GEP）和提升生态系统蒸散（ET）,从而降低生态系统的水分利用效率。轻度干旱胁迫（相对土壤含水量REW=0.4）时水分利用效率会轻微上升,随着干旱胁迫的程度加强水分利用效率开始降低。生态系统在受到干旱胁迫时主要通过加强土壤水分利用和改变冠层导度来提升水分利用效率。（5）中国干旱半干旱区生态系统的EWUE为1.64±0.93 g C kg-1 H2O,农田和森林比灌丛和草地生态系统有更高的EWUE,干旱区和亚湿润干旱区的EWUE高于半干旱区。EWUE随着生长季降雨量的增加而升高,降雨量不仅直接影响EWUE,还通过促进归一化植被指数（NDVI）而影响EWUE。不同的生态类型中,农田生态系统水分利用效率对降雨量（PPT）和NDVI的敏感性更高,灌丛生态系统最不敏感。不同气候区域中,半干旱区生态系统水分利用效率对PPT和NDVI的变化最敏感。总生态系统生产力和生态系统蒸散分别主导了半干旱和亚湿润干旱区的水分利用效率的空间变化。综上所述,降雨是干旱半干旱区生态系统水分利用效率的重要影响因素。未来气候变化导致降雨的时间分布发生变化,由此带来的极端降雨事件、降雨频率变化以及季节性干旱,可能会改变生态系统的组分结构以及碳—水耦合机制。而气候变化导致降雨的空间分布的改变也会沿干旱程度梯度对总生态系统生产力和蒸散产生不同的影响,导致碳—水耦合关系存在明显的跨气候梯度的差异。
丹杨[8]（2020）在《人工灌丛化对荒漠草原蒸散的影响 ——以宁夏盐池县为例》文中提出我国西北的防沙治沙工程常常在干旱半干旱的荒漠草原地区大量的种植中间锦鸡儿（Caragana intermedia）等灌木,这会导致荒漠草原发生人工灌丛化现象,地表植被结构从草本向灌木的转化,势必影响到生态系统的物质和能量循环过程,其中对地—气水汽循环过程的影响尤为重要。蒸散（Evapotranspiration,ET）是地—气水汽循环过程的重要环节,包括蒸发和蒸腾两种物理过程,研究人工灌丛化对荒漠草原蒸散的影响,不仅能够揭示人为活动背景下干旱半干旱区生态系统水循环的变化机理,还可指导区域生态治理的生产实践。为此,本文以盐池县为例,基于遥感和气象等多源数据,结合微气象学观测、生态系统过程模型模拟和遥感时空分析手段,从多种时空尺度研究了人工灌丛化对荒漠草原蒸散的影响,主要工作及结论如下:（1）基于Landsat遥感影像和野外实测叶面积指数（LAI）数据,利用经验回归模型,计算了盐池县1986-2019年间共11期叶面积指数,研究人工灌丛化对植被结构的影响。1986-2019年间盐池县LAI整体波动上升,县境内67.45%的区域,其植被叶面积在增加,表明生态治理工程增加了区域植被盖度,改变了盐池荒漠草原地区原有的植被叶面积覆盖结构,进而可能引起生态系统结构与功能的变化,可能对区域地—气水汽循环过程产生影响。（2）基于中分辨率成像光谱仪（MODIS）获取的2001-2018年蒸散（ET）和归一化差值植被指数（NDVI）产品,利用趋势分析,相关分析以及分区统计的方法,研究了宁夏盐池县荒漠草原人工植被重建对区域生态系统蒸散的影响。盐池县大面积人工植被重建后,ET显着升高,ET与NDVI呈显着正相关。ET与NDVI的变化趋势相关性为0.76（P<0.01）。在盐池荒漠草原地区,人工植被重建造成的植被结构变化导致生态系统蒸散量更大,消耗更多的水分,同时也使ET增长速率加快。盐池荒漠草原人工植被重建提高了区域NDVI值,也增强了生态系统的ET。（3）通过微型蒸渗仪和涡度相关系统获取草地和人工灌丛的蒸散,对比分析两种下垫面的蒸散差异。2018年12月至2019年11月草地蒸散为353.17mm,人工灌丛蒸散为400.15mm,其中草地蒸散的主要环境驱动因子是光合有效辐射,而人工灌丛蒸散的主要环境驱动因子是空气温度。同期降雨量为358.10 mm,与草地蒸散总量基本持平,而人工灌丛的蒸散水分消耗明显高于大气降水补给。在水分缺乏的半干旱地区,人工灌丛蒸散与降水的持续不平衡将会对生态系统的稳定性产生影响。（4）基于植被的生理生态参数和荒漠草原水热条件,采用生物地球化学循环模型（Biome-BGC）与地球呼吸系统模拟模型（BESS）结合的方法,模拟荒漠草原生态系统人工灌丛引入前后蒸散及其组分的变化,定量研究荒漠草原人工灌丛化对区域生态水文循环中蒸散的影响。结果表明,人工灌丛的引入使植被结构及特征发生了变化,LAI年最大值由0.20增加为0.67,改变了植被年内与年际变化特征。荒漠草原人工灌丛化后,生态系统年均蒸散由251.74 mm增加到了 281.42 mm;人工灌丛化对生长季的蒸散增强明显,8月蒸散峰值时,日均蒸散由1.27mm/d增加到1.56 mm/d。灌丛化使生态系统蒸腾量平均增加了 1.35倍,蒸发量增加了 1.06倍,改变了生态系统蒸散的组分结构,导致蒸发比例降低、蒸腾比例增高。
邓浩亮[9]（2019）在《黄土高原不同生态区垄沟覆盖对春玉米生产力和土壤质量的影响及其机理》文中进行了进一步梳理黄土高原雨养农业区降水低而不稳、蒸发量大,还遭受严重的土壤侵蚀和耕地退化,如何应对生产能力与天然降雨利用能力的严重不足是备受西北农业圈关注的现实问题。在半干旱农作区,玉米垄沟覆盖栽培系统已取得显着增产增收效果,然而黄土高原地域跨度大,生态区包括干旱区、半干旱区和半湿润区,因此不同生态区对垄沟覆盖栽培系统的响应也呈现多样化。目前,大多研究主要针对半干旱农作区,忽略了半湿润易旱农作区农业独特的生产潜力。垄沟覆盖栽培系统能否在半湿润农作区适用并取得增产增效?不同垄沟耕作模式对其影响多大?其生理生态机理如何?这些不仅是基础科学问题,也是垄沟覆盖栽培系统的地域延伸、系统升级,更是黄土高原雨养农业下小农经济精准脱贫战略实施的重大需求。本研究在课题组以往多年国内研究基础上,以垄沟覆盖系统为核心,多种传统种植模式为参照,包括隔沟覆膜垄播（MRM）、全膜双垄沟播（WRF）、垄沟秸秆覆盖（SM）、平地全膜覆盖（WM）、平地半膜覆盖（HM）、平地无覆盖种植（CK）等开展了大田试验及技术验证。本研究于20152016年在黄土高原半干旱农作区甘肃省榆中县石头沟省级旱作农业示范点开展了大田试验,通过对土壤剖面水分动态、土壤温度、作物水分利用、土壤有机碳、全氮、全磷、速效养分、酶活性、微生物数量、作物物候特征、生长参数及生物量分配模式、产量及形成因子、水分利用效率等参数的系统收集和分析,首先揭示了两种不同风格垄沟地膜覆盖技术在改善黄土高原半干旱农作区春玉米生产力和土壤环境生态机理。其次,为进一步证实垄沟地膜覆盖技术在其他生态区的高效性,于20172018年在半湿润易旱农作区甘肃省华亭市朱家坡农业技术推广中心开展了验证试验,全面分析了土壤水热、养分平衡、酶活性活跃度、微生物数量繁殖、作物物候格局、产量和水分利用效率等指标,以期明晰垄沟覆盖耕作模式对旱地玉米的增产、增收和增效机制,进一步剖析该技术体系是否具有可持续发展潜力,同时探明半干旱和半湿润农作区最佳垄沟覆盖耕作模式,为将来该技术体系的进一步拓展研究和延伸技术开发提供理论依据和技术支撑。主要研究结论如下:1.垄沟覆盖在时间上对水资源进行重新分配,使作物需水与土壤供水达到平衡。空间上,优化了作物需水和土壤供水关系,使作物更容易利用深层土壤水分满足生长需求,从而增加了土壤水分有效性。半干旱农作区隔沟覆膜垄播、全膜双垄沟播和秸秆覆盖较露地平种显着增加生长季中层土壤含水量17.77%、11.61%和4.39%,中层水分的积累为玉米后期生长水分的获取提供支撑,但在半湿润农作区并未表现出贮水优势。半干旱区春玉米耗水量主要依赖于生育期降水和土壤底墒,其中隔沟覆膜垄播、全膜双垄沟播和秸秆覆盖春玉米生育期内降水消耗分别占总耗水量的79.07%、80.01%、90.90%。