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[期刊] 自然资源学报  [作者] 冯险峰  刘高焕  陈述彭  周文佐  
陆地生态系统净第一性生产力的模拟已从统计模型发展到过程模型时代。过程模型从机理上对植物的生物物理过程以及影响因子进行分析和模拟,理论框架完整,结构严谨。论文从植物器官、个体、冠层、景观以及区域等不同尺度对过程模型进行分析。近年来,由于遥感和GIS技术的支持,使得遥感过程模型融合了遥感及时、准确、宏观、多尺度的优势而成为当前生产力模型的主攻方向。遥感过程模型可实现生态系统NPP的及时模拟和动态监测,便捷、准确地反映NPP的时空变化格局。而在NPP建模过程中,尺度转换是所面临的一个重要问题。不同尺度模型间扩展时,需要采取相应的数学手段进行尺度转换,同时遥感和GIS技术提供了尺度转换的有力工具。综观...
[期刊] 浙江林学院学报  [作者] 陈波  
陆地植被的年净第一性生产力是植物每年通过光合作用所固定的碳总量。在全球CO2浓度持续变化的过程中 ,作为一个对外界综合环境因素敏感的指标 ,陆地植被净第一生产力的变化及与环境因子之间相互作用的机制是关注的焦点。简要介绍了植被净第一生产力研究方法的状况 ,着重对当前 2种主要生产力模型 (GLO PEM模型和NASA CASM模型 )的测定原理、方法、测定结果及优缺点进行了评述 ,同时对国内相关领域的研究状况也进行了介绍。表 2参 1 8
[期刊] 地理科学进展  [作者] 高艳妮  于贵瑞  张黎  刘敏  黄玫  王秋凤  
净初级生产力(NPP)作为生态系统物质与能量循环的基础,是区域和全球尺度碳循环和碳收支研究的重要组成部分。研究区域和全球尺度的净初级生产力主要依靠模型手段实现,过程和遥感模型是目前广泛使用的两种模型形式。本文搜集并整理了基于过程模型和遥感模型对我国陆地生态系统净初级生产力的模拟结果,分析了中国陆地生态系统净初级生产力的时间变化及对未来气候变化的响应特征,旨在对其进行综合评价。结果表明,中国陆地生态系统NPP平均为(2.828±0.827)PgC.a-1。1982-1998年的年际变化特征上,NPP平均每年增加0.027 PgC,年增长率为1.07%,总体上呈现在波动中逐年上升的趋势。不同植被类型的单位面积NPP总体表现为常绿阔叶林显著高于其他植被类型,但不同研究结果间变化范围很大;落叶针叶林、常绿针叶林和落叶阔叶林相差较小;农作物低于阔叶林,但高于针叶林;草地和荒漠均位于低值区,但前者显著高于后者。不同植被类型的NPP总量总体表现为农作物和草地位居前两位,两者之和高达各植被类型NPP总量之和的58.34%;除灌丛和常绿针叶林外,其余植被类型均不足总量的10%。在未来气候情景下,中国陆地生态系统NPP总体上可能表现为先增加后减小的趋势。
[期刊] 地理科学进展  [作者] 洪长桥  金晓斌  陈昌春  王慎敏  杨绪红  项晓敏  
净初级生产力(NPP)是衡量碳循环、指导土地利用、评估生态安全、指示环境变化、反映粮食安全等的重要参量,其估算受模型构建机理和生态系统关键地表参数输入的影响。近年来,随着遥感数据的不断丰富和遥感处理技术的快速发展,集成遥感数据的NPP估算模型相较于仅采用气候、土壤等传统观测数据的非遥感模型,在分析时空异质性等方面的优势日益凸显。本文基于Web of Science和CNKI两大数据库,采用文献统计分析方法,系统回顾NPP研究概况及国内外集成遥感数据的NPP估算模型的近期进展;并将集成遥感数据进行NPP估算的模型分为统计模型、光能利用率模型、过程模型及耦合模型四类;重点阐述了各类遥感估算模型的机理、差异性、适宜性及局限性;最后,在分析NPP遥感估算面临困境和科学挑战的基础上,从机理与影响因素、数据基础、参数反演、时空尺度拓展、软硬件支撑等方面对未来研究进行了展望。
