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摘要
中亚干旱区分布着世界80%以上的温带荒漠,受气候变化影响显著。论文首先收集实验观测数据验证了干旱区生态系统模型(AEM),然后运用AEM开展数值模拟实验量化研究了1980—2014年中亚净初级生产力(NPP)的时空格局,评估了不同环境因子(降水、温度、CO2)的相对贡献率及其交互效应。结果表明:过去35 a中亚干旱区年均NPP总量为1 125±129 TgC(1 T=1012)或218±25 gC/m2。哈萨克斯坦北部地区年NPP值较高(349±39 gC/m2),而南疆地区年NPP值较低(123±45 gC/m2)。1980—2014年间,中亚NPP总体呈减少趋势[-0.71 gC/(m2·a)],南疆极端干旱区的NPP降低最为显著[-2.05 gC/(m2·a)]。相较于1980—1984年NPP均值,在1985—2014年中亚区域NPP总体降低了118 Tg(-10%)。其中CO2施肥效应促进NPP增加了99.7 Tg(+8%),气温升高的正效应促进NPP增加了35.4 Tg(+2%),而降水减少导致NPP降低了221 Tg(-18%)。研究区内9%的地区的NPP主要控制因子为温度,主要分布在天山和哈萨克斯坦北部等高纬高寒地区。降水主控区面积占整个研究区的69%,主要分布在荒漠平原特别是南疆等植被受水分限制的区域。CO2主控区占研究区面积的20%,主要分布在天山中山带森林区和低海拔地区等水热条件好的区域。研究表明新疆南部地区是中亚的关键生态脆弱区,其生态安全面临着气候变化的挑战,但21世纪的升温不大可能因刺激自养呼吸而对中亚区域NPP造成显著影响。
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