【摘 要】
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陆地生态系统碳循环是全球碳循环的重要组成部分,而植被总初级生产力（Gross Primary Productivity,GPP）深刻参与在陆地生态系统碳循环中。GPP不仅可以反映陆地生态系统的生产力水平,同时可以表征生物圈与大气圈碳交换的通量状况。草地生态系统GPP是评估全球陆地碳汇以及调节陆表过程的重要生态因子,在全球变化背景下的陆地碳循环中发挥着重要作用,但也极易受气候变化的影响。尤其是近年来
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陆地生态系统碳循环是全球碳循环的重要组成部分,而植被总初级生产力（Gross Primary Productivity,GPP）深刻参与在陆地生态系统碳循环中。GPP不仅可以反映陆地生态系统的生产力水平,同时可以表征生物圈与大气圈碳交换的通量状况。草地生态系统GPP是评估全球陆地碳汇以及调节陆表过程的重要生态因子,在全球变化背景下的陆地碳循环中发挥着重要作用,但也极易受气候变化的影响。尤其是近年来干旱和极端热浪的频率不断增加,对草地生态系统产生了显著影响。因此,本研究对草地植被生产力进行估算,并探究其对干旱的响应,以期为草地生态系统的保护修复提供合理的科学依据和数据理论支撑。研究利用MOD09A1遥感数据、光合有效辐射数据、气象数据、植被类型数据和站点数据,并基于锡林郭勒盟对应参数的植被光合模型（Vegetation Photosynthesis Model,VPM）,对2001-2018年锡林郭勒盟草地生长季的植被总初级生产力进行模拟,并利用通量观测站点数据进行验证;基于研究期间的帕默尔干旱指数（Palmar Drought Severity,PDSI）和标准化降水蒸散指数（Standardized Preicpitation Evapotranspiration,SPEI）来表征锡林郭勒盟草地生长季的干旱状况;采用一元线性回归和相关分析法对研究区GPP的时空分布特征和变化趋势、研究区干旱的时空分布特征和变化趋势进行研究分析,最后对研究区植被GPP对干旱的响应进行探讨。主要研究结果如下:（1）2001-2018年研究区草地生长季GPP多年平均值呈东北高、西南低的空间分布格局,三种草地类型的多年平均值大小依次为:草甸草原(510.39 g C·m-2·a-1)>典型草原(373.07 g C·m-2·a-1)>荒漠草原(193.63 g C·m-2·a-1)。整体上,研究区7月份草地GPP均值最高,9月份均值最低;而从三种草地类型来看,草甸草原和典型草原GPP均值在7月份到达最大,分别为164.35 g C·m-2·a-1和109.86 g C·m-2·a-1,而荒漠草原的最高值出现在8月份,为53.3 g C·m-2·a-1。草甸草原在6月份的增长趋势最为明显,其k值为1.432;而典型草原和荒漠草原在8月份的增长趋势最大,k值分别为0.63和0.61。（2）2001-2018年锡林郭勒盟发生干旱的频率较大,PDSI范围在-4.6-1.28之间,以轻微干旱为主,中等干旱次之,在2007年发生极端干旱;SPEI整体结果与PDSI较为一致。从三种草地类型的PDSI值来看,草甸草原从5月份到9月份干旱程度不断增加,且发生极端干旱的频次在三种草地类型中最高,集中在9;典型草原在5、6、7月轻微干旱和中等干旱为主,而在8、9月份以重度干旱为主;荒漠草原发生中等干旱的频次最高,并集中在8月。从三种草地类型的SPEI值来看,其时间尺度越短,时间序列曲线波动越大,且发生中等干旱发生频次最高。（3）研究发现,在发生极端干旱的2007年研究区各草地类型GPP值也降到了最低;干旱年份,任何两种草地类型之间的GPP差值要大于湿润年份。将研究区GPP值与干旱指数做相关分析,得到在5种不同干旱指数中,GPP与SPEI03相关性最高,意味着研究区GPP与三个月尺度的气象干旱最为相关。从月份来看,7、8月份干旱对GPP的影响大于9月份;从草地类型来看,荒漠草原与干旱的相关性最高,其次是典型草原;而草甸草原与干旱的相关性最小。
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