摘要：青海湖流域属于青藏高原生态屏障的重要部分，草地生态系统稳定状况同区域生态安全以及畜牧业持续发展存在直接联系。近些年来，该流域气候发生明显的暖湿化现象，暖湿化给牧草返青的时序进程和空间分布造成了很大影响。本文对青海湖流域气温和降水的长期变化进行了系统的梳理，并对水热因子对牧草返青期的驱动机制进行了时空异质性的分析。分析结果表明，流域内年均气温以 0.37℃ /10a 的速度持续上升，冬季升温最明显；降水量总体上呈增加趋势，但是季节分配不均，秋季降水有减少的趋势。牧草返青期对气候因子的反应是复杂的分异现象，不同的植被类型、海拔梯度下温度和水分的主导地位会交替出现，高寒灌丛草甸的返青更多依靠前期降水，高寒草原和高寒荒漠草原则以春季积温为主导因子。根据气候变化影响评价和机制认识，本文从加强草地物候立体监测网络建设、改进放牧管理措施、创建分区域适应性调控策略等方面给出应对途径，希望给流域草地生态系统科学管理及气候适应能力改善给予决策参照。

关键词：青海湖流域；气候变化；牧草返青；物候响应

青海湖流域位于青藏高原东北缘，是阻挡西部荒漠化向东蔓延的生态屏障，草地生态系统具有重要的水源涵养和生物多样性保护作用。牧草返青是高寒草地生长周期的开端，它决定着整个年份植被生产力的基本走向，也对畜牧业的季节转场和草畜平衡管理起着决定性的作用。近几十年来，全球气候系统不断变暖，青海湖流域气温和降水的格局也发生了可以察觉的变化，流域整体呈暖湿化演进趋势。在这种宏观环境下，牧草返青的时间节点、空间分布和速度等各方面的变化都在发生，进而造成草地生态功能同畜牧业生产节律重新匹配的问题。对青海湖流域气候变化影响牧草返青的机制做系统的分析，从空间上也做了研究，对提高高寒草地适应性经营水平、保证生态安全有重要意义。

1 青海湖流域气候变化特征

1.1 气温变化趋势

青海湖流域位于中纬度高原腹地，地势西北高、东南低，地形条件千差万别，因此形成了流域内气温分布明显的空间梯度。经过对1957-2020 年气象站点观测序列的分析可知，环青海湖地区年均气温呈明显上升趋势，年均气温上升速率约为 0.37℃ /10a，比青藏高原同期平均增温要高一些。就季节来说，各个季节的升温幅度也存在着明显的差别，其中冬季升温最为急促，其次才是秋季，夏季和春季的变化较为温和。由于季节非对称的增温特点，冬季严寒程度下降的趋势比春季和夏季更加明显，冻土层的季节性冻融过程也会受到影响。

从空间角度出发，流域北部和西部山区增温速率比南部湖区周边地区要高一些，这种空间上的差异同地形海拔的差异分布有着密切联系。年均气温大约 23 年左右有主要波动周期，说明气温变化不是简单的线性上升，是叠加了年代际起伏特征的。进入 21 世纪以后，增温速率有加快的趋势，极端高温事件的发生频率越来越高，极端低温事件的发生频率越来越低。

1.2 降水变化特征

青海湖流域水汽主要来自印度洋西 季 风和 亚季风远距离输送，加上内陆局地水汽循环的补充，降水量年际变化较大。根据长时间的气象监测资料可知，流域降水量在总体上呈上升趋势，但是季节分配不均的特点比较明显。夏季降水增加速率最快，春季次之 冬季降水也有小幅增长，秋季降水呈减少趋势。该季节降水格局的改变，给牧草生长周期内各个时期的水分供应情况造成了不同的影响[1

降水量变化的又一显著特点就是突变性。经由统计检验可知，环青海湖地区降水量在 1979 年至 1982 年时出现过明显的突变现象，之后降水变率变大了。年降水量的主导波动周期为 31 年，比气温波动周期要长得多，降水系统受到大尺度环流背景的影响，时间跨度大。进入 21 世纪以后，降水增加的趋势更加明显，2025 年 5月至 8 月流域降水量为 298.3 毫米，比往年同期偏多很多，青海湖水位持续上升，湖泊面积不断增大。降水格局的改变直接导致了流域土壤水分时空分布的变化，草地返青期可利用水分的多少和分布也随之改变。

