青藏高原植被净初级生产力及其对气候变化的响应

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青藏高原1981_2000年植被净初级生产力对气候变化的响应

第13卷第5期2008年9月气候与环境研究Climatic and Environmental Research Vol 113　No 15Sep 12008收稿日期　2007208217收到,2008208206收到修定稿资助项目　国家重点基础研究发展规划项目2005CB422006、中国科学院知识创新工程重要方向项目KZCX22YW 2219和中国科学院地理科学与资源研究所创新三期领域前沿项目066U0607SZ作者简介　黄玫,女,1968年出生,博士,副研究员。

从事气候变化与陆地生态系统碳循环模拟研究。

E 2mail :huangm @igsnrr 1ac 1cn青藏高原1981～2000年植被净初级生产力对气候变化的响应黄　玫1　季劲钧1,2　彭莉莉11　中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京　1001012　中国科学院大气物理研究所北京　100029摘　要基于分辨率为011°×011°的植被、土壤和气象数据,利用大气-植被相互作用模型(AV IM2)模拟研究了青藏高原1981～2000年植被净初级生产力(N PP )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,N PP 总量呈现上升趋势。

灌木和森林N PP 总量分别以每年1114%和0188%的速度增加,均达到统计上的显著性水平。

草地N PP 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01058℃・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N PP 总量呈上升趋势。

关键词青藏高原　AVIM2模型　净初级生产力　气候变化文章编号　100629585(2008)0520608209 Q148 文献标识码　AThe R esponse of V egetation N et Prim ary Productivity to C lim ate Ch ange during 1981-2000in the Tibetan PlateauHUAN G Mei 1,J I Jin 2J un 1,2,and PEN G Li 2Li 11　S y nthesis Research Center ,Chinese Ecosystem Research N etw ork ,I nstitute of Geog rap hic Sciences andN atural Resources Research ,Chinese A cadem y of Sciences ,B ei j ing 1001012　I nstitute of A tmos pheric Physics ,Chinese A cadem y of Sciences ,B ei j ing 100029Abstract Based on the 011°×011°resolution map of vegetation type ,soil texture and meteorological data ,the at 2mosphere -vegetation interaction model (AV IM2)was used to simulate the response of net primary productivity (NPP )to climate change in the Tibetan Plateau.The results show that the vegetation N PP increased during the past 20years in the Tibetan Plateau owe to the combination effects of the temperature and precipitation change.The changes of annual mean temperature and annual precipitation were positively correlated with the change of N PP dur 2ing the last 20years.The influence of precipitation change to forests and grassland N PP were higher than that of temperature ,whereas the effects of precipitation to shrubs were lower than that of temperature.The total N PP for shrub and forest increased 1114%and 0188%per year ,individually.There increasing trend reach the statistically significant level.The increasing trend for grassland NPP was gentler than that for forests and shrubs.On the whole5期No15黄　玫等:青藏高原1981～2000年植被净初级生产力对气候变化的响应HUAN G Mei,et al.The Response of Vegetation Net Primary Productivity to Climate Change during…study region,the average annual mean temperature increased01058℃per year,annual precipitation increased and the total vegetation N PP increased during1981—2000.K ey w ords Tibetan Plateau,AV IM2,net primary productivity,climate change1　引言青藏高原是世界上最高的独立地貌单元,平均高度在4000m以上,有“世界屋脊”和世界“第三极”之称,其独特的自然地理特征影响着欧亚大陆的大气环流和生态系统分布,其地表过程变化不仅会引起亚洲大气环流的重大变化,而且还会对北半球甚至全球大气环流产生重大影响[1]。

青藏高原植被净初级生产力及其对气候变化的响应

青藏高原植被净初级生产力及其对气候变化的响应作者：德吉央宗鲁旭阳来源：《绿色科技》2013年第10期摘要：论述了青藏高原植被净初级生产力（NPP）的空间分布和时间变化动态，以及NPP 与气候因子的关系和对未来气候变化的响应。

总结出了以下结论：①青藏高原年均NPP为0.3 Pg Ca-1，由东南向西北逐渐递减，与该地区的水热条件和植被类型的地带性分异规律一致；②近年来，青藏高原的植被生产力在波动中呈上升趋势，年增加速率约为0.7%；③温度是影响青藏高原生物生长的主导因子，青藏高原净初级生产力随着气温和降水的增加而增加；④未来气候变化影响青藏高原植被NPP，在IPCC预测的B1、A1B和A2气候变化情景下，青藏高原的NPP均呈增加的趋势。

关键词：青藏高原；净初级生产力；气候变化中图分类号：Q948文献标识码：A文章编号：16749944（2013）100004031引言青藏高原是世界上最高的独立地貌单元，平均高度在4000 m以上，有“世界屋脊”和世界“第三极”之称，其独特的高海拔、空气稀薄、强太阳辐射等自然地理特征影响着欧亚大陆的大气环流和生态系统分布，其地表过程变化不仅会引起亚洲大气环流的重大变化，而且还会对北半球甚至全球大气环流产生重大影响[1]。

青藏高原对全球变化的反映强烈，是气候变化的敏感区。

过去50年青藏高原气候发生了很大变化，地表温度增加了大约1.8 °C，年增温速率（0.036 °C/年）远高于全球的平均水平（0.013 °C/年）；温度的增加进一步引起降水空间格局的变化，甚至造成局部强降水次数的增加[2]。

这种气候的波动会对青藏高原生态系统产生强烈影响，导致高原生态系统的格局、过程与功能发生改变。

植被净初级生产力（Net Primary Productivity， NPP）指绿色植物在单位时间和单位面积上所积累的有机干物质总量，它不仅是表征植物活动的重要变量，而且是判定生态系统碳汇和调节生态过程的主要因子[3]。

高原生态系统对气候变化的响应研究

高原生态系统对气候变化的响应研究高原生态系统是举世闻名的一个生态系统，其特殊的地理环境和气候条件造就了其独特的生态景观。

然而，随着全球气候变化的加剧，高原生态系统也受到了前所未有的挑战。

因此，对高原生态系统对气候变化的响应进行研究意义重大。

高原生态系统对气候变化的响应可以从多个角度进行探究，如植被覆盖度、植物物候、气候变异、土壤水肥状况等方面。

下面将分别就这些方面展开论述。

首先，植被覆盖度对高原生态系统对气候变化的响应起着至关重要的作用。

高原生态系统的植被覆盖主要由草原、荒漠、湿地和森林组成，不同类型的植被对气候变化的响应也有所不同。

研究表明，随着全球气候变暖，高原地区的温度也会上升，草原的植被覆盖度呈现逐渐减少的趋势，同时沙漠化和草原退化现象也更加明显。

而在湿地和森林地区，由于气候变暖和降水增多，植被覆盖度反而得到了提高。

因此，在未来的气候变化背景下，应采取措施，加强对干旱和沙漠化地区的生态防护和恢复，保护湿地和森林生态系统的持续稳定。

其次，植物物候也是高原生态系统对气候变化的一项重要响应特征。

物候期的变化对植物的生长和生殖有着深远的影响，同时也直接影响着整个生态系统的平衡。

研究表明，在全球气候变暖趋势下，高原地区的植物物候期也在不断发生变化，如茶树提前开花、森林树木萌芽期提前等，还有些植物的生长期甚至将会被消失。

因此，应加强对植物物候期变化的监测，以评估植物对气候变化响应的差异和趋势，以寻求相关的适应措施。

第三，气候变异也是高原生态系统对气候变化的重要响应之一。

全球变暖将导致高原气候变异加剧，如各种自然灾害频发，如洪水、干旱、暴雨等，这会直接影响着高原地区的生态系统。

同时，也会促进一些生物种群的迁移，甚至种群的灭绝。

因此，在全球气候变化的大背景下，应加强对高原气候变异趋势的研究，预测未来气候变异的形式和趋势，以及如何应对和适应。

最后，土壤水肥状况也是高原生态系统对气候变化的响应指标之一。

由于气候变化的加剧，土壤中的水和养分含量会发生变化，会导致植物生长条件发生改变，影响生态系统的平衡。

“青藏高原”资料汇整

“青藏高原”资料汇整目录一、青藏高原的形成与隆升二、青藏高原高寒灌丛草甸和草原化草甸CO2通量动态及其限制因子三、青藏高原沙漠化土地空间分布及区划四、—青藏高原植被净初级生产力时空变化及其气候驱动作用五、青藏高原构造结构特点新重力异常成果的启示六、青藏高原的构造演化七、青藏高原东缘中生代若尔盖古高原的发现及其地质意义八、青藏高原东北缘若尔盖盆地晚新近纪地质及其环境演化九、冈底斯地壳碰撞前增厚及隆升的地质证据岛弧拼贴对青藏高原隆升及扩展历史的制约青藏高原的形成与隆升青藏高原，被誉为“世界屋脊”，是亚洲大陆的“巨型山脉带”。

它拥有着独特的地理环境、丰富的自然资源，以及独特的文化传统。

然而，青藏高原的形成并非一蹴而就，而是经历了漫长而复杂的地质演变过程。

本文将深入探讨青藏高原的形成与隆升。

青藏高原的形成可以追溯到约4000万年前的始新世。

当时，印度板块与欧亚板块开始相互碰撞，引发了大规模的地壳运动和火山活动。

随着时间的推移，印度板块不断向北挤压，使得青藏高原逐渐抬升。

这一过程持续了数千万年，形成了现今我们所见的高原面貌。

在青藏高原的形成过程中，板块运动的机制和力量起到了至关重要的作用。

科学家们通过研究地壳运动、地层构造、岩石成分等多种手段，揭示了青藏高原的隆升过程和机制。

他们发现，青藏高原的隆升主要是由于印度板块与欧亚板块的相互挤压所致，这种挤压力量造成了地壳的抬升和变形。

除了板块运动外，青藏高原的形成还受到了其他因素的影响。

例如，青藏高原的地壳厚度、地壳内部的热流动、以及地壳下方的岩石性质等都对其隆升过程产生了重要影响。

这些因素相互作用，共同决定了青藏高原的形态和高度。

值得一提的是，青藏高原的隆升不仅对中国的地理环境产生了深远的影响，也对全球气候和生态系统产生了重要的影响。

随着青藏高原的隆升，大量冰川和积雪形成，对中国及周边地区的水资源产生了重要影响。

青藏高原的隆升也改变了全球的气候格局，影响了亚洲季风的形成和流动。

青藏高原植被覆盖变化及气候驱动因子分析

青藏高原植被覆盖变化及气候驱动因子分析作者：薛宇轩卢宏玮来源：《湖北农业科学》2020年第15期摘要：利用青藏高原2001—2015年的MODIS归一化植被数据集、地表温度数据集和317个气象站的气温、降水量数据，分析了归一化植被指数（NDVI）与气温、降水量及地温的相关性，讨论了3种气候因子的联合驱动机制。

