1949-2008年东亚区域陆地生态系统NPP和GPP的时空格局演变

摘要

为了清楚1949-2008年东亚区域陆地生态系统 NPP(净初级生产力，Net Primary Production，缩写为NPP)和GPP（总初级生产力，Gross Primary Production,缩写为GPP）的时空分布，用大气-植被相互作用模型（AVIM2）模拟东亚区域陆地生态系统NPP和GPP的时空分布。同时，为了认识东亚区域陆地的NPP和GPP以及NPP/GPP比率随地理和气候梯度以及不同生态系统类型的变化规律，用地理数据（高程、地理坐标数据）、60年平均的降水、温度数据与60年平均的NPP、GPP密度以及NPP/GPP比值结果数据分别进行条带空间分析（Zonal Statistics）。
　　研究结果表明：（1）1949年-2008年东亚陆地生态系统 NPP总量为943PgC（1PgC=1×1015gc），年均NPP总量为15.7±0.63 Pg C，平均NPP密度为633.36±25.56 gC.m-2.a-1；GPP总量为1680PgC，年均GPP总量为28.0±1.13 Pg C，平均GPP密度是1126.686±45.44gC.m-2.a-1；NPP/GPP比率最高值是0.828,最低值是0.004，极差值为0.824,区域平均NPP/GPP比率为0.604（SD为0.141）。（2）多年平均状态下和每年的NPP、GPP的季节性变化都呈现秋季总量最高，春季总量最低的现象，如秋季NPP总量>夏季NPP总量>冬季NPP总量>春季NPP总量，秋季GPP总量>夏季GPP总量>冬季GPP总量>春季GPP总量。（3）不同植被生态类型下，NPP与GPP密度的变化趋势不同，对NPP而言，常绿阔叶林>常绿针叶林>混交林>管理的农田>郁闭/开放常绿灌木>林和非林自然植被>农田/森林/其它自然植被混合>郁闭/开放落叶灌木>开放落叶阔叶林>封闭落叶阔叶林>非淡水浇灌林>落叶针叶林>淡水浇灌林>农田/灌木/或草地混合>合理浇灌灌木或草地>郁闭/开放草地>稀疏草地或灌木>郁闭/开放落叶灌木；而 GPP的表现是常绿阔叶林>常绿针叶林>封闭落叶阔叶林>林和非林自然植被>非淡水浇灌林>开放落叶阔叶林>混交林>淡水浇灌林>郁闭/开放常绿灌木>郁闭/开放落叶灌木>管理的农田>农田/森林/其它自然植被混合>落叶针叶林>农田/灌木/或草地混合>合理浇灌灌木或草地>郁闭/开放草地>稀疏草地或灌木>郁闭/开放落叶灌木。对NPP/GPP比率来说，森林生态类型的比非森林生态类型低，特别是管理的农田的 NPP/GPP比率最为突出。（4）在地理因素方面，在10oS-55oN范围内，NPP和GPP的密度都随纬度增大而减低，但NPP/GPP比率仅在10oN-55oN间比较高；在60oE至150.5oE间，它们都随着经度的增大而增大；在海拔为-249m-7171m区间内，三者都随海拔的升高而减低。（5）就气候因素来说，在-6.35oc-27.37oc内，NPP和GPP密度随着温度的升高而增大，但NPP/GPP比率却相反；在0.0024 Kg.m-2.s-1至0.4525 Kg.m-2.s-1降水量的范围内，NPP和GPP密度随降雨量的增加而增加，但NPP/GPP比率在减小。
　　由此可见，NPP、GPP以及 NPP/GPP比率随气候特征（如温度和降水）和地理要素（如海拔、经纬度）变化而表现出一定的关系。研究也发现 NPP/GPP比率与先前的假设（忽略生态类型，这个比率是定值）冲突。

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第 1章 绪论

1.1 NPP和GPP定义

1.2 研究目的和意义

1.3 国内外研究进展

第 2章 AVIM2模型原理

2.１模型原理——大气－植被相互作用模型（AVIM2）

2.2 模型输入与输出

第 3章 研究区域概况与研究方法

3.1 研究区域自然概况

3.2 数据来源和数据预处理

第 4章 结果与分析

4.1 东亚区域陆地生态系统NPP的动态变化

4.2 多年NPP的季节变化

4.3 东亚区域陆地生态系统GPP动态变化

4.4 NPP/GPP比率在东亚区域的空间分异性规律

4.5 NPP/GPP比率随植被类型、气象要素和地理条件的变化规律

第 5章 结论

5.1 NPP和GPP的空间分布

5.2 NPP/GPP比率的空间分布

5.3 小结

5.4 展望

参考文献

致谢

附 录