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《中国林业科学研究院》 2010年
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基于IBIS模型模拟的中国东部南北样带植被NPP动态变化研究

王磊  
【摘要】: 气候变化对全球陆地生态系统相关过程产生了重要影响,已经成为陆地生态系统中碳循环研究的重要内容。集成生物圈模型(IBIS,Integrated Biosphere Simulator)将地表与水文过程、陆地生物地球化学循环,以及植被动态等整合到一个一体化的模型中,可以更加深入地分析全球碳循环过程受到生物物理学、生物地球化学和植被动态等时间尺度截然不同的自然过程的影响,得到较广泛的应用。 本文通过以中国东部南北样带为对象,以大尺度陆面生态系统模型IBIS为工具,研究植被净初级生产力(NPP)的分布及动态变化规律,探讨东部南北样带植被碳源/汇格局,分析影响植被NPP变化的主要气候驱动因子,阐明气候因素对植被NPP分布格局形成机制的影响,并预测四种未来气候变化条件下的植被NPP分布规律。主要有以下研究结论: (1)东部南北样带植被NPP时空变化特征 1957~2006年样带植被NPP年平均值分布总体上呈现随纬度升高而降低的趋势;各气候区中,植被NPP年平均值最高的是中亚热带(761.7 gC/m2/Yr),最低的是南温带(193.6 gC/m2/Yr);不同植被类型中,热带落叶林(773.2 gC/m2/Yr)NPP年平均值最高,热带稀树草原(157.3gC/m2/Yr)最低。 1957~2006年样带植被NPP总量年际变化总体呈显著增加趋势,50年间NPP总量的变化范围为1.41 Gt C/Yr至1.72Gt C/Yr,50年间NPP总量多年平均值为1.54Gt C/Yr,约占全国NPP总量的80%;季节变化尺度上,NPP增长最快的夏季和春季,分别平均增长0.0014Gt C/Yr和0.0012Gt C/Yr,占全年NPP增长的46.67%和40.00%,秋季、冬季NPP增长较慢,共占全年增长比例的13.33%;植被NPP月际变化呈现正态单峰曲线分布,最大值出现在6月份,达到0.24 Gt C/Yr,其次是7月份和5月份,最低是12月份。 1957~2006年东部南北样带植被年平均NPP值增加区域占整个样带的83.56%,减少区域只占16.44%,而且NPP增加达到显著性水平的占29.19%;植被NPP绝对增加量最大的类型是温带常绿针叶林、密灌丛和热带落叶林区,植被NPP相对增加最大的是北方常绿林、温带常绿针叶林和苔原区。 各种植被类型在不同温度梯度上的植被NPP呈现不同的变化趋势。热带常绿林年平均NPP相对增加速率最大的是多年平均温度处于5℃~10℃的区域,热带落叶林年平均NPP相对增加速率最大的是多年平均温度处于5℃~10℃的区域,温带常绿针叶林年平均NPP相对增加速率最大的是多年平均温度处于10℃~15℃的区域,温带落叶林年平均NPP相对增加速率最大的是多年平均温度处于0℃~5℃的区域,北方常绿林年平均NPP相对增加速率最大的是多年平均温度处于-10℃~0℃的区域,混交林年平均NPP相对增加速率最大的是多年平均温度处于0℃~5℃的区域,热带稀树草原年平均NPP相对增加速率最大的是多年平均温度处于0℃~5℃的区域,草地年平均NPP相对增加速率最大的是多年平均温度处于15℃~20℃的区域,密灌丛年平均NPP相对增加速率最大的是多年平均温度处于5℃~10℃的区域,苔原年平均NPP相对增加速率最大的是多年平均温度处于-10℃~0℃的区域。 (2)东部南北样带植被NPP变化与气候变化关系 1957~2006年中国东部南北样带年平均气温、四季平均气温总体上均呈上升趋势,北部地区上升趋势高于南部。50年来,样带最北部和中南部地区降水增多,尤其以中南部降水增加的幅度最大(0~51.39mm/10a),样带中部地区降水呈明显降低的趋势(-30~0mm/10a)。 气候变化对植被NPP年平均值空间分布格局影响上,占整个样带28.14%的区域为温度型,即NPP的时间变异只与年均温度呈显著性相关关系;5.54%的区域为降水型,即NPP时间变异只与年降水量呈显著性相关关系;2.07%的区域为温度、降水型,即与年均温呈显著相关关系,又与年降水量呈显著相关关系;64.25%的区域为复杂型,它与年均温度、年降水量均无显著相关关系,NPP的影响制约因素较多。 东部南北样带植被NPP的时间变化趋势主要受温度控制。一年四季温度变化对植被NPP时间变化趋势影响较大,其中春季、夏季平均温度与植被NPP时间变化趋势都呈显著相关关系,而秋季、冬季未达到显著关系。一年四季平均降水量对植被NPP时间变化趋势的影响较小,都未达到显著相关关系。 (3)不同气候变化情景下植被NPP格局变化的预测 到本世纪末,四种未来气候变化情景中,CGCM3_SresA2气候情景时NSTEC植被年NPP平均值最大,达到1.64Gt C,其次是CGCM3_SresB1气候情景,为1.62 Gt C,最低的是HadCM3_HC3GG气候情景,为1.55 Gt C。 四种未来气候变化情景下,东部南北样带植被NPP都呈现显著的增加趋势,但CGCM3_SresA2情景时,表现出最高的增加量,达到0.0006Gt C/Yr,增长最慢的是HadCM3_HC3GG情景,为0.0001Gt C/Yr。