而半湿润区春玉米耗水量主要依赖于生育期降水,意味着在半湿润地区生育期降水不仅能够满足作物生长需水,而且还可以补给土壤贮水,其中隔沟覆膜垄播、全膜双垄沟播和秸秆覆盖通过垄沟集雨方式可补给土壤水量3.33、4.34和5.70 mm。2.垄沟覆盖材料类型的选择性应用能够实现对土壤热量平衡的季节性主动调控,同时存在增温和降温的双重效应,地膜覆盖的增温效应大于降温效应,秸秆覆盖则相反,主要表现在作物生育前期,地表覆盖可增加土壤温度,而在生育中期受高温胁迫,地表覆盖能有效降低土壤温度,缓解高温干热的危害。半干旱和半湿润农作区均表现为隔沟覆膜垄播平均温度最高,全膜双垄沟播次之,秸秆覆盖最低。3.垄沟地膜覆盖体现了对土壤养分的时间和空间平衡调节。半湿润农作区养分含量降低幅度显着大于半干旱农作区。连作2个生长季后,半干旱农作区隔沟覆膜垄播和全膜双垄沟播种植方式增加了生长季内对有机碳、全氮、速效钾的消耗,高于露地平种0.28和0.31 g·kg-1、0.04和0.14 g·kg-1、23.48和2.96 mg·kg-1,反而降低了对全磷、速效磷、碱解氮的消耗,低于露地平种0.08和0.10 g·kg-1、0.37和0.97 mg·kg-1、1.15和2.95 mg·kg-1;半湿润农作区隔沟覆膜垄播和全膜双垄沟播种植方式增加了生长季内对有机碳、全磷、速效钾、碱解氮的消耗,高于露地平种1.00和0.65 g·kg-1、0.16和0.06 g·kg-1、63.74和30.61 mg·kg-1、8.51和5.13mg·kg-1。4.垄沟覆盖对不同种类土壤酶活性影响不同。秸秆覆盖和隔沟覆膜垄播种植方式均有利于土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和磷酸酶活性的提高,而全膜双垄沟播仅表现为磷酸酶活性的提高。连作2个生长季后,半干旱农作区隔沟覆膜垄播、全膜双垄沟播和秸秆覆盖种植方式下土壤过氧化氢酶和磷酸酶活性均表现为递增趋势,增幅分别为0.116、0.013和0.052 ml·g-1,0.158、0.115和0.212 mg·g-1,脲酶活性呈降低趋势,降幅依次为0.200、0.208和0.159 mg·g-1,隔沟覆膜垄播和秸秆覆盖种植方式可提高蔗糖酶活性0.254和3.537 mg·g-1,而全膜双垄沟播降低蔗糖酶活性1.753 mg·g-1;半湿润农作区隔沟覆膜垄播、全膜双垄沟播和秸秆覆盖种植方式下土壤蔗糖酶和磷酸酶活性均表现为递增趋势,增幅分别为0.591、0.676和1.927 mg·g-1,0.302、0.169和0.293 mg·g-1,脲酶活性呈降低趋势,降幅依次为0.211、0.284和0.235 mg·g-1,隔沟覆膜垄播和秸秆覆盖种植方式可提高过氧化氢酶活性0.099和0.139 ml·g-1,而全膜双垄沟播降低过氧化氢酶活性0.105 mg·g-1。5.垄沟覆盖对土壤中不同微生物的数量同样影响不同。隔沟覆膜垄播有利于土壤细菌和放线菌的繁殖,而全膜双垄沟播和秸秆覆盖仅表现为细菌数量的增多,且半湿润农作区土壤微生物数量增加幅度显着大于半干旱农作区。连作2个生长季后,半干旱农作区隔沟覆膜垄播、全膜双垄沟播和秸秆覆盖土壤细菌数量均表现为递增趋势,增幅分别为11.24、35.17、30.63 104·g-1。全膜双垄沟播和秸秆覆盖可提高真菌数量5.06和4.38 102·g-1,降低放线菌数量7.50和15.67104·g-1。隔沟覆膜垄播可提高放线菌数量12.83 104·g-1,降低真菌数量10.14102·g-1;半湿润农作区隔沟覆膜垄播、全膜双垄沟播和秸秆覆盖土壤细菌和放线菌数量均表现为递增趋势,细菌增幅分别为34.78、35.73、6.57 105·g-1,放线菌增幅分别为47.52、33.57、40.91 104·g-1。隔沟覆膜垄播可提高真菌数量12.87103·g-1,全膜双垄沟播和秸秆覆盖降低真菌数量0.62和8.42 103·g-1。6.垄沟覆膜耕作模式能明显缩短春玉米营养阶段长度,延长灌浆期,更有利于春玉米生物量的积累,相反,秸秆覆盖耕作模式下玉米营养生长阶段被显着延长,繁殖期缩短。与露地平种相比,半干旱农作区隔沟覆膜垄播和全膜双垄沟播显着提前了玉米出苗,并提高出苗率13.4%和19.1%,秸秆覆盖种植方式推迟了玉米出苗且仅提高出苗率0.34%。隔沟覆膜垄播和全膜双垄沟播分别缩短了播种到抽雄期的时间长度,分别为26.5和25 d,两者显着延长了繁殖持续分别达17、16 d。然而,秸秆覆盖延长了播种到抽雄期的时长17.5 d,缩短了繁殖持续时长11.5 d。半湿润农作区隔沟覆膜垄播和全膜双垄沟播同样显着提前了玉米出苗,并提高出苗率1.0%和2.4%,秸秆覆盖推迟了玉米出苗且降低出苗率4.4%。隔沟覆膜垄播和全膜双垄沟播分别缩短了播种到抽雄期的时间长度,分别为12和9.5 d,并未显着延长繁殖持续时长。然而,秸秆覆盖延长了播种到抽雄期的时长10 d,缩短了繁殖持续时长3.5 d。7.垄沟覆膜耕作模式促进幼苗建立并增加活力,增加了生物量积累,并优化了繁殖分配。与露地平种相比,隔沟覆膜垄播和全膜双垄沟播显着增加了玉米茎秆纵向和横向生长,提高了叶面积扩展能力,叶面积指数显着增加,且半干旱农作区增长效应显着大于半湿润农作区。半干旱农作区隔沟覆膜垄播和全膜双垄沟播地上、地下生物量较露地平种分别增加66.96%和62.79%、19.10%和45.28%,同时,隔沟覆膜垄播和全膜双垄沟播提高了果穗生物量在地上总生物量中的分配比重,高于露地平种13.26%和17.58%,而秸秆覆盖地上生物量较露地平种仅增加8.73%,地下生物量却较露地平种减少21.46%,果穗生物量在地上总生物量中的分配比重高于露地平种9.65%;半湿润农作区隔沟覆膜垄播和全膜双垄沟播地上、地下生物量较露地平种分别增加16.41%和12.66%、12.81%和27.47%,同时,隔沟覆膜垄播和全膜双垄沟播提高了果穗生物量在地上总生物量中的分配比重,高于露地平种1.05%和1.22%,而秸秆覆盖地上、地下生物量较露地平种减少4.58%和7.10%,果穗生物量在地上总生物量中的分配比重低于露地平种0.22%。8.垄沟地膜覆盖优化了穗部结构,增加了收获指数。半干旱农作区隔沟覆膜垄播和全膜双垄沟播显着改善了产量构成因子,穗长、穗粗、穗粒数、单株穗粒重、百粒重、生物产量、秸秆产量和单株生物量分别较露地平种提高30.54%和35.30%、18.88%和20.96%、59.28%和65.56%、155.06%和171.41%、59.93%和63.72%、66.96%和62.97%、37.82%和27.11%、66.96%和62.97%,而秸秆覆盖增加幅度显着低于隔沟覆膜垄播和全膜双垄沟播,依次为5.96%、4.34%、10.12%、16.88%、5.88%、8.73%、6.04%、8.73%。最终,隔沟覆膜垄播和全膜双垄沟播的收获指数较露地平种显着高出0.131和0.165,秸秆覆盖仅高出0.018;半湿润农作区隔沟覆膜垄播和全膜双垄沟播上述产量构成因子分别较露地平种提高4.04%和2.32%、2.03%和0.25%、3.61%和-2.14%、32.96%和17.12%、15.51%和11.44%、16.41%和12.66%、7.35%和10.21%、16.41%和12.66%,而秸秆覆盖表现出不增反降趋势,较露地平种依次降低2.27%、0.82%、3.91%、11.83%、8.83%、4.58%、0.60%、4.58%。最终,隔沟覆膜垄播和全膜双垄沟播的收获指数较露地平种显着高出0.051和0.014,而秸秆覆盖显着降低0.027。9.