氣候變化背景下西藏高原蟲草分布變化研究目錄TOC\o"1-3"\h\u17062摘要 326981引言 4116941.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 472721.2研究目的與意義 4145162材料與方法 460362.1研究區(qū)概況 5225552.2數(shù)據(jù)來源 5219542.3研究方法 5233002.3.1線性區(qū)趨勢分析 5237592.3.2氣候突變檢驗 6159163結果分析 6213813.1蟲草產(chǎn)區(qū)氣候變化 6240873.1.1氣溫變化特征 6147783.1.2降水變化特征 7253983.2氣候變化下蟲草分布變化預估 8261784結論與討論 91444.1結論 983184.2討論 105663參考文獻 11氣候變化背景下西藏高原蟲草分布變化研究摘要：近年來全球氣候變暖趨勢越發(fā)明顯，地表溫度逐漸升高，對青藏高原脆弱的生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴重的影響，并受到社會的廣泛關注。蟲草具有豐富的藥用價值，是中、藏藥和使用菌之珍品，藥用歷史悠久，為中國傳統(tǒng)的名貴藥材。西藏高原豐富的冬蟲夏草資源是產(chǎn)區(qū)農(nóng)牧民的主要經(jīng)濟收入來源，對當?shù)氐纳鐣€(wěn)定和經(jīng)濟發(fā)展影響很大。然而隨著氣候變化的影響、人們的過量采挖及草原生態(tài)的破壞造成冬蟲夏草資源量日益枯竭，采挖難度越來越大。本研究從氣候變化角度分析對蟲草分布的可能影響，對保護可能產(chǎn)區(qū)有重要的意義。本文利用產(chǎn)區(qū)24個氣象站1970-2020年的氣溫、降水資料，通過文獻研究、線性趨勢分析和氣候突變檢驗等方法，對產(chǎn)區(qū)氣溫、降水的變化特征進行分析，分析氣候變化對蟲草分布的可能影響，研究結果表明：昌都地區(qū)有由適宜到次適宜、由次適宜到不適宜的的趨勢，那曲地區(qū)目前處于適宜區(qū)，但隨著溫度的升高，那曲地區(qū)蟲草產(chǎn)區(qū)縮小的概率變大。林芝地區(qū)處于次適宜到不適宜區(qū)，溫度隨時間的變化有明顯的升高趨勢，隨著溫度的變化，林芝地區(qū)地區(qū)有傾向不適宜區(qū)的趨勢。拉薩地區(qū)、山南地區(qū)、日喀則地區(qū)也都有走向不適宜區(qū)的趨勢。關鍵詞：氣候變暖；蟲草；分布變化Abstract：Inrecentyears,thetrendofglobalwarmingismoreandmoreobvious,andthesurfacetemperatureisgraduallyrising,whichhascausedseriousimpactonthefragileecosystemoftheQinghaiTibetPlateau,andhasbeenwidelyconcernedbythesociety.Cordycepshasrichmedicinalvalue.ItisatreasureoftraditionalChinesemedicine,Tibetanmedicineandfungi.IthasalongmedicinalhistoryandisatraditionalChinesemedicine.TherichCordycepssinensisresourcesinTibetPlateauisthemainsourceofincomeforfarmersandherdsmenintheproductionarea,whichhasagreatimpactonthelocalsocialstabilityandeconomicdevelopment.However,withtheimpactofclimatechange,excessiveexcavationandgrasslandecologicaldamage,theresourcesofCordycepssinensisareincreasinglyexhausted,andthedifficultyofexcavationisbecomingmoreandmoreserious.ThisstudyanalyzesthepossibleimpactonthedistributionofCordycepsfromtheperspectiveofclimatechange,whichisofgreatsignificancetotheprotectionofpotentialproductionareas.Basedonthetemperatureandprecipitationdataof24meteorologicalstationsfrom1970to2020,thispaperanalyzesthevariationcharacteristicsoftemperatureandprecipitationintheproductionareathroughliteratureresearch,lineartrendanalysisandclimatemutationtest,andanalyzesthepossibleimpactofclimatechangeonthedistributionofCordycepssinensis,Atpresent,Naquareaisinthesuitablearea,butwiththeincreaseoftemperature,theprobabilityofreducingtheCordycepsproductionareainNaquareabecomeslarger.LinzhiAreaisinthesubsuitabletotheunsuitablearea,thetemperaturechangeswithtimehasanobviousupwardtrend,withthechangeoftemperature,LinzhiAreatendstotheunsuitablearea.Lhasa,ShannanandShigatsealsotendtobeunsuitableareas.Keyword:Climatewarming；Cordycepssinensis；distributionchange1引言1.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀毫無疑問，在過去的100年中，全球氣候變暖了。從1880年到2012年，全球平均氣溫上升了約0.85°C；在此期間，陸地溫度的上升速度比海洋溫度的上升速度快，高緯度和中緯度地區(qū)的溫度上升幅度要比低緯度地區(qū)高，冬季的溫度上升幅度要比冬季高。夏天。中國的氣候變暖趨勢與世界相同。1913年至今，我國的地表平均溫度升高了0.91℃。60年代以后氣溫上升尤其明顯，平均每10年大約上升0.23℃，是全球的兩倍。有研究發(fā)現(xiàn)，1961年—2000

