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气候变暖改变了干旱区降水的时空分布格局，在不同时间尺度上表现为长期的干旱或湿润、夏季降水减少和秋冬降水增加、以及极端降水事件增多和干旱间隔期延长。降水作为干旱区生态系统重要的水分来源，是不同时空尺度各种生物过程的基本驱动因子。降水与植被生产力关系一直是干旱区生态水文学和全球气候变化的研究热点。阐明干旱区植被生理生态系统对不同时间尺度降水的响应机理是全球气候变化下干旱区植被健康、稳定、可持续发展的关键。但是，目前相关研究主要集中于荒漠灌木生理参数对降水脉动的响应，而关注荒漠植被地上净初级生产力(ANPP)对不同时间尺度降水响应的相关研究较少。 因此，本研究选择河西走廊沿年降水量变化的山丹（SD，年均降水197 mm）、临泽（LZ，年均降水110 mm）、酒泉（JQ，年均降水87 mm）三个砾漠生境天然植被生态系统（简称:砾漠天然植被），以及临泽北部的沙漠生境天然植被（简称:沙漠天然植被）和沙漠生境人工固沙植被（简称:沙漠人工固沙植被）两个沙漠生态系统，基于阈值-延滞模型和统计分析方法，结合野外群落调查数据及遥感影像数据，阐述以上五个研究区植被ANPP(NDVI)对降水事件、季节降水、年降水以及多年降水的响应特征。主要结论如下: 1、降水梯度下砾漠天然植被NDVI对降水事件的响应 降水前后，LZ砾漠天然植被NDVI响应增量与降水事件大小呈阈值增长规律，而SD和JQ则表现为抛物线趋势。降水梯度下砾漠天然植被NDVI发生响应的最小降水阈值为4-5 mm，最大降水阈值在SD，LZ，JQ分别55 mm、35 mm和30 mm，随年均降水量降低而减小。比较三个砾漠生境NDVI对降水事件响应的阈值-延滞模型参数，发现年降水量小的JQ砾漠的NDVI响应衰减率值（k）高于SD和LZ，表明JQ砾漠天然植被NDVI对降水事件的响应持续期较SD和LZ长;模型参数响应量（δt）、潜在响应量（δt*）、最大潜在响应量（δmax）和潜在响应变量最大值（ymax）表明:SD（降水多）是LZ和JQ的4-5倍、2-4倍、6倍和2-3倍。 2、降水梯度下砾漠天然植被NDVIINT对累积降水量和前一年NDVIINT的响应 整个生长季，三个砾漠生境NDVIINT与冷暖季降水具有显著的线性关系;生长季早期，SD、LZ和JQ砾漠NDVIINT主要取决于秋冬降水（34、23和26％）。生长季后期，SD砾漠NDVINT与当年暖季降水相关(51％)，LZ和JQ砾漠NDVIINT则由冷暖季降水共同作用，但JQ砾漠NDVIINT年际变化的解释率(33和31％)明显高于LZ（22和20％）。 在LZ，生长季（早期和后期）NDVIINT的年际变化由前一年NDVIINT和水文年降水共同作用解释的。在SD，生长季（早期和后期）NDVIINT取决于水文年降水，与前一年NDVIINT没有关系，其解释率为72％（48和64％）。在JQ，生长季（后期）NDVIINT取决于水文年降水，解释率为65％(69％)，但生长季早期NDVIINT的变化受水文年降水和前一年NDVIINT的共同作用（30和23％）。 3、砾漠和沙漠天然植被NDVI对降水事件响应的规律 砾漠和沙漠天然植被NDVI对降水的响应从5 mm开始，30 mm降水是NDVI发生较大响应的一个阈值，当降水＜30mm时，砾漠和沙漠NDVI的增长率约为5％，且沙漠大于砾漠;当降水＞30mm时，两种生境NDVI的增长率约为20％，但砾漠高于沙漠。两种生境NDVI对降水事件响应的滞后期为8-16天;砾漠响应持续期较沙漠长，且随降水事件大小发生变化，可观测到的最大为32天;同一次降水沙漠生境NDVI响应值是砾漠的2.5倍。 砾漠和沙漠生境天然植被对夏季（6-8月）降水格局表现为不同的生产力响应特征:即砾漠表现为整个生长季的多次生产力高峰，而沙漠则为单次生产力峰值，且出现于一年生植物最为旺盛的8月底，此结论与两种生境植被的组成和结构、土壤质地和结构等特征有关。 4、砾漠和沙漠天然植被NDVIINT对累积降水量和前一年植被NDVIINT的响应规律 整个生长季（5-9月），砾漠生境天然植被NDVIINT（INT表示某时间段累积值）由主要冷暖季降水共同决定，其解释率分别为29％和17％;而沙漠生境天然植被NDVIINT主要由暖季降水决定，解释率为29％。生长季早期（5-6月），砾漠NDVIINT主要由冷季降水决定，其解释率为23％，而沙漠NDVIINT与冷季和春季降水都没有明显关系;生长季后期(7-9月)，砾漠NDVIINT由冷暖季降水共同决定，解释率分别为22％和20％;沙漠NDVIINT则主要是暖季降水决定，解释率为34％。 整个生长季，沙漠和砾漠NDVIINT与水文年降水量（前一年9月至当年8月）及前一年生长季NDVINT都具有显著线性关系。砾漠生长季早期和晚期NDVIINT与前一年秋冬季降水和前一年NDVIINT都具有显著线性关系，而沙漠生长季早期NDVIINT主要取决于前一年NDVIINT，生长季晚期则主要取决于水文年降水量。在多年尺度上，干湿气候期交替时（连续3年干旱后连续4年湿润），尽管湿润第一年降水量是干旱第三年降水量的2倍，但NDVIINT没有增加;但随着湿润年份的持续，年份的长短是决定湿润期砾漠和沙漠生境NDVINT的关键，且与年降水量大小无关，其中以沙漠天然植被最为明显。 5、沙漠生境人工固沙植被ANPP对降水和土壤水分的响应 沙漠生境人工固沙植被梭梭的土壤水分随固沙年限的增加呈逐渐降低的趋势，在固沙年限达25年时土壤水分最低约1.0-1.3％，之后趋于稳定。梭梭ANPP对于年均土壤水分（4-10月0-180 cm深度平均值）的响应表现为连续变化，即当土壤水分＞1.5％和＜1.4％分别表现为ANPP的高值区(90 g/m2)和低值区(45g/m2)。 沙漠生境人工植被固沙区ANPP与降水量的线性回归模型得出:植被固沙区前一年6月至当年2月累积降水量和当年3月至8月的累积降水对于植被生产力的贡献率分别为37.5和49.1％，而梭梭群落为17.9和34.7％，明显低于人工植被固沙区。沙漠人工植被固沙区ANPP与累积降水量的非线性模型得出:固沙区ANPP对累积降水量（前一年6月至当年8月）的响应为连续变化，当累积降水量＞190 mm和＜160mm则表现为ANPP的高值区（120 g/m2）和低值区(75g/m2);梭梭ANPP在160mm降水发生突变，即累积降水量＞160 mm和＜160 mm表现为ANPP的高值区(90 g/m2)和低值区(45 g/m2)。