荒漠草原脉动性降水格局及其时空变化特征
——以达尔罕茂明安联合旗为例

宋一凡,卢亚静,郭中小,徐晓民,郝伟罡,刘慧文,韩振华

1 水利部牧区水利科学研究所,呼和浩特 010020 2 中国水利水电科学研究院水资源研究所,北京 100038 3 北京市水科学技术研究院,北京 100048 4 中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司,北京 100024

草地生态系统是我国最大的陆地生态系统,我国现有各类型天然草地面积约占国土面积的41.7%[1-2]。荒漠草原作为草原到荒漠的过渡地带,在日益严重的荒漠化侵蚀威胁下首当其冲,已成为生态治理的前沿地带与热点地区。在众多因素中,降水被认为是影响荒漠草原植被盖度时空动态变化的主控环境因子[3-6],干旱半干旱地区气候因素时空变异性显著,其中一个鲜明的特点即是降水的脉动性[7-8]。脉动性降水引发的资源脉动性(Resource pulse)通常是干旱半干旱地区生态系统演替的核心驱动力[9-11],因此,识别脉动性降水特征对于理解荒漠草原地区生态水文机制具有重要生态学和水文学意义[12]。

降水格局在很大程度上塑造了区域的生态格局,不同等级降水事件在塑造区域生态格局中发挥的作用不同。总体来说,干旱半干旱地区降水次数少且变率大。从不同等级的降水事件来看,小降水事件发生频率高,对年降水总量的贡献较小,而大降水事件发生频率低,却对年降水总量的贡献大[13-14],在全球范围内各种干旱区都有类似的降水格局。Sala和Lauenroth[15]研究发现北美草原<5 mm的降水事件占总降水事件的70%和总降水量的25%；陈军和王玉辉[16]利用1956—2009年日降水资料对苏尼特左旗荒漠草原降水格局进行分析,发现<5mm降水事件比例为81%；而在更为干旱的巴丹吉林沙漠腹地,这一比例超过了90%[17]。

降水作为在干旱半干旱地区生态系统中发挥主导性作用的关键环境因子,通常伴随着显著的时空变异特征,即使是同一地区的不同地点,其降水量、发生时间、强度都可能具有极大的差异性[18]。……