全 文 ：第 17 卷 第 6 期
Vol. 17 No. 6
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2009 年 11 月
Nov. 2009
气候变化对青藏高原高寒草甸适宜气候分布范围的潜在影响
吴建国, 吕佳佳
(中国环境科学研究院, 北京 100012)
摘要: 为确定气候变化对高寒草甸分布范围的影响,以 Ho ldridge生命地带性分类系统,采用 A1、A2、B1、B2 气候
变化情景,分析了气候变化对我国高寒草甸潜在适宜气候分布范围的影响。结果显示: 气候变化下, 高寒草甸基准
情景下适宜气候分布范围将减少,新适宜气候分布范围将增加, 总的适宜气候分布范围变化不大, 其中 A1、A2 情
景下变化较大, B1、B2 气候情景下变化较小;高寒草甸在基准情景下适宜气候分布范围的最小、最大值与中位数都
将减少,新适宜气候扩展范围的最小、最大值与中位数将增加, 总的适宜气候分布范围的最小、最大值与中位数变
化不大;高寒草甸基准情景下适宜气候分布区南部范围将缩小,新的适宜气候分布范围将主要朝西部和西北部方
向扩展,其中 A1 情景下变化最大, B1 情景下变化较小;高寒草甸基准情景下适宜气候分布范围和新的适宜气候分
布范围与我国年均气温变化和年降水量变化呈现正相关性。从而预测, 气候变化使高寒草甸在基准情景下的气候
分布范围将减小,新的适宜分布范围将扩大, 空间分布格局将发生改变。
关键词:气候变化; 高寒草甸;气候适宜范围
中图分类号: S162; S812. 1 文献标识码: A 文章编号: 10070435( 2009) 06069907
The Potential Impact of Climate Change on the Suitable Climatic Distribution
Region of Alpine Meadows in QinghaiTibet Plateau
WU Jianguo, LV Jiajia
( Chinese Resear ch Academy of Environm ental Sciences, Beijing 100012, Ch ina)
Abstract: It is cr ucial to understanding the ef fects of climate change on the dist ribut ion of terr estr ial eco
system for the environmental protect ion fo llow ing climate change. The alpine meadow is an ecosystem type
sensit iv e and vulnerable to climate change. T o understand the impacts of climate change on the potent ial
dist ribut ion o f alpine meadow s, the ef fects of climate change on the suitable climat ic dist ribut ion region of
alpine meadow s in QinghaiT ibet plateau w ere analyzed using Holdridge Life Zone Sy stem under climate
change scenarios of A1, A2, B1 and B2. The results show that climate change in China would cause a de
crease in the suitable climatic distr ibution r eg ion o f alpine meadows under baseline climate scenario, an in
crease in the new suitable climat ic dist ribut ion region o f alpine meadow s, while no change in total suitable
climat ic distribution reg ion of alpine meadow s. A nd climate change in China w ould also cause a decrease in
the minimum, maximum , and median o f suitable climatic dist ribution region of alpine meadow s under
baseline climate scenario, an increase in the minimum , maximum and median of new suitable climat ic dis
t ribution region of alpine meadow s, and no change in the m inimum, maximum and median of total suitable
climat ic dist ribut ion r eg ion of alpine meadows. Addit ionally, follow ing climate change, the south o f suit
able climatic dist ribut ion region o f alpine meadow s under baseline climate scenar io w ould reduce, and new
suitable climatic dist ribut ion region w ould expand mainly tow ards w est and northw est of suitable climatic
dist ribut ion region of alpine meadow s under baseline climate scenario, and they w ere the highest in A1 sce
nario and the low est in B1 scenario among climate change scenarios of A1, A2, B1 and B2 fo llow ing climate
change. Follow ing climate change, the change of the suitable climat ic dist ribut ion region under baseline
climate scenario, new suitable climatic dist ribut ion region, and total suitable climat ic dist ribut ion region of
alpine meadow s w er e all positively cor related w ith the changes in annual mean air temperature and precipi
tat ion in China, and the effects o f increasing annual mean air temperature in China w ere higher than that of
increasing annual precipitation. T he r esults indicate that climate change in China w ould cause a decrease in
the dist ribut ion region under baseline climate scenario and an increase in the expanding dist ribut ion region
of alpine meadow s, and the spat ial dist ribut ion pat ter n w ould change greatly .