年西藏高原平均氣溫升溫率為0.26℃/10a，明顯高于全國和全球。西藏高原冬蟲夏草主要分布在那曲市、昌都市、林芝市等地，常見于海拔3000m以上的山地陰坡、半陰坡的灌叢或草甸中。調(diào)查發(fā)現(xiàn)西藏高原冬蟲夏草產(chǎn)區(qū)海拔在3000m-5000m之間的鄉(xiāng)鎮(zhèn)占96.1%，認為5000m和3000m是西藏高原冬蟲夏草產(chǎn)生的海拔上下限[1]。陳仕江等認為溫度和降雨量是影響冬蟲夏草產(chǎn)量的主要氣候因素。對比發(fā)現(xiàn)青海玉樹、云南西北部的冬蟲夏草分布海拔范圍20世紀80-90年代相對60年代均有所收窄[5]。楊大榮等發(fā)現(xiàn)受全球氣候變化和青藏高原生態(tài)環(huán)境變化的影響，青藏高原高寒草甸的冬蟲夏草分布格局也出現(xiàn)了明顯的變化，冬蟲夏草主產(chǎn)區(qū)內(nèi)核心分布帶明顯變小[4]。據(jù)統(tǒng)計，20世紀50年代以前全國冬蟲夏草產(chǎn)量曾達到1000t以上，60年代初期為5080t,80年代降至約400t，到90年代僅為300t，進入21世紀以來冬蟲夏草產(chǎn)量減少更加明顯。據(jù)中國科學院專家在冬蟲夏草研究基地的多年觀察發(fā)現(xiàn)青藏高原冬蟲夏草資源量近幾十年大幅減少，部分破壞嚴重地區(qū)資源量不足30年前的1%-3%。1.2研究目的與意義蟲草在平時有豐富的藥用價值，是中藏藥和二手真菌的寶庫。它具有悠久的藥用歷史，是中國傳統(tǒng)的珍貴藥用材料。富含粗蛋白，脂肪，粗纖維和碳水化合物，具有多種醫(yī)學和營養(yǎng)作用。它可以提高人體免疫力，并具有鎮(zhèn)定，降低血壓，擴張血管，促進血小板凝集，排痰，抗疲勞，抗炎，抗菌和抗腫瘤等多種作用。蟲草是牧區(qū)乃至大部分藏族人民的主要經(jīng)濟來源，目前因為受到全球氣候變化和西藏高原生態(tài)環(huán)境變化的影響，西藏高原高山草甸的冬蟲夏草分布格局也出現(xiàn)了明顯的變化，冬蟲夏草主產(chǎn)區(qū)內(nèi)核心分布帶明顯收縮。蟲草產(chǎn)量的減少和蟲草產(chǎn)區(qū)面積的縮小，對于這些人來說無疑是致命的打擊。隨著氣候變化的影響、人們的過量采挖及草原生態(tài)的破壞造成冬蟲夏草資源量日益枯竭，采挖難度越來越大。冬蟲夏草對氣候條件特別是對氣溫、降水、濕度、光照等有強烈的依賴性，溫度、水分和日照的微小變化就可能導致冬蟲夏草生存微環(huán)境的較大改變。氣候變化和人為干擾（包括采挖）產(chǎn)生的影響均不可忽視。當前全球氣溫升高已是不爭的事實[2]。分析氣候變化對蟲草分布的可能影響，對保護可能產(chǎn)區(qū)有重要的意義。2材料與方法2.1研究區(qū)概況西藏高原是青藏高原的重要部分，范圍指昆侖山脈以南、喜馬拉雅山脈以北、西部為喀喇昆侖山脈、東部為橫斷山脈之間的區(qū)域。青藏高原自然環(huán)境復雜，地形多樣。它基本上可以分為六種類型：極高的山脈，高山，中間山脈，低矮的山脈，丘陵和平原。此外，還有獨特而多樣的冰川周緣地貌，喀斯特地貌，風沙地貌，火山地貌等。這個地區(qū)集高原，山脈，河谷，盆地，湖盆，冰川和其他地貌于一體。該地區(qū)大致可分為喜馬拉雅山脈南部，喜馬拉雅山脈北部湖盆，雅魯藏布江中谷，西藏高原高原湖盆和西藏東部高山山谷地區(qū)。植被水平方向從東南到西北，垂直方向從低海拔到高海拔。半常綠雨林，常綠闊葉林，針葉闊葉混交林，亞高山暗針葉林，高山灌木，高山草甸按從低海拔到高海拔的順序分布。高寒草原，荒漠草原，高寒坐墊植被，高寒冰雪稀疏植被等。從東南到西北，土壤分為亞熱帶山地森林土壤，高寒氈土，高寒草地土壤和高寒草地。沙漠土壤。冬蟲夏草廣泛分布在高原的東部和中部地區(qū)。圖1西藏高原海拔分布示意圖2.2數(shù)據(jù)來源本文所使用的高程數(shù)據(jù)空間分辨率為30m的DEM數(shù)據(jù)，行政邊界數(shù)據(jù)采用國家基礎地理信息中心發(fā)布的1:400萬西藏行政區(qū)劃數(shù)據(jù)，西藏冬蟲夏草產(chǎn)區(qū)24個氣象站1970-2020年降水量、氣溫逐年資料由西藏自治區(qū)氣象信息網(wǎng)絡中心提供。