长期干旱对生态系统的影响

几项研究的生态效应的特点1988年的干旱。Tilman和唐宁(1994)提供了文档的干旱对农业以外的植物群落的影响。他们的影响特征1988年的干旱植物在香柏溪lte在明尼苏达州,他们测量了干旱的影响和经济复苏的动力从干旱对一个已知的基线。事实上,直到1993年,第五年在1988年的干旱和雪松河lte的十二年,干旱的影响在接连的草地物种丰富度不再明显。然而,1988年的干旱的影响仍在1993年橡树稀树大草原复杂中一览无遗。大约30%的成熟销橡树旱灾期间,死亡相比,只有10%的芒刺橡树。大多数这些死树仍然站着。Tilman和唐宁(1994)得出的结论是,这种重大转变在橡木物种组成和减少橡树林冠覆盖可能会影响这些草原生态系统未来几十年。

在树木繁茂的植被干旱短期(1年),根据时间和严重程度,可能会导致植物死亡或削弱植物系统,诱发作物昆虫取食或疾病。在中耕作物生态系统,短期(一年)干旱对产量有很大影响,从而降低生产率的异常。短期干旱的长期影响年度旋转农艺系统通常是最小的。干旱可能地方或区域。干旱发生在一个大的地理区域相对较短的时间(几个月几年相比),如1988年的干旱(5、6月份),可以在经济上毁灭性的但不是生态灾难。然而,随着Tilman和唐宁(1994)说明,即使是短期干旱可以级联的生态后果。可能发生其他意外的生态后果。例如,干旱可能刺激需要灌溉来覆盖干旱的影响。的灌溉会影响生态系统功能通过增加水在干燥的土壤生态系统,生态系统从而刺激变化流和函数;灌溉也会影响地下水位的开采地下水和河流系统提供水的作物,特别是生态系统不同寻常的大量的水。 Crops such as corn that require high amounts of water. Corn grown in the western portion of the region is under stress in most years (see figure 4.7b), and this was especially the case in 1988 (figure 4.7a). Thus it is necessary to override the climate (via irrigation) each year to sustain "profitable" corn yields.

当短期干旱过渡到一个长期的农业干旱,这可以通过修改有一连串的影响生态系统功能。贫穷的农业实践和干燥的土壤,再加上风,会侵蚀土壤,导致他们的再分配。这个农业管理实践在1920年代和1930年代在区域尺度土壤侵蚀引起的,导致广泛的生态和经济后果。食草动物种群波动与水分和热量循环有关。例如,蝗虫卵蛋的生存和发展密切相关的土壤水分政权和温度(Mukerji和计1978),和蝗虫种群应对的组合比春季平均气温暖和(早期孵化)和9月比平均气温暖和,尤其是在北部地区。这些更长的温暖的天气提供了最大可能增加数量的鸡蛋放在土壤里。因为鸡蛋可以开发在秋季产卵后,在春天早些时候他们孵化,导致增加作物潜在损失由于食草性作物在其早期发展阶段。因此气候是raybet雷竞技最新害虫爆发的一个主要因素(计和Mukerji 1977)。

raybet雷竞技最新气候变化在71年朝鲜中部地区气候变化的影响

发生在1988年的干旱是明显不同于其他干旱在20年期间(1972 - 1991)进行了分析。1988年的干旱发生在5月和6月,而在其他年份,重要时期的应力发生在农作物生长季节(7)。压力的严重性和随后的生产力的损失是由于其幼苗无法利用土壤水分储量前压力的时期。长时间的高温,没有沉淀在早期阶段的植物生长导致作物死亡。在西部玉米带(见图4.9 b),雨养玉米没能活下来。然而,奥加拉拉蓄水层的存在和灌溉基础设施开发支持中耕农业在这的矮草草原生态系统使灌溉覆盖诱发的应激1988年在部分地区干旱。在这些领域,收益率在1988年与年水分充足时玉米生产(参见图4.9 b,左下角)。然而,生态成本以及随之而来的经济成本消耗含水层资源没有被充分评估。1988年的干旱是一个为期一年的干旱相比多年“沙尘暴”干旱发生在1930年代。在过去的60年里,一个重要的多年干旱没有发生在NCR,因此这种mul-tiyear干旱的概率很高。

