植被净第一性生产力及其对气候变化响应研究进展

较详细地综述了近些年来，特别是近10年来，国外、国内在全球和区域陆地植被净第一性生产力研究进展，主要包括：植被净第一性生产力研究理论方法；植被净第一性生产力模型和模拟估算；全球气候变化的自然植被净第一性生产力研究和植被覆盖变化及其与气候关系的研究进展；遥感作为当今唯一一种能重复，连续获取全球环境数据信息的高新技术，近年来在植被净第一性生产力研究领域的广泛应用等。同时对今后植被净第一性生产力研究特点和趋势做了讨论，并提出了看法。     

近30年乌鲁木齐地区自然植被净第一性生产力变化分析

利用周广胜、张新时提出的自然植被净第一性生产力模型，估算分析了乌鲁木齐地区近30年自然植被净第一性生产力（NPP）的时空变化。结果表明，除后峡地区的NPP呈递减趋势外，其它各地的NPP总体上呈递增趋势；中山带的NPP最高，亚高山、高寒、低山和山前荒漠地带依次降低；气候变暖除对高寒地带的自然植被的NPP有一定的正效应外，对其它地区的NPP均产生较明显的负效应；年降水量的增加对提高自然植被净第一性生产力具有积极作用。     

博州地区气候生产力对区域气候变化的响应

根据博尔塔拉蒙古自治州(简称博州)地区3个气象站近30 a气温和降水的连续数据,运用Tharnthwaite Memoriae模型,对博州地区气候生产力的时空序列进行了分析和预测。结果表明,博州地区年平均气温在波动中呈上升趋势,增长率为0.06℃·10 a-1;年平均降水量在近30 a来总体呈增多趋势,平均每10 a增加3.2 mm。气候生产力在近30 a来呈增长趋势,平均每年增长242.5 kg·hm-2。降水和温度是决定气候生产力的主要因素,降水对气候生产力高低的贡献率最高,是影响气候生产力的最主要影响因子。"暖湿型"气候对植被生长最为有利。未来若气温提升1～2℃,降水增加10%～20%,博州地区的气候生产力可能增加11.01%～20.18%。"冷湿型"气候和"暖干型"气候则会使气候生产力降低。     

基于CMIP5模式安徽省植被净初级生产力预估

利用耦合模式比较计划第5阶段（CMIP5）中5个全球气候模式3种典型浓度路径（RCPs）预估结果,基于植被净初级生产力模型,估算安徽省21世纪近期（2018—2030年)、中期（2031—2050年）和远期（2051—2099年）植被净初级生产力及其对气候变化的响应。结果表明：对不同模式在安徽省模拟能力的评估可知,气温以多模式集合模拟效果优于单个模式,MIROC-ESM-CHEM对降水的模拟能力较好。未来安徽省将持续变暖,北部变暖幅度高于南部,其中RCP8.5情景下变暖趋势更显著;全省降水量将增加,南部增加多于北部。随着气候趋于暖湿化,植被净初级生产力总体增加;与基准年相比,21世纪近期增加不明显,中后期显著增加,空间上南部增加总体高于北部。从气候变化响应来看,安徽省植被净初级生产力与降水量和平均气温均显著相关,并且对降水量的响应程度更高。     

我国气候对植被分布和净初级生产力影响的数值模拟

基于0.5°×0.5°经纬网格分辨率的一个全球植被动态模式,利用全国676个雨量站点1961～2000年日资料在0.5°×0.5°网格上插值得到的降水和气温资料作为模式气候强迫,模拟研究了中国区域近40年来的植被动态变化,估算了当前中国区域陆地植被净初级生产力,并分析气候与植被净初级生产力的相关性。结果表明:模拟的植被分布时空格局与实际观测的对应关系良好,模拟与观测的叶面积指数总体上比较一致;植被初级生产力空间分布及总量(约为4.64×1015g.a-1(C))的模拟比较理想。对模拟结果分析显示降水是影响净初级生产力的主要气候因子,而在干旱、半干旱地区温度与植被净初级生产力存在显著负相关关系。研究表明该模式能够比较合理地模拟气候对植被年际动态和生产力变化的影响,对于进一步深入研究气候与植被相互作用是有意义的。     