垄沟地膜覆盖维持了包括水、肥、气、热在内的资源利用效率的高位运行,显着提升了籽粒产量和水分利用效率。半干旱农作区隔沟覆膜垄播和全膜双垄沟播籽粒产量和水分利用效率较露地平种分别增加155.05%和171.40%、125.44%和142.80%,而秸秆覆盖较露地平种仅增加16.88%和18.69%;半湿润农作区隔沟覆膜垄播和全膜双垄沟播籽粒产量和水分利用效率较露地平种分别增加32.96%和17.12%、33.53%和18.67%,而秸秆覆盖表现出降低趋势,较露地平种降低11.84%和9.90%。总体来看,垄沟地膜覆盖耕作改善了土壤水热环境,尤其是休耕期的土壤水分贮存和生育前期的土壤温度,同时提高了整个生育期内土壤质量,明显增大了叶片叶片扩展速率,延长植株后期营养生长与生殖生长时期,为玉米最终籽粒的产出创造了良好的条件。尽管秸秆覆盖能够显着贮存土壤水分,并且能够改善土壤质量,但由于覆盖导致低温效应延缓了玉米的生长周期,不利于果穗籽粒干物质的积累。在半干旱农作区全膜双垄沟播表现出高产量和高水分利用效率,而在半湿润农作区隔沟覆膜垄播效果更佳。因此,全膜双垄沟播是一种较为适宜黄土高原半干旱区的玉米种植技术,而隔沟覆膜垄播在半湿润农作区更能表现出其耕作优势。
朱永华[10]（2019）在《变化环境下半干旱区农牧交错带水—植被相互作用关系及地下水反演模拟研究 ——以西辽河流域通辽平原区为例》文中研究表明近几十年来,中国乃至全球环境发生了显着的变化,诸如气候变化、水资源短缺、荒漠化及生物多样性锐减等,严重威胁着生态环境、生态服务质量和服务功能。植被变化及其与水问题间的关系研究已经成为社会可持续发展与生态建设中亟待解决的问题之一。然而,由于受到土地利用/土地覆盖变化（LUCC）与气候条件等全球环境变化的影响,区域水循环也随之发生改变,使得植被变化与生态水文之间普遍存在着的相互作用关系更具复杂性和不确定性。西辽河流域通辽平原区是我国半干旱地区典型农牧交错带,是一个空间上农牧并存,时间上农牧交替的广阔区域。近几十年来,地下水超采、地表水干涸、植被退化和沙漠化等不断加剧,成为制约当地经济社会和人民生活可持续发展的严重生态环境问题。本文对西辽河流域通辽平原区1980～2015年间的植被演变和生态水文变化过程进行了研究,在归纳总结前人研究成果的基础上,通过野外调查、室内试验、理论分析及模型模拟等方法,监测和分析了变化环境下区域生态水文特征,解析了研究区气候变化、水资源变化、土地利用动态变化与植被变化等时空演变过程及规律,对区域生态环境现状进行了评估,揭示了环境因子变化特征和规律,应用多源遥感资料进行水资源反演模拟,探索区域水资源时空变化规律,定量分析了水文条件变化对植被的影响,以及植被变化对自然和人为因素的响应关系,分析了变化环境下植被演变的生态水文效应。主要结论如下:（1）研究区植被种类锐减,植被群落斑块化趋势严重,处于群落演替的早期向中期发展的过程中。在区域自然因素与人为因素的影响下,研究区生态水文条件发生了变化,对植被逆向演替产生促进作用,草原类型演化过程为:草甸草原、疏林草原和森林草原相间的自然景观向荒漠草原、草甸草原、疏林草原与森林草原相间的自然景观转变,体现在植被群落演化过程为:从松属、篙属、栎属、黎科、莎草科、禾本科向篙属、松属、黎科、禾本科、莎草科、栋属演化,继而向篙属、藜科、松属、栎属、禾本科、莎草科演化,进一步向篙属、黎科、莎草科、松属、禾本科、麻黄属演化,直至现状的篙属、黎科、莎草科、禾本科群落构成。（2）研究区年植被归一化指数（NDVI）在时间序列上呈微小波动上升的趋势,变化率为0.004/yr,且具有较强的空间分异性,人类活动越来越成为空间分异的主导驱动因素。在时间尺度上,降水（P）与气温（T）是NDVI变化的主要限制性因子,且P对于T对于NDVI变化的响应更加敏感;在空间尺度上,植被NDVI变化是气候变化和人类活动等多种因综合作川的结果,其中人类因素驱动影响增加显着。（3）研究区地下水埋深持续显着增加,对区域NDVI影响较为明、显,草地受影响较耕地更为突出,显现出从非地带性草甸植被向地带性典型草原植被的演替过程。随着地下水埋深加大,逐渐在区域中部形成两个较大的地下水开采漏斗,人类活动是造成这一现象的主导因素,气候变化则为次要因素。（4）基于不同GRACE卫星数据所反演的不同尺度研究区总水资源储量（TWS）与地下水储量（GW）的变化值在时间序列上均呈波动下降趋势,空间尺度上异质性明显,JPL数据反演结果更能反映研究区水资源量时空变化特征。（5）构建了区域多元逐步回归和多元线性回归地下水埋深变化估算模型,二种模型估算的研究区地下水埋深动态变化精度均不够理想,其中以多元线性回归模型拟合效果相对较好,该模型验证结果显示,基本上可用于西辽河流域通辽平原区地下水埋深变化的预测预报。终上所述,受自然和人为因素的双重影响,西辽河流域通辽平原区1951～2015年期间降水量呈减少趋势,从上世纪80年代至今,土地利用向灌溉种植农业发展规模较大,大量的地下水开发利用致使地下水位呈持续下降趋势,地表径流减少甚至断流,TWSC值在时间序列上均呈波动下降趋势,致使部分区域出现土壤沙化和草原退化植被逆向演替的现象;虽然年NDVI在时间序列上呈微小波动上升的趋势,但其空间分异性较强;地下水埋深持续显着增加,对NDVI影响较为明显;构建的多元线性回归模型较好模拟了地下水埋深变化过程和趋势,人类活动越来越成为植被空间分异和生态水文条件变化的主导驱动因素。
二、我国北方半干旱区草地水分供需状况研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、我国北方半干旱区草地水分供需状况研究（论文提纲范文）
（1）内蒙古赛罕乌拉草地不同利用方式下蒸散发与生态效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 研究进展 |
| 1.2.1 蒸散发估算方法 |
| 1.2.2 草地蒸散发的影响机制 |
| 1.2.3 不同草地利用方式的生态效应 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.3.1 草地蒸散发及生长季的变化特征 |
| 1.3.2 大尺度植被蒸散发与水分盈亏的时空变化及植被修复研究 |
| 1.3.3 不同保护利用方式下的草地蒸散发的变化特征及草地保护与利用研究 |
| 1.3.4 不同草地保护利用模式与恢复途径的生态效应评估 |
| 1.4 本论文关注的科学问题 |
| 1.5 技术路线 |
| 第二章 数据与方法 |
| 2.1 研究区概况 |
| 2.1.1 研究区地理位置及特点 |
| 2.1.2 植被与土壤 |
| 2.1.3 气候特征 |
| 2.2 观测与仪器 |
| 2.2.1 草甸草原的通量观测 |
| 2.2.2 草地生物多样性观测 |
| 2.3 其他地面数据 |
| 2.3.1 气象数据 |
| 2.3.2 遥感数据 |
| 2.3.3 土地利用数据 |
| 2.4 湍流资料质量控制 |
| 2.5 研究方法 |
| 2.5.1 草地湍流通量观测 |
| 2.5.2 生物多样性计算 |
| 2.5.3 基于SEBAL模型的实际蒸散发模拟 |
| 2.5.4 雨水资源化潜力 |
| 第三章 草地生长季气象因子及蒸散发的变化特征 |
| 3.1 草地气象因子的变化特征 |
| 3.1.1 土壤湿度与降雨变化特征 |
| 3.1.2 土壤温度变化特征 |
| 3.1.3 空气温湿度变化特征 |
| 3.1.4 风速和风向变化特征 |
| 3.2 草地下垫面辐射与能量平衡 |
| 3.2.1 草地下垫面小气候平均日变化 |