结果表明，青藏高原植被覆盖呈由东向西、自南向北的递减状态，且总体上呈波动增长趋势;青藏高原植被覆盖与降水量、气温及地温均呈正相关，与气温相关性最强;青藏高原植被增长的首要驱动因子是热量，且降水量與热量对植被生长的驱动作用呈互补性。

关键词：归一化植被指数;气候驱动因子;气温;地温;降水量;青藏高原中图分类号：TP79;Q948.15+6 ; ; ; ; 文献标识码：A文章编号：0439-8114（2020）15-0044-05Abstract： MODIS product （NDVI and land surface temperature） and meteorological data （precipitation and temperature） from 317 stations of the Qinghai-Tibet plateau from 2001 to 2015 were used to study the correlation coefficient between NDVI and temperature， precipitation and land surface temperature， and the combined driving mechanism of three climatic factors was discussed. The results indicated that the vegetation decreased from east to west and from south to north， and the vegetation growth trend was positive on the Qinghai-Tibet plateau. The vegetation was positively correlated with precipitation， temperature and ground temperature. The vegetation had the highest correlation coefficient with temperature on the Qinghai-Tibet plateau. The primary driving factor for vegetation growth is heat. Precipitation and heat play a complementary role in the growth of vegetation on the Qinghai-Tibet plateau.Key words：NDVI; climate driving factor; temperature; land surface temperature; precipitation; Qinghai-Tibet plateau青藏高原西起帕米尔高原，东至横断山脉，南自喜马拉雅山脉南缘，北迄昆仑山—祁连山北侧，面积257万km2，占中国陆地总面积的26.8%[1]。

青藏高原生态系统变化及其对气候变化的响应

青藏高原生态系统变化及其对气候变化的响应随着全球气候变化的加剧，青藏高原作为全球屋脊，其生态系统也面临着日益加剧的变化。

本文将从植被、冰川和水资源三个方面来探讨青藏高原生态系统的变化，并分析其对气候变化的响应。

一、植被变化青藏高原作为世界上最大的高原，其植被覆盖范围广泛，包括高山草原、沼泽和森林等。

然而，近年来，高原地区的植被变化日益明显。

研究表明，青藏高原植被覆盖率呈现出逐渐下降的趋势。

这主要是由于气候变暖导致的降雨量减少和蒸发增加，造成了水分不足的问题。

同时，高温和干旱的环境条件也限制了植被的生长和繁殖。

植被变化对气候变化有着深远影响。

首先，植被能够吸收大量的二氧化碳，减少温室气体的排放，从而缓解全球气候变暖的问题。

其次，植被还能够保持水源地的稳定性，减少水土流失和水灾的发生。

因此，保护青藏高原的植被资源对于缓解气候变化具有重要意义。

二、冰川变化青藏高原以其丰富的冰川资源而闻名于世。

然而，随着全球气候的变暖，高原地区的冰川也面临着不可逆转的变化。

研究显示，近年来青藏高原的冰川面积持续减少。

这主要是由于气温升高导致冰川融化加剧以及降水量的减少。

冰川的变化对气候系统有着重要影响。

首先，冰川的融化释放出大量的淡水，进入海洋后会造成海平面上升，威胁到沿海地区的居民和生态系统。

其次，冰川的减少影响到了高原地区的水资源供应。

很多河流的水源来自青藏高原的冰川融水，当冰川减少时，这些河流的供水能力也会受到影响。

三、水资源变化青藏高原是亚洲最大的水源地之一，对于整个区域的水资源供应起着重要作用。

然而，随着气候变暖和人口增加，高原地区的水资源也面临严重威胁。

研究发现，近年来青藏高原的内陆湖泊数量减少，河流流量减少，地下水位下降等现象逐渐显现。

水资源变化对于青藏高原地区的生态系统和人类社会产生了重大影响。

由于水资源的减少，农业灌溉和家庭用水受到了限制，导致农作物减产和生活水源短缺。

同时，水资源的变化也扰乱了湿地生态系统，导致湖泊干涸和水生物的减少。

青藏高原1981-2000年植被净初级生产力对气候变化的响应

ＴｅＲｅｌｈｓｍｍｅｏｇｔｔｏｔＰｒｍａｙＰｒｄｃｉｉｙｔｉｔｆＶｅｅａｉｎＮｅｉｒｏｕｔｖｔｏＣｌｍａｅＣｈｎｅｄｒｎ９１２０ｎｔｅＴｉｅａＰｌｔａａｇｕｉｇ１８－００ｉｈｂｔｎａｅｕ
Ａｂｔａｔｓｒｃ
Ｂａｅｎｔｅ０１ × ０１ｒｓｌｔｎｍａｆｅｅａｉｎｔｐ，ｓｉｔｘｕｅａｄｍｅｅｒｌｇｃｌａａｈｔｓｄｏｈ．。．。ｅｏｕｉｐｏｇｔｔｙｅｏｌｅｔｒｎｔｏｏｏｉａｔ．ｔｅａ — ｏｖｏｄ
ｃａｇｓｏｎｕｌｅｎｔｍｐｒｔｒｎｎｕｌｒｃｐｔｔｎｗｅｅｐｓｔｅｙｃｒｅａｅｔｈｈｎｅｏＰｄｒｈｎｅｆａｎａａｅｅａｕｅａｄａｎａｐｅｉｉｉｒｏｉｉｌｏｒｌｔｄｗｉｔｅｃａｇｆＮＰｕ — ｍａｏｖｈ
ｉｇｔｅｌｓＯｙａｓｎｈａｔｅｒ．ＴｈｎｌｅｃｆｐｅｉｉａｉｎｃａｇｏｆｒｓｓａｄｇａｓａｄＮＰｒｉｈｒｔａｈｔｏ２ｅｉｆｎｅｏｒｃｐｔｔｈｎｅｔｏｅｔｎｒｓｌｎＰｗｅｅｈｇｅｈｎｔａｆｕｏｔｍｐｒｔｒ，ｗｈｒａｈｆｅｔｆｐｅｉｉｔｎｔｈｕｓｗｅｅ１ｗｅｈｎｔａｆｔｍｐｒｔｒ．ＴｈｏａｅｅａｕｅｅｅｓｔｅｅｆｃｓｏｒｃｐｔｉｏｓｒｂｒｏｒｔａｈｔｅｅａｕｅａｏｏｅｔｔｌＮＰＰｆｒｏ

青藏高原高寒草地地上净初级生产力和氮磷计量特征的年际动态及其在畜牧业中的意义

青藏高原高寒草地地上净初级生产力和氮磷计量特征的年际动态及其在畜牧业中的意义青藏高原是我国重要的高寒草地区域，其地上净初级生产力和氮磷计量特征的年际动态对于畜牧业的发展具有重要意义。

首先，青藏高原的地上净初级生产力年际动态对畜牧业的生产力有直接影响。

地上净初级生产力是指植物在光合作用过程中吸收的太阳能转化为植物体内有机物的速率。

研究发现，青藏高原高寒草地的地上净初级生产力年际变化较大，受气候因素的影响较为明显。

年际变化的原因包括气温、降水量和光照等。

畜牧业作为青藏高原的重要经济产业，其发展与草地的生产力密切相关。

因此，了解和预测地上净初级生产力的年际动态，可以为畜牧业的管理和规划提供科学依据。

其次，地上净初级生产力的氮磷计量特征对畜牧业的养殖管理具有指导意义。

氮和磷是植物生长中的重要营养元素，对于草地的生产力和质量有着重要影响。

青藏高原高寒草地的土壤氮磷含量通常较低，而且在不同年份之间存在差异。

研究发现，青藏高原高寒草地的地上净初级生产力与土壤氮磷含量之间存在一定的关系。

了解地上净初级生产力和氮磷计量特征的年际动态，可以帮助畜牧业合理调控草地的养分供应，提高草地的生产力和质量。

最后，探究青藏高原高寒草地地上净初级生产力和氮磷计量特征的年际动态，还可以为环境保护和可持续发展提供参考。

青藏高原是全球生态系统的重要组成部分，其草地生态系统的健康与可持续发展对于维护区域生态安全和全球气候平衡至关重要。

通过研究地上净初级生产力和氮磷计量特征的年际动态，可以了解草地生态系统的健康状况，及时采取措施保护和恢复草地资源。

综上所述，青藏高原高寒草地地上净初级生产力和氮磷计量特征的年际动态对畜牧业的发展具有重要意义。

深入研究这些动态变化，并将其应用于畜牧业的管理和规划中，可以促进畜牧业的可持续发展，保护和恢复青藏高原的草地资源。

同时，这些研究成果也为环境保护和可持续发展提供了重要的科学依据。

青藏高原生态系统的变化与调控

青藏高原生态系统的变化与调控青藏高原是世界上最大的高原，也是我们国家的宝贵资源。

在青藏高原上的生态系统一直是我们非常关注的问题。

随着全球气候变化的日益加剧，青藏高原的生态系统也在不断发生变化，其中包括植被变化、水文变化、土壤侵蚀等。

如何调控这些变化，保护青藏高原的生态环境，成为了摆在我们面前的一道难题。

一、青藏高原植被变化青藏高原的植被是青藏高原生态系统的重要组成部分，也是青藏高原生态系统最有代表性的现象之一。

随着气候变化，青藏高原的植被正在逐渐发生变化。

研究表明，在过去的几十年里，青藏高原草地覆盖度有所下降，这与全球变暖以及牧草的过度放牧不可避免地有关系。

如何调控青藏高原的植被变化，保护青藏高原的生态环境呢？一方面，可以采取合理放牧、禁止砍伐等一系列措施来减少人为因素对青藏高原生态环境的破坏；另一方面，可以加强人工保护、荒漠化治理等方面的工作，促进青藏高原植被的恢复与发展。