2.3研究方法2.3.1線性區(qū)趨勢分析運用線性趨勢分析法分析氣候變化趨勢。氣候要素y的趨勢變化用線性回歸方程表示，設y(氣溫和降水的時間序列數(shù)據(jù))為因變量，x(時間)為自變量，建立一元回歸方程：y=ax+b式中，x為年份，a×10為氣候傾向率，單位為(10a)；a為正時，表示氣候要素y在對應時間內(nèi)呈線性增加的趨勢，a為負時，表示氣候要素y在對應時間內(nèi)呈線性減少的趨勢；b為氣候變化趨勢的截距。2.3.2氣候突變檢驗氣候突變是指氣候從一種穩(wěn)定態(tài)（或穩(wěn)定持續(xù)的變化趨勢）跳躍式地轉變到另一種穩(wěn)定態(tài)（或穩(wěn)定持續(xù)的的過程，它表現(xiàn)為氣候在時空上從一個統(tǒng)計特征到另一種變化趨勢）統(tǒng)計特征的急劇變化。常見的檢測氣候突變方法有Mann-Kendall法、滑動T檢驗法、小波分析法、Spearman法、Crammer法等。本文利用Mann-Kendall法進行氣候突變檢測，該方法是世界氣象組織推薦并已廣泛使用的一種非參數(shù)統(tǒng)計檢驗方法，常用來預測徑流、氣溫、降水等水文氣象要素的長期變化趨勢。3結果分析3.1蟲草產(chǎn)區(qū)氣候變化3.1.1氣溫變化特征由蟲草產(chǎn)區(qū)1970年至2020年的年平均氣溫散點圖發(fā)現(xiàn)（圖2），隨著時間的變化，蟲草產(chǎn)區(qū)年平均氣溫呈現(xiàn)波動上升趨勢，氣溫變化速率為0.422℃/10a。蟲草產(chǎn)區(qū)近50年平均氣溫為6.4℃，其中年平均溫度最高的是2009年，為6.8℃，年平均氣溫最低的是1978年，為4℃。1970年至2020年，年平均氣溫呈現(xiàn)出一定程度的波動，其中在1978年和1997年年平均氣溫出現(xiàn)了較低值，但整體呈上升趨勢。圖2西藏高原年平均氣溫變化趨勢圖蟲草產(chǎn)區(qū)1970年至2020年年平均氣溫的Mann-Kendall突變檢驗如圖3所示，由圖可知1970年至1973年UF＞0，溫度呈上升趨勢；1974年至1983年UF＜0，溫度呈下降趨勢；1984年至2020年UF＞0，溫度又呈上升趨勢。進入21世紀以來，年平均氣溫和雨季平均氣溫升溫趨勢均更加明顯。從1990年開始，UF超過a=0.05顯著性水平的上臨界值，說明從1990年開始，溫度是呈線上升的趨勢。圖中UF和UB1996年和1998年都有相交，所以不能確定具體哪一年發(fā)生了突變，在圖4中，可以看到1970年到1997年，年平均氣溫都呈現(xiàn)負距平，從1998年至2020年都以正距平為主，可以看出溫度變化明顯是從在1998年開始，而且從Mann-Kendal突變檢驗圖來看，從1998年開始UF曲線一直上升，所以可以確定從1998年開始溫度變化發(fā)生了突變。圖3年均氣溫的Mann-Kendall突變檢驗圖4年均溫的累計距平圖3.1.2降水變化特征蟲草產(chǎn)區(qū)1970年至2020年的年平均降水量如圖4所示，氣候傾向率為0.868mm/10a，年平均降水量有上升趨勢但不明顯。年平均降水量大致集中在400mm—500mm左右，其中2009年年降水量最低，為332.6mm。沒有較突出的最高值，說明年平均降水量較穩(wěn)定。研究發(fā)現(xiàn)近50年西藏高原產(chǎn)區(qū)年降水量地區(qū)差異性比較大，年降水量范圍為332mm—560mm，平均為464.3mm,年降水量大部分站點為增加趨勢。以浪卡子、芒康增幅最為顯著。就地區(qū)而言，林芝市減少最明顯，那曲市和山南市增加最明顯。圖5西藏地區(qū)年平均降水量趨勢圖從圖6可以看出，UF和UB正負趨勢線最后都沒有伸出信度線，因此該地區(qū)年降水量變化沒有發(fā)生突變。