Key words: Climate change; Alpine meadow s; Suitable climat ic dist ribution r eg ion
收稿日期: 20090518;修回日期: 20090706
基金项目:国家 十一五科技支撑项目( 2007BAC 03A0206)和中国环境科学研究院公益性院所基金项目( 2007KYYW05)支持
作者简介:吴建国( 1971 ) ,男,博士,副研究员,主要从事气候变化的影响与适应, Em ail: w ujg9298@ yahoo. com. cn
草 地 学 报 第 17卷
科学认识气候变化对陆地生态系统分布的影
响,对生态环境保护具有重要意义[ 1]。高寒草甸广
泛分布在高海拔和高纬度地区[ 2] , 被认为是对气候
变化响应最脆弱和敏感的生态系统类型 [ 1]。并且气
候变化将改变高寒草甸分布范围[ 1~ 3]。为了有效地
保护高寒草甸生态系统功能, 准确确定气候变化对
高寒草甸分布范围影响将是关键。
目前有研究采用生物地理学模型 (如 MAPSS,
BIOME3) 或动态植被模型[ 4, 5] , 通过比较当前或基
准气候情景下与气候变化后植被分布的差异来确定
气候变化对生物区或植被分布影响 [ 6] ; 还有一些研
究利用气候指标替代方法分析气候变化对植被或生
态系统分布影响, 如张新时等[ 7] 利用 Holdridge 生
命地带性系统方法分析气候变化对我国植被分布影
响; Velarde等[ 8] 利用 H oldridge 生命地带性系统方
法分析气候变化对非洲自然保护区植被分布影响。
但仅利用单一年或 CO 2浓度倍增气候变化情景, 易
忽略气候要素在时空变化的差异性。高寒草甸分布
区气候要素存在较强的波动性和空间差异性, 气候
变化使高寒草甸分布范围改变也将存在波动性 [ 9]。
因此在分析气候变化对高寒草甸分布影响中, 易充
分考虑温度和降水的长期变化。
在我国, 高寒草甸主要分布在青藏高原东部和
东南缘高山以及祁连山、天山和帕米尔等亚洲中部
的高山上,向东延伸到秦岭主峰的太白山和小五台
山南台,海拔 3200~ 5300 m[ 10]。在青藏高原东部,
年均气温 0 ,最冷月气温< - 10 , 年均降水量
350~ 550 mm ,多集中在 6- 9月[ 10, 11]。在西南和西
北高山区,由于山地地形影响,降水多, 加之冰雪补
给,土壤湿润、气候寒冷, 高寒草甸构成了山地垂直
植被带谱中重要组成部分[ 10]。高寒草甸分布下限
延伸到高寒灌丛,与山地森林和山地草原相接,分布
上限与高寒垫状植被、高山流石滩稀疏植被相接 [ 2] ,
并且以北极高山植物和喜马拉雅山植物成分为主,
土壤以高山草甸土为主[ 10, 12] 。气候因子空间分布
差异可直接反映高寒草甸分布特征 [ 2, 10]。
在过去 50 年中, 青藏高原气候已发生一定变
化[ 13] , 而且对高寒草甸产生了一定影响[ 3] , 未来气
候变化影响更大,对此需深入研究。为此,本文采用
4种气候变化情景(包括 A1、A2、B1、B2情景) ,分析
了 1991- 2100 年不同时段(包括 1991- 2020年、
2021- 2050年、2051- 2080年和 2081- 2100年)高
寒草甸适宜气候分布范围变化趋势及其与我国年平
均气温变化和年降水量变化的相关性, 以期为气候
变化下高寒草甸保护提供依据, 并为开展相关研究
提供参考。
1 研究方法
1. 1 高寒草甸适宜气候分布范围指标的确定
目前提出许多描述植被与气候关系的方法,如
Penman和 T hornthw aite指标方法[ 14, 15]、Kir a指数
方法等[ 16] , Holdridge 生命地带性分类系统方法被
广泛用于描述气候- 植被的分类 [ 7, 17] , 以及应用于
分析 气 候 变 化对 植 被 或 生 态 系 统分 布 影
响[ 7 ~ 8, 18, 19]。对比分析后,有研究认为 Holdridge生
命地带性系统方法比较适合描述我国的高寒草甸植
被与气候要素之间的关系 [ 20]。为此,本文根据张新
时等[ 7] 研究结果,确定了高寒草甸适宜气候分布指
标(表 1)。
表1 根据Holdridge生命带分类系统定义高寒草甸适宜气候分布
T able 1 Suitable climatic distribution reg ion of alpine
meadow s defined by H o ldridge L ife Zone Sy st em
指标
Index
最小值
Minimum
最大值
Maximum
平均值
Mean
平均生物学温度
Mean biotem perature
1. 6 6. 9 3. 542
蒸发量 mm
Potent ial evap ot ranspi rat ion
93. 5 405. 8 208. 400
蒸散率
Potent ial evap ot ranspi rat ion rate