[期刊] 地理科学进展  [作者] 洪长桥  金晓斌  陈昌春  王慎敏  杨绪红  项晓敏  
净初级生产力(NPP)是衡量碳循环、指导土地利用、评估生态安全、指示环境变化、反映粮食安全等的重要参量,其估算受模型构建机理和生态系统关键地表参数输入的影响。近年来,随着遥感数据的不断丰富和遥感处理技术的快速发展,集成遥感数据的NPP估算模型相较于仅采用气候、土壤等传统观测数据的非遥感模型,在分析时空异质性等方面的优势日益凸显。本文基于Web of Science和CNKI两大数据库,采用文献统计分析方法,系统回顾NPP研究概况及国内外集成遥感数据的NPP估算模型的近期进展;并将集成遥感数据进行NPP估算
[期刊] 林业科学  [作者] 周广胜  郑元润  陈四清  罗天祥  
本文利用中国125组天然成熟林森林资料及Efimova在IBP期间获得的世界各地的23组森林、草地及荒漠等自然植被资料及相应的气候资料对目前流行的气候生产潜力模型:Miami模型、ThornthwaiteMemorial模型、Chikugo模型、综合模型及北京模型的适用性进行了研究,结果表明:Chikugo模型、北京模型与综合模型都能较好地反应森林净第一性生产力(NPP)状况,但对于干旱半干旱地区,北京模型与综合模型能较好地反应自然植被的NPP,而Chikugo模型的计算值偏小;同时,根据综合模型对中国自然植被NPP的分布及其对气候变化的反应进行了研究,指出中国自然植被NPP的分布趋势是东南沿...
[期刊] 长江流域资源与环境  [作者] 戴靓  周生路  吴绍华  林晨  
陆地净第一性生产力(NPP)是陆地生态系统的一项重要指示性指标,与碳循环过程和全球气候变化密切相关,不仅已成为地学研究的热点问题,更受到各国政府的高度重视。长三角地区是我国经济最发达、最具综合竞争力的地区之一,该地区的陆地生态系统同时承受着自然因素及高强度人为活动的双重影响。因此,利用CASA模型,在RS和GIS技术支撑下,探讨近十年来长三角地区陆地NPP的时空演变规律及控制因子,以期为进一步开展高强度人为活动对陆地系统碳循环过程的影响研究提供基础参数。主要结论如下:(1)在时间上呈下降趋势:近十年长三角地区陆地NPP呈现3a周期式波动下降;(2)在空间上分异规律明显:陆地NPP分布为浙江>江...
[期刊] 资源科学  [作者] 赵士洞  罗天祥  
本文对国内外生物生产力区域尺度研究的理论、方法以及取得的成就和存在的问题进行全面而系统地评述。生产力机理模型是当前生产力生态学研究中的热点,而区域尺度转换是全球变化模型研究的关键问题。大量研究表明,植被叶面积指数是进行空间尺度拓展的连接点,而且叶面积指数的地带性分布规律是进一步拓展生态系统定位站研究结果的重要理论依据之一。
[期刊] 自然资源学报  [作者] 陈正华  麻清源  王建  祁元  李净  黄春林  马明国  杨国靖  
陆地生态系统是维系生物圈乃至人类存在与发展的生命支持系统。该系统净第一性生产力估算研究有助于寻找陆地植被从大气中固定碳的数量及影响其时空分布的驱动因子。基于CASA(Carnegie Ames Stanford Approach)模型,结合多光谱遥感数据和气候数据,模拟干旱半干旱典型区黑河流域1998~2002年净第一性生产力的时空分布,并分析和探讨了上、中、下游NPP的驱动因子。研究结果证明CASA模型适用于内陆河流域范围内NPP研究;通过分析黑河流域上、中、下游的NPP变化与气温、降水、太阳辐射和NDVI的相关关系,发现上游山区NPP与热量相关性显著,中游地区由于人工绿洲对水资源的截留用于...
