近二十三年贵南县草地净第一性生产力与气候变化的响应

根据气候相关模型计算了贵南县草原生态净第一性生产力(NPP),且通过地上生物量实测值对模型结果进行验证,分析比较了模型在同一个植被类型区域的预测结果。结果表明,近二十三年贵南县草原生态植被气候生产力呈现出增加趋势,当地的气候生产力取决于温度和降水的有效结合,其中影响牧草生长的主要气候限制因子是降水,温度变化对NPP值的影响较弱,因此,降水是共和盆地植被气候生产力的主要限制因子。     

净第一性生产力模型在环青海湖牧区共和盆地草原区的应用分析

采用环青海湖牧区共和盆地草原区共和县、贵南县气象站1985—2007年的温度、降水及牧草生物量的监测资料,利用净第一性生产力模型预测23年共和盆地草原区的净第一性生产力的变化情况,且通过实测地上生物量对模型结果进行验证,分析比较了模型在同一个植被类型区域不同点的预测结果。结果表明,23年来共和盆地植被气候生产力呈现出增加的趋势,以点代面预测一个区域的牧草产量会导致结果误差较大;当地的气候生产力取决于温度和降水的结合情况,影响牧草生长的主要气候限制因子是降水、温度的变化,NPP值的影响不是很大,因此,降水是共和盆地植被气候生产力的主要限制因子。     

净第一性生产力模型在内蒙古典型草原区的应用分析

基于内蒙古典型草原地区锡林浩特、镶黄旗、察右后旗气象站1993～2003年的温度、降水及牧草生物量监测资料,利用净第一性生产力模型预测1993～2003年典型草原区的净第一性生产力,且通过实测地上生物量对模型预测结果进行验证,分析比较了模型在同一个植被类型区域不同点的预测结果.结果表明:(1)以点代面去预测一个区域的牧草产量会导致估算结果较粗,误差较大;(2)当地的气候生产力取决于温度和降水的组合情况,影响牧草生长的主要气候限制因子是降水,温度的变化对NPP值的影响不是很大.     

净第一性生产力模型在内蒙古典型草原区的应用分析

基于内蒙古典型草原地区锡林浩特、镶黄旗、察右后旗气象站1993-2003年的温度、降水及牧草生物量监测资料，利用净第一性生产力模型预测1993-2003年典型草原区的净第一性生产力，且通过实测地上生物量对模型预测结果进行验证，分析比较了模型在同一个植被类型区域不同点的预测结果。结果表明：（1）以点代面去预测一个区域的牧草产量会导致估算结果较粗，误差较大；（2）当地的气候生产力取决于温度和降水的组合情况，影响牧草生长的主要气候限制因子是降水，温度的变化对NPP值的影响不是很大。     

1981-2001年内蒙古草地净初级生产力时空变化特征

利用遥感和气象数据,采用CASA(Carnegie Ames Stanford Approach)模型和统计分析方法,研究了1981-2001年内蒙古自治区草地7-8月植被净初级生产力(net primary productivity, NPP)的时空变化特征,并分析了气候因素和放牧强度对NPP的影响。结果表明,1）1981-2001年,内蒙古草地NPP显著减少、显著增加和变化不明显的面积分别占1%、30%和69%;NPP显著增加的区域位于内蒙古东北、东南和南部,NPP显著减少的区域零星分布于该区中部荒漠草原和典型草原分界处。总体而言,该区NPP增加不甚明显, 21年7-8月草地NPP（均以C变化计）平均值为192.0 g/m2,年际变化范围为150.5～255.5 g/m2。2）7-8月降水是该区NPP年际变化的主要驱动因子,降水量高的年份NPP亦高。NPP与气候因素间的关系表现为NPP随降水增多而升高,随温度升高而下降,辐射对NPP的影响不明显。3）综合考虑气候因素与人类活动对草地NPP的影响发现,21年间,土默特左旗和土默特右旗境内放牧强度增加导致NPP显著下降。     

