青藏高原1981～2000年植被净初级生产力对气候变化的响应

基于分辨率为0.1°×0.1°的植被、土壤和气象数据,利用大气-植被相互作用模型（AVIM2）模拟研究了青藏高原1981～2000年植被净初级生产力（NPP）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,NPP总量呈现上升趋势。灌木和森林NPP总量分别以每年1.14％和0.88％的速度增加,均达到统计上的显著性水平。草地NPP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0.058 ℃·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NPP总量呈上升趋势。     

普宁市植被净初级生产力对气候变化的响应

根据普宁市1960～2009年气象资料,分析气候要素的变化趋势,利用Thomthwaite Memoria模型,分析普宁市近50年来植被净初级生产力的变化规律,结果表明:普宁市年平均气温以0.0267℃/年的速度递增,年降雨量以0.7221 mm/a的速度缓慢增多,年日照时数变化趋势为逐年递增,年相对湿度变化趋势是逐年...     

呼伦贝尔市NPP时空变化及其对气候的响应

利用2000—2015年MOD17A3数据和气象站点资料,分析呼伦贝尔市NPP的时空变化特征及其对气候变化的响应情况。研究表明,呼伦贝尔市平均植被NPP为261.02 gC/(m~2·a),总体呈自西向东依次递增的分布格局。NPP的年际变化呈波动增长趋势,平均变化率为5.51gC/(m~2·a),线性增长达到显著的区域主要位于呼伦贝尔草原、大兴安岭南部林地和大兴安岭与松嫩平原过渡的耕地。16个气象站周边的NPP与各站年降水量均呈正相关,且除莫力达瓦达斡尔族自治旗(简称莫旗)外均通过了0.01水平的显著性检验,NPP与年平均气温均呈负相关,但除海拉尔区外均未通过显著性检验,NPP与日照时数正、负相关的台站同时存在。由此可知,降水是影响呼伦贝尔市NPP变化的主要因素。     

中国季风区植被净初级生产力对东亚夏季风的响应机理研究

东亚夏季风可显著影响中国季风区气候变化,但是季风区植被净初级生产力(NPP)对夏季风气候变化的响应机理尚不明确。利用大气—植被相互作用模型(AVIM2)模拟了中国季风区植被NPP,分析了其与夏季风指数的相关关系,探讨了其对夏季风变化的响应机理。研究发现,我国南、北方植被对夏季风强度变化的响应方式和机理并不相同。强夏季风年北方植被NPP增加,而南方植被NPP减少。东亚夏季风对中国华北平原植被生长季NPP的作用主要是通过影响该地降水量实现的;京、津、冀地区植被NPP受东亚夏季风带来的气温和降水量变化的叠加影响,因而成为北方对夏季风变化最敏感的区域。东亚夏季风对我国南方江苏、安徽、湖南、湖北、江西植被NPP的作用是通过影响太阳辐射实现的,强夏季风导致太阳辐射减弱,从而使各省植被NPP减少。南方沿海的浙江和福建,强季风年带来的弱太阳辐射和低温是该地植被NPP减少的原因。广东、台湾植被NPP则主要受强夏季风带来的低温影响。     

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。     

LPJ模型对1981～1998年中国区域潜在植被分布和碳通量的模拟

利用一个基于过程的动态植被模型LPJ DGVM（Lund Potsdam Jena Dynamic Global Vegetation Model）,模拟了中国区域潜在植被分布,考察了1981～1998年中国区域净初级生产〖JP〗力（NPP）、异养呼吸（Rh）和净生态系统生产力（NEP）的年际变化。模拟结果表明,在LPJ模型提供的植被功能类型（PFT）划分的条件下,中国区域除了分布裸土外,主要分布了6种潜在植被功能类型,即热带常绿阔叶林带、温带常绿阔叶林带、温带夏绿阔叶林带、北方常绿针叶林带、北方夏绿针叶林带和温带草本植物。在所考察的时间段内,中国区域总NPP从2.91 Gt · a-1（C）（1982年）变化到3.37 Gt · a-1（C）（1990年）,平均每年增加0.025 Gt（C）,其平均增长率为096%。中国区域总Rh从2.59 Gt · a-1（C）（1986年）变化到3.19 Gt · a-1（C）（1998年）,具有105% 的平均年增长率,即平均每年增加0.025 Gt（C）,并且中国区域温带草本植物相比其他植被功能类型,其NPP和Rh线性增加的趋势最为显著。研究结果还表明,LPJ模型在引入火灾机制后,中国区域总NEP的变化范围更加合理,即每年总NEP在-0.06 Gt · a-1（C）（1998年）和0.34 Gt · a-1（C）（1992年）之间变化,其平均值为0.12 Gt · a-1（C）。该结果表明,在所考察的时间段内,中国区域的陆地生态系统是碳汇。上述结果与其他研究结果基本一致,因而此模型模拟中国区域潜在植被分布和碳循环是有效的。       