圖5年均降水的Mann-Kendall突變檢驗3.2氣候變化下蟲草分布變化預估周刊社等研究發(fā)現(xiàn)，初步將年平均降水量為451mm—600mm的區(qū)域劃為冬蟲夏草生長的適宜區(qū);年平均降水量為301mm—450mm和601mm—750mm的區(qū)域劃為冬蟲夏草生長的次適宜區(qū);年平均降水量≤300mm和≥750mm的區(qū)域劃為冬蟲夏草生長的不適宜區(qū)。將年平均氣溫為－2.9℃—5.0℃的區(qū)域劃為冬蟲夏草生長的適宜區(qū);－5.9—3.0℃和5.1—8.0℃的區(qū)域劃為冬蟲夏草生長的次適宜區(qū);≤－8.0℃和≥8.0℃的區(qū)域劃為冬蟲夏草生長的不適宜區(qū)[1]。由分析昌都年平均降水量和年平均氣溫發(fā)現(xiàn)，從1970年至2020年昌都地區(qū)的年降水量大多集中在500mm左右。僅有1992年和1994年平均降水量低于300mm,未發(fā)現(xiàn)高于750mm的年份。氣溫較集中在8.0℃左右。且發(fā)現(xiàn)有逐年增高的趨勢。與適宜區(qū)進行比較發(fā)現(xiàn)，即便年降水量符合次適宜區(qū)到適宜區(qū)的標準，隨著溫度的升高，有由適宜區(qū)到次適宜區(qū)或到不適宜區(qū)的趨勢。由分析那曲地區(qū)年平均降水量和年平均氣溫發(fā)現(xiàn)，那曲地區(qū)年降水量多集中在400mm—500mm,且沒有高于700mm,沒有低于300mm的。年平均氣溫有明顯的上升趨勢，從1970年至2013年年平均氣溫處于0℃以下，2014年至2020年氣溫處于0℃以上。但上下限也都處于-2.9—5.0℃之間，結合降水量和氣溫發(fā)現(xiàn)那曲到目前為止處于蟲草生長適宜區(qū)。但隨著溫度的升高任有適宜區(qū)到次適宜區(qū)變化的趨勢。由分析林芝地區(qū)年平均降水量和年平均氣溫發(fā)現(xiàn)，年降水量大多集中在600mm—800mm之間，且大多數(shù)時間超過了750mm。年平均氣溫有逐年增高的趨勢，且每年平均溫度都超過了8.0℃。結合年平均降水量和年平均氣溫林芝有次適宜區(qū)到不適宜區(qū)變化的趨勢。由分析拉薩地區(qū)年平均降水量和年平均氣溫發(fā)現(xiàn)，拉薩地區(qū)娘降水量大多集中在300mm—400mm之間，其中1993年、1994年、2001年、2009年、2015年的年平均降水量都低于300mm,2009年年平均降水量最低，為166.9mm。最高年平均降水量沒有超過600mm。按照對比可年降水量發(fā)現(xiàn)，拉薩地區(qū)處于次適宜區(qū)或不適宜區(qū)。拉薩地區(qū)年平均氣溫整體呈上升趨勢，近50十年內(nèi)年平均氣溫沒有低于6.0℃的年份，按照對比年均氣溫發(fā)現(xiàn)拉薩地區(qū)處于次適宜區(qū)到不適時宜區(qū)。結合年平均降水量和年平均氣溫分析，發(fā)現(xiàn)拉薩有次適宜區(qū)到不適宜區(qū)變化的趨勢。由分析日喀則地區(qū)年平均降水量和年平均氣溫發(fā)現(xiàn)，日喀則地區(qū)的年降水量集中在200mm—300mm之間，其中只有1977年、1978年、2000年年降水量超過了400mm。按照對比發(fā)現(xiàn)日喀則地區(qū)年降水大多低于300mm,處于不適宜區(qū)。日喀則地區(qū)年平均氣溫整體呈上升趨勢，且最低年平均溫度也高于6.0℃，近幾年年平均氣溫都超過了8.0℃，所以日喀則地區(qū)大多時間處于次適宜區(qū)到不適宜區(qū)，不適宜區(qū)站大多數(shù)。