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锡林郭勒草原位于我国北方是内蒙古境内面积最大的草地生态系统,生态地位十分重要,但同时草原沙化退化现象也十分严重。因此分析气象要素与牧草蒸散发量和产量的关系可以为改进、完善现有草原保护技术、退化恢复政策和措施提供科学依据。本文以锡林郭勒典型草原的代表区西乌珠穆沁旗巴拉格尔河流域的放牧和禁牧区为例,利用SIMDualKc模型模拟得到禁牧区及放牧区的牧草蒸散发量,并利用CENTURY模型模拟得到禁牧区及放牧区牧草地上生物量,模拟结果均为良好,R2分别为0.68、0.70、0.78、0.64、0.68、0.98;在此基础上对比研究了禁牧区和放牧区牧草蒸散发量及牧草生产力的变化规律,同时分析了气象要素对牧草蒸散发量及牧草生产力的影响,以及放牧对土壤水分消耗及草原地上生物量的影响。
本研究主要内容包括:⑴对比2013年~2015年禁牧区牧草蒸散发量,发现2014年、2015年的牧草蒸散发量分别比上一年的牧草蒸散发量减少1.6%、10.14%,其下降率在升高。对比放牧区2年牧草蒸散发量可知,2015年牧草蒸散发量比2014年减少7.48%,且2014年、2015年放牧区的牧草蒸散发量均大于禁牧区。对比2015年禁牧区及放牧区的土壤蒸发量发现,生长初期的土壤蒸发量的差异较大。⑵由CENTURY模型的模拟结果可知禁牧区、放牧区牧草2013~2015年地上生物总量均呈现下降趋势,且下降速率极为相近;放牧导致2013年~2015年放牧区牧草地上生物量均低于禁牧区,分别降低104.18g/m2、109.3g/m2、108.08g/m2,可见放牧对于牧草地上生物量的累积有重要影响。⑶通过敏感性分析和相关性分析发现,牧草蒸散发量、牧草蒸腾量及土壤蒸发量均表现为对日最高气温、最高相对湿度及降雨量较为敏感,与气温及太阳辐射的相关性较强。而牧草生产力与气象因素的相关关系表明其受气温及降雨的影响很大。同时牧草蒸散发量和牧草生产力间具有很强的相关性,并且均反映了气象条件的逐年变化以及放牧对草原的影响,气候条件的恶化导致牧草产量逐年降低,同时放牧会促使土壤水分的流失以及草原的退化。⑷对比在降雨次数减半和降雨量减半的条件下模拟禁牧区及放牧区的牧草蒸散发量发现,降雨对禁牧区及放牧区的土壤蒸发量影响很大,两种假设条件下的下降率都在40%以上,且放牧区的牧草蒸腾量、土壤蒸发量的下降率均小于禁牧区,说明降雨减少时对放牧区造成的影响小于对禁牧区的影响。⑸通过SIMDualKc模型和CENTURY模型的模拟结果,可以知道在干旱地区草地的完整生育期的生态需水量大致为420.3±20.3mm,而牧草生产力约为337.24±59.69g/m2。同时通过假设证明,当降雨减半时牧草的生态需水量减少15%以上。
本研究主要内容包括:⑴对比2013年~2015年禁牧区牧草蒸散发量,发现2014年、2015年的牧草蒸散发量分别比上一年的牧草蒸散发量减少1.6%、10.14%,其下降率在升高。对比放牧区2年牧草蒸散发量可知,2015年牧草蒸散发量比2014年减少7.48%,且2014年、2015年放牧区的牧草蒸散发量均大于禁牧区。对比2015年禁牧区及放牧区的土壤蒸发量发现,生长初期的土壤蒸发量的差异较大。⑵由CENTURY模型的模拟结果可知禁牧区、放牧区牧草2013~2015年地上生物总量均呈现下降趋势,且下降速率极为相近;放牧导致2013年~2015年放牧区牧草地上生物量均低于禁牧区,分别降低104.18g/m2、109.3g/m2、108.08g/m2,可见放牧对于牧草地上生物量的累积有重要影响。⑶通过敏感性分析和相关性分析发现,牧草蒸散发量、牧草蒸腾量及土壤蒸发量均表现为对日最高气温、最高相对湿度及降雨量较为敏感,与气温及太阳辐射的相关性较强。而牧草生产力与气象因素的相关关系表明其受气温及降雨的影响很大。同时牧草蒸散发量和牧草生产力间具有很强的相关性,并且均反映了气象条件的逐年变化以及放牧对草原的影响,气候条件的恶化导致牧草产量逐年降低,同时放牧会促使土壤水分的流失以及草原的退化。⑷对比在降雨次数减半和降雨量减半的条件下模拟禁牧区及放牧区的牧草蒸散发量发现,降雨对禁牧区及放牧区的土壤蒸发量影响很大,两种假设条件下的下降率都在40%以上,且放牧区的牧草蒸腾量、土壤蒸发量的下降率均小于禁牧区,说明降雨减少时对放牧区造成的影响小于对禁牧区的影响。⑸通过SIMDualKc模型和CENTURY模型的模拟结果,可以知道在干旱地区草地的完整生育期的生态需水量大致为420.3±20.3mm,而牧草生产力约为337.24±59.69g/m2。同时通过假设证明,当降雨减半时牧草的生态需水量减少15%以上。