高寒草原对气候生产力模型的适用性分析

本研究利用中国科学院巴音布鲁克草原生态研究站1984-1990年、2004-2008年2个时间序列植物营养生长期的气候指标及净第一性生产力(NPP)实测值,结合北京模型、综合植被模型和林慧龙等建立的模型模拟研究区的NPP;根据3个模型NPP的模拟值与实测值对其进行了一元线性回归与相关分析,并基于NPP的模拟值探讨了研究区草地载畜量。结果表明,北京模型(R=0.857**)、综合植被模型(R=0.894**)和林慧龙建立的模型(R=0.894**)的NPP模拟值与实测值相关性及一元线性回归方程拟合较好,同时从线性回归的拟合度也揭示了降水是研究区NPP的主要限制因子,而温度对NPP的影响程度相对较小。在年均气温增加2和4℃,年降水量增加20%时,草地理论载畜量分别由目前的0.94个羊单位/hm2增加到1.49和1.62个羊单位/hm2。     

探析河北省气候条件对草原植被状况的影响

正牧草从返青、抽穗、成熟到枯黄整个生育期主要受温度和水分条件的影响。牧草产量和品质的季节性变化与温度和降水的关系也十分密切。2017年的气候因素对草原植被状况的影响综合总结如下。一、2017年河北省草原植被总体情况河北省草原植被主要分布在坝上6县,草原总面积达2096.7万亩,占全省草原总面积近30%。2017年草原植被生长季节,坝上大部分草原地区气温低于2016年,降水偏少,尤以康保、尚义、张北旱情较为     

基于光能利用率模型的内蒙古天然草原植被净初级生产力动态监测与气候因子的响应

利用光能利用率模型和MODIS数据对内蒙古天然草原2000-2018年植被生长期草原净初级生产力进行连续动态监测,并在像元尺度利用最小二乘法分析了近20年植被净初级生产力(NPP)时空变化规律。结果表明:近20年中,内蒙古天然草原NPP在空间上呈由西向东递增分布规律,年均NPP为198.04 g C·m^-2·a^-1,潜在草地退化面积16.22万km²,其中重度、较重度面积分别为0.20万和1.11万km²,主要分布于人类活动密集区域,如矿区、建设用地及周边;在草地类型上,温性草原、温性草甸草原、温性荒漠以及温性荒漠草原潜在退化面积分别为5.22万、1.40万、4.04万和2.21万km²。通过分析NPP与气候因子的相关性表明:近20年,内蒙古草原NPP与降水具有显著相关性,与温度无相关性;温性草甸草原NPP对降水的响应最敏感,温性荒漠草原其次,温性草原对降水响应最低。研究还根据上述结果,围绕草地生态保护提出了建议。     

欧亚大陆草原带1982-2008年间净初级生产力时空动态及其对气候变化响应研究

欧亚大陆草原带主要包括哈萨克草原和蒙古草原,是世界上最大的过渡生态系统。 同时该区域属于典型的干旱半干旱地带,因此对气候变化较为敏感。但是,针对该区域的净初级生产力(net primary productivity, NPP)研究尚有诸多不足,特别是哈萨克草原。本研究在原有BEPS(Boreal Ecosystem Productivity Simulator)模型的基础上,对光合最大羧化效率(V_c,max)和自氧呼吸等过程算法进行了优化,以地面实测样方数据对改进后的模型进行精度验证,进而利用改进后的BEPS模型模拟了1982-2008年间的欧亚大陆草原带植被净初级生产力。结果表明,改进的 BEPS 模型与3个地区(哈萨克斯坦,内蒙古和新疆)的样地观测数据相比均具有较好的拟合精度,且预测能力较原有BEPS模型均有一定程度的提升;27年间,区域内NPP的平均值为120 g C/m²,其中蒙古草原为116.9 g C/m²,哈萨克草原为 122 g C/m²。在区域暖干化的背景下,蒙古草原的NPP呈现上升趋势,而哈萨克草原则在前苏联解体前后先上升后下降。区域内草地主要与年降水具有显著的正相关关系,而对温度的响应普遍较弱,表明降水是该区域植被生长的主要气候影响因子。     