| 3.2.2 草地下垫面辐射平衡与能量闭合 |
| 3.2.3 草地下垫面净辐射与可能蒸散量 |
| 3.3 碳通量日变化特征 |
| 3.4 草地蒸散发的变化特征 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 大尺度植被蒸散发与水分盈亏的时空变化及植被修复研究 |
| 4.1 区域植被类型及变化 |
| 4.2 区域实际蒸散发时空变化特征 |
| 4.3 区域雨水资源化潜力指数时空变化特征 |
| 4.4 降水与气温对区域蒸散发和雨水资源化潜力影响 |
| 4.5 区域植被的合理保护与修复 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 不同保护利用方式下的草地蒸散发的变化特征及草地保护与利用研究 |
| 5.1 植被类型变化 |
| 5.2 实际蒸散发与雨水资源化潜力指数时空变化特征 |
| 5.2.1 实际蒸散发时空变化特征 |
| 5.2.2 雨水资源化潜力指数时空变化特征 |
| 5.3 不同保护利用方式草地的蒸散发、雨水资源化潜力指数和蒸降差的变化 |
| 5.3.1 蒸散发的变化 |
| 5.3.2 雨水资源化潜力指数的变化 |
| 5.3.3 蒸降差的变化 |
| 5.4 群落特征对不同保护利用方式下的草场蒸散发的影响 |
| 5.4.1 不同保护利用方式下草地多样性对蒸散发的影响 |
| 5.4.2 不同利用方式下草地均匀度对蒸散发的影响 |
| 5.4.3 不同利用方式下草地群落盖度对蒸散发影响 |
| 5.4.4 不同利用方式下草地群落生物量对蒸散发的影响 |
| 5.5 草地的保护与利用 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 不同草地保护利用模式与恢复途径的生态效应评估 |
| 6.1 多样性效应---不同草地利用模式与恢复途径群落功能群多样性变化 |
| 6.2 结构效应---不同草地利用模式与恢复途径的群落功能群组成变化 |
| 6.3 质量效应---不同草地保护利用模式与恢复途径草场质量变化 |
| 6.4 功能效应---不同草地利用模式与恢复途径草场功能变化 |
| 6.5 防风固沙效应---不同草地利用模式与恢复途径防风固沙功能影响 |
| 6.6 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究特色与创新 |
| 7.3 不足与展望 |
| 附表 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（2）夏季风影响过渡区典型生态系统陆面水热交换特征及其影响因子研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究进展 |
| 1.2.1 夏季风影响过渡区陆面过程试验研究进展 |
| 1.2.2 典型夏季风影响过渡区环境气候要素的变化 |
| 1.2.3 典型夏季风影响过渡区陆面水热变化特性 |
| 1.2.4 环境因子对水热特性的影响 |
| 1.3 主要研究内容与论文结构 |
| 第二章 研究区域、数据和方法介绍 |
| 2.1 研究区域介绍 |
| 2.2 观测站点介绍 |
| 2.3 观测方法及数据处理 |
| 2.3.1 地面观测资料 |
| 2.3.2 遥感观测资料 |
| 2.4 研究方法 |
| 2.4.1 能量平衡 |
| 2.4.2 土壤热通量订正 |
| 2.4.3 Bowen比 |
| 2.4.4 土壤干旱胁迫指数 |
| 2.4.5 陆面总体参数 |
| 第三章 典型生态系统能量平衡及分配特征 |
| 3.1 过渡区典型生态系统的能量平衡及分配特征 |
| 3.1.1 能量平衡特征 |
| 3.1.2 能量分配特征 |
| 3.2 黄土高原典型农田生态系统的能量平衡及分配特征 |
| 3.2.1 能量平衡特征 |
| 3.2.2 能量分配特征 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 典型生态系统Bowen比变化特征 |
| 4.1 过渡区六类典型生态系统Bowen比日变化特征 |
| 4.2 黄土高原典型农田生态系统Bowen比季节变化特征 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 典型生态系统生态及环境因子对Bowen比的影响 |
| 5.1 影响过渡区六类典型生态系统Bowen比的因子 |
| 5.1.1 环境因子对Bowen比的影响 |
| 5.1.2 生态因子对Bowen比的影响 |
| 5.2 影响黄土高原典型农田生态系统Bowen比的因子 |
| 5.2.1 环境因子对Bowen比的影响 |
| 5.2.2 生态因子对Bowen比的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 存在的问题与研究展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间研究成果及学术交流 |
| 致谢 |
（3）气候与地形因子对浑善达克沙地ANPP的影响 ——以多伦县为例（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略语表 |
| 1 引言 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 气候变化对区域环境的研究进展 |
| 1.2.2 植被生长对气候变化的响应研究 |
| 1.2.3 不同地形下气候变化对植被生长的影响研究 |
| 1.2.4 土壤湿度遥感研究 |
| 1.2.5 深度学习模型的常见网络结构和应用 |
| 1.2.6 环境因子对地上净初级生产力估算的研究 |
| 1.3 科学问题和研究目标 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 1.6 创新点 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 研究区概况 |
| 2.1.1 地理位置 |
| 2.1.2 气候特征 |
| 2.1.3 地形地貌 |
| 2.1.4 土壤类型 |
| 2.1.5 植被类型 |
| 2.2 数据源 |
| 2.3 研究方法 |
| 2.3.1 研究区温度、降水和干旱特征 |
| 2.3.2 地表温度和土壤湿度空间变化统计 |
| 2.3.3 基于深度学习方法对地表温度和土壤湿度空间模拟 |
| 2.3.4 气候变化对不同地形植被地上生产力的模拟 |
| 3 研究区温度、降水和干旱特征 |
| 3.1 气温在多伦区域时间尺度研究 |
| 3.1.1 多年生长季气温变化规律 |
| 3.1.2 多年生长季气温变化周期特征 |
| 3.2 降水在多伦区域时间尺度研究 |
| 3.2.1 多年生长季降水变化规律 |
| 3.2.2 多年降水量变化周期特征 |
| 3.3 传统干旱监测方法在多伦区域时间尺度研究 |
| 3.3.1 多年生长季气象干旱指数变化规律 |
| 3.3.2 多年标准化降水指数变化周期特征 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 小结 |
| 4 地表温度和土壤湿度空间变化统计 |
| 4.1 地表温度基本变化特征 |
| 4.1.1 基于地表温度空间面积特征 |
| 4.1.2 地表温度空间变化趋势与稳定性 |
