我国陆地植被净初级生产力变化规律及其对气候的响应
1981～2000年中国陆地净生态系统生产力空间格局及其变化(2)
关键词
中国 陆地生态系统碳循环 空间格局 气候变化
京都议定书已将陆地碳吸收纳入到控制温室气 体排放的框架之中，因此对陆地碳汇区域分布的估 计对全球气候变化协议的执行有十分重要的影响［１＇２】． 已有的研究表明，陆地生态系统总体上是一个碳汇， 但受各种环境和生物因素（如气候条件，植被分布和 土地利用等）的影响，碳吸收（或释放）的空间差异很 大，而且这种空间格局随环境条件变化而变化．虽然
看，在北方地区ＮＥＰ基本上受降水量变化的控制，与
温度的相关性不明显，如在华北和内蒙地区ＮＥＰ同 降水量的相关系数达０．９２（Ｐ＜０．０１）．在南方很多地方， ＮＥＰ受温度的影响更大一些，如在华南地区，ＮＥＰ同 温度的相关系数为一０．７２（Ｐ＜０．０１）．研究表明，中国 气候近５０年来存在明显的变暖趋势，尤其是近２０多 年来，北方如华北、东北地区以及西北中部地区增温 每１０年达０．５℃以上，高于全球平均的每１０年的 ０．２℃【３】，而且，１９９０年代增温幅度和增温范围又明显 大于１９８０年代【１７１；１９７０年代以后华北、东北和西北 部分地区降水明显减少【３】．从整体上看，中国近２０年 可以说是处于一个相对暖干的时期，因而此间陆地 碳吸收强度比较低．
（ＮＰＰ）和碳贮量的估算方面【４胡］，对ＮＥＰ及其时空格 局变化的过程模拟研究还比较少【２，９】．我们曾应用全
产生的植物生理生长予模型；（３）估计土壤有机质分 解与转化和有机氮矿化等过程的土壤碳氮转化子模
球气候、植被和土壤数据库对中国ＮＥＰ在１９８１—１９９８ 型（图１）．以下对模型的主要过程作简要介绍．
１．３模型验证
ＣＥＶＳＡ模型应用的生物和生态学原理、计算方 程和参数均取自于大量的实验室和野外试验．同时， 在已往的研究中，我们曾对模型估算的ＮＰＰ、叶面积 指数及植被和土壤中的碳贮量与实地调查和测定所 得的实际值进行过比较，二者有很好的一致性［９’１２】． 在本研究中，我们又利用最新的长白山２００３～２００５年 Ｃｈｉｎａｆｌｕｘ观测数据对模型进行了站点尺度的模拟和 验证（图２），结果表明，观测值和模拟值有较好的相 关性，说明ＣＥＶＳＡ模型能够模拟陆地生态系统在气
青藏高原1981_2000年植被净初级生产力对气候变化的响应
第13卷第5期2008年9月气候与环境研究Climatic and Environmental Research Vol 113 No 15Sep 12008收稿日期 2007208217收到,2008208206收到修定稿资助项目 国家重点基础研究发展规划项目2005CB422006、中国科学院知识创新工程重要方向项目KZCX22YW 2219和中国科学院地理科学与资源研究所创新三期领域前沿项目066U0607SZ作者简介 黄玫,女,1968年出生,博士,副研究员。
从事气候变化与陆地生态系统碳循环模拟研究。
E 2mail :huangm @igsnrr 1ac 1cn青藏高原1981～2000年植被净初级生产力对气候变化的响应黄 玫1 季劲钧1,2 彭莉莉11 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京 1001012 中国科学院大气物理研究所北京 100029摘 要 基于分辨率为011°×011°的植被、土壤和气象数据,利用大气-植被相互作用模型(AV IM2)模拟研究了青藏高原1981～2000年植被净初级生产力(N PP )对气候变化的响应。
结果表明:青藏高原近20年自然植被(森林、草地和灌木)受气温和降水量增加的影响,N PP 总量呈现上升趋势。
灌木和森林N PP 总量分别以每年1114%和0188%的速度增加,均达到统计上的显著性水平。
草地N PP 上升趋势不如灌木和森林显著。
降水量变化对森林和草地NPP 的影响高于气温变化对它们的影响,而降水量变化对灌木的影响则小于气温变化影响。
总的区域平均来看,尽管1981～2000年青藏高原年平均净辐射通量略有降低,但由于平均气温以01058℃・a -1的速率增加,且降水量略有增长,降水量与气温的共同作用使得青藏高原植被N PP 总量呈上升趋势。
关键词 青藏高原 AVIM2模型 净初级生产力 气候变化文章编号 100629585(2008)0520608209 Q148 文献标识码 AThe R esponse of V egetation N et Prim ary Productivity to C lim ate Ch ange during 1981-2000in the Tibetan PlateauHUAN G Mei 1,J I Jin 2J un 1,2,and PEN G Li 2Li 11 S y nthesis Research Center ,Chinese Ecosystem Research N etw ork ,I nstitute of Geog rap hic Sciences andN atural Resources Research ,Chinese A cadem y of Sciences ,B ei j ing 1001012 I nstitute of A tmos pheric Physics ,Chinese A cadem y of Sciences ,B ei j ing 100029Abstract Based on the 011°×011°resolution map of vegetation type ,soil texture and meteorological data ,the at 2mosphere -vegetation interaction model (AV IM2)was used to simulate the response of net primary productivity (NPP )to climate change in the Tibetan Plateau.The results show that the vegetation N PP increased during the past 20years in the Tibetan Plateau owe to the combination effects of the temperature and precipitation change.The changes of annual mean temperature and annual precipitation were positively correlated with the change of N PP dur 2ing the last 20years.The influence of precipitation change to forests and grassland N PP were higher than that of temperature ,whereas the effects of precipitation to shrubs were lower than that of temperature.The total N PP for shrub and forest increased 1114%and 0188%per year ,individually.There increasing trend reach the statistically significant level.The increasing trend for grassland NPP was gentler than that for forests and shrubs.On the whole5期No15黄 玫等:青藏高原1981～2000年植被净初级生产力对气候变化的响应HUAN G Mei,et al.The Response of Vegetation Net Primary Productivity to Climate Change during…study region,the average annual mean temperature increased01058℃per year,annual precipitation increased and the total vegetation N PP increased during1981—2000.K ey w ords Tibetan Plateau,AV IM2,net primary productivity,climate change1 引言青藏高原是世界上最高的独立地貌单元,平均高度在4000m以上,有“世界屋脊”和世界“第三极”之称,其独特的自然地理特征影响着欧亚大陆的大气环流和生态系统分布,其地表过程变化不仅会引起亚洲大气环流的重大变化,而且还会对北半球甚至全球大气环流产生重大影响[1]。
中国温带草地物候对气候变化的响应及其对总初级生产力的贡献
中国温带草地物候对气候变化的响应及其对总初级生产力的贡献袁沫汐;文佐时;何利杰;李鑫鑫;赵林【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2024(44)1【摘要】气候变暖引起的植物物候变化影响了陆地生态系统功能和碳循环。
目前研究着重关注温带和热带森林物候变化趋势、驱动因素,关于干旱半干旱地区草地物候变化及其对生态系统总初级生产力(gross primary productivity, GPP)影响仍知之甚少。
因此,开展草地植物物候与生产力之间的关系研究对预测草地生态系统响应未来气候变化和区域碳循环至关重要。
基于1982—2015年气象资料和GIMMS NDVI3g数据,分析了中国温带草原植被返青期(start of the growing season, SGS)和枯黄期(end of the growing season, EGS)变化及其对气候的响应,并借助一阶差分法量化物候对GPP动态变化的贡献。
结果表明:(1)季前1—2个月的夜间温度增温会显著提前SGS,而当月至季前2个月的白天温度对SGS有着微弱的促进作用;季前3个月的累积降水对SGS提前作用最为强烈,累积太阳辐射在各个时期对SGS影响相对较弱。
(2)不同季前时间尺度昼夜温度对草地EGS均表现出相反的作用,短期累积降水对EGS起到显著延迟的区域范围最大,太阳辐射随着季前时间的增加对草地枯黄期的延迟作用逐渐转变为提前作用。
(3)EGS对草地GPP年际变化趋势的相对贡献率强于返青期。