0. 190 0. 730 0. 384
1. 2 气候变化情景
本研究采用 A1 ( A1FI)、A2、B1、B2 情景分析
气候变化对高寒草甸适宜气候分布范围影响趋势,
这些情景由中国农业科学院农业环境与可持续发展
研究所引进的英国 Hadley 气候中心的 RCM ( Re
gional Climate M odel)系统 PRECIS( Pro viding Re
gional Climates for Impacts Studies )气候模型产
生,分辨率为 50 km 50 km[ 21~ 23] 。其中 A1 情景
描述了全球经济快速增长趋势, 全球人口在 21世纪
中期达到高峰后下降, 大气中 CO 2 浓度从 2000年
380 ppm 到 2080年增加到800 ppm , 全球最高增温
幅度为 4. 49 ; A2情景描述了区域经济发展趋势,
单个资本经济发展和技术革新要比其他情景慢, 大
气中 CO2 浓度从 2000年 380 ppm 到 2080年增加
到 700 ppm,全球最高增温为 3. 79 ; B1 情景描述
了世界人口在 21世纪中期增加后下降的趋势, 并向
信息经济和服务社会发展, 大气中 CO 2 浓度从 2000
年 380 ppm 到 2080 年增加到 520 ppm, 全球最高
增温为1. 98 ; B2情景描述了区域社会经济和环境
可持续发展,人口持续增加(比 A2情景下低) ,经济
发展中速度, 大气中 CO2 浓度从 2000年 380 ppm
到 2080 年增加到 550 ppm, 全球最高增温为
700
第 6期 吴建国等:气候变化对青藏高原高寒草甸适宜气候分布范围的潜在影响
2. 69 ;基准情景选择 1961- 1990年覆盖全国气候
要素值。这些情景在我国被检验和应用, 由于具有
较好的国际比较性,已被鼓励用于进行气候变化影
响评估工作[ 21~ 26]。
1. 3 高寒草甸适宜气候分布范围的变化分析
根据张新时等[ 7] 介绍的公式, 先计算基准气候
( 1961- 1990年)和未来气候变化情景下( A1、A2、
B1和 B2情景) 1991- 2100年高寒草甸适宜气候每
年分布范围,然后又计算了不同气候变化情景下高
寒草甸适宜气候分布范围在 1991- 2020年、2021-
2050年、2051- 2080年和 2081- 2100 年的时段平
均值、最大值、最小值与中位数, 并通过比较高寒草
甸在 1961 - 1990 年与 1991 - 2100 年不同时段
( 1991- 2020年、2021- 2050 年、2051- 2080 年和
2081- 2100年)适宜气候分布区范围差异, 分析气
候变化对高寒草甸适宜气候分布范围影响, 适宜气
候分布范围= 模拟计算的格点数基准情景下格点
数 100, 模拟计算的格点数是 1991- 2100年气候
变化情景中所有格点(中国范围 4001个)中属于高
寒草甸格点数量, 基准情景下格点数是基准气候情
景下( 1961- 1990 年)属于高寒草甸格点数量。同
时,分析了高寒草甸适宜气候分布区范围变化与全
国年均气温变化和年降水量变化的相关性。我国年
均气温变化= (每个格点每年气温- 每个格点基
准情景下平均气温) 总格点数; 我国年降水量变化
= ( (每个格点每年降水量- 每个格点基准情景下
年降水) 每个格点基准情景下年降水量 100) 总
格点数,气温和降水量变化都是计算比较未来情景
( 1991- 2100年)和基准气候情景( 1961- 1990年)得
到,并不是矩平值[ 21~ 25]。
2 结果与分析
2. 1 气候变化对高寒草甸适宜气候分布范围影响
不同情景下我国年均气温和年降水量变化幅度
不同,其中 A1和 A2情景下气温和降水量变化幅度
较大, B1情景下较小(表 2)。
表 2 气候变化下我国的气温和降水变化
T able 2 Changes in a ir temperatur e and precipitation fo llow ing climate change in China
1961- 1990a 1991- 2020a 2021- 2050a 2051- 2080a 2081- 2100a
基准情景
Baseline cl imate s cen ario
平均
Mean
标准差
Standard
deviat ion
A1情景
Scenario A1
平均
M ean
标准差
Standard
deviat ion
平均
Mean
标准差
Standard
deviat ion
平均
M ean
标准差
standard
d eviat ion
平均
Mean
标准差
Standard
deviat ion
温度 T emperatu re, 0. 00 0. 00 0. 78 0. 42 1. 99 0. 85 3. 94 0. 95 5. 44 0. 41
