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极端气候事件虽属于小概率事件,但相比于平均气候变化,因其突发性、难预测性和强破坏性等特点,它们对自然和社会系统的影响更大。蒙古高原是典型的干旱—半干旱气候过渡带,生态系统极为脆弱,以草畜牧业为主,受极端气候事件的影响较大。在全球变暖的背景下,研究蒙古高原极端气候事件的时空变化特征及其对植被的影响,不仅有益于促进蒙古高原草原生态环境的保护,而且对制定行之有效的气象灾害风险管理方案具有重要的意义。本研究基于1961-2014年蒙古高原111个气象站点的日最高气温、日最低气温和日降水量数据,计算出16个极端气温指数和11个极端降水量指数,并从强度、持续时间和频率三个维度,分析蒙古高原多时空尺度极端气候事件的变化规律。同时,基于GIMMS NDVI3g数据分析蒙古高原不同时空尺度的植被变化特征。其次,利用相关性分析法和多元逐步回归分析法分别从单因素和多因素综合影响的角度,分析不同时空尺度的极端气候指数与NDVI的关系。最后,利用气候模式数据分析蒙古高原极端气候事件的持续时间指数在未来的变化特征,同时确定出草地和森林的脆弱区,并提出不同空间尺度的适应性方案,得出以下主要结论:1.极端气温事件的变化特征及其影响因素极端气温事件的时空变化特征为:近54a蒙古高原出现极端偏暖现象。其中,与低温有关的极端气温事件持续时间和频率均明显减少,与高温有关的极端气温事件的强度、持续时间和频率均明显增加,且夏季夜间变化最明显。在空间分布上,极端气温事件的强度指数(除气温日较差:DTR)、暖持续日数和生长季长度整体增加,而DTR以减少为主,且在典型草原变化最明显。冷持续日数以减少为主,而在蒙古国的森林草原和典型草原出现显著增加。表征冷的极端气温事件的频率指数以减少为主,而出现增加的站点主要分布在蒙古国。极端气温事件的影响因素研究表明:(1)蒙古高原平均气温突变以后,850 hPa位势高度场和风场的变化导致夏季蒙古高原上空反气旋加强,冬季以蒙古高原西南部为中心的反气旋环流与50°E和40°N附近的反气旋环流同时加强,进而使蒙古高原偏暖日数增加;白天(夜间)云量偏少(多)导致暖昼(夜)日数增多,冷昼(夜)日数减少。(2)多元ENSO(MEI)、北极涛动(AO)和北大西洋涛动(NAO)与极端气温偏冷(暖)指数呈显著负(正)相关关系。(3)蒙古高原极端气温事件与经度多呈正相关关系,与纬度和海拔多呈负相关关系。2.极端降水事件的变化特征及其影响因素极端降水事件的时空变化特征为:在年尺度上,近54a蒙古高原极端降水事件在强度、持续时间和频率上普遍减少,且在森林草原和典型草原减少最明显,但在荒漠地区出现显著增加。在季节尺度上,春季极端降水事件的强度指数普遍增加,且内蒙古增加的站点数明显多于蒙古国,但在内蒙古的典型草原和蒙古国的森林草原有显著减少的趋势;夏季极端降水事件的强度指数以减少的站点居多,且在典型草原变化最明显。极端降水事件的影响因素研究表明:(1)蒙古高原平均降水量突变以后,850hPa位势高度场和风场的变化导致夏季蒙古高原一带反气旋加强,夏季风减弱,极端降水事件偏少;东亚冬季风变弱,有利于蒙古高原极端降水事件增加。(2)表征湿润的极端降水量指数与大气环流指数普遍呈正相关关系,而表征干旱的持续干燥日数(CDD)与MEI、NAO、AO和太平洋年代际震荡(PDO)呈负相关关系,与太阳黑子数(SN)、印度洋偶极子(IOD)、东亚夏季风指数(EASM)和南亚夏季风指数(SASM)呈正相关关系。(3)经度和海拔对蒙古高原极端降水事件的强度指数和频率指数影响较大,而纬度对极端降水事件的持续时间指数影响较大。3.蒙古高原极端气候事件对植被的影响NDVI时间变化特征为:近33a NDVI在高原尺度和区域尺度上均波动减少,且蒙古国变化明显。在耕地、典型草原和荒漠草原均波动增加,而在草甸草原、高山带、荒漠、森林和森林草原均波动减少。但季节变化趋势比较一致,NDVI在春季和秋季普遍显著增加,在夏季和冬季波动减小。高原尺度和区域尺度的NDVI在4月和10月份显著增加,12月份出现显著减少;而各植被类型的NDVI多在12月份出现显著减少。NDVI空间变化特征为:蒙古高原NDVI增长的面积略低于退化的面积。其中,NDVI呈显著增加趋势的像元主要分布在内蒙古的东部荒漠、荒漠草原、典型草原和部分耕地,以及蒙古国的典型草原、草甸草原和森林;而在内蒙古的森林、森林草原、草甸草原和西部荒漠,以及蒙古国的荒漠、中部草甸草原和森林草原出现显著减少。蒙古高原植被覆盖的季节变化特征明显,夏季覆盖面积最大,其次是秋季和春季,冬季最少。极端气候事件对NDVI的影响研究表明:植被对极端气候事件的响应时间与研究的时空尺度以及植被类型有关。相比于极端降水事件,植被对极端气温事件的强度指数敏感性更强,且滞后响应时间更长。4.蒙古高原极端气候事件的未来情景预估极端气候事件未来的变化特征为:全球平均升温1.5℃或2℃,蒙古高原将出现持续偏暖偏湿现象,西南部的荒漠地区表现最明显。如果不控制全球升温,这种持续偏暖偏湿现象将进一步极端化,这给蒙古高原的植被生长带来了新的挑战。本研究具有重大的科学意义和应用价值。该研究成果既可补充和完善自然灾害风险的评估理论体系;还可明确蒙古高原极端气候事件的影响因素及其空间分布规律,有助于实现蒙古高原社会经济和生态环境的可持续发展。