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江西省陆地植被净初级生产力及其对降水和气温的响应研究

叶辉  
【摘要】:植被净初级生产力是陆地生态系统中物质循环和能量流动研究的重要环节,是全球碳循环研究中最重要的组成部分,同时也是全球变化科学研究的核心科学问题。陆地生态系统净初级生产力的模拟,是研究区域尺度净初级生产力、估算碳通量与气候的相互响应以及预测生态环境变化趋势的重要手段。本文以光能利用率的理论为基础,构建了GLOPEM-CEVSA净初级生产力模型,从区域的角度分析了江西省2000-2008年陆地生态系统净初级生产力的时空分布格局。利用插值得到的气象数据、遥感数据(GIMMS NDVI)、DEM等数据,分析了江西省地区陆地植被指数与生产力变化趋势及与气候之间的关系。 模拟结果与MODIS NPP产品数据及地面实测样点数据进行比较发现具有很好的一致性,表明GLOPEM-CEVSA模型在江西省地区具有一定的适用性。模拟结果表明:2000-2008年江西省植被平均NPP为817.56g C·m-2·a-1,NPP的总体分布趋势为自东向西呈递减趋势。其中江西省东部的玉山、婺源、德兴等地生态系统NPP明显高于其他地区,一般在1200-1500g C·m-2·a-1之间。 利用GLOPEM-CEVSA模型模拟得到的江西省地区NPP数据及通过插值得到的该区域降水、年均温数据,研究了不同植被类型的NPP、PUE,及其与降水、年均温的关系,并一步分析了不同气候梯度下NPP和PUE的变化规律。结果表明: 在空间尺度上,NPP随年均降水增加并无明显增加,NPP受温度的影响更加明显,与年均温呈单峰曲线变化,温度在9-16℃的地区NPP随着温度增加而增加,温度在16-21℃地区,NPP随温度的下降而下降; 江西省土地利用变化使水田和旱地NPP总量分别增加了2109.72Tg、503.54Tg,贡献率分别为62.95%、76.00%,使林地NPP总量减少了5982.87Tg,贡献率为65.28%。在土地没有发生变化的区域,气候变化导致水田和旱地NPP总量分别增加了1010.41Tg、137.64Tg,贡献率分别为0.15%、20.77%,致使林地NPP总量减少了2857.20Tg,贡献率为31.18%。土地利用变化对三种主要植被类型NPP的影响大于气候变化对三种主要植被类型NPP的影响; 不同植被类型的PUE有较大差异,各植被类型PUE中,林地水田草地旱地湿地; GLOPEM-CEVSA模型进一步发展需要考虑输入数据以及模型参数的不确定性,定量分析模型对参数的敏感性。


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