| 4.2 土壤湿度变化特征 |
| 4.2.1 温度-植被干旱指数(TVDI)特征空间的构建 |
| 4.2.2 基于温度-植被干旱指数(TVDI)的土壤湿度评估 |
| 4.2.3 基于温度-植被干旱指数(TVDI)对区域干-湿面积分析 |
| 4.2.4 温度-植被干旱指数(TVDI)空间变化趋势与稳定性 |
| 4.3 讨论 |
| 4.4 小结 |
| 5 基于深度学习方法对地表温度空间分布模拟 |
| 5.1 地表温度模拟变量参数选取和模型评估 |
| 5.1.1 参数选取 |
| 5.1.2 模型评估 |
| 5.2 基于生长季空间地表温度的模拟 |
| 5.3 特定环境条件下气象站温度对地表温度的影响 |
| 5.4 特定环境不同覆盖度条件下气温与地表温度的关系 |
| 5.5 气温变化条件下地表温度空间变化特征 |
| 5.5.1 生长季气温变化对地表温度空间分布的影响 |
| 5.5.2 地表温度随海拔、坡度和坡向的变化特征 |
| 5.5.3 地表温度随NDVI的变化特征 |
| 5.6 讨论 |
| 5.7 小结 |
| 6 基于深度学习方法对土壤湿度空间分布模拟 |
| 6.1 温度-植被干旱指数(TVDI)模拟变量选取和模型评估 |
| 6.1.1 参数选取 |
| 6.1.2 模型评估 |
| 6.2 基于生长季空间温度-植被干旱指数(TVDI)的模拟 |
| 6.3 特定环境温度-植被干旱指数(TVDI)随温度变化特征 |
| 6.4 干湿气候变化条件下土壤湿度变化特征 |
| 6.4.1 降水、SPI指数与TVDI相关性 |
| 6.4.2 生长季降水量变化对土壤湿度空间分布的影响 |
| 6.4.3 土壤湿度随海拔的变化特征 |
| 6.4.4 土壤湿度随NDVI的变化特征 |
| 6.5 讨论 |
| 6.6 小结 |
| 7 气候变化对不同地形地上净初级生产力的模拟 |
| 7.1 气温变化下,有效积温空间变化特征 |
| 7.1.1 气温和地表温度相关性分析 |
| 7.1.2 有效积温模拟评估 |
| 7.1.3 基于深度学习方法对有效积温的模拟评估 |
| 7.1.4 气温变化条件下有效积温变化特征 |
| 7.1.5 有效积温随海拔、坡度和坡向变化特征 |
| 7.1.6 有效积温随NDVI变化特征 |
| 7.2 水热变化对地上净初级生产力空间变化影响 |
| 7.2.1 气温不变地上净初级生产力随降水量变化特征 |
| 7.2.2 气温升高2℃地上净初级生产力随降水量变化特征 |
| 7.2.3 气温升高4℃地上净初级生产力随降水量变化特征 |
| 7.2.4 地上净初级生产力随海拔、坡度和坡向的变化特征 |
| 7.3 讨论 |
| 7.4 小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（4）毛乌素沙地杨柴和沙柳的蒸腾耗水特征及人工林地植被承载力（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的与意义 |
| 1.3 沙地土壤水分时空动态研究进展 |
| 1.3.1 国外沙地土壤水分研究概况 |
| 1.3.2 国内沙地土壤水分研究现状 |
| 1.3.3 沙地土壤水分时间变化特征 |
| 1.3.4 沙地土壤水分空间变化特征 |
| 1.3.5 沙地人工植被区降雨入渗变化规律 |
| 1.3.6 沙地土壤水分平衡研究 |
| 1.4 国内外树干液流研究进展 |
| 1.4.1 树干液流的测定方法 |
| 1.4.2 树干液流时间变化特征 |
| 1.4.3 树干液流空间变化特征 |
| 1.4.4 树干液流与环境因子关系 |
| 2 研究内容、方法及技术路线 |
| 2.1 研究内容 |
| 2.1.1 降雨变化特征分析 |
| 2.1.2 土壤水分时空变化特征及对降雨响应 |
| 2.1.3 杨柴和沙柳蒸腾耗水特征研究 |
| 2.1.4 通过尺度转化计算杨柴和沙柳蒸腾耗水量 |
| 2.1.5 土壤水分植被承载力 |
| 2.2 实验设计及研究方法 |
| 2.2.1 研究区概况 |
| 2.2.2 实验设计与测定方法 |
| 2.2.3 数据整理 |
| 2.3 研究技术路线图 |
| 3 降水变化特征 |
| 3.1 实验期内降水特征分析 |
| 3.2 乌审旗近30年降水特征及趋势研究 |
| 3.3 小结 |
| 4 土壤水分时空变化特征及对降雨响应 |
| 4.1 土壤水分时空变化特征 |
| 4.1.1 土壤水分动态及变异特征 |
| 4.1.2 土壤水分季节动态特征 |
| 4.1.3 土壤水分空间分布特征 |
| 4.2 土壤水分对不同降雨格局的响应 |
| 4.2.1 选取降水事件分析 |
| 4.2.2 土壤含水量对小雨事件的响应 |
| 4.2.3 土壤含水量对中雨事件的响应 |
| 4.2.4 土壤含水量对大雨及暴雨事件的响应 |
| 4.3 土壤入渗特征模拟 |
| 4.3.1 入渗模型的选取 |
| 4.3.2 入渗模拟结果 |
| 4.4 基于hydurus模型模拟土壤水分变化 |
| 4.4.1 模型原理 |
| 4.4.2 土壤水分变化过程模拟 |
| 4.5 讨论 |
| 4.6 小结 |
| 5 杨柴和沙柳人工林液流特征 |
| 5.1 杨柴和沙柳液流速率变化特征 |
| 5.1.1 日液流速率变化规律 |
| 5.1.2 日液流速率变化比较 |
| 5.1.3 月际液流速率变化比较 |
| 5.2 杨柴和沙柳液流量变化特征 |
| 5.2.1 杨柴植株日液流量动态变化 |
| 5.2.2 沙柳枝条日液流量动态变化 |
| 5.2.3 杨柴植株月液流量变化特征 |
| 5.2.4 沙柳枝条月液流量变化特征 |
| 5.3 讨论 |
| 5.4 小结 |
| 6 杨柴和沙柳液流变化与气象因子的关系 |
| 6.1 液流速率与气象因子的关系 |
| 6.1.1 日液流速率与气象因子的关系 |
| 6.1.2 月际液流速率与气象因子的关系 |
| 6.1.3 杨柴植株和沙柳枝条液流速率与气象因子的关系 |
| 6.2 杨柴和沙柳液流量与气象因子的关系 |
| 6.2.1 日液流量与气象因子的关系 |
| 6.2.2 杨柴植株和沙柳枝条日液流量与气象因子的关系 |
| 6.3 讨论 |
| 6.4 小结 |
| 7 通过Hydrus-1D模型估算杨柴和沙柳人工林土壤水分植被承载力 |
| 7.1 利用Hydrus-1D模型估算储水量 |
| 7.1.1 杨柴和沙柳人工林蒸发量变化特征 |
| 7.1.2 30cm及以下深度土壤水分渗漏量变化特征 |
| 7.2 植被耗水量估算 |
| 7.3 土壤水分植被承载力 |
| 7.4 土壤水分植被承载力模型的建立 |
| 7.4.1 土壤水分植被承载力及其影响因子的相关性分析 |
| 7.4.2 土壤水分植被承载力模型的建立 |
| 7.5 讨论 |
| 7.6 小结 |
| 8 结论 |
| 9 创新点 |
| 10 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（5）基于日光诱导叶绿素荧光的蒙古高原GPP模拟及其对干旱的响应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究进展 |
| 1.3.1 植被生产力研究进展 |
| 1.3.2 干旱指数研究进展 |
| 1.3.3 气候变化与植被生产力相关研究进展 |
| 1.3.4 当前研究存在的问题与发展方向 |