研究结果有助于深化陆地生态系统与气候变化、碳循环之间相互作用的认识,为草地适应未来气候变化和生态建设提供科学依据。
【总页数】23页(P354-376)【作者】袁沫汐;文佐时;何利杰;李鑫鑫;赵林【作者单位】湖南工商大学公共管理与人文地理学院;长沙人工智能社会实验室;中国地质大学(武汉)流域关键带演化湖北省重点实验室;武汉大学资源与环境科学学院;华中农业大学公共管理学院【正文语种】中文【中图分类】Q94【相关文献】1.草地净初级生产力对气候变化的响应2.新疆草地净初级生产力(NPP)空间分布格局及其对气候变化的响应3.天山北坡典型草地净初级生产力对氮沉降及气候变化的响应阈值研究4.气候变化下中国不同植被区总初级生产力对干旱的响应5.中国植被总初级生产力对气候变化的响应因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
四川植被净第一性生产力_NPP_对全球气候变化的响应
四川植被净第一性生产力(NPP)对全球气候变化的响应3胥 晓(西华师范大学生物多样性研究中心,南充637002)摘 要 根据全球气候变化的趋势,利用生态信息系统(EIS )技术,采用植被净第一性生产力模型,并结合海拔因素,模拟了四川植被净第一性生产力在未来气候5种水热条件下空间分布格局的变化趋势。
结果表明,当前四川植被的净第一性生产力(NPP )从总体上沿东南向西北呈逐渐递减趋势。
植被净第一性生产力与降水量呈明显正相关关系,二者曲线比较近似。
与可能蒸散率呈明显负相关关系,与海拔关系比较复杂。
在盆地内,NPP 值主要取决于降水量的多少。
在盆地向高原过渡地区和高山高原地区,植被净第一性生产力主要取决于可能蒸散率的大小。
随着全球气候的变化,四川省的植被净第一性生产力将沿东南至西北方向发生面积和值的推移。
当温度升高215℃,降水量增加10%时,四川省的植被净第一性生产力将增加13176%,随着降水量增加到20%,其值将进一步升高,达到101922TDM ・hm -2・年-1。
当温度升高4℃,降水量增加10%时,四川省的植被净第一性生产力将增加18129%,随着降水量减少到P 210%时,其值将逐渐减少到91530TDM ・hm -2・年-1。
关键词 四川植被,净第一性生产力(NPP ),全球气候变化,响应中图分类号 Q948 文献标识码 A 文章编号 1000-4890(2004)06-0019-06R esponse of net prim ary productivity (NPP)of Sichu an vegetations to glob al clim ate changes.XU Xiao (Research Center of Biodiversity ,China West Norm al U niversity ,N anchong 637002,Chi 2na ).Chinese Journal of Ecology ,2004,23(6):19～24.According to the trend of global climate changes and in combination with the elevation factor ,the au 2thors simulated the changes of spatial distribution pattern for net primary productivity (NPP )of Sichuan vegetations under 5combinations of thermal and hydrological conditions using Ecologicol In 2formation System (EIS )and the vegetations net primary productivity model.The result indicated that the net primary productivity (NPP )2values of natural vegetation in Sichuan decreases gradually from southeast to northwest.The NPP 2values was positively related to precipitation ,while negatively related to the PER 2values.The relationship between the NPP 2values and the elevation is very compli 2cated.The NPP 2values were mainly decided by precipitation in the basin ,but by the potential evapo 2rating rate (PER )in the transitional region and the plateau.With changes of the global climate ,the values and distribution area of NPP will move from southeast to northwest of Sichuan Province.When