2 牧草返青对气候变化的响应机制

2.1 牧草返青期的时空变化特征

牧草返青指的是高寒草地植物在经过冬季低温休眠之后，随着春季气温回暖和土壤解冻而重新萌发、展叶的物候过程。青海湖流域各个植被类型的返青时间有明显的梯度分异，大致呈湖滨低海拔处到周边高海拔山区依次推迟的空间格局。多年遥感监测数据表明，流域草地植被的归一化植被指数（NDVI）在生长季早期有稳定的上升趋势，返青期大体上提前，生长季长度变长。青海省同德县物候观测结果表明，高寒草原牧草返青期多年平均为5 月1 日，年际变化在±26 天范围内，牧草返青对短时间气候变异比较敏感。

需要指出的是，返青期年际间的波动，在长时段内不是一条直线。有部分研究表明，虽然气温一直上升，但是返青期在统计意义上并没有表现出明显的长期提前趋势，气候倾向率为0.4d/10a，统计显著性水平低。这说明返青期对气候因子的反应存在着某种阈值效应或者非线性机制，简单地用线性统计关系来描述其中的复杂生态学过程是不合适的。同时不同的草地类型返青速率也存在差异，藏北高寒草地的相关研究表明，近二十年来返青速率呈一定程度的减缓趋势，这是由于植被覆盖度的变化和物候振幅的动态演变所导致的。青海湖流域和藏北高原都属于青藏高原草地生态系统，两者在气候、植被特征等方面存在一定的相似之处，这些发现对于认识流域牧草返青的动态变化有借鉴意义[2]。

2.2 气温对牧草返青的影响机制

气温是影响牧草返青时序的重要环境因子，它的作用途径主要是解除冬季低温需求、增加春季有效积温两个方面。高寒草地植物一般要经过一定的低温春化期才能打破休眠，冬季气温上升会减小有效低温的持续时间，对返青过程造成复杂的干扰。青海湖流域冬季升温幅度最大，它会使一些牧草品种的春化需求不能得到充分的满足，在一定程度上抵消春季增温对返青的作用。

春季热量积累对返青期的影响在很多研究中已经被证明是确定的。根据青海省同德县长期物候观测数据可知，≥ 0℃积温和牧草返青期有很强的正相关性，相关系数为 0.83。 初日出现日期也是决定返青时序的关键节点变量。该结果说明，当春季热量积累到一定阈值的时候，牧草体内生理生化过程被激活，分生组织开始分裂分化，返青过程也就开始了。增温条件下地上净初级生产力的提高与返青期提前、生长速率加快存在密切联系，在海北高寒草地长期增温实验中得到系统的证实。

气温对于牧草返青的影响不是固定的，它的效应强度会受到草地种类、海拔高度以及土壤水分状况等诸多要素的调节。海拔越高，热量条件对返青的限制作用就越强，气温变化的边际效应也就越大。在水分条件比较充足的年份或者地区，热量积累对于返青起着主要的作用；而在干旱年份中，水分胁迫会取代温度成为返青的主要限制因素，温度的影响就会被部分地掩盖。

2.3 降水对牧草返青的影响机制

降水对牧草返青的影响途径与气温不同，它主要是通过调节土壤水分状况来起作用。青藏高原高寒草地植物长期适应雨热同期的季风气候，其物候节律对降水变化的敏感性，在近几年的研究中也得到了越来越多的实证支持。在西藏纳木错高寒草原、草甸过渡带进行温度、降水双因素控制实验发现，增雨处理可以普遍使优势物种的返青期提前，增温处理则倾向于推迟返青或者影响不明显。该发现冲破了长久以来把温度当作高寒草地返青主导驱动因素的观念，显示了水分状况对于返青物候调节而言，不能被忽略的独立影响[3]。

降水对返青的促进作用主要是通过两 途径来实现的。 增多可以提前雨季到来的时间，土壤解冻后水分补充速度加快，牧草根系活 育和伸展因此加快。秋季和上一年冬季的降水会影响土壤底墒蓄积量 草甸的返青时间同上一年秋季降水量有着明显的负相关联系，相关系数为负0.579，说明前期降水对后续物候的滞后影响效应比较明显。

降水对返青的影响在不同的植被类型中是不 样的。高寒灌丛草甸的返青对降水的变化更加敏感，高寒草原和高寒荒漠草原则更多地受到温度的影响。分异格局同各个植被类型的生境水文条件、植物的水分利用策略有关。在水分比较充足的地方，温度的边际效应更加明显，在水分缺乏的生境里，降水的增多会带来比较明显的促进作用。

