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全球气候变暖背景下,极端气候事件的发生更加频繁。强降水、干旱、高温热浪、低温霜冻等都将对草原生态系统产生重要影响。本研究以中国北方温带草原为研究对象,利用1961~2013年气象资料以及1982~2013年归一化植被指数(NDVI)数据,对比分析了温带草原整体及其主要类型(草甸草原、典型草原、荒漠草原)极端气候指数的时空格局,植被NDVI动态特征及其与极端气候事件的关系。该研究对于全面认知草原生态系统对气候变化的响应,预防和降低极端气候事件对畜牧业生产以及人类自身安全的影响提供理论依据,对制定应对气候风险的策略具有重要意义。本研究主要研究成果如下: (1)近50年来(1961~2013年),温带草原整体区域气候极端化趋势明显,其中,霜冻日数和持续干旱天数呈减少趋势,而高温阈值、低温阈值、最长热浪天数、强降水阈值、强降水比例、强降水日数均呈增加趋势。不同类型草原气候的极端化表现存在明显差异。其中,荒漠草原气候极端化表现最为强烈,温度呈极显著不对称增温,最长热浪天数增加,霜冻日数缩短;降水向极端化趋势发展,极端降水比例和频数增加,持续干旱天数延长。草甸草原气候的极端化主要表现在强降水比例和强降水日数增加。而典型草原的极端降水事件和干旱事件则均趋于减少。 (2)近30年来(1982~2013年),温带草原整体区域NDVI呈上升趋势,并具有明显的季节性和区域性差异。其中,夏季NDVI增加速率相对最快(0.0009/a),表现为增加趋势的区域主要出现在南部和东北部,约占温带草原总面积的70.7%。春季NDVI增加速率相对最慢(0.0002/a),呈现增长趋势的区域主要出现在西北部和东南部,面积比例约62.5%。不同类型草原NDVI的年际变化速率也有差异。其中,草甸草原在夏季(0.0008/a,p=0.041)和秋季(0.0010,p=0.000)NDVI呈显著增加趋势;典型草原春季NDVI显著增加(0.0003/a,p=0.023);荒漠草原夏季NDVI显著增加(0.0010/a,p=0.003)。 (3)温带草原NDVI与极端气候指数具有很好的相关性。但是,不同季节、不同类型草原,影响NDVI的极端气候因子有差异。从草原整体区域看,NDVI的变化在年尺度上,主要受到强降水比例的影响;春季,主要受到霜冻日数、春季降水量、最长热浪天数的影响;夏季,主要受到强降水比例的影响;秋季,主要受到高温阈值、霜冻日数的影响。草甸草原在年尺度上,NDVI的变化主要受强降水比例的影响;春季,主要受到最长热浪天数、霜冻日数的影响;夏季,主要受到强降水阈值的影响;秋季,NDVI的变化与极端气候因子相关性不显著,主要受到日平均温的影响。典型草原在年尺度上,NDVI的变化主要受到强降水阈值的影响;春季,主要受到强降水日数、最长热浪天数的影响;夏季,主要受到强降水日数、日最低温、日平均温的影响;秋季,NDVI的变化与气候因子的相关性不显著。荒漠草原在年尺度上,主要受到强降水日数的影响;春季,主要受到最长热浪天数的影响;夏季主要受到强降水比例、日最低温的影响;秋季,NDVI的变化与气候因子的相关性不显著。