已经有相当多的争论关于气候变化造成的影响,这将会在美国农业生产率。raybet雷竞技最新在评估农业对气候变化的适应,罗森博格(1992)认为,农业可能是消极和积极影响气候变化,需要额外的信息在区raybet雷竞技最新域尺度上提供一个更完整的评估。最近对气候变化的影响的评估(2000年NAST)地址对农业的潜在影响在中西部大平原。raybet雷竞技最新纳斯特(2000)的报告表明,农作物产量可能增加由于增强二氧化碳在中西部的北部地区(NCR的八个州),但在中西部的部分地区南部可能会下降。四个NCR的12个州也在大平原。纳斯特(2000)的报告预测,高土壤水分蒸发蒸腾损失总量将导致水资源减少,一个问题为中西部大平原。

本章中给出的分析并没有解决气候变化是否会影响NCR的农业。raybet雷竞技最新相反,它表明,如果在温度和降水机制发生重大变化,那么生物如植物和昆虫,这取决于这些变量对经济增长和生存,将响应基于生态原则。增加温度与降水减少将导致一个更大的HPR,因此会导致压力的增加对大多数生物群落,诱导他们去适应。更加完整和更高质量的数据需要改善我们的能力作出更准确的生态评估。气候lte网络、数raybet雷竞技最新据档案和相关生态观测将满足需要的一部分。

确认我表达我的谢意Manuel Colunga和布莱恩·那波里塔诺早期评论的手稿。基因Safir提出了许多有益建议和贡献。工作与本章相关的支持来完成NSF-LTER程序(DEB 98 - 10220),密歇根农业试验站,美国农业部NC94区域研究委员会的成员。我也非常感谢评审,提供额外的文学,并建议修改这一章由彼得羔羊。

引用

小巷,w . m . 1984。帕尔默干旱严重程度指数:限制和假设。j .raybet雷竞技最新气候和应用气象学23:1100 - 1109

贝利,r . g . 1996。生态地理。纽约:斯普林格出版社。

中,G。和p . Emin。1969。快速估计最高和最低温度的蓄热。生态50:514 - 517。

伯克,i C。,t·g·f·Kittel w . k . Lauenroth p .斯努克,c . m .少年和w·j·帕顿》1991。中央大平原地区分析。生物科学41:685 - 692。

Doorenbos, J。,a . h . Kassam。1979。收益率反应水。灌溉和排水纸33。粮食及农业组织(粮农组织),罗马。

环境系统研究所(ESRI公司)。1999年。ArcView GIS桌面程序的映射。加州雷德兰兹:ESRI。

喷泉,T, j·赫勒,r . Waide及s h .规》1999。生物过程建模。二车间在区域尺度上生态系统流程建模。http://www.sdsc.edu/sdsc-lter / modeling.html。

计,s . H。m . Colunga-Garcia j·j·赫勒,g . Safir Momin。2001。结构设计信息的管理和可视化仿真模型应用于区域范围内。电脑和电子产品在农业33:77 - 94。

计s . H。j·j·赫勒和m . Colunga-Garcia。2000 a。一个框架集成分析和可视化应用程序区域模型。在b . o .公园、k·m·克拉克·m·p·起重机,编辑。诉讼的第四届国际会议上集成地理信息系统和环境建模:问题,前景,需要进行研究。2000年。科罗拉多博尔德。科罗拉多大学博尔德:合作研究所在环境科学研究。www.colorado.edu/research/cires/banff/pubpapers / 78 /。

计,s . H。,j·赫勒,d . Ojima和w·帕顿,2000 b。定义区域基本问题分析。在3日研讨会在区域尺度上生态系统流程建模。lte所有科学家会议。雪鸟,犹他州。http://www.lternet.edu/allsci2000/ab-stract.html # ls5。

