1982-2016年中国陆地生态系统总初级生产力年际变异及其成因分析

来源 :南京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:neoin123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
作为全球碳循环过程的重要组成部分,陆地生态系统吸收了约30%的人类活动排放的CO2,陆地生态系统碳循环对缓解全球变暖和气候变化具有重要的影响,同时也是预测未来气候变化的最大不确定因素之一。陆地生态系统总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)不仅是陆地与大气之间进行碳交换的主要决定因素之一,也是表征陆地生态系统碳循环的重要指标。由于受到气候变化、大气CO2浓度增加和氮沉降等自然因素,以及土地利用变化、农田管理、森林扰动等人类活动的影响,陆地生态系统GPP存在很大的年际变化,GPP的年际变异对区域乃至全球碳收支平衡以及气候变化具有重要影响。研究中国陆地生态系统GPP年际变异及其主要的控制因子,对于理解陆地生态系统碳循环过程和预测未来全球气候变化具有重要意义。本研究以两叶光能利用率模型(Two-leaf Light Use Efficiency Model,TL-LUE)为工具,基于全球再分析气象数据CRUNCEP(Climate Research Unit-National Centers for Environmental Prediction)和三种常用的叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)遥感数据(Global Inventory Monitoring and Modeling System(GIMMS)LAI,Global LAnd Surface Satellite(GLASS)LAI和Global Mapping(Glob Map)LAI)模拟1982-2016年中国陆地生态系统GPP(时间分辨率为每日,空间分辨率为0.05°×0.05°)。比较不同LAI输入数据对模拟中国GPP的影响,分析中国陆地生态系统GPP年际变异及变化趋势,研究温度、降水和太阳辐射等对GPP年际变异的影响。主要结论如下:(1)中国区域三种LAI遥感数据的时空差异1982-2016年,中国GIMMS,GLASS和Glob Map LAI时空分布存在差异。大部分森林区域GLASS LAI和Glob Map LAI高于GIMMS LAI,农田(Croplands,CRO)和草地(Grasslands,GRA)GIMMS LAI和GLASS LAI高于Glob Map LAI。GLASS LAI的年际变异较大,GIMMS LAI的年际变异较小。三种LAI在北方地区均表现出增加趋势,GIMMS LAI、GLASS LAI和Glob Map LAI呈显著增加趋势(p<0.05)的区域占植被覆盖区域的比例分别为56.9%、51.7%和77.3%,呈显著下降趋势(p<0.05)的区域占植被覆盖区域的比例分别为7.2%、9.8%和6.0%。(2)不同LAI数据模拟中国GPP的时空差异常绿阔叶林(Evergreen Broadleaf Forests,EBF)、混交林(Mixed Forests,MF)和CRO三种LAI模拟的GPP之间差异较大。三种LAI模拟的GPP在华北平原、淮河流域、黄土高原以及青藏高原等地区均表现出明显的增加趋势,GPP-GIMMS、GPP-GLASS和GPP-Glob Map呈显著增加趋势(p<0.05)的区域占植被覆盖区域的比例分别为61.1%、49.4%和74.1%。GLASS LAI模拟的1982-2016年中国GPP年总量最大(8.44 Pg C a-1),Glob Map LAI模拟的中国GPP总量最小(7.48 Pg C a-1)。与Fluxcom GPP和SIF数据相比,GIMMS LAI模拟的GPP在云南等地区的相关性较差,GLASS LAI模拟的GPP在四川盆地等地区相关性较差,Glob Map LAI模拟的GPP在华北平原相关性较差。(3)1982-2016年中国GPP年际变异及变化趋势我国北方地区GPP年际变异大于南方地区,GPP年际变异超过100 g C m-2a-1的区域占中国植被覆盖区域的44.2%。1982-2016年中国年GPP呈显著增加趋势(p<0.05),速率为4.30 g C m-2 a-1。华北地区年GPP变化速率最大(12.05g C m-2 a-1),青藏高原地区年GPP变化速率最小(1.14 g C m-2 a-1)。CRO年GPP变化速率最大(9.83 g C m-2 a-1),GRA年GPP变化速率最小(3.50 g C m-2 a-1)。夏季GPP变化速率最大(1.80 g C m-2 a-1),冬季GPP变化速率较小(0.23 g C m-2a-1)。(4)不同气象因子对中国GPP年际变异的影响年GPP随温度的上升而增加的区域占植被覆盖区域的73.8%,在青藏高原和南方的大部分地区,年GPP与温度呈显著正相关(p<0.05),在内蒙古、黄土高原和华北等地区,年GPP与温度呈负相关(p<0.1)。年GPP随降水上升而增加的区域占植被覆盖区域的72.2%,在内蒙古、黄土高原、华北等地区,年GPP与降水呈显著正相关(p<0.05),在东北大兴安岭、四川西部以及长江中下游等地区,年GPP与降水呈负相关(p<0.1)。年GPP随太阳辐射上升而增加的区域占植被覆盖区域的82.1%,我国东部大部分地区,年GPP与太阳辐射呈显著正相关(p<0.05)。全国GPP年际变异受温度、降水、直接辐射和散射辐射控制的区域分别占39.1%、31.9%、15.6%和13.4%。