二、青藏高原水文变化随着气候变化和人类活动的影响，青藏高原的水文系统也正在逐渐发生变化。

例如，大量河流的湖泊和冰川相继融化，许多河流的径流量增加，湿地面积减少等等。

这不仅对青藏高原的生态环境造成了严重的影响，也对周边地区的水资源、农业生产等多个方面造成了巨大的影响。

如何调控青藏高原的水文变化是青藏高原生态系统面临的又一难题。

可以采取加强水资源管理、严格控制环境污染、加强水土保持等多种措施，以保护青藏高原的水生态环境。

三、青藏高原土壤侵蚀青藏高原的土壤侵蚀已成为青藏高原生态系统的又一重要问题。

由于青藏高原气候干旱、降雨分布不均等多种因素的影响，土地生产力较低，土壤更易被侵蚀，这直接影响了青藏高原的生态环境。

如何有效地调控青藏高原的土壤侵蚀？一方面，可以加强土地治理、保持土地养分的持久平衡，减少人为活动对土地造成的破坏；另一方面，加强环境保护、污染治理等一系列措施，保护青藏高原的生态环境。

四、总结青藏高原生态系统的变化与调控已经成为我们面对的重大问题。

青藏高原高寒湿地GPP变化特征及对生长季积温的响应

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢａｓｅｄｏｎＣＯ２ｆｌｕｘｅｓｍｅａｓｕｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｄｄｙｃｏｖａｒｉａｎｃｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｗｅａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｇｒｏｓｓｐｒｉｍａｒｙｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ（ＧＰＰ）ａｎｄｇｒｏｗｉｎｇｓｅａｓｏｎｄｅｇｒｅｅｄａｙｓ（ＧＤＤ）ａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｍｅｓｃａｌｅｓｏｖｅｒａｎａｌｐｉｎｅｗｅｔｌａｎｄｉｎｔｈｅ
ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ＧＰＰ；ａｌｐｉｎｅｗｅｔｌａｎｄ；ｇｒｏｗｉｎｇｓｅａｓｏｎｄｅｇｒｅｅｄａｙｓ；ｔｈｅＱｉｎｇｈａｉ⁃ＴｉｂｅｔａｎＰｌａｔｅａｕ
根据ＩＰＣＣ第五次评估报告，由于大气中温室气体浓度的增加，将导致２１００年的全球平均气温升高０．３— ４．８℃ ［１］，“ 温室效应” 将会对陆地生态系统的碳循环过程产生重大影响［２］。全球湿地生态系统的面积虽然只占陆地表面的５％—８％，但其土壤中储存的有机碳却占全球土壤碳库的２５％—３０％。因此，近年来更多的研究聚焦在湿地生态系统在气候变化中的作用［３⁃４］。青藏高原的湿地约占中国湿地总面积的三分之一，其土壤有机碳占中国湿地土壤有机碳的３０％—４０％［５⁃６］。此外，由于海拔较高和气温较低，导致青藏高原高寒生态系统的碳平衡对全球变暖非常敏感［７⁃９］。因此，研究高寒湿地生态系统的碳循环动态，对于有效预测未来全球碳循环对环境变化的响应具有重要参考价值［１０⁃１２］。
国内外对陆地生态系统碳循环方面的研究主要集中在低海拔地区，而对于高海拔地区青藏高原高寒生态系统碳循环方面的研究相对较少；此外，目前对青藏高原高寒生态系统碳平衡的研究主要是短期内的变化动态和影响机制的研究［２１］，而对于较长时间尺度的年际变化动态和响应机制研究相对较少。在高寒地区的研究表明，气候变暖提前了融雪期和植被返青期，延长了生长季长度，并促进高寒生态系统的ＣＯ２同化和植被生产［２２］。近几十年来，青藏高原经历了显著的变暖，但有关高寒湿地生态系统碳平衡的研究相对较少［２３］。同时，永冻层和冰川融化可能在青藏高原上形成更多的湿地，因此气候变暖导致的高寒湿地范围的扩大可能会引起土壤碳储量和区域碳平衡的变化［２４］。此外，研究表明在不同的时间尺度上，气候环境因子可能对碳循环有不同的影响［１１］。在不同时间尺度上分析气候环境因子对碳通量的影响，更能准确的反应其客观的关系。因此，研究在不同时间尺度上分析了２００４年至２０１６年生长季利用涡度协方差（ＥＣ）技术在青藏高原东北部高寒湿地获得的１３年连续通量数据。研究目的是：（１）量化高寒湿地生态系统生长季ＧＰＰ与ＧＤＤ在不同时间尺度上的变化特征；（２）明确不同时间尺度上高寒湿地生态系统生长季的ＧＰＰ对ＧＤＤ的响应。

青藏高原地区草地绿度对物候变化的响应

青藏高原地区草地绿度对物候变化的响应作者：马雪红程恒来源：《南方农业·下旬》2018年第12期摘要采用遥感植被指数数据评估植被绿度最大值、生长季开始时间、生长季结束时间三者与植被绿度年度变率之间的定量关系。

结果表明：青藏高原植被指数的变化趋势呈东部地区增加、西部地区减少，且越往东植被指数增加幅度越大，越往西减少幅度越大，整体呈上升趋势;青藏高原植被指数最大值整体呈上升态势，但在东南地区散布着许多植被绿度最大值呈增加趋势的小区域;青藏高原地区植被生长季开始时间整体呈推后态势，变化趋势呈东南地区提前，西部、北部和西北地区推迟的空间格局;青藏高原地区植被生长季结束时间整体呈推迟态势，其中东部、南部地区在推迟，西北地区在提前的变化趋势;生长季开始时间与年NDVI指数呈负相关，从东部向中部呈现出相关性逐渐增高的态势;生长季结束时间SOS与年NDVI指数呈正相关。

关键词青藏高原;物候;植被生理;植被指数中图分类号：S812 文献标志码：B DOI：10.19415/ki.1673-890x.2018.36.0601 研究背景物候是指各类植物受自然环境（气候、水文和土壤等）影响而呈现以年为周期的萌芽、展叶、开花和落叶等自然现象的现象[1]。

决定植被活跃光合作用的时间和持续时间的植物物候学，在陆地生态系统年度碳吸收中具有重要作用。

此外，植被物候的变化可能会影响各种生态系统特性，并通过改变陆地-大气能量交换来反馈区域气候。

例如，春季绿化和植被秋季休眠的时间极大地影响植被生长、植被竞争和地表反照率，可能会进一步影响局部温度。

因此，过去几十年全球变化研究中，植被物候及其相关环境因子的空间和时间模式受到了越来越多的关注。

遥感技术（如航空遥感、计算机遥感）和计算机技术（如图形处理、大数据模拟、机器学习）的应用，使物候研究在数据采集、物候规律探索和物候综合应用方面取得了较大发展和重大突破。

青藏高原的温度、降水量和太阳辐射等气候因子的变化，直接或间接地影响了青藏高原的植被生长，而植被生长又反过来影响碳循环、微气候、土地粗糙度、地表反照率以及放牧及农作物估产等经济活动[2]。

