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在全球变暖背景下,区域生态系统发生了显著变化。植被作为自然地理的“一面镜子”,对气候变化的响应更加敏感并有明显反映。通过监测植被动态可以帮助人们认识气候变化和人类活动的对植被系统的深刻作用和影响。黄土高原地处我国东部森林与西部草原之间的生态过渡带,脆弱的生态环境使其对气候变化的响应更加敏感。 本研究在陕甘交界的子午岭及其以东以南的塬梁丘陵沟壑区开展植被样带调查,通过TWINSPAN植物群落分析阐明现状植被分布情况,运用物种多样性分析方法分析研究了该区主要的植被群落类型及其生物多样性的变化规律,揭示气候变化对区域生物多样性及生态系统结构功能的影响。利用1961~2010年的气象资料和1982~2010年的植被NVDI资料分析了近年来区域植被活动的变化情况。在此基础上,采用CASA模型模拟计算了植被NPP的变化趋势,得到植被动态变化与植被生产力的基本变化规律。主要结论有: (1)研究区植被类型比较丰富多样,群落结构较复杂,主要由温带落叶阔叶林、温带落叶灌丛、温带草丛、温带针叶林、栽培植被等组成。研究区所有样地中共记录有维管束植物507种,隶属于83科230属。通过TWINSPAN植被群落划分出了6种乔木层群落,分别是侧柏林、油松-栓皮栎林、白桦-油松-麻栎林、油松林、麻栎-辽东栎林、刺槐-山杨林,林下伴生有狼牙刺、荆条、酸枣、黄蔷薇、虎榛子等优势灌木物种,草本层最多见的是大披针苔草、蒿草类等。 (2)研究区植被群落的生物多样性随着海拔高度的升高表现出不同的变化特征,灌木层的物种多样性和群落均匀度增大,群落物种多样性增加;而优势度则呈抛物线状变化,在1125m处达到最大。草本层的变化则表现出趋同性,随着海拔高度的升高,样方内物种物种数目、多样性指数和均匀度指数均呈现单峰态变化,在1140m处出现最大值,相应的物种优势度呈相反的变化规律。 (3)研究区年平均气温变化在波动中呈显著增加的趋势,增温率为0.31℃/10a(p<0.01)。四季气温也呈显著增加趋势,并且冬季增温最明显;春季和冬季的增暖对年值增温的贡献最大。年降水量呈不显著的下降趋势(a=-19.11mm/10a,p=0.06),年际变率较大。四季降水量变化存在显著的差异,春季和秋季降水呈下降趋势,对年降水量减少的贡献最大;夏季和冬季降水量在波动中呈不显著增加的趋势。年平均气温在研究时段内发生了一次从冷到暖的突变。年平均气温的突变发生于1993年。四季中,春季气温在1997年发生突变,其余三个季节的气温突变不显著。年降水量未发生突变。 (4)年内NDVI变化随着气温和降水组合状况的优劣呈抛物线状变化,夏、秋季最高,春冬较低。春季和秋季的植被状况基本决定了全年植被状况的好坏。近30年来研究区植被NDVI的在波动中显著增长(a=0.01/10a)。四季NDVI的变化趋势各不相同,除夏季外,其他三个季节均显著增加,植被活动增强。NDVI同气温之间存在显著的正相关关系,表明气温是影响研究区植被变化的最主要因素;与降水则表现为不显著的负相关关系。 (5)植被年平均NPP为352.40gC/m2·a。29年来植被NPP在波动中呈增加的趋势,春、夏、秋季NPP均上升。2003~2010年研究区12种植被类型的年平均NPP都有所提高,年际变化率均大于5.5gC/m2·a。其中温带丛生矮禾草、矮半灌木荒漠草原的变化最大,变化率为14.306gC/m2·a(p<0.01)。