气候变化背景下羌塘国家自然保护区植被净初级生产力时空变化

基于Miami模型和Thornthwaite Memorial模型，利用西藏羌塘国家自然保护区附近5个气象站1971-2018年气温、降水数据和第五次耦合模式比较计划（CMIP5）多个全球模式历史和未来预估数据，分析保护区附近及保护区气温、降水、植被净初级生产力（NPP）的时空变化特征。结果表明：（1）保护区附近年平均气温从西部到东部渐低，年降水量从西部到东部渐多。年平均气温（T）呈显著升高趋势，年降水量（R）和年蒸散量（E）均呈微弱增加趋势，伴随各站气温NPP（NPPt）呈显著升高趋势，降水NPP（NPPr）呈微弱增加趋势，大部分站点蒸散NPP（NPPe）和标准NPP（NPPb）均呈微弱增加趋势；（2）NPPt从西部到东部逐渐变小，NPPr从西部到东部逐渐变大，NPPe、NPPb从西部到东部先变大后变小。狮泉河、改则站植被NPP限制因子为降水，申扎、班戈站为蒸散，安多站为蒸散或气温；（3）21世纪不同年代NPPt、NPPr、NPPe和NPPb与20世纪所有年代相比均显著增大。保护区NPPt、NPPr、NPPe和NPPb在未来不同排放情景下相对于1960-1990年均明显增加。保护区在近48a和未来气候“暖湿化”趋势下，植被NPP均有所增加，东南部的寒冷湿润地区增加幅度较大，而西北部寒冷干旱地区增加幅度较小。未来气候有利于当地植被NPP提高，从而改善生态环境。     

内蒙古草地净初级生产力时空变化及其对干旱的响应

为探究内蒙古草地生长季净初级生产力（Net primary productivity,NPP）的变化及其与干旱的关系,本文通过趋势变化和相关性计算对2001-2015年内蒙古草地NPP和标准化降水蒸散指数（Standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI）的时空变化进行研究。结果表明：内蒙古草地生长季NPP平均增长率为2.20 g C·m^-2·a^-1,其中草甸草原为3.73 g C·m^-2·a^-1,典型草原为1.69 g C·m^-2·a^-1,荒漠草原为0.30 g C·m^-2·a^-1。NPP均值整体上自西南向东北逐渐增加,其中草甸草原最高,其次为典型草原,荒漠草原最低,年均NPP分别为387.90 g C·m^-2·a^-1,291.26 g C·m^-2·a^-1,133.70 g C·m^-2·a^-1。NPP整体上与SPEI-1相关性最强,其中,草甸草原与SPEI-1最强相关性最强,典型草原、荒漠草原与SPEI-3相关性最强。干旱对荒漠草原的影响最大,对典型草原的影响次之,对草甸草原的影响最小。     

2000—2015年山东省耕地产能的时空格局

为探索实时监测耕地产能和估算耕地粮食产量的可靠手段，对山东省省级尺度的耕地产能进行估算，并分析其耕地NPP(Net Primary Productivity)和产能的时空分布特征和动态变化状况，采用MODIS遥感数据、土地利用数据和其他非遥感数据驱动VPM模型模拟出山东省耕地NPP，通过耕地NPP与耕地作物单产之间的线性关系，利用线性回归模型拟合两者之间的数量关系，实现耕地NPP到耕地产能的转换，并评价2000—2015年山东省耕地产能的时空分布和动态变化特征。主要结论如下:1)2000—2015年山东省耕地NPP均值和总量均呈波动上升趋势，其中黄淮平原南阳盆地两熟区耕地生产力均值在4个农业区划中最高，菏泽、聊城、德州和济宁市的耕地NPP均值在17个地级市中属较高水平。2)利用VPM模型计算2000—2015年山东省耕地总体产能，结果表明总产能呈上升趋势，耕地产能>14 000 kg/hm²的耕地明显增多，<12 000 kg/hm²的耕地面积逐渐减少，鲁西南平原、鲁西北平原、潍坊东部、青岛中部地区的耕地产能较高，山东半岛丘陵区、鲁中南山地区的耕地产能次之，黄河三角洲周围的沿海地区耕地产能最低。     

渭河流域长时间序列NPP估算及时空变化特征分析

植被净初级生产力（net primary production，NPP）是生态系统碳循环及能量流动的关键参数，也是生态系统可持续发展的重要生态指标，分析植被NPP的时空变化特征对于区域碳循环研究具有重要意义。利用MODIS反射率数据（MOD09A1）、MODIS NDVI数据（MOD13A3），基于CASA模型估算2001-2018年渭河流域植被NPP，分析植被NPP的时空变化特征，并探讨不同植被类型间NPP的差异性以及高程变化对植被NPP的影响。研究表明:1）2001-2018年，渭河流域植被NPP总体呈波动式增加趋势，年均NPP处于292.59~444.90 gC·m²，年际增加速率为6.23 gC·m²；流域植被NPP具有明显的空间异质性，表现为中东部的六盘山、子午岭和南部秦岭等地区较高，西部和北部的黄土高原地区较低。2）18 a来，除常绿针叶林外，其余植被类型NPP均呈增加趋势。不同植被类型的年均NPP的差异表现为落叶阔叶林（625.70 gC·m²）>常绿针叶林（390.16 gC·m²）>草地（368.49 gC·m²）>农田（344.65 gC·m²）>灌丛（340.17 gC·m²）。3）不同地形条件下植被NPP具有一定差异性，在900~1 300 m（农田、山地落叶小叶林），植被NPP最高；1 700~1 900 m及3 500 m以上区域（稀树灌木草原、灌木），植被NPP最低。     