【学位授予单位】:中国林业科学研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:Q948

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 郭丽娟;国庆喜;;IBIS模拟集水区尺度的东北东部森林净初级生产力[J];北京林业大学学报;2013年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 韩芳;气候变化对内蒙古荒漠草原生态系统的影响[D];内蒙古大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 邹婧;江苏省沿海地区净初级生产力时空分异格局及驱动因子研究[D];南京师范大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何勇;董文杰;郭晓寅;季劲钧;;1971—2000年中国陆地植被净初级生产力的模拟[J];冰川冻土;2007年02期
2 朴世龙,方精云,郭庆华;1982—1999年我国植被净第一性生产力及其时空变化[J];北京大学学报(自然科学版);2001年04期
3 常顺利,杨洪晓,葛剑平;净生态系统生产力研究进展与问题[J];北京师范大学学报(自然科学版);2005年05期
4 阎洪;薄板光顺样条插值与中国气候空间模拟[J];地理科学;2004年02期
5 陶波,李克让,邵雪梅,曹明奎;中国陆地净初级生产力时空特征模拟[J];地理学报;2003年03期
6 高志强,刘纪远,曹明奎,李克让,陶波;土地利用和气候变化对区域净初级生产力的影响[J];地理学报;2004年04期
7 高志强,刘纪远,曹明奎,李克让,陶波;土地利用和气候变化对农牧过渡区生态系统生产力和碳循环的影响[J];中国科学(D辑:地球科学);2004年10期
8 陶波;曹明奎;李克让;顾峰雪;季劲钧;黄玫;张雷明;;1981~2000年中国陆地净生态系统生产力空间格局及其变化[J];中国科学.D辑:地球科学;2006年12期
9 季劲钧;黄玫;李克让;;21世纪中国陆地生态系统与大气碳交换的预测研究[J];中国科学(D辑:地球科学);2008年02期
10 朱志辉;;自然植被净第一性生产力估计模型[J];科学通报;1993年15期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李慧;福建省森林生态系统NPP和NEP时空模拟研究[D];福建师范大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 勾青梅;;中国东部沼泽土壤的地带性差异与相似性比较[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年21期
2 周长海;皖东马尾松纯林更新改造技术研究[J];安徽农业科学;2005年06期
3 张国武;阙龙善;曾满生;袁贵明;杜天真;;主伐迹地不同清山方式对杉木生长的研究[J];安徽农业科学;2007年11期
4 洪霞;余卫东;;商丘市植被净第一性生产力对气候变化的响应[J];安徽农业科学;2007年14期
5 焦彩霞;郑光辉;孙东敏;;陕西省植被净第一性生产力时空变化研究[J];安徽农业科学;2008年22期
6 徐丽丽;朱德海;张晓东;杨建宇;汪维莉;;基于SuperMap Objects的玉米县域种植环境信息分析及应用[J];安徽农业科学;2008年24期
7 朱学群;刘音;顾凯平;;陆地生态系统碳循环研究回顾与展望[J];安徽农业科学;2008年24期
8 穆大刚;付翔;许华林;;5种红树植物光合产量模型研究[J];安徽农业科学;2008年35期
9 张晴;李力;;我国净生态系统碳交换量(NEE)的时空变化特征研究[J];安徽农业科学;2009年07期
10 丁明军;郑林;李晓峰;;气候变化背景下鄱阳湖地区植被覆盖及生产力变化研究[J];安徽农业科学;2009年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 钱永兰;吕厚荃;张艳红;;基于ANUSPLIN软件的逐日气象要素插值方法应用与评估[A];2012北京气象学会中青年优秀论文评选论文集[C];2012年