| 1.4 研究目标、内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容与章节安排 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 1.5 项目来源与经费支持 |
| 第二章 研究方法、数据来源与处理 |
| 2.1 研究区概况 |
| 2.1.1 自然环境特征 |
| 2.1.2 土地利用现状 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 变化趋势率 |
| 2.2.2 森氏斜率与M-K趋势检验分析法 |
| 2.2.3 IDW空间插值 |
| 2.2.4 干燥度指数 |
| 2.2.5 标准化降水蒸散指数 |
| 2.2.6 Copula联合分布函数 |
| 2.2.7 留一交叉验证法 |
| 2.2.8 植被抵抗力和恢复力自回归模型 |
| 2.2.9 精度评估方法 |
| 2.3 数据来源与处理 |
| 2.3.1 气象数据 |
| 2.3.2 DEM数据 |
| 2.3.3 土壤湿度数据 |
| 2.3.4 MODIS数据 |
| 2.3.5 GLASS数据 |
| 2.3.6 土地利用数据 |
| 2.3.7 SIF数据 |
| 2.3.8 野外生物量实测数据 |
| 2.3.9 CMIP6气候模式数据 |
| 第三章 基于SIF的GPP模拟及其时空演变研究 |
| 3.1 蒙古高原GOME-2 SIF数据降尺度处理 |
| 3.1.1 GOME-2 SIF数据的降尺度 |
| 3.1.2 GOME-2 SIF降尺度结果验证 |
| 3.2 基于SIF数据的GPP遥感估算模型构建 |
| 3.2.1 基于线性关系理论的SIF-GPP估算模型的建立 |
| 3.2.2 基于CNN-BP卷积神经网络的SIF-GPP估算模型的建立 |
| 3.3 植被总初级生产力时空变化特征 |
| 3.3.1 2007~2018年蒙古高原GPP时间变化特征 |
| 3.3.2 2007~2018年蒙古高原GPP空间变化特征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 蒙古高原干旱综合监测与时空变化特征分析 |
| 4.1 MMSDI干旱指数的构建 |
| 4.1.1 土壤湿度数据的验证 |
| 4.1.2 MMSDI指数的构建 |
| 4.1.3 MMSDI指数的验证 |
| 4.2 MMSDI时空变化特征 |
| 4.2.1 年尺度MMSDI时空变化特征 |
| 4.2.2 生长季MMSDI时空变化 |
| 4.2.3 季节尺度MMSDI时空变化特征 |
| 4.3 干旱空间分布特征(EOF分解展开) |
| 4.4 干旱影响因素分析 |
| 4.4.1 气象因子对干旱影响相关性分析 |
| 4.4.2 干旱与大气环流特征量的遥相关分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 蒙古高原GPP对干旱的响应研究 |
| 5.1 GPP对干旱的敏感性分析 |
| 5.1.1 植被GPP对干湿环境的敏感性 |
| 5.1.2 干旱胁迫下植被稳定性分析 |
| 5.2 植被对不同时间尺度MMSDI的响应关系 |
| 5.2.1 时间尺度上的响应 |
| 5.2.2 空间尺度上的响应 |
| 5.3 干旱胁迫下不同植被GPP的损失估算 |
| 5.3.1 干旱损失率曲线构建与验证 |
| 5.3.2 2007~2018 年夏季因旱GPP损失量估算 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 未来干旱情景下的蒙古高原GPP预估与分析 |
| 6.1 未来气候模式选取 |
| 6.2 预测未来不同排放情境情景下干旱特征 |
| 6.2.1 SSP1-2.6情景下的干旱预估 |
| 6.2.2 SSP2-4.5情景下的干旱预估 |
| 6.2.3 SSP5-8.5情景下的干旱预估 |
| 6.3 预测未来不同排放情景下GPP的时空变化特征 |
| 6.3.1 基于多尺度MMSDI指数的未来GPP预估模型构建 |
| 6.3.2 不同情景下GPP的时间变化趋势 |
| 6.3.3 不同情景下的GPP空间变化趋势 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与讨论 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 政策与建议 |
| 7.4 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在学期间公开发表论文及着作情况 |
（6）基于草地资源可持续利用的干旱半干旱区草牧业发展策略——以新疆阿勒泰地区为例（论文提纲范文）
| 1 研究地区与研究方法 |
| 1.1 研究区概况 |
| 1.2 数据来源及处理 |
| 1.3 研究方法 |
| 1.3.1 评价指标体系 |
| 1.3.2 耦合协调度 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 草地资源可持续利用状况 |
| 2.1.1 资源生产性 |
| 2.1.2 资源保护性 |
| 2.1.3 资源稳定性 |
| 2.1.4 经济可行性 |
| 2.1.5 社会可承受性 |
| 2.2 草地资源可持续利用耦合协调度 |
| 3 干旱半干旱区草牧业发展策略 |
| 3.1 大力发展优质牧草产业，根本解决草畜矛盾 |
| 3.2 着力构建现代牧业体系，根本解决供需矛盾 |
| 3.3 全力提升新型牧民素质，根本解决“三生”矛盾 |
| 3.4 推进草-畜-人系统耦合，实现草牧业持续健康发展 |
| 4 结论 |
| 5 政策启示 |
（7）中国旱区典型生态系统水分利用效率动态特征及其生物物理调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水分利用效率研究的进展 |
| 1.2.2 不同水分利用效率指标的计算方式 |
| 1.2.3 水分利用效率对降雨和干旱的响应 |
| 1.2.4 整合分析(Meta analysis)方法的应用 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 拟解决关键科学问题 |
| 2 研究区概况 |
| 2.1 地理位置 |
| 2.2 气候、水文特征 |
| 2.3 土壤特征 |
| 2.4 植被特征 |
| 3 研究内容、研究目的以及研究方法 |
| 3.1 研究内容 |
| 3.2 研究目标 |
| 3.3 研究方法 |
| 3.3.1 观测数据采集 |
| 3.3.2 涡度数据质量控制 |
| 3.3.3 数据处理 |
| 3.3.4 整合分析方法 |
| 3.3.5 干旱半干旱区划分 |
| 3.3.6 降雨模式区间划分 |
| 3.3.7 统计分析 |
| 3.4 技术路线 |
| 4 荒漠草原生态系统环境因子动态特征 |
| 4.1 荒漠草原生态系统环境因子动态变化 |
| 4.1.1 空气温度与土壤温度 |
| 4.1.2 光合有效辐射 |
| 4.1.3 降雨量 |
| 4.1.4 土壤含水量与相对土壤含水量 |
| 4.1.5 饱和水汽压差 |
| 4.2 荒漠草原生态系统生物因子动态变化 |
| 4.2.1 归一化植被指数 |
| 4.2.2 冠层导度 |
| 4.3 小结 |
| 5 荒漠草原生态系统总生产力与蒸散的特征及其影响因子 |
