黄河流域植被净初级生产力时空特征及自然驱动因子

植被净初级生产力（NPP）是陆地生态系统的关键指标,是地表碳循环的重要组成部分,能够用来较客观地评价生态系统变化及其可持续性。利用MOD17A3HGF数据、土地利用数据、气象数据、地形数据,应用变化趋势分析、相关性分析及地理探测器模型等方法,探讨了2000—2019年黄河流域NPP（以C计量）时空格局及演变特征,并对影响NPP的自然因子进行量化研究。结果表明：（1）2000—2019年黄河流域植被NPP整体呈极显著上升趋势（）。流域平均年NPP为281.39 g·m^-2,变化范围为270—347 g·m^-2,增速为5.75 g·m^-2·a^-1。流域NPP显著增加的区域占整个流域面积的99.53%,空间分布呈西北低东南高的趋势。（2）不同土地利用类型的植被NPP年平均值差异较大,林地是对该区域植被NPP贡献最大的土地利用类型。（3）NPP与海拔之间存在一定相关性,NPP与气温、降水显著正相关的区域分别占总面积的23.20%和44.17%,自然驱动因子中海拔、气温及降水对植被NPP的驱动作用差异明显,降水>气温>海拔,各因子之间的交互作用均为双因子增强。     

土地利用和气候变化对区域净初级生产力影响

1IntroductionThe global change caused by the continuous increasing concentration of atmospheric greenhouse gases has threatened the existence of human beings, and the importance of carbon dioxide emissions as a major environmental issue of international concern has grown substantially in the world (IPCC, 2000). At the same time, the Kyoto Protocol, the first and only realistic plan for achieving a worldwide reduction in greenhouse gas emissions, has been passed. Since there are many uncertai…     

云南省自然植被净初级生产力的时空分布特征

基于气候生产力模型,利用1960～2000年127个气象站气温、降水资料以及植被信息,对云南省自然植被净初级生产力的时空分布特征进行了分析。结果表明:41a云南自然植被年均NPP为4.23×108tDM/a,约占全国自然植被年均NPP总量的11.4%;单位面积的平均NPP为10.64tDM/(hm2·a),是全国平均水平的2.8倍。云南自然植被NPP随着纬度、经度和海拔高度的增加均呈现下降趋势,变化总趋势为北部<中部<南部,东部<中部<西部。云南自然植被NPP在干季(11～4月)和雨季(5～10月)差异显著,6～8月最大;41a来云南大部分地区自然植被NPP呈现上升趋势,20世纪70、80年代比60年代有所下降,90年代有所上升。气温增加,降水增加或不变的情况下,滇西北和滇东北NPP增加幅度大于其他地区,说明这些地区气温是制约自然植被NPP的主要因素;气温增加,降水减少的情况下,几个少雨区和多雨区NPP降低幅度大于其他地区,表明在上述地区限制NPP的主要因素是水分。     

全球变化对塔里木盆地北部盐化草甸植被的影响

本文探讨了全球变化对塔里木盆地北部盐化草甸净第一性生产力和群落演替的影响。全球变化对土壤蒸发和盐分积累的影响依地下水埋深的不同而有所差异,地下水埋深愈大,ＮＰＰ对全球的响应愈明显,ＮＰＰ的增幅也愈显著。地下不埋深愈小,土壤积盐愈强烈,盐化草甸植被的演替也愈明显,由此导致多数草甸植物的逐渐消失和多汁盐类灌木数量的不断上升。     

近20年青海三江源自然保护区植被生产力变化模拟

三江源保护区是我国最大的自然保护区,对我国的生态安全起着重要的保障作用。作为生态系统功能重要指标之一的净初级生产力的大小及其速率,一直是人们关心的问题。本文利用GLOPEM模型模拟得到的青海三江源地区1988-2008年的NPP数据,计算了三江源自然保护区内外1988-2008、1988-2004,以及2004-2008年3个时间段的NPP年际变化速率,比较了三江源保护区内外的NPP年际变化。同时对三江源各个下属保护区的NPP增长潜力进行了排序,结果认为,三江源地区自生态系统工程实施以来,NPP有了明显的回升,回升速率约为0.47 gC/m²·a,其内部大多数子保护区的NPP也有了明显恢复,NPP回升的保护区占到总保护区数量的72%。     

地球系统模式中植被净初级生产力百年尺度时空变化及其与气候的关系

利用6个地球系统模式模拟的植被净初级生产力（NPP）对1901～2005年NPP时空变化进行了研究,并结合气候因子分析了NPP的变化与气温和降水的关系。结果表明:（1）近百年来全球NPP呈现上升趋势,模式集合平均的趋势系数为0.88,通过了99.9%的信度检验;北半球的趋势比南半球明显。（3）近百年来800 g(C) m-2 a-1以上的NPP高值区主要分布在南美洲赤道地区、非洲赤道地区、中南半岛和印度尼西亚一带的热带雨林区;低值区主要分布在北半球高纬度地区、非洲北部地区、亚洲大陆干旱半干旱区以及青藏高原西北部地区。（3）全球NPP与气温百年演变在大部分地区主要为正相关关系,仅在赤道附近的南美洲、非洲以及印度地区为负相关关系,主要由于这些地区辐射是NPP的限制因子。全球NPP与降水的百年变化在大部分地区也主要是正相关关系,在非洲北部到西亚中亚的干旱半干旱地区为负相关关系。（4）6个地球系统模式在全球21个区域的大部分地区的NPP和气温降水的变化关系较为一致,西非地区不同模式变化不一致,NPP模拟的不确定性较大,其次是地中海地区。（5）东亚地区NPP与气候的百年演变同步并且相关性高,反映了强烈的植被大气相互作用过程。     