中国森林生态系统净初级生产力时空分布及其对气候变化的响应研究综述

第４０卷第１４期２０２０年７月生态学报ＡＣＴＡＥＣＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡＶｏｌ．４０，Ｎｏ．１４Ｊｕｌ．，２０２０基金项目：国家重点研发计划（２０１７ＹＦＤ０３００２０１）；国家自然科学基金青年科学基金项目（４１８０５０６３）收稿日期：２０１９⁃０５⁃０８；㊀㊀网络出版日期：２０２０⁃０４⁃２９∗通讯作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｙｕｌｉ＠ｃｍａ．ｃｎＤＯＩ：１０．５８４６／ｓｔｘｂ２０１９０５０８０９２８徐雨晴，肖风劲，於琍．中国森林生态系统净初级生产力时空分布及其对气候变化的响应研究综述．生态学报，２０２０，４０（１４）：４７１０⁃４７２３．ＸｕＹＱ，ＸｉａｏＦＪ，ＹｕＬ．Ｒｅｖｉｅｗｏｆｓｐａｔｉｏ⁃ｔｅｍｐｏｒａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｎｅｔｐｒｉｍａｒｙｐｒｏｄｕｃｔｉｔｙｉｎｆｏｒｅｓｔｅｃｏｓｙｓｔｅｍａｎｄｉｔｓｒｅｓｐｏｎｓｅｓｔｏｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅｉｎＣｈｉｎａ．ＡｃｔａＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２０２０，４０（１４）：４７１０⁃４７２３．中国森林生态系统净初级生产力时空分布及其对气候变化的响应研究综述徐雨晴，肖风劲，於㊀琍∗中国气象局国家气候中心，北京㊀１０００８１摘要：植被生产力是表征植被活力的关键变量，能够反映陆地生态系统的质量状况㊂森林净初级生产力（ＮＰＰ）对气候变化的响应研究，是理解森林生态系统碳收支的基础，有助于认识气候变化与森林生态系统的相互作用机制，因而对于深刻理解陆地碳循环和全球变化均具有重要意义㊂目前我国已有大量针对近几十年国家和区域尺度上植被ＮＰＰ时空分布的研究，其中专门针对森林生态系统ＮＰＰ的研究也有不少㊂研究尺度多为全国范围或者片段式区域，以行政区或流域尺度最为多见㊂然而，这些研究总体比较分散，其中部分研究的结果㊁结论并不一致甚至相悖，尚缺乏异同性分析与比较，也缺乏系统性和综合性㊂这并不利于全面掌握我国相关研究的整体情况㊁了解清晰明确的研究结论以及进行更深层次的规律及原因探究，也非常影响对森林ＮＰＰ的精确评估及机理认识，因而，对相关研究成果进行梳理㊁整合和总结非常有必要㊂鉴于此，本文收集了近几十年我国植被ＮＰＰ研究的相关文献，依据其研究结果，系统地综述了全国及区域尺度森林生态系统ＮＰＰ的时空分布规律及未来可能变化趋势，揭示出ＮＰＰ与气候因子（以ＣＯ２㊁温度㊁降水为主）的关系及对气候变化的响应情况，并指出目前国家研究中存在的主要问题及未来重点研究方向，以期为以后进一步的研究起到一定的索引和参考作用㊂关键词：森林生态系统；净初级生产力（ＮＰＰ）；气候变化；响应；研究综述；中国Ｒｅｖｉｅｗｏｆｓｐａｔｉｏ⁃ｔｅｍｐｏｒａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｎｅｔｐｒｉｍａｒｙｐｒｏｄｕｃｔｉｔｙｉｎｆｏｒｅｓｔｅｃｏｓｙｓｔｅｍａｎｄｉｔｓｒｅｓｐｏｎｓｅｓｔｏｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅｉｎＣｈｉｎａＸＵＹｕｑｉｎｇ，ＸＩＡＯＦｅｎｇｊｉｎ，ＹＵＬｉ∗ＮａｔｉｏｎａｌＣｌｉｍａｔｅＣｅｎｔｅｒ，ＣｈｉｎａＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｉｓａｋｅｙｖａｒｉａｂｌｅｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｖｉｔａｌｉｔｙ，ａｎｄｉｔｃａｎｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌｅｃｏｓｙｓｔｅｍ．Ｓｔｕｄｙｉｎｇｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｆｏｒｅｓｔｎｅｔｐｒｉｍａｒｙｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ（ＮＰＰ）ｔｏｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅｉｓｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｃａｒｂｏｎｂｕｄｇｅｔｏｆｆｏｒｅｓｔｅｃｏｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈｉｓｈｅｌｐｆｕｌｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｂｅｔｗｅｅｎｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅａｎｄｆｏｒｅｓｔｅｃｏｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｔｈｕｓｉｓｏｆｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌｃａｒｂｏｎｃｙｃｌｅａｎｄｇｌｏｂａｌｃｈａｎｇｅ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｒｅａｒｅａｌｏｔｏｆｓｔｕｄｉｅｓｏｎｔｈｅｓｐａｔｉｏ⁃ｔｅｍｐｏｒａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎＮＰＰａｔｎａｔｉｏｎａｌａｎｄｒｅｇｉｏｎａｌｓｃａｌｅｓｉｎＣｈｉｎａ，ｉｎｗｈｉｃｈｍａｎｙｓｔｕｄｉｅｓａｒｅｏｎＮＰＰｉｎｆｏｒｅｓｔｅｃｏｓｙｓｔｅｍ．Ｍｏｓｔｏｆｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｃａｌｅｓａｒｅｎａｔｉｏｎｗｉｄｅｏｒｆｒａｇｍｅｎｔｅｄａｒｅａｓ，ｗｉｔｈａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｖｅｏｒｗａｔｅｒｓｈｅｄｓｃａｌｅｓｂｅｉｎｇｔｈｅｍｏｓｔｃｏｍｍｏｎ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｓｅｓｔｕｄｉｅｓａｒｅｇｅｎｅｒａｌｌｙｓｃａｔｔｅｒｅｄ，ａｎｄｓｏｍｅｏｆｔｈｅｍｈａｖｅｉｎｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｏｒｅｖｅｎｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｏｒｙｒｅｓｕｌｔｓ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅｔｈｅｙｌａｃｋａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｓｉｍｉｌａｒｉｔｉｅｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ，ａｓｗｅｌｌａｓｓｙｓｔｅｍａｔｉｚａｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｎｅｓｓ．ＴｈｉｓｓｉｔｕａｔｉｏｎｉｓｎｏｔｃｏｎｄｕｃｉｖｅｔｏｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｇｒａｓｐｏｆｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｒｅｓｅａｒｃｈｉｎＣｈｉｎａ，ｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｔｈｅｃｌｅａｒａｎｄｄｅｆｉｎｉｔｅｒｅｓｅａｒｃｈｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ，ａｎｄｔｏｆｕｒｔｈｅｒｅｘｐｌｏｒｉｎｇｏｆｔｈｅｒｅｇｕｌａｒｐａｔｔｅｒｎａｎｄｉｔｓｃａｕｓｅｓ．ＩｔａｌｓｏｇｒｅａｔｌｙａｆｆｅｃｔｓｔｈｅａｃｃｕｒａｔｅａｓｓｅｓｓｍｅｎｔａｎｄｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｆｏｒｅｓｔＮＰＰ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｓｏｒｔｏｕｔ，ｉｎｔｅｇｒａｔｅａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓ．Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｉｓ，ｗｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄｒｅｌｅｖａｎｔｌｉｔｅｒａｔｕｒｅｏｎｔｈｅｖｅｇｅｔａｔｉｏｎＮＰＰｒｅｓｅａｒｃｈｉｎＣｈｉｎａｉｎｒｅｃｅｎｔｄｅｃａｄｅｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓ，ｗｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｔｈｅｓｐａｔｉｏ⁃ｔｅｍｐｏｒａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅＮＰＰｉｎｆｏｒｅｓｔｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓａｔｎａｔｉｏｎａｌａｎｄｒｅｇｉｏｎａｌｓｃａｌｅｓａｎｄｉｔｓｐｏｓｓｉｂｌｅｆｕｔｕｒｅｔｒｅｎｄｓ，ａｎｄｒｅｖｅａｌｅｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆＮＰＰｗｉｔｈｃｌｉｍａｔｅｆａｃｔｏｒｓ（ｍａｉｎｌｙＣＯ２，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ａｎｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ）ａｎｄｉｔｓｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅ．Ｗｅａｌｓｏｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｔｈｅｍａｉｎｐｒｏｂｌｅｍｓｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｔｈｅｋｅｙｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ．Ｉｔｉｓｅｘｐｅｃｔｅｄｔｈａｔｔｈｉｓｓｔｕｄｙｗｉｌｌｐｌａｙａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｒｏｌｅｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｒｅｓｅａｒｃｈ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｆｏｒｅｓｔｅｃｏｓｙｓｔｅｍ；ｎｅｔｐｒｉｍａｒｙｐｒｏｄｕｃｔｉｔｙ（ＮＰＰ）；ｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅ；ｒｅｓｐｏｎｓｅ；ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅｒｅｖｉｅｗ；Ｃｈｉｎａ森林生态系统是地球陆地生态系统的主体，具有很高的生物生产力㊁生物量以及丰富的生物多样性，其碳储量占整个陆地植被碳储量的８０％以上，每年碳固定量约占整个陆地生物碳固定量的２／３［１］，因此它对于维护全球碳平衡具有重大作用㊂森林与气候之间关系密切，大气中ＣＯ２平均每７年通过光合作用与陆地生物圈交换一次，其中７０％是由森林进行的［２］㊂气候变化特别是降水和温度的变化，对森林植被的生长具有重要的影响，而由气候变化引起的森林分布㊁林地土壤呼吸和生产力诸方面的变化反过来也可对地球气候产生重大的反馈作用㊂森林植被净初级生产力（ＮＰＰ）是通过植被光合作用在单位时间和单位面积所产生的有机物质总量与自养呼吸之差㊂ＮＰＰ作为表征植被活力的关键变量，能直接反映出植物群落在自然环境条件下的生产能力［３］，也是衡量植被固碳能力的最主要指标，关系到生态系统对ＣＯ２引起的温室效应缓解作用的强弱［４］㊂森林生态系统ＮＰＰ的微小变化都会引起大气中ＣＯ２浓度较大幅度的改变，从而导致气候的变化［５］，因而它也是地表碳循环的重要组成部分，是判定碳汇／源和调节生态过程的主要因子［６］㊂另一方面，近百年来全球气候发生了以变暖为主要特征的变化，极端天气气候事件趋多趋强，这对陆地生态系统产生了巨大的影响，表现之一就是植被生产力的变化［７］，且陆地植被生产力对气候的变化十分敏感㊂鉴于自然环境下的森林植被生产力能够反映陆地生态系统的质量状态㊁对碳平衡和全球气候变化均具有一定的反馈作用，因而在气候变化的背景下，开展森林生态系统ＮＰＰ的评估，直接关系到地球的承载能力及人类社会的发展，有助于认识气候变化与森林生态系统的相互作用机制，对于深刻理解和研究陆地碳循环和全球变化均具有重要的现实意义，同时对于区域地表植被估产㊁生态环境保护与资源开发利用也都有着一定的指导作用㊂综合国内外目前的ＮＰＰ研究，研究内容主要包括四个方面：１）在时间序列上的波动情况；２）空间分布特征，包括经纬向变化规律，区域之间以及气候带之间的变化与差异；３）驱动因子；４）估算方法㊂由于森林生态系统本身的复杂性㊁野外测定困难，同时也受人类活动影响等原因，目前国际上对森林生态系统ＮＰＰ的时空格局分异及生物地理学机制的认识还不能达到精确评估的需要㊂中国不仅具有从温带到热带㊁从湿润到干旱的不同气候带，也具有从北方针叶林带到亚热带常绿阔叶林和热带雨林的多样性自然植被［８］㊂我国已有大量针对近几十年尤其是２０世纪８０年来以来国家和区域尺度上植被ＮＰＰ时空分布的研究，其中专门针对森林生态系统ＮＰＰ的研究也有不少㊂研究尺度多为全国范围或者片段式区域，以行政区或流域尺度最为多见㊂然而，这些研究总体比较分散，其中部分研究的结果㊁结论并不一致，甚至相悖，尚缺乏异同性分析与比较，也缺乏系统性和综合性㊂这并不利于全面掌握我国相关研究的整体情况㊁了解清晰明确的研究结论以及进行更深层次的规律及原因探究，也非常影响对森林ＮＰＰ的精确评估及机理认识，因而，对相关研究成果进行梳理㊁整合和总结非常有必要㊂鉴于此，本文收集了近几十年我国植被ＮＰＰ研究的主要相关文献，依据其研究结果，系统地综述了全国及区域尺度森林生态系统ＮＰＰ的时空分布规律及未来可能变化趋势，揭示出ＮＰＰ与气候因子的关系及对气候变化的响应情况，并指出目前研究中存在的主要问题及未来可能的研究方向，以期为以后进一步的研究起到一定的索引和参考作用㊂１１７４㊀１４期㊀㊀㊀徐雨晴㊀等：中国森林生态系统净初级生产力时空分布及其对气候变化的响应研究综述㊀２１７４㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀４０卷㊀１㊀ＮＰＰ估算方法全球不同尺度下ＮＰＰ估算大致经历了站点实测和模型估算两个阶段㊂１９６０１９７０年代，国际生物圈计划对不同生态系统类型展开了大量的野外调查，第一次对生物圈尺度的生物量和生产力进行了分析㊂野外调查获得的实测数据比较可靠，但很难进行大范围比较均匀的实地调查取样，因而难以进行大区域乃至全球尺度ＮＰＰ估算，更无法就ＮＰＰ对未来气候变化的响应做出机理性预测㊂模型估算能够很好地解决这一问题，因而成为研究大尺度空间范围ＮＰＰ分布不可或缺的手段㊂然而，由于实测方法测定结果的准确性是模型估算方法无法企及的，因而很多模型估算结果往往需要利用实测结果进行验证和订正㊂目前，国内外关于估算ＮＰＰ的模型有２０多种，大体可分为统计模型㊁过程模型和参数模型三类，具体可归纳为以下几类：气候生产力模型㊂包括统计模型和半经验半理论模型两大类，它是利用年均温度和年降水量等气候因子与实际测量ＮＰＰ之间的统计关系而建立的回归模型，其优点是模型简单㊁应用方便，缺点是不同的研究区域误差可能较大㊂统计模型是较早期出现的经验模型，半经验半理论模型是统计模型的进一步发展，主要引进了植被净辐射和辐射干燥度等因子，增强了模型的机理性㊂但是，由于半经验半理论模型是在土壤水分供给充分㊁植物生长茂盛条件下的蒸发量来计算植物ＮＰＰ的，对于世界大多数地区该条件并不满足，因而在干旱㊁半干旱的草原地区应用时估算值偏高［９］㊂气候生产力模型主要有Ｍｉａｍｉ模型㊁ＴｈｏｒｎｔｈｗａｉｔｅＭｅｍｏｒｉａｌ模型㊁Ｃｈｉｋｕｇｏ模型㊁朱志辉模型和周广胜模型㊂生物地球化学模型（又称机理模型或生理生态过程模型）㊂是通过对植物的光合作用㊁有机物分解及营养元素的循环等生理过程的模拟而得到的，可以与大气环流模式耦合，因此可以用这类模型进行ＮＰＰ与全球气候变化之间的响应和反馈研究㊂由于其较强的机理性和系统性，所以该类模型的可靠性比较高，在不同条件下均可以详细地描述生物学过程［９］㊂该类模型主要包括ＢＥＰＳ模型㊁Ｃｅｎｔｕｒｙ模型㊁Ｂｉｏｍｅ⁃ＢＧＣ模型㊁ＣＥＶＳＡ模型等㊂光能利用率模型（遥感数据驱动模型）㊂是基于资源平衡观点以植物光合作用过程和Ｍｏｎｔｅｉｔｈ提出的以光能利用率为基础建立的［９］，模型简单，可直接利用遥感数据㊂１９９０年代出现了估算ＮＰＰ的遥感模型，近年来随着遥感技术的兴起和发展，以遥感数据驱动的植被ＮＰＰ估算得到迅速发展和应用，成为一个主要发展方向㊂光能利用率模型使区域及全球尺度的ＮＰＰ估算成为可能，但其生态学机理还有待于进一步研究㊂国际上最流行的ＮＰＰ遥感估算模型包括ＣＡＳＡ和ＧＬＯ⁃ＰＥＭ㊂ＣＡＳＡ模型是光能利用率模的典型代表，主要通过遥感的技术方法，以ＮＤＶＩ为驱动，借助于主要的驱动因子（气温㊁降水量㊁太阳辐射量等）计算植被ＮＰＰ值㊂生态遥感耦合模型是综合了生理生态过程模型和光能利用率模型的优点，通过叶面积指数将二者整合起来，可以反映区域及全球尺度的ＮＰＰ空间分布及动态，增强了陆地ＮＰＰ估算的可靠性和可操作性，表现出巨大的发展潜力㊂除此之外，近年国内外不断出现基于森林清查数据进行的ＮＰＰ估算研究㊂我国森林资源清查体系已有４０多年的历史，在此期间积累了大量森林资源清查样本数据，尤其是以省为单位的数据，这使得用清查数据估算森林生物量和生产力成为一种合理可行的方法，并成为生态学家们关注的焦点之一㊂例如，王玉辉等［１０］曾成功探讨利用森林资源清查资料的方法估算落叶松人工林和天然林生物量和生产力，并发展了估算公式㊂还有研究认为，基于树轮资料重建区域植被的ＮＰＰ是可行和有效的，然而，此方法有可能导致对陆地生态系统生物量的低估现象出现，相关研究仍处于初步阶段［１１］㊂２㊀全球森林ＮＰＰ总体分布从对全球森林生态系统ＮＰＰ的研究来看，其领域主要涉及全球纬度格局㊁不同区域及不同气候类型区间的差异等几个方面：纬度梯度控制着气候的空间变异规律，直接影响着温度和降水格局，这一方面影响植被的光合㊁呼吸等生理过程，另一方面影响土壤的形成和变化过程，从而对森林ＮＰＰ具有一定的决定作用㊂其中，就纬向分布而言，全球森林生态系统ＮＰＰ在赤道附近最大，随纬度升高而显著降低，纬度每升高１ʎＮＰＰ约减少１１．０５ｇＣｍ－２ａ－１，北半球及其区域ＮＰＰ的这种纬向变化规律更明显［１２］㊂例如，北半球地区纬度每升高１ʎＮＰＰ约减少１１．７１ｇＣｍ－２ａ－１，而南半球地区ＮＰＰ未呈现出显著的纬向变化规律；在亚洲㊁欧洲和北美洲区域，纬度每升高１ʎＮＰＰ分别约减少１７．１０㊁２３．６８９ｇＣｍ－２ａ－１和９．６３９ｇＣｍ－２ａ－１，而在南美洲区域ＮＰＰ却未呈现出纬向变化规律［１２］㊂就区域差异而言，全球各大洲之间森林生态系统ＮＰＰ整体上差异不显著，只有南美洲显著高于亚洲㊁欧洲和北美洲［１２］㊂就不同气候类型区而言，森林生态系统ＮＰＰ分布差异性很大，然而，相关研究结果并不一致，甚至有些结论相悖㊂例如：有研究［１３］表明，全球森林生态系统ＮＰＰ呈现出从寒冷性气候区域向温暖性气候区域逐渐增大的趋势，热带区域显著高于温带区域；但也有研究［１４］指出，热带区域森林生态系统地上部分的ＮＰＰ与其他气候区域没有显著差异，甚至低于温带区域㊂３㊀中国森林ＮＰＰ分布格局及其变化３．１㊀近几十年中国及其区域森林ＮＰＰ分布我国森林主要分布在东北㊁西南交通不便的深山区和边疆地区以及东南部山地，而广大的西北地区森林资源贫乏㊂东北地区的森林资源主要集中在大兴安岭㊁小兴安岭和长白山等地区㊂东北林区是我国最大的天然林区，横跨温带和寒温带两个气候带，属于针阔混交林与北方针叶林的过渡区域，形成温带落叶阔叶林㊁温带针阔混交林和寒温带针叶林３个基本林区㊂西南地区的森林资源主要分布在川西㊁滇西北㊁藏东南的高山峡谷地区，主要林区处在横断山脉，西南林区是我国第二大天然林区㊂南方地区森林资源分布比较均匀，人工林占很高比重㊂武夷山系和南岭山系较为集中，有林地面积占南方地区总面积的４５％㊂中国植被ＮＰＰ年均值在空间上的分布格局的研究结果总体差异不大，其中最为具体和定量化的结果如下：沿经度方向，水分由西北向东南逐渐增加，潜在自然植被ＮＰＰ与水分的分配格局总体保持一致，且ＮＰＰ随着经度的增加而增大，具体为ＮＰＰ在经度７３ʎ ９８ʎ之间较小（小于２００．０ｇＣｍ－２ａ－１），随后随经度的增加而增大，到１２８ʎ时最大（４９８．１ｇＣｍ－２ａ－１）；沿纬度方向，ＮＰＰ与热量由南向北逐渐递减的分配格局大体保持一致，总体呈现出Ｕ型递减模式，具体为ＮＰＰ在１８ʎ时最大（７２２．８ｇＣｍ－２ａ－１），随后递增至３９ʎ时最低（为７９．８ｇＣｍ－２ａ－１），递增至５１ʎ时又达到高值（４９９．