无定河区域1981～2001年植被生产力和水量平衡对气候变化的响应

基于土壤-植被-大气系统过程模型(VIP模型)和NOAA-AVHRR遥感信息,模拟了1981～2001年黄土高原无定河区域(36～40°N,108～111°E)植被总第一性生产力(GPP)和水量平衡的时空变化特征及其对气候变化的响应.结果表明:该研究区域1981～2001年间气候有明显变暖趋势,斜率为0.08℃·a-1,降水量下降,斜率为-3.2 mm·a-1.GPP年总量1998年前呈上升趋势,之后呈下降趋势,平均值为289g·m-2·a-1(C),最大值和最小值分别为377 g·m-2·a-1(C)(1994年)和143 g·m-2·a-1(C)(2001年).年降水量、蒸散量和径流量随时间都呈下降趋势,且其空间分布有明显的由南向北梯度递减特征.     

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

生态阈值现象普遍存在于自然系统中.气候变化幅度过大,超出了生态系统本身的调节和修复能力,生态系统的结构功能就会遭到破坏.新疆干旱区气候波动明显,该区草地生态系统对大气氮沉降和气候变化的响应是否存在阈值,有待深入研究.本文以天山北坡沿海拔梯度分布的四种草地类型（高山草甸（AM）、中山森林草地（MMFM）、低山干草原（LMDG）和平原荒漠草原（PDG））为研究对象,基于DNDC模型,揭示氮沉降及气候变化对天山北坡草地生态系统净初级生产力的影响.研究结果表明：1）草地净初级生产力 （NPP）对氮沉降增加的响应存在阈值,PDG、LMDG、MMFM和AM的响应阈值分别为20±5.77、60±26.46、50±15.28和30±11.55 kg·hm^-2.2）四种草地类型的NPP从大到小依次为MMFM、LMDG、PDG和AM,水热条件是决定NPP的主要因素.3）PDG草地NPP对温度升高的响应存在阈值,而对于其他类型的草地,在目前的研究中尚未得出确切结论.4）PDG和LMDG草地NPP与降水有明显的正相关关系,而AM草地NPP的变化与降水变化呈负相关.不同草地类型对降水变化的敏感程度也有较大差异,PDG最大,其次是LMDG,之后是AM和MMFM.     

2000年以来中国区域植被变化及其对气候变化的响应

气候是植被变化的主要驱动因子,研究全球增暖背景下中国区域植被变化及其对气候的响应对于国家开展重大生态恢复评估和未来植被保护政策制定具有重要意义。利用2000-2016年MODIS植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)数据集,运用统计分析方法,从平均态、线性趋势、时间序列、相关性等方面系统分析了2000年以来中国区域植被变化及其对气候变化的响应。结果表明:中国区域NDVI在平均态上呈现从东南向西北递减的空间分布,受降水生长季的影响,东部地区植被指数明显较大;我国大部分地区NDVI呈现增加的趋势,其中湿润半湿润地区NDVI增长幅度为0.037·(10a)^-1,而在干旱半干旱地区变化较小[0.013·(10a)^-1]。NDVI的变化与气候驱动因素的相关性存在一定的区域差异,其中:NDVI与气温变化在东南沿海、东北东部以及青藏高原北部等地区呈现出显著正相关,而在青藏高原南部等地区呈现微弱的负相关;除青藏高原、塔里木盆地和东北北部等地区外,NDVI与降水量在全国大多数地区呈正相关。从全国平均来...     