气候要素和土壤质地对青藏高原草地净初级生产力和降水利用率的影响

植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)和降水利用率(precipitation-use efficiency,PUE)是直观反映群落生长状况以及植被对降水的利用效率的重要指标。以青藏高原为研究区,利用2000–2015年植被NPP遥感产品,结合同时期的气象和土壤质地数据,采用回归分析、相关性分析和构建结构方程模型分析降水、气温和土壤质地对青藏高原NPP和PUE变化的影响。结果表明,1)降水(|r|=0.71,P 0.001)和气温(|r|=0.67,P 0.001)与NPP呈极显著正相关关系,且降水对NPP影响大于温度;2)降水(|r|=0.4,P 0.001)和气温(|r|=0.56,P 0.001)与PUE呈极显著正相关关系,但降水对PUE变化的解释能力低于温度;3)土壤黏粒含量和PUE之间呈极显著正相关关系(|r|=0.41,P 0.001),土壤砂粒含量和PUE之间呈显著负相关关系(|r|=0.35,P 0.001)。综上可知,在青藏高原降水是NPP的第一限制因子,而温度是控制PUE的首要因子,土壤质地对PUE的影响应予以长期关注,这有利于为不同质地条件下的水资源分配方式提供参考。     

草地净第一性生产力估算模型研究进展

草地净第一性生产力(NPP)直接反映了草地植物群落在自然环境条件下的生产能力,是草地碳循环的重要组成部分。利用数学模型估算草地NPP是一种重要且被广泛接受的研究方法。在总结植被NPP估算模型的基础上,分析了气候相关统计模型、光能利用率模型、生态系统过程模型和生态遥感耦合模型各自的优缺点,讨论了各类模型在草地NPP中的研究现状,探讨了草地NPP模型研究中存在的问题,并进一步提出今后的发展方向。统计模型通过NPP与温度、降水等气候因子建立统计关系计算NPP,参数简单,但估算结果较粗;光能利用率模型以植被光合作用机理作为其理论基础,建立在植物光合作用过程和光能利用率的概念上,由于模型形式简单且可以直接利用遥感数据,使其倍受关注,但在具体求算过程中存在不确定性;过程模型从机理上对植物的生理生态过程进行模拟并对NPP的影响因子进行分析,更能揭示生物生产过程以及与环境相互作用的机理,但模型较复杂,实用性不强;生态遥感耦合模型能够利用遥感资料,克服了光能利用率模型和生态系统过程模型的不足,使其成为NPP模型的一个主要发展方向。草地植被NPP估算模型的研究相对薄弱,专门针对草地NPP建模的研究较少。建立具有自主知识产权的中国草地NPP模型是一项即具有重要意义又具有挑战性的工作。     

内蒙古草地生态系统近10年NPP时空变化及其与气候的关系

植被净初级生产力(net primary productivity, NPP)及其对气候变化的响应研究是全球变化的核心内容之一。通过改进的光能利用率模型(CASA模型),利用MODIS NDVI数据、土地覆盖分类数据、气象数据等,逐像元模拟2001-2010 年内蒙古草地生态系统NPP的时空变化,分析其对气候因子变化的响应关系。结果表明,1)2001-2010年内蒙古草地多年平均NPP为281.3 g C/(m²·a),空间分布呈由西南向东北递增的趋势,草甸草原、典型草原和荒漠草原平均NPP分别为431.8,288.7和123.5 g C/(m²·a);2) 2001-2010年间内蒙古草地NPP总体上呈上升趋势。NPP上升趋势最明显的草地主要分布在毛乌素沙地、浑善达克沙地、科尔沁沙地、呼伦贝尔盟和大兴安岭南麓地区,而下降趋势最明显的草地主要分布在阴山山脉和锡林郭勒盟中部的典型草原区;3) 总体而言,降水量是内蒙古草地净初级生产力的主要影响因素。草甸草原NPP与降水量、温度的关系均很密切,而且与温度的相关性更强;典型草原和荒漠草原NPP则主要受降水量控制,其中荒漠草原NPP与降水量的关系更密切。     