the temperature and the precipitation increase by 2.5℃and 10%,respectively ,the NPP 2values will increase by 13.76%.When the precipitation increases to 20%,the NPP 2values will increase continu 2ally to 10.922TDM ・hm -2・yr -1.When the temperature increases by 4℃and precipitation increases by 10%,the NPP 2values will increase by 18.29%.With the decrease of precipitation to P 210%,NPP will decrease gradually to 9.530TDM ・hm -2・yr -1.K ey w ords Sichuan ,net primary productivity (NPP ),global climate changes ,response.3中国科学院植被数量生态学开放研究实验室资助项目、四川省教育厅自然科学重点项目(川教计[2000]25号2000-A45)、西华师范大学科研启动基金项目(2000)和四川省重点学科建设资助项目(SZD0420)。
草地净初级生产力对气候变化的响应
主要 因素 。运 用 Ｃ ＡＳ Ａ 模 型和 Ａｒ ｅ ｍａ ｐ平 台 ， 并 结合 气 象数 据 （ 温度、 降水 量和 太 阳辐射 ） 对 中国 草地 １ ９ ８ ０ —２ ０ １ ０近 ３ ０年 的 草 地 ＮＰ Ｐ进 行 研 究分 析 ， 结 果 表 明 我 国上 世 纪 ８ Ｏ年 代 、 ９ Ｏ年 代 和
关 键词 ： 草 地 ＮＰ Ｐ； 温度 ； 降水 量 ； 太阳辐 射 ； 气候 变化
［ 中 图分 类号］ Ｓ ８ １ ２ ［ 文 献标识 码］ Ａ ［ 文章编 号 ］ １ ０ ０ ４ — ６ ７ ０ ４ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ６ — ０ ０ ８ ７ — ０ ３
Ｔｈ ｅ Ｒｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ ｏ ｆ Ｇｒ ａ ｓ ｓ ｌ ａ ｎ ｄ Ｎｅ ｔ Ｐｒ ｉ ｍａ ｒ ｙ Ｐｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ ｔ ｏ Ｃｌ ｉ ｍａ ｔ ｅ Ｃｈ ａ ｎ ｇ ｅ
ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｗａ ｓ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｇ ｒ ａ ｓ ｓ ｌ ａ ｎ ｄ ＮＰ Ｐ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ， ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｐ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ １ ９ ８ ０，
儿 Ａ Ｙｉ ｎ ｇ ， ＱＩ Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ — Ｐ ｅ ｎ ｇ
（ Ａｎ ｉ ｍａ ｌ Ｈｕ ｓ ｂ ａ ｎ ｄｒ ｙ ａ ｎ ｄ Ｖｅ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ａ ｒ ｙ Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｂａ ｎ ｑ ｉ ａ ｏ Ｔｏ ｗｎ， Ｌｉ ｎ ｚ ｅ Ｇａｎ ｓ ｕ ７ ３ ４ ２ ０ ０ Ｃ ｈｉ ｎ ａ）
普宁市植被净初级生产力对气候变化的响应
资料及作物产量资料 ， 分析普 宁市 植被生 产力 的年 际变 化 规律 ， 讨 气 候 变 化 对 普 宁 市 粮 食 作 物 气 候 利 用 率 的 探
影 响 ， 于 充 分 利 用 气 候 资 源 ， 效 应 对 或 减 缓 气 候 变 化 对 有 带 来 的不 利 影 响 ， 高 农 业 生 产 潜 力应 用水 平 提供 参 考 。 提
５ ０年 的平 均值 为 ２ ． １６℃ ， 年平均气温最高的是 １９ ９ ８年 ， 为 ２ ． Ｃ， 差 为 ２２ ｏ 年 降 水 量 年 际 问 变 化 幅 度 较 ２９ｏ 极 ． Ｃ；
大 ， 总 体 上 以 Ｏ ７２ １ｍ ／ 的速 度 缓 慢 增 多 ，０年 的 但 ． ２ ｍ 年 ５
Ｆｅ ｒ ａ ｙ ｂｕ ｒ
２ ０１１
普 宁 市 植 被 净 初 级 生 产 力 对 气 候 变 化 的 响 应
李建 新
（ 普宁市气象局 ， 广东 普宁 ５ ５４ ） １ ３３
摘
要： 根据普宁市 １６ ９０～２０ ０ ９年气象资料 ， 分析气 候要 素的变化 趋势 ， 利用 Ｔ ｏ ｈ ａ ｅＭｅ ｏｉ ｈｍｔ ｉ ｍ ｒ ｗ ｔ ａ