| 5.1 荒漠草原生态系统水分利用效率日动态变化 |
| 5.1.1 总生态系统生产力和蒸散变化特征 |
| 5.1.2 水分利用效率的动态特征 |
| 5.2 环境和生物因子对荒漠草原生态系统生产力和蒸散的调控 |
| 5.2.1 环境因子的调控 |
| 5.2.2 生物因子的调控 |
| 5.3 环境因子对水分利用效率的调控 |
| 5.3.1 生长季水分利用效率的调控因素 |
| 5.3.2 不同季节水分利用效率的调控因素 |
| 5.4 讨论 |
| 5.4.1 不同水分利用效率指标的比较 |
| 5.4.2 环境和生物因子对水分利用效率的调控机制 |
| 5.4.3 不同季节水分利用效率的变化 |
| 5.5 小结 |
| 6 水分利用效率对降雨和干旱事件的响应 |
| 6.1 降雨对水分利用效率的影响 |
| 6.1.1 降雨强度对水分利用效率的影响 |
| 6.1.2 降雨模式对水分利用效率的影响 |
| 6.1.3 降雨量对水分利用效率的影响 |
| 6.2 干旱对水分利用效率的影响 |
| 6.2.1 水分利用效率对相对土壤含水量的响应 |
| 6.2.2 干旱对水分利用效率影响 |
| 6.2.3 干旱胁迫时水分利用效率对生物环境因素的响应 |
| 6.3 讨论 |
| 6.3.1 降雨对水分利用效率的影响 |
| 6.3.2 干旱对水分利用效率的影响 |
| 6.4 小结 |
| 7 中国干旱半干旱区生态系统水分利用效率特征研究 |
| 7.1 中国干旱半干旱区生态系统水分利用效率分布特征 |
| 7.1.1 不同生态系统类型水分利用效率分布特征 |
| 7.1.2 不同气候区类型水分利用效率分布特征 |
| 7.2 水分利用效率分布的影响因素 |
| 7.2.1 地理因素 |
| 7.2.2 环境和生物因素 |
| 7.3 总生态系统生产力和蒸散与水分利用效率的关系 |
| 7.3.1 GEP和 ET变化量对EWUE变化量的影响 |
| 7.3.2 环境和生物因素对GEP和ET的影响 |
| 7.4 讨论 |
| 7.4.1 干旱半干旱区生态系统水分利用效率特征 |
| 7.4.2 水分利用效率的影响因素 |
| 7.4.3 水分利用效率的空间分布的影响机制 |
| 7.5 小结 |
| 8 结论、创新点与建议 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 本研究创新点 |
| 8.3 问题与建议 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
| 导师简介 |
| 获得成果目录清单 |
| 致谢 |
（8）人工灌丛化对荒漠草原蒸散的影响 ——以宁夏盐池县为例（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.3 研究区概况 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 第二章 盐池荒漠草原灌丛化过程的遥感定量分析 |
| 2.1 数据与方法 |
| 2.2 LAI模型构建 |
| 2.3 LAI精度验证 |
| 2.4 近30年盐池LAI变化分析 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 荒漠草原人工植被重建与区域蒸散的关系 |
| 3.1 数据与方法 |
| 3.2 区域植被变化特征 |
| 3.3 区域蒸散变化特征 |
| 3.4 人工植被重建与区域蒸散的关系 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 基于站点观测的草地与人工灌丛蒸散差异分析 |
| 4.1 数据与方法 |
| 4.2 涡度数据质量评价 |
| 4.3 草地与人工灌丛的蒸散对比 |
| 4.4 蒸散对环境因子的响应 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 荒漠草原人工灌丛化对蒸散及组分的影响模拟 |
| 5.1 数据与方法 |
| 5.2 蒸散模拟结果精度验证 |
| 5.3 人工灌丛化对荒漠草原LAI的影响 |
| 5.4 人工灌丛化对荒漠草原蒸散及其组分的影响 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 讨论与结论 |
| 6.1 讨论 |
| 6.2 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
（9）黄土高原不同生态区垄沟覆盖对春玉米生产力和土壤质量的影响及其机理（论文提纲范文）
| 缩略词表 |
| 摘要 |
| Summary |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 垄沟覆盖系统研究进展 |
| 1.2.1 垄沟比例设计 |
| 1.2.2 垄沟覆盖材料类型 |
| 1.2.3 垄沟覆盖系统的水分效应 |
| 1.2.4 土壤效应 |
| 1.2.5 作物生理生态效应 |
| 1.2.6 增产效应 |
| 1.2.7 垄沟覆盖集雨系统的负面效应 |
| 1.3 研究目的及意义 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 第二章 试验材料与方法 |
| 2.1 试验地概况 |
| 2.2 试验设计 |
| 2.3 观测项目和方法 |
| 2.3.1 气象资料 |
| 2.3.2 生育期资料 |
| 2.4 测定项目和方法 |
| 2.4.1 土壤水分及耗水测定 |
| 2.4.2 土壤温度测定 |
| 2.4.3 土壤养分测定 |
| 2.4.4 土壤酶活性测定 |
| 2.4.5 土壤微生物数量测定 |
| 2.4.6 生理指标测定 |
| 2.5 数据统计分析 |
| 第三章 土壤水分对垄沟覆盖方式的响应 |
| 3.1 土壤水分状况 |
| 3.2 土壤水分时空动态差异 |
| 3.3 生育时期和土层间土壤水分稳定性比较 |
| 3.4 垄沟覆盖增墒与降墒的双重效应 |
| 3.5 作物阶段耗水特征 |
| 3.5.1 耗水来源和比例 |
| 3.5.2 不同土层贮水量消耗差异 |
| 3.6 结论与讨论 |
| 第四章 土壤温度对垄沟覆盖方式的响应 |
| 4.1 土壤温度状况 |
| 4.2 土壤温度时空动态差异 |
| 4.3 生育时期和土层间土壤温度稳定性比较 |
| 4.4 垄沟覆盖增温与降温的双重效应 |
| 4.5 小结与讨论 |
| 第五章 土壤质量对垄沟覆盖方式的响应 |
| 5.1 土壤养分 |
| 5.1.1 土壤养分分布状况 |
| 5.1.2 土壤养分间的关系 |
| 5.1.3 土壤养分与水热间的关系 |
| 5.2 土壤酶活性 |
| 5.2.1 土壤酶活性分布状况 |
| 5.2.2 生育时期和土层间土壤酶活性稳定性差异分析 |
| 5.2.3 生育时期和土层间土壤酶活性稳定性比较 |
| 5.2.4 土壤酶活性之间的关系 |
| 5.2.5 土壤酶活性与土壤水热及养分之间的关系 |
| 5.3 土壤微生物 |
| 5.3.1 土壤微生物分布状况 |
| 5.3.2 生育时期和土层间土壤微生物数量稳定性比较 |
| 5.3.3 生育时期和土层间土壤微生物数量稳定性比较 |
| 5.3.4 土壤微生物之间的关系 |
| 5.3.5 土壤微生物数量与土壤水热、养分及酶活性间的关系 |
| 5.4 小结与讨论 |
| 第六章 作物生长指标对垄沟覆盖方式的响应 |