降水 Precipitat ion , % 0. 00 0. 00 7. 41 9. 32 17. 47 12. 51 33. 83 17. 35 52. 11 26. 03
基准情景
Baseline cl imate scenario
A2情景
S cen ario A2
温度 T emperatu re, 0. 00 0. 00 0. 74 0. 38 1. 69 0. 62 3. 14 0. 81 4. 43 0. 41
降水 Precipitat ion , % 0. 00 0. 00 7. 16 9. 25 15. 16 11. 69 27. 27 15. 33 42. 79 22. 55
基准情景
Baseline cl imate scenario
B1情景
Scenario B1
温度 T emperatu re, 0. 00 0. 00 0. 77 0. 38 1. 56 0. 46 2. 33 0. 41 2. 86 0. 41
降水 Precipitat ion , % 0. 00 0. 00 7. 26 9. 27 14. 26 11. 52 20. 86 13. 72 28. 22 17. 28
基准情景
Baseline cl imate scenario
B2情景
Scenario B2
温度 T emperatu re, 0. 00 0. 00 0. 84 0. 42 1. 77 0. 50 2. 74 0. 49 3. 46 0. 41
降水 Precipitat ion , % 0. 00 0. 00 7. 89 9. 42 16. 06 12. 00 24. 26 14. 67 33. 87 19. 27
气候变化下,高寒草甸在基准情景下适宜气候
分布范围呈减少趋势(幅度 30% - 50% ) ,新适宜气
候扩展范围现增加趋势 (幅度 30% - 60% ) , 其中
A1、A2情景下变化幅度较大, B1、B2情景下较小。
而高寒草甸总适宜气候分布范围变化不大(表 3)。
气候变化下,对基准情景下适宜气候分布范围
来说,从 2021- 2050年到 2051- 2080年及 2051-
2080年到 2081- 2100年减小幅度最大, 从 1991-
2020年到 2021- 2050年变化不大; 对新气候适宜
分布范围而言, 从基准情景到 1991 - 2020 年和
2021- 2050 年到 2051 - 2080 年, 以及从 2051 -
2080年到 2081- 2100年增加幅度较大, 从 1991-
2020年到2021- 2050年变化较小; 对总适宜气候
分布范围而言,不同时段变化不大(表 4)。
701
草 地 学 报 第 17卷
表 3 气候变化下高寒草甸适宜气候分布范围
Table 3 Suitable climat ic dist ribution r eg ion o f alpine meadows following climate change
气候变化情景
Climate ch ange
scenario
1961- 1990a
1991- 2020a
平均
Mean
%
标准差
Stan dard
deviation
2021- 2050a
平均
Mean
%
标准差
S tandard
deviat ion
2051- 2080a
平均
Mean
%
标准差
Stan dard
deviation
2081- 2100a
平均
Mean
%
标准差
Standard
deviat ion
基准情景气候适宜分布范围 Suitable cl imat ic dist rib ut ion r egion under baseline un der clim ate scenario
A1 100 89. 13 6. 95 80. 58 9. 45 63. 71 12. 20 48. 87 9. 75
A2 100 89. 38 6. 88 83. 16 8. 10 71. 44 10. 19 59. 49 10. 81
B1 100 89. 28 6. 89 84. 23 7. 70 78. 18 8. 37 73. 54 9. 84
B2 100 88. 65 7. 13 82. 28 8. 12 74. 77 8. 60 68. 17 10. 20
新扩展气候适宜分布范围 New su itable climat ic dist ribut ion region
A1 0 16. 50 3. 98 26. 01 9. 09 42. 59 8. 62 53. 36 4. 78
A2 0 16. 36 3. 82 22. 98 6. 67 36. 21 8. 78 47. 13 4. 83
B1 0 16. 49 3. 89 21. 69 5. 40 28. 81 5. 95 33. 45 6. 40
B2 16. 91 4. 18 23. 73 5. 99 32. 88 6. 96 39. 15 6. 19