2.4 水热因子的协同与拮抗效应

气温和降水不是孤立地影响牧草返青的 它们的组合方式以及相对强度一起决定着最终的物候反应结果。水热协同效应就是指春季气 吻合的程度 增雨同时出现的时候，牧草返青所需要的热量和物质条件同时被 以顺利进行 当满道 降水不足时，温度升高虽然加快了植物体内生理代谢速率，但是水分供应的缺乏使细胞膨压不能维持，新组织不能伸展，返青反而会受到抑制。

水热拮抗效应的典型例子 地的控制实验。实验数据表明，在增温 2℃的情况下，如果没有增加降水， ）的时候，返青期提前的幅度会明显增大。结果说 返青提前，降水条件的变化才是决定牧草返青方 草地优势物种生长季的延长主要是由于秋季物候推 所引起的， 候变化对生长季首尾两端的影响机制并不相同，返青和枯黄对气候因子的 律也应分别进行考察。

水热互作的效应具有很强的物种特异性。在群落水平上，不同功能群植物对于水热变化的响应存在差异，禾本科植物和杂类草对于温度和降水的敏感性各不相同，造成群落整体物候的变化不是各组分变化幅度的简单平均。长期增温、降温实验显示的又一重要现象就是，在降温下返青期提前反而抑制了植物的后续生长，叶片和开花物候之间存在解耦的级联效应。这一发现表明，牧草返青的提前并不一定带来生产力的提高，物候变化对生态系统功能的净效应要从全生长季的角度来综合评价[4]。

2.5 不同草地类型的响应差异

青海湖流域草地植被类型主要有高寒草甸、高寒草原、高寒荒漠草原和局部分布的高寒灌丛草甸，各类型在水热条件需求、根系分布深浅、休眠解除机制等各方面存在本质差别，所以对气候变化的响应模式也表现出明显的类型分化。藏北高原典型植被样区的物候变化研究清楚地显示出了这种分异规律，在气温上升和降水变化的共同影响之下，高寒灌丛草甸、高寒草甸、高寒草原以及高寒荒漠草原都呈现出返青提前（7.2-15.5d/10a）、生长季加长（8.4-19.2d/10a）的总体走向，不过各个类型所表现出的反应强度及主要气候因子却有所不同。

高寒灌丛草甸最大 EVI 值及返青时间受春季降水量和气温共同影响，降水的解释力比气温略高一些；高寒草甸植被对春、夏两季气温、降水都有比较均衡的反应；高寒草原、高寒荒漠草原的物候变化主要是由夏季平均气温、降水量来决定的，春季气候因子的影响比较小。这种梯度差异与各个植被类型在空间上所处的海拔、水热梯度相对应，从东部的灌丛草甸、中部的高寒草甸、西部的高寒草原，降水量由大到小，气温变幅也越来越大，植物对水分的依赖程度越来越低，对温度的敏感性也越来越强。

同一植被类型内部，不同的优势物种对于气候因子的响应也存在物种特异性。西藏纳木错实验中三个优势物种紫花针茅、大花嵩草、钉柱委陵菜在相同的水热条件下出现不同的返青期变化幅度，这是由于各个物种光合作用途径、水分利用效率、休眠调控机制等遗传上的不同所导致的。物种水平的响应差异说明群落水平的物候变化宏观格局是由众多物种不同的响应叠加而成的，在气候变化的长期作用下，群落物种组成及相对优势度可能会出现相应的改变，进而导致群落结构的变化也值得关注[5]。

3 牧草返青变化的生态效应与应对策略

3.1 对草地生产力与畜牧业的影响

牧草返青期提前或者推迟，都会影响到草地生长季的长短以及全年干物质生产总量。返青期提前，光合作用的有效时间变长，在水分、养分条件好时，地上净初级生产力可以得到提高。海北站长时间增温实验结果表明，在增温条件下 ANPP 增加、返青期提前、生长速度加快之间存在着很强的相关性。但是返青提前也会给牧草幼苗带来晚霜冻害的风险，在倒春寒多发的年份，过早萌发的幼嫩组织很容易受到低温的伤害，从而造成返青后二次休眠或者生长停滞，进而影响到全生长季的生物量积累。

从畜牧业生产的角度出发，牧草返青 牧制度的安排以及牲畜春季转场的时间选择。传统上牧民依靠长期积累的经 过程来决定牲畜从冬春草场向夏秋草场转移的时间点。气候变化造成 传统的经验判断已经不能满足需求了。返青期的不确定性增大，草畜 短缺和草场过早利用的矛盾越来越突出。因此，创建以气象监测、物候预 统，对提高畜牧业生产适应气候变化的能力有现实的紧迫性[6]。