５ｇＣｍ－２ａ－１）［１５］㊂关于近几十年来中国植被ＮＰＰ年际变化趋势方面的研究，结论并不一致，有研究［１５］认为，中国潜在自然植被ＮＰＰ总体保持上升趋势，也有研究［１６］表明，中国植被的ＮＰＰ在经历了２０世纪八九十年代的快速增长期后陷入停滞㊂中国不同气候带森林ＮＰＰ变化范围为２６１．９７２４．９５９ｇＣｍ－２ａ－１［１７］，这一范围值后来已得到绝大部分实测和模拟结果的验证㊂例如：利用遥感估算模型得到中国典型落叶针叶林ＮＰＰ实测平均值为４９０ｇＣｍ－２ａ－１［１８］及４７７．７４ｇＣｍ－２ａ－１［１９］㊂区域上，采用集成生物圈模型模拟大小兴安岭森林植被ＮＰＰ年均值为４９４．７９ｇＣｍ－２ａ－１［２０］，采用ＣＡＳＡ模型得出１９９２２０１２年东北落叶针叶林ＮＰＰ年均值为３５８．７ｇＣｍ－２ａ－１㊁落叶阔叶林ＮＰＰ年均值为４２４．９９ｇＣｍ－２ａ－１［２１］㊂运用Ｂｉｏｍｅ－ＢＧＣ模型模拟的１９８０２０１３年长白落叶松林ＮＰＰ变化范围为２８６．６０５６６．２７ｇＣｍ－２ａ－１，均值为４７７．７４ｇＣｍ－２ａ－１［１９］；模拟的１９６０２０１１年长白山阔叶红松林ＮＰＰ变化范围为４７３．２８７０３．４４ｇＣｍ－２ａ－１，均值为６１１．７１ｇＣｍ－２ａ－１，近似于基于样地实测的ＮＰＰ均值５９４．６６ｇＣｍ－２ａ－１［２２］；模拟的长白落叶松人工林ＮＰＰ变化范围为２７２．７９８４４．８０ｇＣｍ－２ａ－１，与基于样地实测的ＮＰＰ具有很好的一致性［２３］；模拟的北京山区华北落叶松林ＮＰＰ为２２５．４９５１９．３８ｇＣｍ－２ａ－１［２４］㊂然而，也有少数模型模拟的长白山阔叶红松林ＮＰＰ值接近或超过了这一范围上限，且不同模型的模拟结果差异较大，例如，通过ＥＰＰＭＬ过程模型的模拟值为１０８４ｇＣｍ－２ａ－１［２５］，通过回归模型的模拟值为７６９．３ｇＣｍ－２ａ－１［２６］，通过ＧＬＯＰＥＭ－ＣＥＶＳＡ模型的模拟值为７２２ｇＣｍ－２ａ－１［２７］㊂中国森林ＮＰＰ年总量的估算值差别较大，有的研究［２８］中为４００ˑ１０１２６４０ˑ１０１２ｇＣ／ａ（０．４０．６４ＰｇＣ／ａ）㊂也有研究表明［２９］，当气温平均升高１．５ħ㊁降水平均增加５％时，中国植被ＮＰＰ年总量由２．６４５ˑ１０１５ｇＣ／ａ增加到２．８０９１０ˑ１５ｇＣ／ａ，平均增加６．２％㊂３１７４㊀１４期㊀㊀㊀徐雨晴㊀等：中国森林生态系统净初级生产力时空分布及其对气候变化的响应研究综述㊀４１７４㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀４０卷㊀从研究的空间尺度来看，已有研究［３０］表明，国内的ＮＰＰ研究集中在全国以及东北㊁华北等区域㊂从本文的文献搜集情况来看，目前对我国森林ＮＰＰ时空演变以及对气候变化的响应研究中，以东北㊁东南林区较为多见，以西南林区最为少见㊂３．１．１㊀东北林区从地形分布看，东北林区山地植被ＮＰＰ最高，平原植被区次之，高原区最低［３１］㊂分析东北不同森林地区的ＮＰＰ发现，贡献率最大的是落叶阔叶林，以温带软阔叶林最大，ＮＰＰ平均水平为５７７．２ｇＣｍ－２ａ－１；温带针阔混交林ＮＰＰ年总量最高（１７．００１ˑ１０１２ｇＣ／ａ），占ＮＰＰ总量的２７．１６％［３２］㊂完达山系和长白山脉地区主要以落叶阔叶林和温带常绿针叶林植被为主，受海洋气候影响，水热条件充分，植被ＮＰＰ值相对较高，在７００ｇＣｍ－２ａ－１以上；大兴安岭东麓㊁小兴安岭地区植被主要以温带针阔混交林和落叶针叶林为主，受温度条件限制，ＮＰＰ值在６００８００ｇＣｍ－２ａ－１［３１］㊂１９９２２０１２年落叶针叶林及落叶阔叶林ＮＰＰ整体上均呈现出从东南向西北递增趋势，分别集中分布在大小兴安岭山区，以及长白山地区与辽东半岛；ＮＰＰ值变化范围大致相同，分别为２３５．５１４３９．１１和２３７．９４４３５．３８ｇＣｍ－２ａ－１［２１］㊂从时间动态来看，植被ＮＰＰ的变化主要表现为季节和年际变化两方面㊂对于年际变化，总体而言近几十年来东北地区森林生态系统ＮＰＰ在不同气候情景下的模拟结果基本一致，且模拟结果一般高于或近似于ＮＰＰ实测值，均表现出波动上升趋势㊂东北地区植被ＮＰＰ的这种提高，很可能是受气候变化的系列影响，如：地区气温升高㊁多年冻土退化㊁冻土冻融时间缩短，植被发芽期提前㊁落叶期推后导致植被生长期延长［３３］㊂３．１．２㊀东南林区中国东南部植被年均ＮＰＰ总体上呈现出从南到北㊁由东至西逐渐减少的态势，不同植被类型间差异明显，以常绿阔叶林最高，落叶针叶林最低［３４］㊂从变化趋势来看，近１０年（２００１２０１０年）来我国东南植被ＮＰＰ整体上略有减少，其中南部地区明显减少，北部地区明显增加［３４］㊂关于东南林区ＮＰＰ的研究相对有限，目前主要是以省市为单位或更小空间范围的零散报道㊂例如，采用Ｂｉｏｍｅ－ＢＧＣ生态过程模型模拟结果［３５］表明，１９９１２００５年福建省森林ＮＰＰ总量年均值为２．０４ˑ１０８ｇＣ／ａ，单位面积ＮＰＰ年均值为７５９．６３ｇＣｍ－２ａ－１，从区域分布来看，ＮＰＰ高值区主要分布在闽中㊁闽西两大山带海拔高受人类活动影响小的森林分布区；另有研究［３６］指出，福建省常绿阔叶林的ＮＰＰ为１８００ｇＣｍ－２ａ－１㊂采用周广胜模型模拟出１９５４２００９年浙江天童地区常绿阔叶林ＮＰＰ升高趋势极为显著（５０６０年代呈下降趋势，６０年代之后呈振荡上升趋势），年均值为１２１９．６ｇＣｍ－２ａ－１［３７］；天童地区木荷米槠林ＮＰＰ年均值为２１１６２５５５ｇＣｍ－２ａ－１［３８］㊂江苏省南京市森林ＮＰＰ由北向南呈现逐渐增加的特征，最南部地区ＮＰＰ大于１３００ｇＣｍ－２ａ－１［３９］㊂３．１．３㊀西南林区对我国西南林区ＮＰＰ的研究更为有限，相关报道也更为少见且比较零散，基本上是以地区植被ＮＰＰ的研究为主㊂例如，对西南地区的研究表明，２００１２０１１年西南地区植被ＮＰＰ均值为５４０．３３ｇＣｍ－２ａ－１［４０］；横断山区２００４２０１４年植被ＮＰＰ在整体上呈波动增加趋势，全区ＮＰＰ年总量变化范围为１８３．７６８ˑ１０１２２２３．２３９ˑ１０１２ｇＣ／ａ，多年均值为２０８．４９８ˑ１０１２ｇＣ／ａ；ＮＰＰ年均值变化范围为４０８４９６ｇＣｍ－２ａ－１，多年均值为４６３ｇＣｍ－２ａ－１［４１］㊂３．２㊀未来中国森林ＮＰＰ分布目前，对未来我国植被ＮＰＰ的预估研究也还非常有限，已有的研究中所采用的气候情景各异，结论也千差万别㊂对于未来我国植被ＮＰＰ的变化而言，有研究［４２］表明，３３ʎＮ以南ＮＰＰ将显著增加；３３ʎＮ以北，ＮＰＰ增加较少，局部地区生产力甚至下降㊂这与区域研究中气候变化将导致未来我国北方地区森林ＮＰＰ明显增加的结论不一致：在未来温度增加２．５ħ㊁降水增加１２％㊁ＣＯ２浓度加倍的情景下，长白山阔叶树和红松林的ＮＰＰ增幅分别为２７．８７％和２３．９６％［２２］；未来气候变化将导致我国东北地区森林ＮＰＰ明显增加［４３－４４］；未来气候情景下中国新疆天山云杉ＮＰＰ也将会增加２６．４％３７．２％［４５］㊂也有研究模拟出未来气候变化引起的森林ＮＰＰ在不同空间上的增加，如：到２０３０年我国森林ＮＰＰ将由东南向西北递增１％１０％不等的幅度［４６］㊂还有模拟预估结果表明，２１世纪末（２０９０２０９９年）Ａ２㊁Ａ１Ｂ㊁Ｂ１情景下我国植被ＮＰＰ平均值依次由高降到低㊂其中，３情景下ＮＰＰ最低值均在本溪，分别为８９５㊁９５３㊁８８６ｇＣｍ－２ａ－１；最高值在Ａ１Ｂ㊁Ａ２情景下均在琼海，Ｂ１情景下在桂平，分别为２９２７㊁２７１９㊁２８２６ｇＣｍ－２ａ－１［４７］，也均表现为不同程度的增加㊂未来植被ＮＰＰ对气候变化的响应情况比较复杂，不同森林植被类型间差异性很大㊂一般而言，ＮＰＰ对降水变化将为正响应；对温度变化正负响应均有，但对温度的响应强于对降水的响应；对ＣＯ２浓度变化为正响应或无响应㊂例如：有研究表明，在未来Ａ２和Ｂ２情景下植被ＮＰＰ与降水量增加呈正相关，与温度升高呈负相关，其中温度升高对ＮＰＰ的负效应要大于降水量增加对ＮＰＰ的正效应［１９］㊂在未来ＣＯ２浓度㊁温度及降水同时增加的情景下，长白落叶松林ＮＰＰ明显增加；单独增加温度会减小长白落叶松林的ＮＰＰ，而降水及ＣＯ２浓度增加能够在一定程度上促进ＮＰＰ的增加，但降水增加的正效应明显弱于温度升高的负效应［２３］㊂也有研究表明，未来单独升高温度或增加降水都能够在一定程度上促进阔叶红松林ＮＰＰ的增加，但降水明显弱于温度的作用；ＣＯ２浓度加倍与温度㊁降水同时增加的情景下阔叶红松林ＮＰＰ也将明显增加，然而，单独升高ＣＯ２浓度对阔叶红松林ＮＰＰ没有明显的影响，但能促进长白落叶松林和华北地区典型油松林生态系统ＮＰＰ的增加［１５］㊂综上，由于生态系统本身及外界环境影响的复杂性㊁测定标志不统一㊁数据处理方法不同等各种原因，导致目前的研究中对ＮＰＰ的定量描述结果在不同程度上存在不一致性和不确定性，ＮＰＰ长期动态变化特征也可能存在差异㊂然而，ＮＰＰ的这种整合研究能够有助于全面掌握全国大范围以及特定区域特定生态环境条件下ＮＰＰ的时空分布特征及动态变化规律，充分反映出生态系统对气候变化响应的敏感性㊂另一方面，对ＮＰＰ研究数据的积累和有效整合，对于大数据时代基础数据库的创新和发展奠定了坚实的基础，同时为生态系统的脆弱性评估以及自然植被资源适度利用和科学管理起到一定的指导作用㊂４㊀气候因素对中国森林ＮＰＰ的影响植被与气候因子之间存在着显著的耦合关系㊂气候通过改变环境条件在植被的生理结构㊁过程等方面控制植被ＮＰＰ的形成，因而ＮＰＰ的变化能直接反映植被生态系统对环境气候条件的响应㊂在千年尺度上，气候变化是区域植被变化的主要原因，而非气候因子仅处于次要地位㊂近几十年气候因子的变化已经引起森林生态系统植被分布和生产力等多方面的变化［４８］㊂其中，温度㊁降水㊁大气ＣＯ２浓度㊁太阳辐射和地表蒸散的空间格局是影响植被ＮＰＰ分布和碳收支的重要控制因素㊂目前大量研究分析了植被ＮＰＰ与这些气候因子之间的关系，尤其以前三个因子的研究居多㊂４．１㊀单因子的影响４．１．１㊀温度的影响温度对森林ＮＰＰ的影响是一个复杂的过程，因研究区域㊁时段差异以及与其他因素的协同作用其结论不尽相同㊂升温同时控制着植被光合和呼吸两个过程，对这两个过程的影响决定着生态系统ＮＰＰ的升高或降低［４９］，即存在正负两方面的效应：一方面，单独温度升高对森林生态系统ＮＰＰ产生抑制作用，因为升温可增大植被呼吸速率，加速植被的干物质消耗，不利于森林植被对营养物质的累积㊂同时，升温会加剧土壤水分蒸发，导致森林植被水分胁迫增强，植物为了避免体内水分的大量流失，气孔关闭，降低光合作用速率，从而限制植被生长㊂目前的研究中，升温对ＮＰＰ抑制作用的研究结果相对较少，主要有对长白落叶松林［１９］㊁北京主要森林［２４］等的研究㊂另一方面，升温也可以加快森林生态系统内部物质循环进程，加快植被光合作用速率，延长植被生长季，从而提高植被的ＮＰＰ［５０］㊂升温在一定程度上还可加速土壤凋落物的分解，促进土壤养分的矿化，加快养分的释放以及增加养分对植物生长的有效性［５１］㊂许多中高纬度森林的生长均在一定程度上受氮素供给的限制，而升温能导致土壤氮素有效性的升高也可能间接地促进森林植被生产力的增加［５２］㊂升温对ＮＰＰ促进作用的研究结果比较多见，例如：中国东北地区气温较往年偏高１２ħ时，落叶针叶林年均ＮＰＰ大幅增加［２７］；温５１７４㊀１４期㊀㊀㊀徐雨晴㊀等：中国森林生态系统净初级生产力时空分布及其对气候变化的响应研究综述㊀。