总的气候适宜分布区范围 Total suitab le clim at ic dist rib ution region
A1 100 105. 63 5. 85 106. 59 6. 54 106. 30 6. 49 102. 23 6. 52
A2 100 105. 73 5. 86 106. 14 5. 91 107. 65 6. 26 106. 62 7. 94
B1 100 105. 76 5. 88 105. 91 5. 87 106. 99 6. 26 106. 99 6. 66
B2 100 105. 57 5. 84 106. 01 6. 29 107. 65 6. 13 107. 32 7. 14
表 4 气候变化下高寒草甸气候适宜分布范围最小、最大值和中位数
Table 4 Minimum, max imum and median of suitable climatic dist ribution r egion o f alpine meadows fo llow ing climate change
1961- 1990a
平均
Mean
1991- 2020a
最小最大
Minimum
max imum
中位数
M edian
2021- 2050a
最小最大
Minim um
maximum
中位数
Median
2051- 2080a
最小最大
M inimum
max imum
中位数
M edian
2081- 2100a
最小最大
Minim um
maximum
中位数
Median
基准情景气候适宜分布范围 Suitable cl imat ic dis tribut ion r egion under baseline un der clim ate s cenario
A1 100 64. 88- 97. 32 91. 07 55. 95- 93. 75 81. 40 34. 82- 78. 87 65. 92 21. 73- 60. 71 52. 23
A2 100 64. 88- 97. 32 91. 52 58. 04- 94. 05 84. 52 43. 15- 84. 82 73. 66 26. 79- 71. 73 63. 39
B1 100 64. 88- 97. 32 91. 52 57. 44- 93. 75 86. 16 47. 97- 89. 29 79. 46 40. 77- 82. 74 76. 34
B2 100 63. 39- 97. 62 90. 03 54. 17- 92. 56 83. 93 45. 24- 86. 01 76. 49 34. 23- 77. 08 71. 73
新扩展适宜气候分布范围 New su itable climat ic dist ribut ion region
A1 0 8. 63- 24. 40 16. 67 11. 61- 42. 86 23. 81 27. 68- 57. 14 43. 01 47. 62- 64. 58 53. 27
A2 0 8. 63- 23. 51 16. 22 11. 90- 35. 42 21. 73 20. 54- 49. 70 36. 90 38. 69- 55. 95 46. 88
B1 0 8. 63- 24. 11 16. 37 11. 61- 32. 74 21. 58 17. 86- 40. 48 28. 87 23. 51- 44. 64 32. 29
B2 0 8. 04- 25. 60 16. 96 11. 61- 35. 12 23. 51 19. 94- 44. 35 33. 63 27. 98- 48. 81 38. 84
总的气候适宜分布范围 T otal suitab le cl imat ic dist rib ut ion region
A1 100 84. 23- 114. 29 105. 95 80. 36- 118. 45 106. 70 82. 14- 116. 37 106. 25 83. 33- 112. 50 102. 38
A2 100 84. 23- 114. 88 105. 80 81. 55- 115. 77 106. 10 83. 04- 117. 26 107. 89 82. 14- 117. 26 106. 85
B1 100 84. 52- 114. 88 106. 10 80. 95- 114. 58 105. 65 81. 55- 116. 96 106. 99 83. 33- 116. 67 107. 59
B2 100 83. 33- 113. 69 105. 65 79. 17- 114. 58 106. 25 83. 33- 117. 86 108. 04 82. 74- 116. 67 107. 29
而气候变化下,高寒草甸基准情景下适宜气候分
布范围的最小值和最大值都呈现减少趋势,新适宜气