Analysis of spatio-temporal features of a carbon source/sink and its relationship to climatic factors in the Inner Mongolia grassland ecosystem

Global climate change has become a major concern worldwide. The spatio-temporal characteristics of net ecosystem productivity (NEP), which represents carbon sequestration capacity and directly describes the qualitative and quantitative characteristics of carbon sources/sinks (C sources/sinks), are crucial for increasing C sinks and reducing C sources. In this study, field sampling data, remote sensing data, and ground meteorological observation data were used to estimate the net primary productivity (NPP) in the Inner Mongolia grassland ecosystem (IMGE) from 2001 to 2012 using a light use efficiency model. The spatio-temporal distribution of the NEP in the IMGE was then determined by estimating the NPP and soil respiration from 2001 to 2012. This research also investigated the response of the NPP and NEP to the main climatic variables at the spatial and temporal scales from 2001 to 2012. The results showed that most of the grassland area in Inner Mongolia has functioned as a C sink since 2001 and that the annual carbon sequestration rate amounts to 0.046 Pg C/a. The total net C sink of the IMGE over the 12-year research period reached 0.557 Pg C. The carbon sink area accounted for 60.28% of the total grassland area and the sequestered 0.692 Pg C, whereas the C source area accounted for 39.72% of the total grassland area and released 0.135 Pg C. The NPP and NEP of the IMGE were more significantly correlated with precipitation than with temperature, showing great potential for C sequestration.     

2001—2017年三江源区典型草地群落碳源/汇模拟及动态变化分析

碳源/汇是解释地球大气碳循环过程的重要指标,探究三江源的碳源/汇特征对于理解该地区植被对全球气候变化的响应具有重要意义。三江源以脆弱的草地生态系统为主,且对全球气候变化非常敏感。该地区生态环境极其脆弱,大部分地区条件恶劣导致实测数据稀缺,很难对该地区的碳源/汇时空格局进行完整剖析。因此通过以三江源5种典型草地群落(金露梅、紫花针茅、风毛菊、小蒿草、及青藏薹草群落)为研究对象,基于BIOME-BGC模型,利用地理数据、气象数据和植被生理参数等数据,得出2001—2017年三江源草地群落的净初级生产力(NPP)、净生态系统生产力(NEP)模拟值,并对草地群落NPP、NEP变化特征与气温、降水相关性以及碳利用效率变化等特征进行了综合分析。结果表明:三江源区NPP、NEP在空间格局上,表现为由东南向西北数值逐渐递减趋势;5种典型草地群落多年NPP均呈现逐年增高趋势,其平均值为196.06 g C·m^-2·a^-1。其中,金露梅群落NPP平均值最高为342.00 g C·m^-2·a^-1,青藏薹草群落NPP平均值...     

西藏NPP时空格局与气候因子的关系

根据2000-2012年1 km MOD17A3 NPP遥感数据和气温、降水等气象资料,在GIS支撑下,结合多种统计计算方法,对西藏NPP时空格局与气候因子的关系进行研究。结果表明:2000-2012年间西藏陆地植被的NPP为119.3～148.4 g·m^-2·a^-1,平均为135.2 g·m^-2·a^-1;近年来西藏NPP呈不显著上升趋势,NPP总体上由东南向西北逐渐变小。13年来西藏NPP在总体不变(面积占61.11%)的基础上略有增加(面积占10.7%);不同植被类型中阔叶林的NPP最大,为1 185.2～1 430.2 g·m^-2·a^-1,其次是混交林,为535.1～741.2 g·m^-2·a^-1,其后依次是稀树草原、针叶林、农用地、草地和灌丛;西藏NPP与气温、降水因子分别有较好的正、负相关性。所有植被类型都与年均气温呈正相关,其中草地的NPP与年均气温的相关系数达0.88,其次是针叶林为0.76,相关性最差为热带稀树草原0.13;与年降水量的相关性,除了热带稀树草原正相关(0.26),其余都负相关,草地、针叶林的相关系数分别为-0.79、-0.73。     

A systematic review of research studies on the estimation of net primary productivity in the Three-River Headwater Region,China

The Three-River Headwater Region (TRHR), known as the “Water Tower of China”, is an important ecological shelter for national security interests and regional sustainable development activities for many downstream regions in China and a number of Southeast Asian countries. The TRHR is a high-elevation, cold environment with a unique, but typical alpine vegetation system. Net primary productivity (NPP) is a key vegetation parameter and ecological indicator that can reflect both natural environmental changes and carbon budget levels. Given the unique geographical environment and strategic location of the TRHR, many scholars have estimated NPP of the TRHR by using different methods; however, these estimates vary greatly for a number of reasons. To date, there is no paper that has reviewed and assessed NPP estimation studies conducted in the TRHR. Therefore, in this paper, we (1) summarized the related methods and results of NPP estimation in the TRHR in a systematic review of previous research; (2) discussed the suitability of existing methods for estimating NPP in the TRHR and highlighted the most significant challenges; and (3) assessed the estimated NPP results. Finally, developmental directions of NPP estimation in the TRHR were prospected.