气候变化对青藏高原植被影响研究综述_于海英

气候变化对青藏高原植被影响研究综述＊于海英1　许建初1＊＊(中国科学院昆明植物研究所,昆明650204)摘　要　总结了20世纪60年代到21世纪初温度和降水对青藏高原植被时空变化的影响。

在这40年里高原的温度和降水都呈增加趋势,但年际和季节变化以及地域性差异较大。

受温度和降水的影响,植被变化的时空差异也较大。

从植被覆盖角度看,中部和西北部植被趋于退化,而东南部植被状况在改善。

同时,植被返青期和黄枯期发生变化;部分地区物种组成和群落结构改变;垂直和水平植被带推移;在植被净初级生产力总体呈现增加趋势的同时,一些地区的生物量有所下降;土壤碳库也随之发生相应改变;由于冻融和沙漠化,部分区域植被赖以生存的生态环境出现恶化。

最后,建议在未来的研究中将定点观测和长期监测、微观和宏观结合起来,加强气候变化对青藏高原生态系统的综合研究。

关键词　气候变化;变率;高原生态系统;生物量;退化中图分类号　Q 948　文献标识码　A 文章编号　1000-4890(2009)04-0747-08E f f e c t s o f c l i m a t ec h a n g eo nv e g e t a t i o n s o nQ i n g h a i -T i b e t P l a t e a u:A r e v i e w .Y U H a i -y i n g 1,X U J i a n -c h u 1(K u n m i n gI n s t i t u t eo f B o t a n y ,C h i n e s eA c a d e m yo f S c i e n c e s ,K u n m i n g 650204,C h i n a ).C h i n e s e J o u r n a l o f E c o l o g y ,2009,28(4):747-754.A b s t r a c t :T h i s p a p e r s u m m a r i z e d t h e e f f e c t s o f a i r t e m p e r a t u r e a n d p r e c i p i t a t i o no nt h e s p a t i o -t e m p o r a l v a r i a t i o n o f t h e v e g e t a t i o n s o n Q i n g h a i -T i b e t P l a t e a u f r o mt h e 1960s t o t h e e a r l y 2000s .D u r i n g t h i s p e r i o d ,b o t h t h e a i r t e m p e r a t u r e a n d t h e p r e c i p i t a t i o ni n t h i s a r e a h a d a g e n e r a l i n -c r e a s i n g t r e n d ,b u t e x i s t e d a n n u a l ,s e a s o n a l ,a n d g e o g r a p h i c a l v a r i a b i l i t y .U n d e r t h e e f f e c t s o f t h i s c l i m a t e c h a n g e ,v e g e t a t i o n s h a d l a r g e r s p a t i a l a n d t e m p o r a l v a r i a t i o n s .T h e v e g e t a t i o n c o v e r i n c e n t r a l a n d n o r t h w e s t p a r t s o f t h e P l a t e a u t e n d e d t o d e c r e a s e ,w h i l e t h a t i n s o u t h e a s t p a r t t e n -d e d t o i m p r o v e .I n t h e m e a n w h i l e ,t h e t i m i n g o f g r e e n -a n d y e l l o w -t u r n i n g o f t h e v e g e t a t i o n s a s w e l l a s t h e i r s p e c i e s c o m p o s i t i o n a n d c o m m u n i t y s t r u c t u r e i n s o m e a r e a s v a r i e d ,a n d t h e v e r t i c a l a n d h o r i z o n t a l v e g e t a t i o n b e l t s m o v e d .N e t p r i m a r y p r o d u c t i o n s h o w e d a g e n e r a l i n c r e a s i n g t r e n d ,w h i l e t h e b i o m a s s i n s o m e a r e a s w a s d e c r e a s i n g a n d t h e e c o -e n v i r o n m e n t w a s d e t e r i o r a t i n g ,m a i n -l y d u e t o f r e e z e -t h a we r o s i o n a n d d e s e r t i f i c a t i o n .T h e f u t u r e l o n g t e r m r e s e a r c h e s a t b o t h m i c r o a n d m a c r o l e v e l s t o f u r t h e r c o n f i r mt h e e f f e c t s o f c l i m a t e c h a n g e o n t h e v e g e t a t i o n s w e r e r e c o m -m e n d e d .K e y w o r d s :c l i m a t e c h a n g e ;v a r i a b i l i t y ;a l p i n e e c o s y s t e m ;b i o m a s s ;d e g r a d a t i o n .＊国家自然科学基金资助项目(30700096)。

四川植被净第一性生产力_NPP_对全球气候变化的响应

四川植被净第一性生产力(NPP)对全球气候变化的响应3胥　晓(西华师范大学生物多样性研究中心,南充637002)摘　要　根据全球气候变化的趋势,利用生态信息系统(EIS )技术,采用植被净第一性生产力模型,并结合海拔因素,模拟了四川植被净第一性生产力在未来气候5种水热条件下空间分布格局的变化趋势。

结果表明,当前四川植被的净第一性生产力(NPP )从总体上沿东南向西北呈逐渐递减趋势。

植被净第一性生产力与降水量呈明显正相关关系,二者曲线比较近似。

与可能蒸散率呈明显负相关关系,与海拔关系比较复杂。

在盆地内,NPP 值主要取决于降水量的多少。

在盆地向高原过渡地区和高山高原地区,植被净第一性生产力主要取决于可能蒸散率的大小。

随着全球气候的变化,四川省的植被净第一性生产力将沿东南至西北方向发生面积和值的推移。

当温度升高215℃,降水量增加10%时,四川省的植被净第一性生产力将增加13176%,随着降水量增加到20%,其值将进一步升高,达到101922TDM ・hm -2・年-1。

当温度升高4℃,降水量增加10%时,四川省的植被净第一性生产力将增加18129%,随着降水量减少到P 210%时,其值将逐渐减少到91530TDM ・hm -2・年-1。

关键词　四川植被,净第一性生产力(NPP ),全球气候变化,响应中图分类号　Q948 文献标识码　A 文章编号　1000-4890(2004)06-0019-06R esponse of net prim ary productivity (NPP)of Sichu an vegetations to glob al clim ate changes.XU Xiao (Research Center of Biodiversity ,China West Norm al U niversity ,N anchong 637002,Chi 2na ).Chinese Journal of Ecology ,2004,23(6):19～24.According to the trend of global climate changes and in combination with the elevation factor ,the au 2thors simulated the changes of spatial distribution pattern for net primary productivity (NPP )of Sichuan vegetations under 5combinations of thermal and hydrological conditions using Ecologicol In 2formation System (EIS )and the vegetations net primary productivity model.The result indicated that the net primary productivity (NPP )2values of natural vegetation in Sichuan decreases gradually from southeast to northwest.The NPP 2values was positively related to precipitation ,while negatively related to the PER 2values.The relationship between the NPP 2values and the elevation is very compli 2cated.The NPP 2values were mainly decided by precipitation in the basin ,but by the potential evapo 2rating rate (PER )in the transitional region and the plateau.With changes of the global climate ,the values and distribution area of NPP will move from southeast to northwest of Sichuan Province.When the temperature and the precipitation increase by 2.5℃and 10%,respectively ,the NPP 2values will increase by 13.76%.When the precipitation increases to 20%,the NPP 2values will increase continu 2ally to 10.922TDM ・hm -2・yr -1.When the temperature increases by 4℃and precipitation increases by 10%,the NPP 2values will increase by 18.29%.With the decrease of precipitation to P 210%,NPP will decrease gradually to 9.530TDM ・hm -2・yr -1.K ey w ords Sichuan ,net primary productivity (NPP ),global climate changes ,response.3中国科学院植被数量生态学开放研究实验室资助项目、四川省教育厅自然科学重点项目(川教计[2000]25号2000-A45)、西华师范大学科研启动基金项目(2000)和四川省重点学科建设资助项目(SZD0420)。