计,s . H。和m . k . Mukerji。1977。蚱蜢的视角在萨斯喀彻温省的人口分布和相互关系的天气。环绕。Entomol。6: 469 - 479。

计,s . H。和m . k . Mukerji。1978。农作物损失与蚱蜢与作物生产的经济。j .经济学。Entomol。71: 487 - 498。

叫吉,J。之一,它的和c r·考夫曼,d . Skole Vorosmarty》1986。除了油:食品和燃料在未来几十年面临的威胁。剑桥,质量。:博林格。304页。

Harouna, S。,r·e·卡尔森。1994。分析一个爱荷华州干旱度指数与气候和作物产量。raybet雷竞技最新日记账。爱荷华州的私立高中科学。101:14 - 18。

赫勒,J。t .喷泉,s . h .计,r . Waide》1998。生物过程建模。1日研讨会在区域尺度上生态系统流程建模。http://www.sdsc.edu/sdsc-lter / modeling.html。

Huschke r E。,编辑器。1959年。气象学的术语表。波士顿,质量。:美国气象协会。

Kunkel, k . e . 1992。测量和蒸发在美国中西部的估计在1988年的干旱。研讨会学报》1988年美国干旱,马里兰州大学公园。中心洋陆大气相互作用和气象学、马里兰大学学院公园,p . 83 - 95。

Kunkel k . E。,j . r .天使。1989。角度在1988中西部干旱。EOS 36: 817 - 819。

Loomis, r S。,1992 d·j·康纳。。作物生态:农业生产力和管理系统。剑桥:剑桥大学出版社。

Mukerji m K。,1978 s . h .计。。模型估算蚂蚱卵的孵化和死亡率种群基于土壤水分和热量。安。Ent。Soc。Amer。71: 487 - 498。

国家农业统计服务(NASS)。2001年。农业统计数据。华盛顿特区。:美国政府印刷办公室。

国家综合评估小组(NAST)。2000年。raybet雷竞技最新气候变化对美国的影响:气候变化的潜在影响和改变。剑桥:剑桥大学出版社。

奥尔森,r . a . 1982。土壤肥力和植物生产力。页85 - 101。在m . Rechcigl Jr .)编辑器。手册的农业生产力。体积即佛罗里达州博卡拉顿:CRC出版社公司。

彼得森,m . S。p . j .羊肉,k . k . Kunkel》1995。实现在中西部semiphysical模型研究太阳辐射。应用气象学杂志34:1905 - 1915。

Robertson g P。、e·a·保罗和r·r·哈伍德。2000。集约农业温室气体排放:贡献个人的气体辐射强迫的气氛。科学289:1922 - 1925。

罗森博格,n . j . 1992。农业适应气候变化。raybet雷竞技最新气候变化21:385 - 405。

罗森堡。,编辑器。1980年。大平原的干旱在影响和策略研究。研讨会研究学报》上大平原的干旱管理策略,内布拉斯加州大学林肯。科罗拉多州利特尔顿:水资源出版物。

Tilman, D。和j·a·唐宁。1994。在草原生物多样性和稳定性。自然367:363 - 365。

向前冲,j . 1990。农业生态学。纽约:朗文科学技术。

沃里克,r . a . 1975。在美国干旱风险:一个研究评估。科罗拉多大学行为科学研究所的专著。NSF / RA / E-75/004。科罗拉多博尔德。

Yevjevich V。、w·a·霍尔和d·j·萨拉斯编辑。1977年。会议的程序在干旱研究的需要。科罗拉多州立大学,位于科罗拉多州柯林斯堡。

Zangvil,。d·h·波蒂斯所写,p . j .羊肉。2001。大规模的大气水分场的调查在美国中西部与夏季降水的关系。第一部分:水分预算组件之间的关系在不同的时间尺度。《气候14:582 -raybet雷竞技最新 597。

继续阅读:短期可变性在长期情况下

这篇文章有用吗?

+ 2 0