内蒙古地区植被对气候变化的响应

植被作为表征陆地生态环境变化的指示器,其对气候变化的响应研究已成为当前全球变化领域的主要内容之一。基于1982—2012年归一化植被指数(NDVI)和同期观测温度和降水资料,分析了内蒙古地区植被对气候变化的响应。研究表明,1982—2012年,植被指数总体呈波动变化,且区域差异明显。从年际变化来看,植被受降水影响明显;年内变化上,气温对植被的作用明显。内蒙古不同区域植被对气候的响应方式不同,其中内蒙古东北部地区对气温和降水的响应无滞后时间,其余地区对气温和降水的滞后时间为1个月。     

黔西南州气候生产力时空分布特征及对气候变化响应研究

利用贵州省黔西南州8个台站1982—2011年的逐月降水资料,采用Thornthwaite Memorial模型即植被第一净生产力的关系模型,计算分析黔西南州植被气候生产力的分布及年际变化特征,结果表明:30 a来黔西南州中部以北地区平均温度低于多年平均值,西部和东南部地区平均气温高于多年平均值;黔西南州30 a降水量正距平区域主要在北部、西南部和中部等地区,中部以南以东等地的降水量均为负距平,30 a降水距平分布基本呈"西北多东南少"的特征;黔西南州气候生产力的空间变化较大,各地气候生产力多年平均值在671.1~853.4 kg·hm-2·a-1之间,全州气候生产力多年平均值为754.6 kg·hm-2·a-1;EOF分析结果表明,气候生产力的第一特征向量表现为全场一致的正位相分布,其方差贡献率为91.8%,通过North检验,第1时间系数表现为1~2 a的周期振荡。通过对未来气候变化模拟显示,黔西南州出现"暖湿型"气候时对植被生长最有利,出现"冷干型"气候时对植被生长最不利,在当前气候背景下,未来气候变化将不利于黔西南州的农业生产。     

利用改进的CASA模型分析三江源区净植被生产力

利用改进CASA模型计算了三江源地区植被净初级生产力(NPP).NPP值在区域上呈现由东南向西北递减的趋势,黄河源区东南部地区的植被NPP值较高,而长江源西北部的植被生长稀疏;2004—2008年三江源区NPP值呈略下降趋势,2006年该区植被的NPP年总量最大为62.93 Tg·a^-1,2005年NPP总量最小为60.9 Tg·a^-1;从季节分布来看,NPP值从5月开始增加,到7月达到最大,随后又逐渐降低.三江源地区草甸植被NPP值最大为188.95 g·m^-2·a^-1;高寒草原为129.41 g·m^-2·a^-1.其中,草原植被受气候年际变化影响相对较大,高寒草原年际变化表现为2004—2006持续上升.NPP的波动主要是由于该地区的温度、年降水量以及年太阳总辐射量等因素的变化造成的.在海拔较高的地区,温度与NPP的呈极显著相关,相关系数为0.8,而降水量与NPP的相关系数为0.7.     

1981-2008年中国陆地植被NPP对气候变化响应的敏感性试验

在验证CENTURY模型对中国陆地植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)模拟能力的基础上,利用该模型探讨了1981-2008年中国陆地植被NPP的年际变异和变化趋势对CO₂浓度、温度和降水变化的响应。结果表明,中国陆地植被NPP对不同气候因子的响应程度存在明显不同。其中,CO₂浓度变化对植被NPP年际变异的影响不显著,但能够引起中国大部分地区植被NPP趋势系数增大;温度对中国中高纬度地区植被NPP的年际变化影响显著,但就全国范围而言,植被NPP年际变异对温度变化的响应程度总体低于对降水变化的响应程度;降水变化是对中国植被NPP变化趋势起主导作用的气候因子。此外,综合考虑温度和降水变化的影响发现,植被NPP变化趋势的响应特征类似于降水单独变化时植被NPP变化趋势的响应特征。     

基于遥感沿海湿地植被生产力估算研究

植被净第一性生产力是评价地表植被状况的重要指标之一,对分析和评价全球以及区域生态环境、碳循环等变化具有重要作用.植被净第一生产力的研究方法很多,本文主要运用TM影像近红外和红光通道组成的标准化差植被指数（NDVI）,借助CASA模型机理以及气象学方法,建立盐城区域净第一性生产力（NPP）遥感估算模型,并以核心区-丹顶鹤自然保护区湿地为应用案例,分析了核心区2005年间8月份净第一性生产力的变化.分析结果表明,研究区8月份的湿地各种植被NPP分别为：人工芦苇和盐蒿为1184.863266 g/m2,芦苇为1083.435262g/m2,米草为822.766878g/m2.若以NPP为衡量标准,人工芦苇和盐蒿的净第一性生产力最高.