植被净第一性生产力及其对气候变化响应研究进展

植被净第一性生产力及其对气候变化响应研究进展
蔡承侠
【期刊名称】《沙漠与绿洲气象》
【年(卷),期】2003(026)006
【摘要】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.
【总页数】8页(P1-7,12)
【作者】蔡承侠
【作者单位】新疆环境气象中心,新疆,乌鲁木齐,830002
【正文语种】中文
【中图分类】X171.1
【相关文献】
1.陆地植被净第一性生产力对全球气候变化响应研究的进展 [J], 陈波
2.商丘市植被净第一性生产力对气候变化的响应 [J], 洪霞;余卫东
3.上饶市植被净第一性生产力对气候变化的响应 [J], 周建雄;洪霞;余卫东
4.四川植被净第一性生产力(NPP)对全球气候变化的响应 [J], 胥晓
5.东亚地区植被净第一性生产力对气候变化的时空响应 [J], 于德永;潘耀忠;姜萍;朱文泉;何浩
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青藏高原植被变化特征及其对气候变化的影响

文章编号:1671-1742(2006)增-0012-06青藏高原植被变化特征及其对气候变化的影响郭媛媛*, 范广洲(成都信息工程学院大气科学系,四川成都610225)摘要:利用1982)2001年美国国家航天航空局(NASA)的归一化植被指数(N DVI )资料以及55个青藏高原地区气象台站实测的最高气温、最低气温、平均气温和降水资料,初步分析了青藏高原地区各季节植被变化特征及其对气候变化的影响,通过分析发现,各季节青藏高原地区NDV I 均以增长为主。

特别是高原南部、北部和西部等地区增加明显,高原中东部地区植被有所减少。

通过相关分析和台站概率相关分析发现,高原冬季和春季N DVI 与后期春季和夏季的最高气温、最低气温、平均气温和降水有较好的正相关关系,但有的表现在相关系数比较显著,有的表现为概率相关较明显。

关键词:青藏高原;N DV I;植被季节变化;气候变化中图分类号:P461 文献标识码:A基金项目:国家自然科学基金资助项目(40675037);四川省青年科技基金资助项目(05ZQ026-023)*成都信息工程学院大气科学系大气科学专业2002级1班1 引言陆地植被覆盖,在各种时间尺度上,通过生物地球物理反馈过程和生物地球化学反馈过程与大气进行广泛而复杂的动量、热量、水汽及物质的交换,可以说二者处于一个相对的动态平衡之中,一个系统的变化会引发另外一个系统的响应。

大量观测资料分析表明,作为气候系统下垫面,陆地植被覆盖的改变可能通过改变地表反照率、粗糙度、土壤湿度等地表属性,对局地和区域气候产生显著影响[1-5]。

青藏高原隆起是地球演变史上的一个重大自然历史事件。

多年来的研究表明,其下垫面的物理属性和物理状态特别是高原地区植被变化过程,决定着高原对大气的非绝热加热影响,对东亚乃至全球的大气环流和天气气候有重要影响,不少学者对青藏高原下垫面特征及其气候学效应作用有了大量的研究。

王兰宁等[6]用一个CCM3和RegCM 2的嵌套模式研究发现高原植被大面积破坏后,西风急流偏西偏北,使北方冷空气难以到达我国长江流域,而孟加拉湾地区经向风减弱,导致向我国内陆输送的水汽减少,其综合作用使我国大部分地区的降水明显减少;使用中尺度生态气象模式,对不同地形和不同天气背景条件下、中纬度半干旱区陆面变化对中尺度大气边界层结构和气候影响的研究表明[7],植物的存在使其上空空气比周围地区湿度增加,气温下降,并因此产生热力强迫中尺度植物风环流,在植物风环流的锋区辐合带的辐合上升运动,可使对流性降水活动增大,且植物对降水增幅作用随大气湿度减小而增大。

青藏高原高寒草甸温室气体排放对增温和降水改变的响应

青藏高原高寒草甸温室气体排放对增温和降水改变的响应
研究表明增温和降水的改变对草地生态系统碳、氮循环过程有着显著影响。

青藏高原作为世界的第三极，被认为是气候变化的敏感区域。

由于高寒草甸是青藏高原的主体，掌握增温和降水改变对青藏高原高寒草甸生态系统温室气体排放的影响机制，将有助于科学估算未来气候变化背景下青藏高原温室气体排放的贡献量。

本研究依托海北高寒草甸生态系统定位站，以高寒草甸为研究对象，采用增温(对照，增温)和改变降水(减水50%，对照，增水50%)两因素完全随机区组实验设计，利用静态箱-气相色谱法，研究增温和降水改对高寒草甸生态系统生长季和非生长季尤其是冻融期温室气体排放规律的影响，量化温室气体的全年排放量；结合对土壤环境因子、团粒结构、微生物生物量、矿质氮以及植被净初级生产力等因素的研究，分析高寒草甸温室气体排放对水热条件改变的敏感性以及主要驱动因子，为准确估测未来气候变化背景下，高寒草地生态系统温室气提排放提供理论依据。

青藏高原草地生态系统对气候变化的响应_王常顺

青藏高原草地生态系统对气候变化的响应*王常顺1，2孟凡栋1，2李新娥1姜丽丽1白玲3汪诗平1＊＊(1中国科学院青藏高原研究所高寒生态学与生物多样性重点实验室，北京100101;2中国科学院大学，北京100049;3西藏大学，拉萨850000)摘要青藏高原高寒草地生态系统对气候变化高度敏感，其如何响应和反馈气候变化一直以来受到极大关注。

本文系统综述了近5年来有关青藏高原草地生态系统在物候、生产力、碳循环等方面对气候变化的响应过程以及应对气候变化的适应性管理的最新研究成果，发现气候变化对高寒草地生态系统的诸多影响还存在很大的不确定性。

多数研究结果表明，增温使高寒草甸的植被物候提前和初级生产力水平提高，而高寒草原有相反的影响趋势，说明不同地域、不同群落类型对不同季节温度变化的响应模式不同。

而气候变化对物种多样性和碳循环有关过程的影响结果尚没有一致的结论，时空尺度和方法上的差异可能是导致不同结果的主要原因。

因此，建议在增强时空异质性的响应与反馈研究的同时，更需要加强生态过程和机理的研究。

关键词物候；初级生产力；植物多样性；碳循环；适应性管理；青藏高原中图分类号Q146文献标识码A 文章编号1000－4890（2013）6－1587－09Responses of alpine grassland ecosystem on Tibetan Plateau to climate change ：A minireview．WANG Chang-shun 1，2，MENG Fan-dong 1，2，LI Xin-e 1，JIANG Li-li 1，BAI Ling 3，WANG Shi-ping 1＊＊（1Key Laboratory of Alpine Ecology and Biodiversity ，Institute of TibetanPlateau Research ，Chinese Academy of Sciences ，Beijing 100101，China ，2University of Chinese Academy of Sciences ，Beijing 100049，China ；3Tibet University ，Lhasa 850000，Tibet ，China ）．Chinese Journal of Ecology ，2013，32（6）：1587－1595．Abstract ：Alpine grassland ecosystems on Tibetan Plateau are highly sensitive to climate change．How these ecosystems response to climate change is a great concern．Based on the past five years researches ，this paper briefly reviewed the responses of these ecosystems to climate change from the aspects of phenology ，plant productivity ，and carbon cycle ，and the adaptive management to climate change．There are inconsistent conclusions so far．Most of the researches indicated that warming advanced the plant phenology and increased the primary productivity of alpine meadow ，while opposite trends were observed for alpine steppe ，suggesting that different plant communities in different regions could have different modes in response to the temperature change in different seasons．Similarly ，there are controversial conclusions about the responses of plant species diver-sity and carbon sink /source to climate change because of the differences in spatial and temporal scales and research methods．Therefore ，further researches are needed to integrate the spatial and temporal researches and to strengthen the studies of ecological processes and mechanisms．Key words ：phenology ；primary productivity ；plant diversity ；carbon cycle ；adaptive manage-ment ；Tibetan Plateau．*国家自然科学基金项目（41230750和31272488）、中国科学院战略先导科技专项（B ）（XDB03030403）和西藏科技厅面上项目资助。

青藏高原土壤有机质累积过程及其对气候变化的响应的开题报告

青藏高原土壤有机质累积过程及其对气候变化的响应的开题报告一、选题背景青藏高原是全球海拔最高、面积最大的高原，是全球重要的气候变化敏感区域。

对于青藏高原上的土壤有机质累积过程及其对气候变化的响应，一直是土壤学、生态学、环境科学等学科领域的研究热点之一。

二、选题的研究意义1. 深入了解青藏高原土壤有机质累积的过程，能够为当前青藏高原生态环境保护与恢复提供科学依据；2. 了解青藏高原土壤有机质累积与气候变化的关系，有助于推动全球气候变化研究的进展，为应对气候变化提出切实有效的对策；3. 研究青藏高原土壤有机质累积对植物生长和土壤水分循环等方面的影响，有助于增加农业和生态系统的生产力和可持续性。

三、选题的主要内容和方法1. 青藏高原土壤有机质累积的过程与机制通过野外实地调查和实验室分析，揭示青藏高原土壤有机质累积的过程和机制，探讨有机质累积与土壤微生物、植物和降水等生态因素的关系。

2. 青藏高原土壤有机质累积与气候变化的关系利用气候模型和遥感技术，研究青藏高原土壤有机质累积与气候变化的关系，特别是全球变暖对有机质累积的影响。

3. 青藏高原土壤有机质累积对土壤水分循环和植物生长的影响利用动态全球土壤水分模型和植物生长模型，研究青藏高原土壤有机质累积对土壤水分循环和植物生长的影响，进而了解土壤有机质与养分贮存及植物生长之间的关系。

四、选题的预期目标与成果1. 揭示青藏高原土壤有机质累积的过程与机制，提供科学依据。

2. 探讨青藏高原土壤有机质累积与气候变化的关系，为全球气候变化研究提供新思路。

3. 增加农业和生态系统的生产力和可持续性，推动青藏高原生态环境保护和恢复。

4. 发表相关学术论文，参加国际学术会议，提高作者的学术水平和影响力。