气候变化对三江源玛沁县草地气候生产力的影响

利用三江源玛沁县五年的气候资料,分析了气温和降水的变化,以及两种草地气候生产力模型的对比。结果表明:(1)三江源玛沁县2000年至2004年年平均温先逐渐增加,直到2003年后开始下降。年降水量波动比较大。(2)M iam i模型和Thornthwaite Memorial模型计算得出的NPP产量呈现一定的差异,前者平均温度因子影响比较显著,而后者是年降水量起主要因素。(3)选择适当的模型计算植被的第一生产力要依据当地的植被类型。     

2000-2014年博斯腾湖流域NPP时空变化特征及影响因子分析

植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)是反映陆地生态系统对气候变化响应的重要指标.本研究利用2000-2014年MODIS的MOD17A3、MOD12Q1产品,采用GWR(地理加权回归分析方法)建模法反演的近地气温数据以及TRMM降水量数据,通过逐像元的斜率、偏相关和复相关分析,分析新疆博斯腾湖流域净初级生产力和降水、近地气温等气候要素的时空变化趋势,探讨NPP的时空格局及其影响因素.结果表明,1)各月气温地理加权回归模型(geographical weighted regression,GWR)的决定系数(R2)均高于0.85,估算得到的近地表气温与实测气温的验证结果R2均高于0.9,能满足本研究的精度需求.2)在研究时间内,博斯腾湖流域NPP的年均值在205.12～235.7g·(m2·a)-1波动,多年NPP平均值为221.52 9·(m2·a)-1,整体上NPP呈减少趋势.3)NPP变化斜率介于—18～26 g·(m2·a)-1,减少趋势主要分布在山区,占总面积的35.23％;增长趋势主要分布在平原绿洲区,占总面积的16.99％.4)博斯腾湖流域39.81％的植被NPP的变化受气候因素影响,山区和平原区都有分布;受非气候因素影响的区域占总面积的16.57％,主要分布在人类居住的平原绿洲区域,说明研究区NPP的时空变化是气候变化和人类活动的共同结果,但气候因素的影响较大.     

基于NPP与EVI的三江源生态状况评估

为了探究2001-2019年三江源生态状况在时空上的变化特征,基于Mann-Kendall检验法从时空角度对2001-2019年生长季累计增强型植被指数(Enhanced Vegetation Index,EVI),植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)进行趋势变化分析,对三江源生态状况进行评估;通过土地利用类型转移情况对趋势分析研究结果展开进一步验证;最后对NPP与EVI、气候因子(温度和降水)进行相关性分析,探讨NPP变化的主要限制因素.结果 表明:时间尺度上,2001-2019年研究区内NPP和EVI总体呈波动上升趋势;空间尺度上,区域内NPP和EVI明显改善面积占比分别为86.06％和34.26％,大部分区域生态状况得到明显改善.2001-2019年研究区草地面积增加了645.89 km2,植被覆盖度增加,这与EVI趋势分析结果一致.NPP与EVI、温度、降水量均成正相关,其中EVI与NPP相关性最强.     