2 孟静静;刘静宇;黄少鹏;;土壤碳汇能力衰退的生物炭修复[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
3 包刚;包玉海;阿拉腾图雅;郭利彪;;用MODIS数据和CASA模型估算近五年内蒙古植被净初级生产力[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
4 周环;宫辉力;李小娟;张有全;李昂晟;陈蓓蓓;;合成孔径雷达(SAR)在湿地中的应用综述[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
5 高旺盛;;北方农牧交错带农业系统生产力研究方法分析[A];中国作物学会2005年学术年会论文集[C];2005年
6 ;Modeling the relations between riverine DIC and environmental factors in the lower Xijiang of the Pearl River,China[A];中国科学院地质与地球物理研究所2008学术论文汇编[C];2009年
7 于飞;谷晓平;罗宇翔;熊华;;贵州省气象灾害综合风险分析及农业生态安全评价[A];贵州省气象学会2008年学术年会论文集[C];2008年
8 禹金彪;胡蝶;罗熊;陈勇;;江西吉安至莲花高速公路建成前后景观生态变化分析[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第三卷)[C];2009年
9 许田;;生态服务价值在土地利用规划环境影响评价中的应用及方法研究[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2010年
10 ;Comparative Analysis of Photosynthesis of Three Stipa Species Based on A Photosynthesis Model[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference(CCDC)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李瑛;延迟荧光信息处理技术在植物光合及逆境生理检测中的应用[D];大连海事大学;2010年
2 谭映宇;海洋资源、生态和环境承载力研究及其在渤海湾的应用[D];中国海洋大学;2010年
3 林志成;冀西滇西等地中新生代陆生植物与古大气CO_2浓度重建[D];兰州大学;2010年
4 侯钰荣;伊犁绢蒿生理生态适应性的研究[D];新疆农业大学;2010年
5 钱一武;北京市门头沟区生态修复综合效益价值评估研究[D];北京林业大学;2011年
6 吴金友;辽宁省森林植被碳储量动态仿真模型研究[D];北京林业大学;2011年
7 赖力;中国土地利用的碳排放效应研究[D];南京大学;2010年
8 石军南;亚热带森林植被生物量与碳贮量特征[D];中南林业科技大学;2010年
9 戴兴安;长沙市湿地生态服务功能评估研究[D];中南林业科技大学;2010年
10 文仕知;桤木人工林生态系统结构及功能过程[D];中南林业科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韦居恒;武汉市城市湖泊湿地生态承载力分析研究[D];华中农业大学;2010年
2 魏合义;三峡库区森林生态承载力的区域分异研究[D];华中农业大学;2010年
3 鹿业涛;左江流域植物气候生产力遥感监测方法研究[D];广西师范学院;2010年
4 田慎重;耕作方式及其转变对麦玉两熟农田土壤CH_4、N_2O排放和固碳能力的影响[D];山东农业大学;2010年
5 兰乾;琅琊山落叶阔叶林更新特点及其特有树种光合特性研究[D];安徽农业大学;2010年
6 汪永文;枞阳马尾松混交林林下植被生物量及植物多样性研究[D];安徽农业大学;2010年
7 冯慧慧;基于作物模型和GIS的县域水稻产量动态预测技术研究[D];安徽农业大学;2010年
8 赵晶晶;基于生态足迹分析的快速城市化地区生态安全研究—以浙江省义乌市为例[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 段金辉;加工番茄番茄红素快速检测、积累特性模型及其肥料效应研究[D];甘肃农业大学;2010年
10 陈喜;矮生杉木解剖构造及CCR和CesA1基因克隆的研究[D];浙江农林大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑有飞;陈彬彬;赵国强;陈怀亮;吴荣军;;气候变化对植物春季物候影响分析及模拟——以河南郑州为例[J];安徽农业科学;2007年16期