第３ ３卷 第 １期
２１ ０ １年 ２月
ｄ ｉ １ ． ９ ９ ｊｉｓ． ０ ７— １ ０ ２ １ ． １ ０ ４ ｏ ：０ ３ ６ ／ ．ｓ １ ０ ６ ９ ． ０ １ Ｏ ， １ ｎ
广 东
气 象
Ｖｏ ＿ ３ ｌ３
Ｎｏ １ ．
Ｇｕ ｎ ｄ ｎｇ Ｍｅｅ ｒ ｌ ｇ ａ ｇ ｏ ｔ ｏ ｏｏ ｙ
势， 降水是制约普宁市植被净初级 生产力提 高的主要 因素 ，暖湿 型” “ 气候 对植被生产 最有利 ， 冷干 型” “
中国西北地区植被物候变化及其对气候变化的响应
中国西北地区植被物候变化及其对气候变化的响应中国西北地区是我国重要的生态环境区域之一，其植被物候变化对于气候变化的响应具有重要的意义。
植被物候是指植物在一年中生长发育的周期性事件，如萌芽、开花、结果等。
而植被物候的变化可以被视为对气候变化的响应。
中国西北地区位于暖温带与温带过渡地区，区域内自然环境复杂多样，植被种类繁多。
同时，该地区的气候干旱，喀斯特地貌众多，山区较多，更增加了植被物候变化对气候变化的敏感性。
首先，中国西北地区植被物候变化对气候变化的响应表现为物候期的提前或推迟。
研究发现，随着气候变暖，该区域的各类植物的物候期在整体上有所提前，即春季的萌芽、开花时间较以往年份更早。
例如，西北地区的桃树、柳树等早春植物的开花时间提前了大约10天。
而一些喜凉植物的物候期，例如高山植物的开花时间则因气温变化较小而推迟了。
其次，植被物候变化也体现在植被覆盖的面积和分布范围的变化上。
气候变化对降水、温度等环境要素的影响将引起植被的适应性变化，从而改变植被的覆盖面积和分布范围。
在中国西北地区，研究发现随着气候变暖，植被分布向高海拔、寒冷区域移动，森林植被向高山上移，而干旱草地则向下降幅度较大的平坦地带延伸。
此外，植被物候变化对气候变化的响应还表现为植物的生长和生态系统功能的改变。
研究表明，随着气候变暖，一些习惯于寒冷气候的植物在西北地区的分布区域逐渐缩小，而一些亚热带和暖温带植物的分布区域则逐渐扩大。
这些植被的变化将直接影响到生态系统的结构和功能，如生物多样性、碳循环等。
综上所述，中国西北地区的植被物候变化对气候变化的响应具有重要的意义。
植被物候的提前或推迟、覆盖面积和分布范围的变化、以及植物的生长和生态系统功能的改变等方面的变化，反映了西北地区植被对气候变化的适应能力。
因此，深入研究中国西北地区的植被物候变化及其对气候变化的响应，将有助于我们更好地了解气候变化对植被和生态环境的影响，为生态保护和可持续发展提供科学依据综上所述，气候变化对中国西北地区植被物候变化产生了显著影响。
三江源区植被净初级生产力时空特征及对气候变化的响应
三江源区植被净初级生产力时空特征及对气候变化的响应周秉荣;朱生翠;李红梅【摘要】三江源区是我国乃至亚洲重要的水源地，是高寒生态系统的脆弱区和敏感区。
植被净初级生产力（Net Primary Productivity，NPP）是评价生态环境状况的重要指标。
利用1961—2014年三江源区18个气象站的气象观测资料、11个监测点的草地生物量观测资料以及中国地区气候变化预估数据集的全球气候模式加权平均集合数据，通过5种估算植被NPP气候模型的对比验证，筛选出适用性好、精度高的模型构建该区植被NPP估算模型，并进行植被NPP的时空变化特征及对气候变化的响应分析。
结果表明：周广胜模型对三江源区的植被NPP模拟结果有效且精度最高，故选用该模型模拟三江源区植被NPP。
1961—2014年，三江源区植被NPP呈从东南向西北逐渐降低的空间分布特征，平均值为59．59 gC·m－2，其中黄河源区植被NPP的年际及空间波动高于长江源区和澜沧江源区；近54 a植被NPP整体呈显著增加趋势，但不同区域变化幅度有所差异。
气温是影响三江源区植被NPP增加的主要气象因素；未来90 a三江源区植被NPP仍呈现持续增加态势。
%The three-river headwaters region is an important water source in China,even in the Asia,which is a vulnerable and sensi-tive area of high-cold primary productivity (NPP)is one of the important indicators of ecological environment evalua-tion.For exploring the vegetation biomass to adapt climate change in the three-river headwaters region,based on the meterological ob-servation data at 1 8 weather stations during 1 961 -201 4,biomass observation data of grassland at 1 1 monitoring sites during 2003 -201 3 and prediction data set of climate change in China during 201 1 -21 00 from the NationalClimate Center,the applicable