高寒牧区草原生物量与降水、温度的关系

根据海南州近20年的草原生物量数据,探讨高寒牧区草原生物量及其与降水、温度因子的关系。结果表明:草原生物量与生育期内6月份积温呈显著的负相关,与生育期内总降水量呈极显著正相关,与48、月份降水量以及年降水量呈显著正相关。逐步多元回归分析表明,降水因子是制约草原生物量变化的主要因素,从热量因子对草原生物量起负作用看,可能是由于气候的变暖,气温的升高,使天然草地处于干旱缺水状态,而降水成为制约草原植物生长的限制因子,从而影响草原生物量。     

基于Daycent模型的三江源地区草地NPP估算及其对气候变化的响应

【目的】探求1971-2020年草地NPP的时空变化特征及其与气候因子的关系。【方法】基于Daycent模型估算三江源地区草地NPP,结合同期温度和降水数据,运用多元回归分析法进行分析。【结果】1)三江源地区草地NPP多年的年平均值为168.10 gC/m²,空间上呈现东高西低,南高北低的格局。2)高寒草甸类年均NPP为227.44 gC/m²,高寒草原类年均NPP为117.23 gC/m²。3)当降水量小于450 mm时,温度与草地NPP呈正相关;当降水量大于450 mm时,温度与草地NPP呈负相关。【结论】三江源地区草地NPP呈自东南向西北递减的空间格局;不同草地类型中,高寒草甸类年均NPP大于高寒草原类年均NPP,且高寒草原类年均NPP有显著的增加趋势;三江源地区的草地NPP与降水量呈显著相关关系,温度对该地区的草地NPP也有影响。     

祁连山国家公园植被净初级生产力时空演变及驱动因素分析

祁连山国家公园具有涵养水源、维持生态平衡等重要作用,是河西乃至西北地区重要的生态安全屏障。本研究利用2000–2018年的MODIS NDVI遥感数据、气象数据及人类活动数据,采用NPP估算模型–CASA模型计算了植被净初级生产力(net primary productivity, NPP),并借助一元线性回归法与相关分析法,分析了研究区植被NPP的时空变化特征以及与地形、气候和人类活动等驱动因素的耦合关系。结果表明:1)祁连山国家公园植被NPP整体呈现波动上升的趋势,多年均值为167.35 g·(m²·a)^–1;各月植被NPP的变化也呈增加趋势,增长速率存在明显的差异。2)空间上2000–2018年祁连山国家公园的植被NPP呈现出自东向西递减的趋势;月尺度上,植被NPP具有明显的季相变化特征,植被NPP累积量夏季最高,秋季次之,冬季最少。3)整体上祁连山国家公园植被NPP随海拔、坡度增加呈现出"先增加后减少"的变化趋势;植被NPP与降水的相关性较高,其相关性系数为0.632 (P <0.01);当人类活动强度达到一定程度时(> ...     

共和县天然草场植被生物量形成的因子分析

利用灰色关联分析方法,对青海省海南州共和温性草原草地植被生物量与气候因素的关联程度进行了相关分析,以牧草抽穗期和成熟期产量为对照列,以牧草生长期月平均气温、月降水量、月日照时数以及月≥0℃积温为对比列。经分析表明,对共和温性草原牧草抽穗期产量影响最大的气象因子是4月、5月日照时数,4月、5月平均气温及5月≥0℃积温,低温、寡照是制约牧草抽穗期产量形成的气候条件;6～8月温度和积温是影响共和温性草原牧草成熟期产量的主要因子,每年6～8月的温度和积温高低、日照的强弱直接影响成熟期牧草产量的高低。     

近10年来山东区域NPP时空变化分析

净初级生产力(NPP)可以反映植被的固碳能力,估算区域的NPP对研究区域碳循环和气候变化有重要意义。本研究利用光能利用率模型(CASA)估算了山东省2001-2010年NPP的时空变化,在CASA模型中引入陆面水分指数(LSWI)来替换水分估算模块,并分析了该区域NPP与环境因子之间的关系。研究表明,山东省每年植被固碳量约为3.46×1013 g,其中农田的NPP占了山东省总NPP的75%以上;2001-2010年间,山东省NPP以每年0.7×1012 g的速度增加,主要归因于该区域温度和降水的增加。