用3阶多项式生长曲线数学模型拟合牧草产量各状况年的牧草生产力,与实际值吻合较好。模拟结果表明,最大生长率70. 2 kg/hm2·d,最小生长率1. 6 kg/hm2·d;月最大产量2 042. 5 kg/hm2,月最小产量57. 6 kg/hm2。生长季5~9月,旬≥0℃的累积积温每增加1℃,最高状况年比最低状况年每旬增加干物重2. 54 kg/hm2;旬累积降水量每增加1 mm,最高状况年比最低状况年每旬增加干物重7. 33 kg/hm2;旬累积日照时数每增加1 h,最高状况年比最低状况年每旬增加干物重3. 83 kg/hm2。考虑到倾向率变化的不同,旬累积降水量引起的产量变化是主要原因,旬累积积温次之,旬累积日照时数影响弱。高产年气候资源利用率高,低产年气候资源利用率低。

应用甘肃省玛曲县气象站1985～2005年生长季4～9月气温、降水、日照时数、蒸发量、≥0 ℃积温以及牧草产量资料对年序列进行模糊聚类分析,得出光热水配置对牧草产量影响显著;模糊聚类的结果与≥0 ℃积温的强振荡波和次强振荡波的迭加有关。灰色关联度分析表明4月降水对牧草返青至关重要, 6月气温对牧草分蘖和抽穗影响最大, 7月降水对牧草抽穗和开花作用明显;其次, 5月、7月日照, 5月气温、9月降水对牧草生长发育也有较大影响。牧草产量的突变点与气候突变点重合,认为气候变化的负面影响或累积效应是引起牧草产量突变的原因。由于玛曲草原气候生态系统复杂,对牧草产量进行GM (1, 1)建模预测,对认识气候生态环境变化影响牧草生长有一定的实际意义。

利用趋势分析法、Mann - kendall非参数趋势检验法和小波分析法对玛曲县气象站近40 a的积温、日照时数进行统计分析,结果表明:积温年际变化呈增加趋势, ≥0 ℃积温倾向率为59. 5 ℃/10a, 极值出现在16 a振荡周期的跃变点处; ≥10 ℃积温倾向率为33. 7 ℃/10 a,极小值出现在10 a振荡周期的跃变点处;积温初日日期有提前的趋势,积温终日日期有推迟的趋势; ≥10 ℃积温强振荡中心对应的周期比≥0 ℃多2 a,次强振荡中心对应的周期少5～6 a,低频和高频振荡同时趋向增大;日照时数年际变化呈增加趋势,倾向率为40. 2 h /10 a,极小值发生在16 a振荡周期跃变点左右。Spearman秩相关分析,光、热、水的正匹配特征明显,其中牧草生长季5～9月水热同步变化, 6～7月光水同步变化。牧草生长状况应当从光、热、水三者的匹配关系考虑,降水正常、气温偏高、日照丰富
是最有利于牧草生长的草原气候生态环境。

应用黄河上游重要水源补给区玛曲县气温、降水资料分析得出：气温年际变化呈上升趋势，降水量年际变化呈下降趋势。气候变化导致可能蒸发量增加，可利用水资源量减少。水资源量多项式拟合变化趋势呈2谷1峰波动型，枯水期年际变化的时间尺度成倍延长。