其他文献
新文科背景下,提升高级法语课程实效是优化高校法语教学模式的重要内容。基于OBE教学理念,针对高级法语课程进行系统课程设计,通过对线上线下学习个性化的数据统计和分析,精准设计课程核心价值内容、混合学习模式教学方法和多维考核评估模式等。据此,本研究探索以OBE理念为指导的教学模式,以体验性为准则,通过实证研究验证了其在构建语言知识和实践能力相结合的有效性。结果表明:该模式能丰富法语教学的学科内涵,显著
期刊
<正>在党的二十大报告中,习近平总书记提出:“全党同志务必不忘初心、牢记使命,务必谦虚谨慎、艰苦奋斗,务必敢于斗争、善于斗争,坚定历史自信,增强历史主动,谱写新时代中国特色社会主义更加绚丽的华章。”[1](P1)“三个务必”是新的历史条件下中国共产党人勇毅前行的行动指南,是走好新的赶考之路的根本政治要求。我们要深刻理解和把握“三个务必”,着力提升思想认识、提高政治站位,始终站稳人民立场、传承优良作
期刊
<正>今年的《政府工作报告》围绕政府自身建设,鲜明提出要“擦亮实干底色”“交出优异答卷”,并从五个方面对建设什么样的政府提出了明确要求,作出了不辱使命、不负重托的庄严承诺,体现了新一届政府恪尽职守、奋发进取、励精图治,努力建设人民满意服务型政府的新形象。一是坚定捍卫“两个确立”的忠诚政府形象。政治问题,任何时候都是根本性的大问题。新一届政府始终把旗帜鲜明讲政治作为施政首要,以高度的政治自觉向以习近
期刊
冬季蔬菜种植区作物复种指数高,土地利用强度大,加之蔬菜对磷素的高需求导致肥料投入量往往大于作物所需,出现明显的土壤磷素积累。同时冬季蔬菜种植区多处于亚热带、热带季风气候区,高温多雨的气候特征使土壤中的盈余磷素极易以各种途径进入地表水体,导致水环境恶化。通过研究冬季蔬菜种植区农田土壤磷素的积累、固定特性,评估磷素流失风险并识别磷流失关键源区,为水环境污染防治提供依据。本文以海南省陵水黎族自治县为研究
学位
通过湖泊水体掩膜和测高卫星轨道的相交准确识别出湖面脚点是影响ICESat测高精度的关键。然而目前为止,对基于影像直接提取的水体掩膜进行缓冲区分析的相关研究中,缓冲区宽度的设置是较为主观的,缺少详细的解释或系统的分析。在该研究工作中,我们分析了水体掩膜向内外侧做不同大小的缓冲区对七个湖泊测高精度的影响。我们使用改进的归一化差分水体指数MNDWI从Landsat的TM影像中提取湖泊的水体范围,将其作为
学位
当前,我国的脱贫攻坚事业已经进入决胜阶段,提升旅游业在贫困地区的扶贫带动作用,从经济、社会、教育、医疗等多个维度推进扶贫工作是实现精准脱贫的要求。交通发展是贫困地区脱贫攻坚、发展旅游业的前提与保障,此外,“旅游+交通+扶贫”模式在贫困地区已取得了较好成效。因此,在多维贫困理论的指导下,从多维贫困的视角研究贫困地区的交通发展与旅游多维扶贫的耦合协调关系具有一定的重要意义。本研究以2005-2016年
学位
工业革命以来累计的温室气体排放已导致全球平均升温约2℃,如何减少温室气体/碳排放已成为全球共同关注的焦点。中国在国际上多次做出碳减排承诺,并已在国内将碳减排上升为战略目标。然而国内地区间往往通过贸易转嫁碳排放责任,使得“区域减排、总体增排”的现象频发,对我国总体减排的目标形成了挑战。同时,为了满足当下精细化低碳国土空间规划及管理的需求,对于碳排放空间分布的研究成为了热点。土地作为碳排放的主要空间载
学位
三维地理信息系统(Geographic Information System,GIS)的发展迅速,将二维GIS中常用空间分析功能拓展到三维GIS,研究适用于真三维的空间分析算法,可以增强三维GIS的空间分析能力,从而推动三维GIS的应用。成本距离分析是GIS中的重要空间分析功能,可以综合多种地理信息,用于分析地理空间中要素移动问题,为资源的规划与合理利用提供指导。现有相关研究集中在对栅格成本距离分
学位
水土流失是世界性的环境问题。中国的水土流失现象十分严重,农用地土壤侵蚀作为水土流失的主要类型,已受到广大学者关注。南方丘陵红壤区是我国重要的农业产区,该区地形破碎,土壤抗侵蚀能力弱,水土流失严重,频繁的农业生产活动是该区水土流失发生的主要原因。农户是从事农业生产活动的主角,其农业经营行为是导致水土流失发生及变化的主要因素。开展南方丘陵红壤区农户行为对当地水土流失的影响研究对生态脆弱区农业可持续发展
学位
随着城市化的发展,人类可以通过多种方式和手段影响和干预自然生态系统,其中城市化过程导致大量的其他土地利用类型被城市建设用地占用,严重影响生态系统为人类提供的各种有形的产品或无形的服务。生态系统服务的变化不仅影响现在的生产生活,而且关系到未来人类福祉的长远发展,对自然生态和人文社会系统都具有十分重要的意义。因此,分析城市化与生态系统服务之间的时空变化规律,评估城市化对生态系统服务变化的具体影响程度对
学位