植被净第一性生产力模型研究进展

论述了植被净第一性生产力模型的国内外研究进展，并对现有的自然植被和作物生产力模型进行了简单评价，比较其优劣，指出了今后的发展方向；建立植被叶面积指数与生物生产力区域遥感动态模型；在全球变化的背景下，研究生物生产力的变化趋势尤为重要；对于作物生长模型应组建模型运行所需的各类数据库。     

疏勒河流域NPP时空变化分析

基于MODIS NDVI数据产品、地面气象站数据和解译的土地利用数据,利用改进的CASA模型,估算了疏勒河流域2001、2005、2009和2012年的植被净初级生产力(NPP),并分析了其时空变化.结果表明,①流域单位面积上的年平均NPP仅为95.2 g(C)/(m2·a),足见流域整体生产力水平较低;②NPP的空间分布呈自东南向西北递减的趋势,且具有显著的经向“双峰”特征;③构成主要植被覆盖类型的荒漠灌木、半灌木植被对NPP贡献率最大;④流域年际NPP总量呈波动式增加,2012年较2001年增加了50％;⑤NPP的空间变化可划“明显增加”、“轻微增加”、“几乎不变”和“轻微减少”4个类型,其中增加的区域占78.9％,其反映了区域生态环境总体上在向好的方向发展.     

长白落叶松林生态系统净初级生产力对气候变化的响应

应用BIOME-BGC模型和样地调查数据,模拟并验证了吉林省汪清林业局长白落叶松林生态系统净初级生产力(NPP)在1980—2013年间的动态变化情况,分析了NPP对区域气候变化的响应以及在SRES A2和B2排放情景下长白落叶松林生态系统NPP的动态变化。结果表明:BIOME-BGC模型较好地模拟了样地NPP的动态变化,且模拟NPP与样地实测生产力的动态变化规律相似;在1980—2013年间,长白落叶松林生态系统NPP(以碳计算)均值为477.74 g/(m2·a),波动范围是286.60～566.27 g/(m2·a);研究区内长白落叶松林生态系统NPP与年降水量呈显著正相关;在未来A2和B2排放情景下,NPP对未来降水量增加的响应呈正向,对年均温度增加呈负相关,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;此外,CO2浓度增加有利于长白落叶松林生态系统NPP的增加。      

基于SuperMap IS.NET的带岭地区NPP信息系统的设计与实现

植被净初级生产力是评价和估计生态系统的碳源或碳汇作用的关键因子,对了解陆地生态系统的演化和判定生态系统碳汇和生态调节过程具有重要的作用.以黑龙江省带岭林业局为例,基于SuperMap IS.NET平台,选用SQLServer 2005数据库存储数据,使用C#为主体语言开发黑龙江省带岭林业局NPP信息发布系统,初步实现图形与属性的双向查询、NPP时间曲线绘制以及简单的NPP值与高程、坡度、坡向等地形因子的数据分析,对该区域森林生态系统生产力、生物量以及碳循环方面的研究提供方便快捷的数据支持.     

Insecticidal action of phytohemagglutinin (PHA) against the grain aphid, Sitobion avenae

The effects of phytohemagglutinin (PHA) on development, fecundity, and mortality of the grain aphid, Sitobion avenae (Fabricius), were determined. Also determined were the effects of PHA on the activity of gut enzymes involved in sugar and phosphorus metabolism (α- and β-glucosidase and alkaline and acid phosphatase) and on the feeding behavior of adult apterae.When added to a liquid diet, PHA increased the pre-reproductive period, decreased fecundity, and increased mortality of S. avenae. PHA also increased the developmental time and reduced the intrinsic rate of natural increase. The aphids fed on sucrose-agarose gels with higher concentrations of PHA lectin exhibited no phloem-feeding behavior. The number of the gel penetrations was reduced and duration of the pathways was increased by higher concentrations of PHA. In addition, activities of α-glucosidase and alkaline phosphatase in homogenates of adult aphids were reduced. The results indicate that PHA has potential in a biotechnological approach to insect management.     

植被NPP估算的模型方法与机理

植被NPP研究是全球碳循环与碳蓄积研究的重要内容之一。该文在回顾植被NPP模型类型的基础上,详述了气候生产力模型、生物地球化学模型、光能利用率模型与生态遥感模型实现的方法与机理,同时强调了遥感估测模型的重要性。上述结果说明利用模型估算植被NPP是一种重要且被广泛接受的研究方法,是未来植被NPP估算研究的重要发展方向。