西藏植被净初级生产力对气候变化的响应

根据1971-2005年年平均气温、降水量资料．采用Thornthwaite Memorial模型计算了西藏植被净初级生产力（net primary production,NPP）,分析了NPP的空间分布、年际和年代际变化特征,以及未来气候变化对NPP的影响。结果表明,西藏NPP有自东南向西北递减的分布规律。近35a阿里地区西南部、聂拉木、江孜NPP为减少趋势,减幅为11．9～314．2kg·hm^-2·（10a）^-1,以普兰减幅最大;其他各地呈不同程度的增加趋势,增幅为26．8～459．8kg·hm^-2·（10a）^-1,其中拉萨增幅最明显;林芝地区、昌都地区北部、那曲地区NPP呈明显的逐年代增加趋势,阿里地区西南部、聂拉木NPP表现为逐年代减少趋势。就西藏平均而言,20世纪70年代气候“冷干”,NPP偏低;90年代气候“暖湿”,NPP偏高。从设定的气候变化情景来看,“暖湿型”气候对西藏NPP有利,平均增产6％～13％;“冷干型”气候对西藏NPP不利,平均减产6％-14％。未来西藏以“暖湿型”气候为主,到2050年NPP将增加11％～26％。     

环杭州湾地区自然植被净初级生产力的变化特征及其成因

利用1971—2006年环杭州湾地区25个气象站的降水、温度和云量资料及全球CO2年平均体积分数资料,采用LPJ全球动态植被模式（Lund-Potsdam-Jena Dynamic Global Vegetation Model）,通过模拟环杭州湾地区的植被年净初级生产力（Annual Net Primary Productivity,ANPP）,分析了该地区ANPP的变化特征,并探讨了植被ANPP变化的可能原因。结果表明：1）就环杭州湾地区,36a间植被ANPP均表现出不同程度的增加,尤其以嘉兴市北部、绍兴市东部较明显;全区平均增加速率为1.5243g·m-2·a-2;2）通过多元线性回归分析发现,环杭州湾地区平均云量与植被ANPP的关系最为密切,偏相关系数为-0.5175,而温度、降水与植被ANPP的关系不明显;同时,植被ANPP对气候变化的响应存在一定的地域性差异;3）在全区平均情况下,36a间由温度下降、降水增加、云量减小、CO2体积分数升高引起的植被ANPP变化趋势分别为-0.0813、-0.0171、0.7601、0.8673g·m-2·a-2,其对应的贡献率分别为-5.18%、-1.09%、48.38%、55.21%。由此可见,该地区植被ANPP变化的主要强迫因子是CO2体积分数和云量,而降水变化对植被ANNP的变化作用不大。     

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.     

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。     

气候变化背景下中国陆地水循环时空演变

水循环是气候系统各子系统相互作用过程中一个最活跃的枢纽,受气候变化影响显著。本文采用观测和多套再分析数据,系统分析了1979年以来中国及各大流域大气水汽含量、降水、蒸散发和地表径流等水循环要素年际变化。研究发现,1979-2018年,中国陆地整层大气水汽含量和水汽收支呈显著上升趋势;水汽收支除在松花江和西南诸河略有下降,其余流域均呈上升趋势;降水除西北诸河流域呈现显著上升趋势外,其余流域变化不显著;蒸散发整体呈微弱增加,但南方大部流域呈现显著的减小趋势;除西北诸河径流显著上升趋势外,北方大部分流域地表径流呈现减少趋势,而南方流域的径流变化趋势复杂多样。相对1979-2000年,21世纪以来中国年平均气温上升约0.63℃,年降水量、大气水汽含量分别增加0.5%和1.2%,水汽总输入和输出量均减小,降水再循环率增加10.9%。进入21世纪,中国陆地水资源一级分区内循环均较前20 a活跃,降水再循环率除松花江和辽河流域外,均有所增加。其中,海河、黄河、淮河和西北诸河流域的水汽和蒸发形成的降水都有所增加;辽河流域蒸发形成的降水有所增加,但输入水汽减少导致流域降水减少最多;松花江、长江、珠江和西南诸河流域蒸发形成的降水增加,输入水汽减少导致降水略有减少;东南诸河蒸发形成的降水略有增加,但整体变化不大。     

近55a新疆植被净初级生产力的时空变化

利用大气植被相互作用模型AVIM2分析了时间长度为55 a、空间分辨率为0.05°×0.05°的新疆植被净初级生产力(NPP),分析了气候变化下NPP的时空演变特征,并研究了其与气温和降水量的关系。结果表明,(1)近55 a新疆NPP平均值为92.4 gC·m~(-2),其中1993年最高为107.1 gC·m~(-2);2014年最小为79.0 gC·m~(-2)。近55 a新疆NPP总量的时间动态变化呈缓慢增加趋势,每10 a的递增速率约为1.8 gC·m~(-2)。(2)夏季是NPP最大的季节,其次是秋季,春季列第三位。山区NPP值较平原高。(3)新疆NPP对降水量变化呈显著正相关,气温的变化对NPP的影响不显著,说明降水的增加相对气温的升高,对新疆植被净初级生产力的变化有着更加积极的影响。     