2 孙特生;李波;张新时;;皇甫川流域生态系统生产力时空特征分析[J];安徽农业科学;2011年31期
3 贾庆堂;龚斌;张林波;张义文;孙德泉;;基于NPP模型的西藏工布地区固碳释氧能力分析[J];安徽农业科学;2012年01期
4 沈永平;;IPCC WGI第四次评估报告关于全球气候变化的科学要点[J];冰川冻土;2007年01期
5 李霞;李晓兵;王宏;喻锋;余弘婧;杨华;;气候变化对中国北方温带草原植被的影响[J];北京师范大学学报(自然科学版);2006年06期
6 牛建明;气候变化对内蒙古草原分布和生产力影响的预测研究[J];草地学报;2001年04期
7 吕新苗;郑度;;气候变化对长江源地区高寒草甸生态系统的影响[J];长江流域资源与环境;2006年05期
8 王长庭,龙瑞军,丁路明,来德珍,李有福;草地生态系统中物种多样性、群落稳定性和生态系统功能的关系[J];草业科学;2005年06期
9 姚玉璧;邓振镛;尹东;王润元;张秀云;;黄河首曲流域草地生态与自然环境退化成因及对策研究[J];草业科学;2007年12期
10 李镇清,刘振国,陈佐忠,杨宗贵;中国典型草原区气候变化及其对生产力的影响[J];草业学报;2003年01期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 张庆;内蒙古短花针茅草原生物多样性格局及环境解释[D];内蒙古大学;2011年
2 李东;基于CENTURY模型的高寒草甸土壤有机碳动态模拟研究[D];南京农业大学;2011年
3 李慧;福建省森林生态系统NPP和NEP时空模拟研究[D];福建师范大学;2008年
4 珊丹;控制性增温和施氮对荒漠草原植物群落和土壤的影响[D];内蒙古农业大学;2008年
5 叶建圣;青藏高原植被净初级生产力对气候变化的响应[D];兰州大学;2010年
6 张美玲;基于草原综合顺序分类系统改进CASA模型及其在中国草地NPP估算中的应用[D];甘肃农业大学;2012年
7 张存厚;内蒙古草原地上净初级生产力对气候变化响应的模拟[D];内蒙古农业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王琪;黑龙江省植被净第一性生产力的估算及空间特征分析[D];东北林业大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高学杰,赵宗慈,丁一汇;区域气候模式对温室效应引起的中国西北地区气候变化的数值模拟[J];冰川冻土;2003年02期
2 郭晓寅;何勇;沈永平;冯丁;;基于MODIS资料的2000—2004年江河源区陆地植被净初级生产力分析[J];冰川冻土;2006年04期
3 朴世龙,方精云,郭庆华;1982—1999年我国植被净第一性生产力及其时空变化[J];北京大学学报(自然科学版);2001年04期
4 贺庆棠,A.Baumgartner;中国植物的可能生产力农业和林业的气候产量[J];北京林业大学学报;1986年02期
5 杨洪晓,吴波,张金屯,林德荣,常顺利;森林生态系统的固碳功能和碳储量研究进展[J];北京师范大学学报(自然科学版);2005年02期
6 常顺利,杨洪晓,葛剑平;净生态系统生产力研究进展与问题[J];北京师范大学学报(自然科学版);2005年05期
7 杨玉盛,叶德生,俞新妥,陈光水;不同栽杉代数林分生物量的研究[J];东北林业大学学报;1999年04期
8 杨少红;高人;陈光水;张任好;;不同栽杉代数杉木林C库与C吸存[J];东北林业大学学报;2006年04期
9 王维芳;王琪;李国春;孙龙;;基于气象模型的黑龙江省植被净第一性生产力[J];东北林业大学学报;2009年04期
10 董文娟,齐晔,李惠民,周大杰;植被生产力的空间分布研究——以黄河小花间卢氏以上流域为例[J];地理与地理信息科学;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 左洪超;吴晓鸣;吕世华;胡隐樵;;中国近50年气温及降水量的变化趋势分析[A];新世纪气象科技创新与大气科学发展——中国气象学会2003年年会“气候系统与气候变化”分会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 赵敏;中国主要森林生态系统碳储量和碳收支评估[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2004年
2 苏宏新;全球气候变化条件下新疆天山云杉林生长的分析与模拟[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2005年
3 罗天祥;中国主要森林类型生物生产力格局及其数学模型[D];中国科学院研究生院(国家计划委员会自然资源综合考察委员会);1996年