and high precision model was selected to estimate vegetation NPP in three -river headwaters region by comparing the five climate estimation models of NPP.And on this basis that the temporal and spatial variation characteristics of vegetation NPP and its response to climate change in the three-river source area from 1 961 to 201 4 were analyzed and predicted.The results showed that Zhou Guang-sheng’ s model to estimate vegetation NPP in the three-river source region had good applicability and the highest precision,so the model was used to estimate NPP from 1 961 to 201 4.The spatial distribution of NPP decreased gradually from southeast to northwest in the three-river source region,the average was 59.59 gC·m-2,and the spatial and interannual fluctuations of NPP in the Yellow River source area was higher than in the Yangtze River and Lancangjiang River source areas during 1 961 -2014.NPP had an increasing trend in the past 54 years on the whole,but the change rates in different regions were obviously different.The temperature was an important factor to affect the increase of vegetation NPP in the three-river source region.In the future 90 years,NPP in three-river headwaters region still would continue to increase.【期刊名称】《干旱气象》【年(卷),期】2016(034)006【总页数】9页(P958-965,988)【关键词】三江源;植被净初级生产力;气候变化;预估【作者】周秉荣;朱生翠;李红梅【作者单位】兰州大学资源环境学院，甘肃兰州730000; 青海省气象科学研究所，青海西宁 810001;青海省海北牧业气象试验站，青海海北 810200;青海省气候中心，青海西宁 810001【正文语种】中文【中图分类】Q14;P467周秉荣，朱生翠，李红梅．三江源区植被净初级生产力时空特征及对气候变化的响应［J］．干旱气象，2016，34（6）：958－965，［ZHOU Bingrong，ZHU Shengcui，LIHongmei．Temporal and SpatialCharacteristicsof Vegetation NetPrimary Productivity and Its Responses to Climate Change in Threeriver Headwaters Region［J］．Journal of Arid Meteorology，2016，34（6）：958－965］，DOI：10．11755／j．issn．1006－7639（2016）－06－0958三江源地区位于青藏高原东南部、青海省南部，是长江、黄河和澜沧江3条河流的发源地，孕育了具有悠久历史的华夏文明和中南半岛文明［1］，素有“中华水塔”之称，其生态环境十分敏感和脆弱［2］。
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而且也是对人类活动和全球气候变化最敏感的生物 圈 .植被是陆地生态系统的重要组成部分 , 在区域气 候变 化 和全 球 碳 循 环 中 扮 演着 重 要 的 角 色[ 1 -2, 10, 22 -23] .植被净 初级生产力 (netprimaryproductivity, 简称 NPP)是指绿色植物在单位面积 、单 位时间内所积累的有机物数量 , 是光合作用所产生 的有机质总量减去呼吸消耗后的剩余部分 .NPP是
ArcGIS地理信息系统的支持下 , 采用三角网插值方
法将气象数据插值成空间分辨率为 8 km×8 km的
Albers投影的栅格数据 .同时对植被类型分类数据
进行转换 , 生成 8 km×8 km的 Albers投影的栅格数
据 , 以便与遥感数据进行匹配 .