| 6.1 覆盖与耕作对春玉米生长指标的影响 |
| 6.1.1 出苗率 |
| 6.1.2 物候格局 |
| 6.1.3 茎秆纵向生长动态变化 |
| 6.1.4 茎秆横向生长动态变化 |
| 6.1.5 茎秆生物量 |
| 6.1.6 叶片扩展速率 |
| 6.1.7 光合有效叶面积及叶面积指数 |
| 6.1.8 叶片生物量差异 |
| 6.1.9 地上生物量动态变化 |
| 6.1.10 地下生物量差异 |
| 6.1.11 地上生物量分配 |
| 6.1.12 根冠比 |
| 6.2 小结与讨论 |
| 第七章 垄沟覆盖春玉米产量形成及其机制 |
| 7.1 覆盖与耕作对春玉米产量和水分利用效率的影响 |
| 7.1.1 农艺指标 |
| 7.1.2 产量和水分利用效率 |
| 7.1.3 农艺性状间的相关性 |
| 7.2 春玉米产量形成因子与土壤环境的关系 |
| 7.2.1 土壤水分与产量形成的关系 |
| 7.2.2 土壤温度与产量形成的关系 |
| 7.2.3 土壤酶活性与产量形成的关系 |
| 7.2.4 土壤微生物数量与产量形成因子的关系 |
| 7.2.5 土壤养分与产量形成因子的关系 |
| 7.3 小结与讨论 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
| 导师简介 |
（10）变化环境下半干旱区农牧交错带水—植被相互作用关系及地下水反演模拟研究 ——以西辽河流域通辽平原区为例（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 多源卫星数据在生态水文研究中应用 |
| 1.2.2 变化环境下生态水文的研究进展 |
| 1.2.3 区域植被生态水文规律研究现状 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 研究目的和目标 |
| 1.4 创新点 |
| 2 研究区概况 |
| 2.1 区域概括 |
| 2.2 研究区气候特征 |
| 2.2.1 降水 |
| 2.2.2 气温 |
| 2.2.3 风速及日照时数、相对湿度 |
| 2.3 研究区水文特征 |
| 2.3.1 径流量 |
| 2.3.2 蒸发 |
| 2.4 研究区土壤植被特征 |
| 2.5 研究区社会经济特征 |
| 3 植被调查及其动态分析 |
| 3.1 天然植被群落调查与分析 |
| 3.1.1 采样点布设与调查取样 |
| 3.1.2 样品测定与分析方法 |
| 3.2 植被群落演替过程 |
| 3.2.1 植被群落演化过程考证 |
| 3.2.2 植被群落历史调查分析 |
| 3.2.3 植被群落现状调查分析 |
| 3.3 植被群落演替分析 |
| 3.3.1 研究区植被演替方向 |
| 3.3.2 植被演替影响因素 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 植被指数及其驱动力分析 |
| 4.1 植被指数动态变化 |
| 4.1.1 数据与方法 |
| 4.1.2 NDVI变化分析 |
| 4.2 气候变化分析 |
| 4.2.1 数据与方法 |
| 4.2.2 降水气温变化特征分析 |
| 4.3 植被指数变化驱动因素研究 |
| 4.3.1 时间尺度响应关系 |
| 4.3.2 空间尺度响应关系 |
| 4.3.3 驱动因素分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 水资源变化及其与植被演化耦合影响分析 |
| 5.1 地下水埋深时空变化分析 |
| 5.1.1 数据与方法 |
| 5.1.2 地下水埋深特征变化分析 |
| 5.2 LUCC时空变化分析 |
| 5.2.1 数据与方法 |
| 5.2.2 时空特征分析 |
| 5.3 地下水埋深变化与LUCC响应关系 |
| 5.3.1 地下水埋深变化分析 |
| 5.3.2 耦合分析 |
| 5.4 地下水埋深变化影响因素识别 |
| 5.4.1 数据与方法 |
| 5.4.2 典型区地下水埋深与降水特征分析 |
| 5.4.3 突变年份确定及突变特征分析 |
| 5.4.4 气候变化与人类活动对地下水动态变化的贡献 |
| 5.4.5 典型区地下水埋深变化分析 |
| 5.5 水资源与植被演化响应关系 |
| 5.5.1 植被指数与地下水埋深变化响应关系 |
| 5.5.2 植被指数与LUCC响应关系 |
| 5.5.3 LUCC环境下植被指数与地下水埋深响应关系 |
| 5.5.4 不同植被类型与地下水埋深响应关系 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 研究区地下水资源反演 |
| 6.1 陆地水储量时空变化分析 |
| 6.1.1 数据与方法 |
| 6.1.2 时间序列变化分析 |
| 6.1.3 空间变化分析 |
| 6.2 GLDAS水文模型数据分析 |
| 6.2.1 数据与方法 |
| 6.2.2 时间序列变化分析 |
| 6.2.3 空间变化分析 |
| 6.3 地下水资源量时空变化分析 |
| 6.3.1 数据与方法 |
| 6.3.2 基于GRACE卫星数据反演地下水储量变化分析 |
| 6.3.3 基于观测井反演地下水储量变化分析 |
| 6.4 区域水资源变化分析及其与NDVI响应关系 |
| 6.4.1 水文因子变化分析 |
| 6.4.2 水文因子与NDVI响应关系 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 地下水埋深变化估算模拟 |
| 7.1 模型构建 |
| 7.1.1 模型因子选取 |
| 7.1.2 地下水埋深变化估算模型构建 |
| 7.2 模型误差分析 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
四、我国北方半干旱区草地水分供需状况研究（论文参考文献）
- [1]内蒙古赛罕乌拉草地不同利用方式下蒸散发与生态效应研究[D]. 张小华. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [2]夏季风影响过渡区典型生态系统陆面水热交换特征及其影响因子研究[D]. 任雪塬. 兰州大学, 2021(09)
- [3]气候与地形因子对浑善达克沙地ANPP的影响 ——以多伦县为例[D]. 王雨晴. 内蒙古农业大学, 2021(01)
- [4]毛乌素沙地杨柴和沙柳的蒸腾耗水特征及人工林地植被承载力[D]. 洪光宇. 内蒙古农业大学, 2021
- [5]基于日光诱导叶绿素荧光的蒙古高原GPP模拟及其对干旱的响应研究[D]. 来全. 东北师范大学, 2021(09)
- [6]基于草地资源可持续利用的干旱半干旱区草牧业发展策略——以新疆阿勒泰地区为例[J]. 孙特生,包亚琴,李文彦. 生态学杂志, 2020(10)
- [7]中国旱区典型生态系统水分利用效率动态特征及其生物物理调控[D]. 白玉洁. 北京林业大学, 2020(01)
- [8]人工灌丛化对荒漠草原蒸散的影响 ——以宁夏盐池县为例[D]. 丹杨. 宁夏大学, 2020
- [9]黄土高原不同生态区垄沟覆盖对春玉米生产力和土壤质量的影响及其机理[D]. 邓浩亮. 甘肃农业大学, 2019(02)
- [10]变化环境下半干旱区农牧交错带水—植被相互作用关系及地下水反演模拟研究 ——以西辽河流域通辽平原区为例[D]. 朱永华. 内蒙古农业大学, 2019(01)