Sensitivity of the Terrestrial Ecosystem to Precipitation and Temperature Variability over China

In this study, the sensitivities of net primary production （NPP）, soil carbon, and vegetation carbon to precipitation and temperature variability over China are discussed using the state-of-the-art Lund-Potsdam-Jena dynamic global vegetation model （LPJ DGVM）. The im- pacts of the sensitivities to precipitation variability and temperature variability on NPP, soil carbon, and vegeta- tion carbon are discussed. It is shown that increasing pre- cipitation variability, representing the frequency of ex- treme precipitation events, leads to losses in NPP, soil carbon, and vegetation carbon over most of China, espe- cially in North and Northeast China where the dominant plant functional types （i.e., those with the largest simu- lated areal cover） are grass and boreal needle-leaved for- est. The responses of NPP, soil carbon, and vegetation carbon to decreasing precipitation variability are opposite to the responses to increasing precipitation variability. The variations in NPP, soil carbon, and vegetation carbon in response to increasing and decreasing precipitation variability show a nonlinear asymmetry. Increasing pre- cipitation variability results in notable interannual variation of NPP. The sensitivities of NPP, soil carbon, and vegetation carbon to temperature variability, whether negative or positive, meaning frequent hot and cold days, are slight. The present study suggests, based on the LPJ model, that precipitation variability has a more severe impact than temperature variability on NPP, soil carbon, and vegetation carbon.     

大尺度土地利用变化对东亚地表能量、水分循环及气候影响的敏感性试验

利用NCAR大气环流模式CAM4.0,针对潜在植被和当代植被的分布情形进行了两组25 a的积分试验,探讨了土地利用变化对东亚地区地表能量平衡、水分循环和气候的可能影响.结果表明:以森林退化、农田迅速增加为主的当代土地利用变化,显著改变地表属性,使得东亚地区不同季节的地表反照率均明显增加,并显著改变东亚地区的冬、春季节的地表能量和水分循环.此外,当代大尺度土地利用变化对东亚地区大气环流也有一定影响,可引起东亚冬季风环流显著加强和东亚夏季较弱的偏南风异常.当代土地利用变化未能引起东亚地区近地面气温的显著变化,但可引起东亚北(南)部地区春季降水的显著增加(减小).     

CMIP5模式对未来升温情景下全球陆地生态系统净初级生产力变化的预估

针对《巴黎协定》提出的温控目标,利用耦合模式比较计划第五阶段（CMIP5）模式在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下的模拟结果,初步分析了全球升温情景下陆地生态系统净初级生产力（NPP）相对于参考时段（1986—2005年）的变化,重点分析了1.5℃和2℃升温时NPP相对于参考时段的变化量,并探讨了大气CO₂浓度、气温、降水和辐射的变化及其对NPP变化的影响。CMIP5基于各典型浓度路径模拟的全球陆地生态系统NPP均呈增加趋势,且NPP增加量与升温幅度成正比。在相同的升温幅度下,基于各典型浓度路径模拟的各环境因子和NPP的变化量较为一致。陆地生态系统NPP总量增加主要由大气CO₂浓度上升驱动,其他环境因子的影响相对较弱。中国东南部、非洲中部、美国东南部和亚马孙雨林西部地区NPP增加最明显。NPP变化量的空间格局主要由大气CO₂浓度增加和升温控制,降水和辐射的影响相对较小。具体而言,大气CO₂浓度上升对中低纬度的NPP变化贡献最大,对北方高纬度地区NPP变化贡献较小。温度上升有利于促进北方高纬度地区和青藏高原地区NPP,但对中低纬度地区的NPP有较强的抑制作用。鉴于既有典型浓度路径和地球系统模型的限制,本文对未来升温情景下陆地生态系统NPP的预估仍存在较大的不确定性,需要在未来的研究中进一步改进。     

企业气候变化意识及应对措施调查研究

基于2012—2015年在华北、珠三角和湖南湖北地区对企业管理人员进行的气候变化意识的问卷调查,构建了气候变化意识和企业应对气候变化措施两个一级指数。通过对调查结果交叉列联表分析,得出以下结论：企业管理人员的气候变化意识指数处于一般水平,并且受年龄、产业类型、企业类型的影响显著;企业应对气候变化措施指数也处于一般水平且不同企业水平差距较大,企业管理人员气候变化意识水平、未来预期和自主知识产权拥有量对其影响显著。