2.2 研究方法
基于光能利用率的植被净初级生产力模型主要
被层对入射光合辐射 (PAR)的吸收比例 , 具体计算 参见文献 [ 9] .在理想条件下 , 植被光能利用 率为潜
在光合利用率 , 即最大光能利用率 , 而在实际环境中
植被光能利用率主要受空气温度 、大气水汽压 、土壤
水分状况等因素的影响 .光能利用率计算式如下 :
ε =σ σ σ ε (x, t)
陆地植被 NPP具有明显的时间和空间变化特 征 .NPP的空间变化主要与气候特征 、植被分布 、土 地利用类型有关 , 而 NPP的时间变化主要表现在季 节间和年际间的变化 .长时间序列的卫星遥感数据 集的建立 , 为研究区域或全球尺度的陆地植被 NPP 的季节和年际变 化提供了可能[ 3, 11, 20] .我国也有不 少学者利用 CASA和 GLO-PEM模型估算近 20年来 中国陆地植被 NPP分布及其时空变化规律 , 并从点 上简单分析了 NPP与气候因子的相互关系 [ 6, 17] .但 到目前为止 , 对我国不同植被生态系统 NPP年际波 动的差异以及气候变化对植被影响规律的时空特征 还不完全清楚 .另外 , 彭少麟等 [ 15] 认为 , 在 CASA模 型中取全球植被月 最大光能 利用率 (0.389 gC· MJ-1)对中国广东省来说偏低 .GLO-PEM模型所需 参数完全由遥感手段反演获得 , 而目前地表参数遥 感反演技术还存在许多不确定性的因素[ 13] .因此 , 本文在 GIS系统的支持下 , 根据前人的研究成果 , 充 分利用气象资料和卫星遥感的优势 , 构建基于光能 利用率 的植被 NPP模型 , 估算了 1982— 2000年中 国陆地植被月 NPP分布 , 分析了我国陆地不同植被 类型 NPP的季节性和年际性变化规律 , 并从像元空 间尺度上揭示了我国陆地植被 NPP在不同季节 、不 同区域对气候变化的响应 .
应 用 生 态 学 报 2007年 7月 第 18卷 第 7期 ChineseJournalofAppliedEcology, Jul.2007, 18(7):1546-1553
我国陆地植被净初级生产力变化规律 及其对气候的响应＊
由植被所吸收的光合有效辐射 、光能转化率以及植
物的呼吸消耗等变量来确定 .其表达式为 :
∑ NPP= APAR(x, t)ε(x, t)YgYm
(1)
式中 , x为位置 , t为时间 , APAR为植被吸收的光合
有效辐射 , ε为光能利用率 , Yg、Ym 分别为植物生长 呼吸 、生活呼吸消耗系数 , 计算方法参见文献[ 9, 19] .
Keywords:remotesensingdata;netprimaryproduction(NPP);variationtrend;seasonalcorrelation;inter-annualcorrelation.
1 引 言
陆地生物圈不仅是人类赖以生存的物质基础 ,
＊中国气象局新 技术推 广项目 (CMATG2006M01)和 科研 院所 社会 公益研究专项资金资助项目 (2003DJB4J144). ＊＊通讯作者 .E-mail:yyhou@ 2006-06-25 收稿 , 2007-04-30 接受 .