候扩展范围的最小值和最大值都呈现增加趋势, 总适
宜气候分布范围的最小值和最大值变化不大(表 4)。
气候变化下,高寒草甸在基准情景下适宜气候分
布范围中位数呈现减少趋势,新适宜气候分布范围中
位数呈现增加趋势, A1情景变化较大, B1 情景下较
小,总气候适宜分布范围的中位数变化不大(表 4)。
2. 2 气候变化对高寒草甸适宜气候空间分布格局
的影响
图 1和图 2对比分析显示,气候变化下, 高寒草
图1 基准气候情景(1961- 1990a)下高寒草甸适宜气候分布范围
Fig . 1 Suitable climatic dist ribution r egion o f alpine meadows
under baseline climate scenar io ( 1961- 1990)
702
第 6期 吴建国等:气候变化对青藏高原高寒草甸适宜气候分布范围的潜在影响
图 2 A1、A2、B1 和 B2 气候变化情景下高寒草甸适宜气候分布范围
Fig . 2 Suitable climatic dist ribution r eg ion o f alpine meadows under A1, A2, B1, and B2 climate change scenario s
甸在基准情景下适宜气候分布范围的南部将缩小,
新气候适宜分布范围主要向西部和西北方向扩展,
其中在 A1情景下幅度最大, B1情景下较小。
2. 3 高寒草甸适宜气候分布范围变化与年均气温
和年降水量变化的关系
高寒草甸在基准情景下适宜气候分布范围变化
和新的适宜气候分布范围变化与我国年均气温变化
呈现正相关性, 高寒草甸在基准情景下气候适宜分
布范围和新气候适宜分布区范围变化也与我国年降
水量变化呈正相关性, 总气候适宜分布范围变化与
我国年降水量变化也呈现正相关性,其中 A1和 A2
情景下较高, B1情景下较低。表明随着全国年均气
温升高和降水量增加, 高寒草甸在基准情景下适宜
气候分布范围将减少, 新气候适宜分布范围将扩大,
并且年平均气温变化的影响比年降水量变化影响大
(表 5)。
3 讨论
高寒草甸受气候变化影响较大, 一些研究表明,
到 2100年全球平均气温升高 1~ 3. 5 情景下, 我
国高寒草甸分布可能略有缩小, 将被热带稀树草原
和常绿针叶林取代[ 4] ; 利用基于修订的 Ho ldridge
生命地带性系统分析气候变化对青藏高原植被的影
响发现,气温升高 4 ,降水量增加 10%情景下, 高
寒草甸面积将大部分转为山地寒温针叶林[ 27]。本
研究表明,气候变化后,我国高寒草甸基准情景下气
703
草 地 学 报 第 17卷
表 5 高寒草甸适宜气候分布范围变化与我国的年均气温和年降水量变化的相关系数
Table 5 Co rr elation coefficient betw een t he change of suitable climatic distribution r egion of alpine meadows
and changes of annual mean air temperature and annual precipitation in China
A1情景 S cen ario A2情景 Scenario B1情景 Scenario B2情景 Scenario
全国年均气温变化 Change of annual mean air tem perature
全国年降水量变化 Change of annual precipitat ion in China 0. 66 0. 59 0. 38 0. 47
基准情景气候适宜分布范围
Suitable climatic dist ribution region under baseline under climate scenario
0. 91 0. 84 0. 68 0. 75
新扩展适宜气候分布范围 New su itable cl imat ic dist ribut ion r egion 0. 96 0. 94 0. 85 0. 89
总的适宜气候分布范围 T otal suitable cl imat ic dis tribut ion region - 0. 15 0. 06 0. 05 0. 10
全国年降水量变化 Chan ge of an nual precipi tat ion in Ch ina
基准情景气候适宜分布范围
Suitable climatic dist ribution region under baseline under climate scenario
0. 62 0. 52 0. 28 0. 37
新扩展适宜气候分布范围 New su itable cl imat ic dist ribut ion r egion 0. 65 0. 59 0. 36 0. 45