4 周本智;基于小观察窗技术的竹林地下系统动态研究[D];中国林业科学研究院;2006年
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1 王义祥;福建省主要森林类型碳库与杉木林碳吸存[D];福建农林大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 刘曦;国庆喜;刘经伟;;东北东部森林土壤呼吸空间分布格局的模拟[J];东北林业大学学报;2010年12期
2 高永年;张万昌;;IBIS改进及其多尺度流域分布式生态水文模拟[J];自然资源学报;2009年10期
3 罗刊;王铜;李琴;;微变形远程监测技术及应用[J];地理空间信息;2009年03期
4 袁洁,闫达远,纪巍;多通道目标跟踪图像采样系统的自动调光设计[J];光学技术;2003年05期
5 王艳姣,邓自旺,王耀庭,宋德众;基于BP和Elman神经网络的福建省汛期旱涝预测模型[J];南京气象学院学报;2004年06期
6 蔡煜东,陈德辉,姚林声,汪礼祁;白鹇距长与年龄关系的人工神经网络模型[J];生物数学学报;1994年04期
7 谭俊峰,张朋柱,黄丽宁;综合集成研讨厅中的研讨信息组织模型[J];系统工程理论与实践;2005年01期
8 邓自立,高媛,王好谦;基于Kalman滤波的统一的Wiener状态滤波器[J];控制理论与应用;2004年06期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 李欣海;李典谟;;朱鹮空间动态的种群生存力分析模型IBIS的建立[A];生物多样性与人类未来——第二届全国生物多样性保护与持续利用研讨会论文集[C];1996年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 黄梦 编译;营销模式花样翻新 方案商各显神通[N];电脑商报;2003年
2 ;给公共汽车一个聪明的大脑[N];中国计算机报;2003年
3 本报记者 张艳蕊;公共交通呼唤智能化[N];中国企业报;2003年
4 本报特约撰稿人 陆志城;瑞宁德真的实至名归?[N];医药经济报;2003年
5 ;智能小区综合管理系统IDMS-2000[N];中华建筑报;2000年
6 子木;看网达集团 窥网络安全[N];网络世界;2000年
7 文雪梅;国际酒店巨头抢滩中国市场[N];中华工商时报;2005年
8 行健;网达集团成为中国区最大的互联网解决方案提供商[N];国际商报;2000年
9 张润钢;饭店业需要“优生优育”(下)[N];中国旅游报;2004年
10 ;雅高:办酒店为何“尊卑”不分[N];经济日报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 刘曦;运用IBIS模型估测东北东部森林生态系统碳动态的模拟[D];东北林业大学;2011年
2 王磊;基于IBIS模型模拟的中国东部南北样带植被NPP动态变化研究[D];中国林业科学研究院;2010年
3 张臻;时空异质条件下的大气CO_2施肥效应对全球碳水循环影响的模拟研究[D];南京大学;2013年
4 贺书云;心肌反应性与放电节律动力学状态的关系[D];中国人民解放军第四军医大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘伟;基于FDTD法与IBIS模型的信号完整性分析[D];华南理工大学;2010年
2 周勇;基于IBIS模型修正软件的研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 张帆;基于信号完整性分析的高速PCB仿真与设计[D];解放军信息工程大学;2006年
4 胡海欣;高速PCB板级信号完整性问题研究[D];国防科学技术大学;2004年
5 康辉;IBIS模型的重构方法研究[D];西安电子科技大学;2012年
6 刘烨铭;高速多板系统信号完整性建模与仿真技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
7 李辉;TD-LTE基带芯片验证系统信号完整性研究[D];南京理工大学;2013年
8 赵爽;基于CST软件的PCB板电磁兼容仿真技术研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
9 杨功立;基于“龙芯”CPU的高性能安全服务器主板的设计与研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
10 付兆静;基于Hyperlynx的PCB板信号完整性分析[D];哈尔滨工程大学;2013年
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