关键词 遥感数据 净初级生产力 变化趋势 季节相关 年际相关 文章编号 1001-9332(2007)07-1546-08 中图分类号 Q948 文献标识码 A
VariationtrendsofChinaterrestrialvegetationnetprimaryproductivityanditsresponsesto climatefactorsin1982-2000.HOUYing-Yu1, 2, 3 , LIUQin-Huo1 , YANHao2 , TIANGuo-Liang1 (1 InstituteofRemoteSensingApplication, ChineseAcademyofSciences, Beijing100101, China; 2 NationalMeteorologicalCenter, Beijing100081, China;3GraduateUniversityofChineseAcademy ofSciences, Beijing100039, China).-Chin.J.Appl.Ecol., 2007, 18(7):1546-1553. Abstract:Anewestimationmodelofvegetationnetprimaryproduction(NPP)basedonremote sensingdataandclimaticdatawaspresented, withwhich, theNPPofChinaterrestrialvegetationin 1982-2000 wasestimated, andtheintra-andinter-annualvariationpatternsoftheNPPanditsresponsestoclimatefactorswerestudied.Theresultsshowedthattherewasanobviousseasonalregularityintheintra-annualvariationoftheNPP.In1982-2000, alltheterrestrialvegetationtypes presentedanincreasingannualNPP, withthegreatestincrementfordeciduousneedleleafforests andthesmallestoneforgrasses.Evergreenbroadleafforestshadthelargestinter-annualvariation, paringwithtemperature, precipitationplayedastronger drivingroleintheintra-annualvariationoftheNPP, andtheeffectsofprecipitationandtemperature weremoreobviousinNorthChinathaninSouthChina.Thedrivingrolesoftheclimatefactorsvariedwithseasonandlatitude.
2 研究方法
2.1 数据来源与处理 在基于光能利用率的植被净初级生产力估算模
型中 , 主要使用的数据源有 3 类 :遥感数据 、气象数
据 、辅助数据 .遥感数据主要来自美国 EROS(地球
资源观测系统 )数据中 心 Pathfinder数据库 提供的
1982— 2000年 8 km分辨率的每月 AVHRR/NDVI、
AVHRR/CH4、AVHRR/CH5(但缺 1994年 8— 12月 数据 ).气象数据来自中国气象 局全国 753 个站点
1982— 2000年月平均气 温 、月平 均露点温度 .辅助
数据主要是植被类型分类数据 , 空间分辨率为 8 km
×8 km, 可以从 网站免
费下载 .EROS数据中心 Pathfinder提供的遥感数据
经过了大气校正 、云检测等处理 .每月 NDVI数据集 是采用国际上通用的最大值合成法 (maximumvalue
composition, MVC)得到的 , 在一定程度上进一步消
除了大气 、云 、太阳高度角等因素的影响 .由于 Path-
侯英雨 1, 2, 3＊＊ 柳钦火 1 延 昊 2 田国良 1
(1 中国 科学院遥感应用研究所 , 北京 100101;2 国家气象中心 , 北京 100081;3 中国科学院研究生院 , 北京 100039)
摘 要 在 GIS系统的支持下 , 利用卫星遥感资料和地面气象观测资料 , 构建了基于光能利 用率的植被净初 级生产力 (NPP)遥感模型 , 估算 了我国陆 地 1982— 2000 年 1— 12月 植被 NPP, 分析了 1982— 2000年我国不同植被类型 NPP的季节性和年际性变化规律 , 基于像元空 间尺度讨论了植被 NPP对气候的响应关系 .结果表明 , 我国植被 NPP年内季节性变化规律明 显 ;我国主要植被类型年 NPP在 1982— 2000年基本呈上升趋势 , 增长幅度最大的是落叶针叶 林 , 增长幅度最小的是草地 ;1982— 2000年 , NPP年际间波动最大的植被类型是常绿阔叶林 , 年际间波动最小的植被类型是草地 .通过 NPP对气候因子 (降水 、温度 )变化的响应分析表 明 , 我国降水对植被 NPP季节性变化的驱动作用高于温度 , 气候因子 (降水 、温度 )对北方植 被 NPP季节性变化的驱动作用高于南方 ;我国气候因子 (降水 、温度 )对 NPP年际变化的驱动 作用 (强度 、方向 )随季节及纬度的不同而不同 .
finder提供 的遥 感数 据为 GoodeInterruptedHomo-
losine投影 , 直接使用该数据有一定的困难 .为了方 便后续处理和应用 , 把该数据集转换成空间分辨率
为 8 km×8 km的 Albers地图投影方式 .由于气象数