总的适宜气候分布范围 T otal suitable cl imat ic dis tribut ion region - 0. 12 0. 02 0. 01 0. 04
候适宜分布范围将极大减少, 新适宜气候分布范围
将扩大,总气候适宜分布范围变化不大。本研究与
其他研究结果并不完全一致, 可能与应用气候变化
情景不同相关。赵茂盛等[ 4]利用 2100年全球平均温
度升高 1~ 3. 5 情景,但未给出降水量变化趋势;张
新时等[ 27]则利用在气温升高 4 ,降水量增加10%情
景。这些情景把未来气候变化趋势假设为在时间和
空间上是一致变化的。而本研究充分考虑了气候变
化时间差异性。需要指出气候变化下高寒草甸分布
范围变化过程中, 既受温度变化影响, 也受降水量变
化影响, 降水量变化对高寒草原和高寒荒漠影响较
大,使植被类型易转变为高寒草甸类型,所以气候变
化后,降水量增加幅度较大情景下, 部分高寒草原和
高寒荒漠将可能被高寒草甸取代,即高寒草甸适宜气
候分布区范围将扩大。本研究应用的气候变化情景
中降水变化幅度较大, 与赵茂盛等[ 4] 和张新时等[ 27]
所用情景差异较大。另外,本研究比较了不同气候变
化情景下高寒草甸适宜气候分布范围变化差异。
气候变化下高寒草甸适宜气候空间分布格局将
发生较大改变[ 1]。赵茂盛等 [ 4]、张新时等 [ 27]报道结
果中都只强调高寒草甸目前分布区变化趋势, 未给
出气候变化后高寒草甸新的适宜分布区空间格局改
变趋势。本研究表明,气候变化下,高寒草甸将主要
朝目前高寒草原和高寒荒漠分布区范围扩展, 这与
气候变化后我国不同气候区变化趋势有关。并且,
青藏高原高寒草原和高寒荒漠区的降水量将呈现增
加趋势,湿润度也将增加,同时高寒草原和高寒荒漠
分布区海拔相对较高, 气温变化总体还是较低 [ 28] ,
气候变化下将可能完全被高寒草甸取代。
全球平均温度和区域平均温度经常被用于描述
未来气候变化强度。如 Hitz 等[ 29] 研究发现, 全球
气温增加 3 , 全球近一半自然保护区将失去其原
有植被; Leemans等[ 30]研究发现, 全球气温增加 1-
2 , 许多植被影响较大, 适应气候变化能力非常有
限。本研究表明, 气候变化下高寒草甸分布区范围
改变,不仅与我国年均气温变化有关,而且与年降水
量变化密切相关。说明评价气候变化对高寒草甸分
布影响,需要考虑长期气候变化情景中年降水量和
年均气温变化趋势。
需要指出, 目前利用 H oldr idge 生命地带性系
统方法分析气候变化对高寒草甸分布影响,是把高
寒草甸植被假设为一个整体。事实上气候变化下高
寒草甸分布变化是一个较长的复杂过程。另外, 在
高寒草甸分布变化过程中,一方面是气候因素变化
起主导作用[ 31] , 另一方面是土壤因素起重要作
用[ 3 2] ,没有合适的土壤条件, 高寒草甸植被难以在
短期内形成。在分析气候变化对高寒草甸分布影响
中,如果同时考虑土壤因素对高寒草甸分布影响,可
以推断, 气候变化下高寒草甸分布将极大减小。本
研究中没有考虑土壤因素, 图 1是根据基准情景计
算,不能达到 100%精确,因为气候情景模拟值中存
在误差, 这是国际上普遍存在的问题。另外, Hold
ridg e生命地带性分类系统指标也存在一些误差,而
张新时等[ 27]引进这些方法时, 确定指标过程中, 在
青藏高原缺少充分多气象站观测数据, 部分由统计
插值得到。另外, 观测的高寒草甸零星分布在一些
高海拔区域也没有非常详细的调查记载, 给研究结
果带来一定不确定性, 需要在未来的研究中加以改
善。不过,图 1显示高寒草甸主要分布总体趋势,本
研究重点分析了气候变化后高寒草甸适宜气候分布
范围变化,总体上相对合理,对高寒草甸未来保护具
有一定的参考意义。
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第 6期 吴建国等:气候变化对青藏高原高寒草甸适宜气候分布范围的潜在影响
4 结论
气候变化下, 高寒草甸在基准情景下适宜气候
分布范围将减小(减少幅度在 30% - 50%) ,新适宜
气候分布范围将增加(增加幅度在 30% - 60% ) , 总
适宜气候分布范围变化不大, 其中在A1、A2情景下
变化较大, B1、B2气候情景下较小。另外, 高寒草
甸在基准情景下适宜气候分布范围最小、最大值与
中位数都将减少,新适宜气候扩展范围的最小、最大
值与中位数将增加, 总适宜气候分布范围的最小、最
大值与中位数变化不大。
气候变化下, 高寒草甸在基准情景下适宜气候
分布区的南部将缩小, 而新适宜气候分布范围主要
向目前分布区的西部和西北方向扩展, 其中在 A1
情景下幅度最大, B1情景较小,并且从 1991- 2020
年到 2021- 2050年变化幅度最大。
分析气候变化对高寒草甸分布影响,需要利用
长期气候变化情景,并且需要考虑分析方法和气候
变化情景优缺点。
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