草地植被在返青期的生理状况非常弱小，比生长旺盛期更易受到放牧干扰的影响。研究表明，在返青期进行休牧可以明显提高高寒草地植被盖度、高度、地上生物量和地下生物量，大部分指标在休牧第二年达到最佳状态，之后趋于稳定。返青期休牧可以提高优势禾草的光合作用和呼吸作用过程，提高叶片含水量、内源激素含量，有利于退化草地生态恢复。这为改进放牧管理策略给予了明晰的科学根据，在牧草返青的重要时段推行休牧或者限牧行动，可以借助较小的经济开支获得较大的生态回报，是兼顾草地保护和畜牧业发展的可行办法。

3.2 草地生态系统适应性管理策略

面对气候变化给牧草返青带来的持续性影响，创建科学有效的适应性管理策略，就成为维持青海湖流域草地生态安全的关键问题。青海省气候中心和青海省气象科学研究所联合编制的《青海湖流域气候变化影响评估报告》认为应该多方协同、深入研究、精密监测、科学预警、统筹协调、分类施策，给流域层面的宏观决策指明了方向。

就监测预警体系而言，应该把气象观测、物候观测、卫星遥感以及无人机监测等各方面的信息综合起来，创建起一个覆盖流域全境的草地生态气象立体监测网。 具来完成牧草返青期的提前预报。青海省同德县的研究结果表明，用≥ 3℃初日日 自变量的回归模型可以达到 98% 以上的预测精度，平均误差为2 天左右，这样的预测模型在县级尺度的业务化应用有较高的可行性。

根据不同的区域牧草返青的时空动态规律来制定不同的休牧方案、轮牧计划。青海湖流域生态环境保护条例明确规定，畜牧业生产要实行以草定畜、草畜平衡制度，对轻度退化草场实行限牧或者休牧，对中度以上退化草场实行休牧或者禁牧。该法律体系给草地适应性管理赋予了制度保证。从实际操作角度出发，可以将流域划分成若干个物候分区，根据各个分区返青期预测的结果来确定休牧起止时间以及放牧强度的上限，从而达到草畜关系动态平衡的目的。

退化草地生态修复要依据退化程度、类型来挑选合适的恢复途径。对轻度退化草地，返青期休牧就可达到较好的恢复效果；对中度以上退化草地， 还要配合围栏封育、补播改良和鼠虫害防治等综合措施加以治理。青海湖流域近几年来开展的沙化土地治理、草原改良工程， 依靠围栏建设、草种繁育等手段，在局部地区取得了较好的效果。这些实践可以给气候变化背景下草地的适应性管理提供一些有益的借鉴。

结束语

青海湖流域气候系统正处在暖 展的轨道 温不断上 降水格局发生重组的气候现实正在对牧草返青的时间序列 了系统的梳理，分析了水热因子对牧草返青的 感监测技术及适应性管理措施，提出应对 的反应不是简单的线性关系，水热互作的复杂机 返青物候变化的宏观图景。未来的研究应该从分子 上发展，在多因子交互实验上加强，创建精细化的监 可持续利用赋予更为结实的理论支撑。

参考文献：

[1] 颜珲璘, 王英成 , 顾松松 , 等 . 环青海湖地区两种禾本科牧草根际微生物差异分析 [J/OL]. 中国草地学报 ,1-9[2026-04-20].

[2] 周秉荣. 青海生态气象监测评估与预警技术研究[M]. 气象出版社:202308:388.

[3] 颜珲璘 , 王英成 , 顾松松 , 等 . 环青海湖地区两种禾本科牧草根际微生物差异分析 [J]. 中国草地学报 ,2023,45(07):91-99.

[4] 金显玲 , 马扶林 , 刘洁 , 等 . 青海湖北岸主要牧草物候特征及预测模型研究 [J]. 青海草业 ,2022,31(03):26-35+39.

[5] 张梦雅 , 马育军 , 谢婷 . 青海湖流域生长季土壤水分空间分布特征研究 [J]. 水利水电技术 ( 中英文 ),2023,54(03):85-95.

[6] 朱生翠 , 周秉荣 , 魏永林 , 等 . 气候变化对青海湖北岸天然牧草生长发育的影响 [J]. 干旱气象 ,2020,38(05):804-809+827.