由于數(shù)據(jù)缺失，山南地區(qū)只找到了2006年至2020年的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)山南地區(qū)的年平均降水量大致呈下降趨勢，其中2009年、2015年、2020年年軍降水量低于了300mm，其他時間均處在300mm—500mm之間，日喀則地區(qū)按照年平均降水量處于適宜區(qū)至次適宜區(qū)之間。日喀則地區(qū)年平均氣溫呈上升趨勢且最低年平均氣溫超過7.0℃，最高達到8.8℃。按照氣溫對比發(fā)現(xiàn)日喀則地區(qū)有次適宜區(qū)不適宜區(qū)變化的趨勢。4結論與討論4.1結論研究發(fā)現(xiàn)西藏高原蟲草產(chǎn)區(qū)年平均氣溫呈現(xiàn)明顯的上升趨勢，且突變檢驗發(fā)現(xiàn)從1998年開始產(chǎn)區(qū)溫度變化發(fā)生了突變，變化速率是0.422m/s。西藏高原蟲草產(chǎn)區(qū)年平均降水量也呈現(xiàn)上升趨勢，但不明顯，突變檢驗發(fā)現(xiàn)從1970年至2020年蟲草產(chǎn)區(qū)降水量變化沒有發(fā)生突變。從1970年到2020年年均降水量和年均氣溫與蟲草產(chǎn)區(qū)適宜氣候比較，本研究認為昌都地區(qū)有由適宜到次適宜、由次適宜到不適宜的的趨勢，那曲地區(qū)目前處于適宜區(qū)，但隨著溫度的升高，那曲地區(qū)蟲草產(chǎn)區(qū)縮小的概率變大。林芝地區(qū)處于次適宜到不適宜區(qū)，溫度隨時間的變化有明顯的升高趨勢，隨著溫度的變化，林芝地區(qū)地區(qū)有傾向不適宜區(qū)的趨勢。拉薩地區(qū)、山南地區(qū)、日喀則地區(qū)也都有走向不適宜區(qū)的趨勢。4.2討論周刊社等研究認為那曲地區(qū)的比如縣、索縣，昌都市的邊壩縣、丁青縣、類烏齊縣、江達縣、洛隆縣、察雅縣、貢覺縣等區(qū)域多處在適宜區(qū)，拉薩市的當雄縣及其他產(chǎn)冬蟲夏草縣的部分區(qū)域為較適宜區(qū)；日喀則市的大部分地區(qū)、林芝市和山南市的低海拔地區(qū)為不適宜區(qū)[1]。由年均氣溫和年均降水量突變檢驗發(fā)現(xiàn)，溫度和降水量都呈明顯的上升趨勢，有研究預估未來的降水和氣溫也會隨著時間有升高的趨勢，目前處于適宜區(qū)的產(chǎn)區(qū)將會走向次適宜區(qū)和不適宜區(qū)是必然趨勢。本文研究結果與之比較符合。有研究表明山南市、日喀則市、拉薩市和林芝市不適宜區(qū)，與該地區(qū)海拔低適合森林等茂密植被生長或主要為農(nóng)區(qū)有關，多因為海拔、降水量或植被所限制，很難產(chǎn)生冬蟲夏草[1]。由此可見，除了氣溫和降水，海拔、植被類型和土壤類型也有關。21世紀西藏高原冬蟲夏草產(chǎn)區(qū)大部分區(qū)域年平均氣溫升高和年降水增加均為正趨勢，印證了姜大膀和富元海在青藏高原地區(qū)存在一個升溫大值區(qū)，降水量增加百分率要略高于中國區(qū)域年平均值的說法。預估結果存在一定差異，也存在一些不確定性，但全球變暖背景下青藏高原變暖的趨勢是很難改變的。除了氣溫和降水對蟲草生長的影響外，也該考慮對蝙蝠蛾生存是否有影響。有研究認為未來降水增加可能對降水量少的西部地區(qū)是有利的，利于土壤濕度的保持和植物生長，可為冬蟲夏草成蟲和幼蟲提供更多的食物資源，氣溫升高也能提高寄主昆蟲蝙蝠蛾成蟲和幼蟲發(fā)育速度；未來氣候?qū)е陆邓慷嗟臇|部地區(qū)由于降水過多不利于蝙蝠蛾成蟲和幼蟲的生長發(fā)育，也不利于冬蟲夏草的產(chǎn)生和生長。整體上，冬蟲夏草產(chǎn)區(qū)降水量增大可能伴隨陰雨天氣增多，日照時間減少、光照減弱對冬蟲夏草產(chǎn)生和發(fā)育可能