近30年中国陆地生态系统碳收支时空变化模拟研究

摘要

陆地生态系统既可能是碳源也可能是碳汇，它的管理对于削减大气中CO2浓度至关重要。中国作为当今世界上最大的发展中国家，三十年来，在经济飞速发展的同时，由于土地利用的剧烈变化和大量化石燃料的利用等，中国CO2排放量已从1980年0.4 Pg C上升到2006年的1.5 Pg C，成为世界最大的温室气体排放国。为详细了解中国陆地生态系统植被NPP以及碳收支现状和变化趋势，本文通过陆地生态系统碳循环模型(CASA模型)利用AVHRR的NDVI长期监测数据和气象数据，逐像元模拟1981-2008年中国陆地生态系统NPP的时空变化，分析其对气候因子的响应关系。并应用站点观测资料和生态系统碳循环模型(CASA模型)相结合的方法，模型模拟值从中间过程到最后结果做到逐步验证，保证模拟精度，分析1981-2008年中国陆地生态系统碳收支时空变化。
　　 结果表明，中国陆地生态系统NPP总量在3.38 Pg C/a-4.35 Pg C/a之间变化，平均约为3.8 Pg C/a，且研究期间呈上升趋势。但近30 a来，中国干旱、冻害、洪涝等极端气候事件发生频繁以及受气候变化影响，NPP年际波动较大。内蒙古中部草原、新疆天山地区和中国西南雅鲁藏布江流域植被NPP增加趋势显著；华北平原和四川盆地等传统农业区也呈较大增加趋势；中国东北大小兴安岭山麓区、内蒙古东部草原和长江、珠江流域中下游NPP有减小趋势。
　　 NPP与气候因子相关关系为：在青藏高原、新疆天山地区和东北大小兴安岭、长白山等冷湿区，NPP年总累积量和年均温呈显著正相关，和年降水量呈显著负相关；地处华北的太行山、燕山等山区和内蒙古中部草原区等干燥环境区，NPP与年降水呈正相关关系；青藏高原及新疆地区和华北平原、四川盆地等农业区，NPP与年均温呈正相关关系。
　　 中国陆地生态系统年固碳量NEP28年平均值为0.224 Pg C/a，NEP年累积总量呈现上升趋势，但年际波动较大。中国陆地生态系统NEP年际变化具有较大地区差异，新疆天山地区和中国西南雅鲁藏布江流域植被NEP增加趋势显著，华北平原和四川盆地等传统农业区也呈较大增加趋势；中国东北大小兴安岭、长白山山麓区、内蒙古东部草原和长江流域中下游NEP有减小趋势。

目录

文摘

英文文摘

基金项目

1 引言

1.1 选题背景与研究意义

1,2 国内外研究进展

1.2.1 陆地植被生物量调查

1.2.2 陆地生态系统碳循环模型研究进展

1.2.3 陆地生态系统碳通量研究进展

1.2.4 陆地生态系统NPP变化的驱动力研究进展

1.3 研究目的、研究内容和创新点

1.4 研究的结构流程图

2 中国陆地生态系统概况

2.1 中国自然地理特征

2.2 中国陆地生态系统自然环境变化

3 CASA模型

3.1 CASA模型介绍

3.2 参数化方法改进

3.3 模型驱动数据

3.3.1 遥感数据

3.3.2 气象数据

3.3.3 太阳辐射数据

3.3.4 土地利用/覆盖数据和土壤含碳量数据

4 模拟结果的校正和验证

4.1 模型校正和验证数据

4.1.1 土壤呼吸模拟精度的校正和验证数据

4.1.2 生态系统碳通量验证数据

4.2 NPP模拟精度验证

4.3 土壤呼吸模拟值的校正和验证

4.4 NEP模拟结果与FLUX实测值的对比

5 中国陆地生态系统NPP、NEP时空变化

5.1 NPP分布特征与变化趋势

5.2 NPP对气候因子的响应分析

5.3 NEP空间分布

5.4 NEP年际变化

5.5 样点分析

6 中国陆地生态系统固碳潜力分析

6.1 论固碳潜力估算

6.2 现实固碳潜力估算

7 结 论

7.1 几点讨论

7.1.1 空间插值问题

7.1.2 模型的检验

7.1.3 土地利用对陆地生态系统变化的影响

7.2 结论与展望

7.2.1 主要结论

7.2.2 展望

参考文献

致谢

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