[期刊] 经济地理  [作者] 吴正方  
净第一件生产力是标志一个地区绿色植物生产力水平的上限和衡量土地承载力的重要指标。本文根据Miami模型对东北地区净第一性生产力进行估算,并结合GCMS模式提供的气候情景(Climatescenario)探讨东北地区净第一性生产力对气候变暖的响应。
[期刊] 自然资源学报  [作者] 李雷  黄玫  顾峰雪  张黎  
氮素是植物生长所必需的重要营养元素。人类活动引起的大气氮沉降增加对陆地生态系统碳循环过程具有重要影响。准确地定量表达氮素对陆地生态系统碳循环过程的影响是预测未来全球碳循环变化的关键环节。论文系统地归纳总结了国内外多个知名生物地球化学模型中氮素影响光合作用、呼吸作用、同化物分配等碳循环过程的数学表达方法,分析了不同碳循环过程中模型表达方法的不确定性及其原因。指出未来模型的发展需在加强机理研究的基础上,发展能反映氮饱和现象、能显式表达氮素与光合速率关系的光合作用过程算法,发展能显式表达氮素与植物体根、茎和叶呼吸速率关系的维持呼吸算法以及发展显式表达氮素对同化物分配过程影响的动态同化物分配方案。指出...
[期刊] 地理科学进展  [作者] 胡中民  于贵瑞  樊江文  温学发  
在全球气候变化与生态系统研究领域中,干旱对生态系统水碳过程的影响越来越受到重视。在植物个体水平上,干旱会引起植物叶片气孔导度降低,溶质含量增加,叶片变厚、地下生物量比例增加等以减少水分损失。与此同时,植物叶片的光合速率也因气孔导度的降低而下降。适度的干旱通常会使植物利用效率得到提高。不同植物具有不同的水分利用策略,它们的生理和形态特征对干旱的响应表现出显著的差异性;在群落或生态系统水平上,干旱会影响群落冠层的生理特性以及群落的结构组成,从而引起生态系统的水碳循环过程的改变。主要体现为植被的光合速率、呼吸速率、蒸腾速率降低,而生态系统的水分利用效率在极端干旱条件下也可能降低。受干旱影响,植物群落耐旱植物所占比例增加,群落的物种多样性和生产力也会降低。尽管目前有关干旱对生态系统水碳过程影响在各个层面都已涉及,但这些研究内容多是彼此孤立的,为了深入认识生态系统对干旱的响应机理,还需要结合多种技术手段,综合考虑生态系统水循环、碳循环、氮循环等多过程间的耦合关系,并建立生态系统不同层次间和时间尺度间机理联系的理论体系。
[期刊] 生态经济  [作者] 侯宁  何继新  朱学群  
陆地生态系统碳循环因其复杂性和不确定性,在全球碳循环过程中占有重要地位。陆地生态系统碳循环研究关系到全球气候变化及人类可能的应对措施,是全球碳循环研究的核心。本文回顾了陆地生态系统碳循环的研究动态,对陆地生态系统碳循环机理和研究方法做了概述,对未来的研究重点和热点进行了展望。我们认为复杂科学在陆地生态系统碳循环研究中的应用具有很广的前景。陆地生态系统是一个复杂适应性系统,内部作用是生态系统复杂化,有序化及自组织的主要推动力。运用复杂科学的原理和方法,探讨生态系统复杂性的机理及发展规律,为认识生态与进化问题提供了一条新的途径。
[期刊] 生态经济  [作者] 赵庆建  温作民  蔡志坚  
针对森林生态系统生产力适应性管理问题,基于数量生态学、生态经济学等理论和方法,建立了多智能体管理与优化决策模型。模型中将森林生态系统划分为多个单元,分别建立智能体,并在此基础上建立了由同类单元构成的区域适应性管理智能体和系统适应性管理智能体。除考虑气候变化、火灾、病虫害、人类破坏活动等对森林生产力的影响外,首次将适应性管理措施对生产力相关因子的作用纳入模型;同时,鉴于森林生态系统分散管理的现状,建立了动态双层优化决策模型。文章还提出了森林生态系统生产力适应性管理的生态效益和经济效益价值计算模型。
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 于德永  潘耀忠  姜萍  朱文泉  何浩  
为了了解气候变化对东亚地区植被生产力的影响,该文利用气象数据和卫星遥感数据(NOVA/AVHRR NDVI,8 km×8 km),采用改进参数的CASA模型研究了东亚地区植被净第一性生产力的时空变化.结果表明:18年来研究区净第一性生产力在波动中呈现增加趋势;净第一性生产力介于8~300 gC/(m2.a)的植被主要分布于气候干旱或气候严寒、冬季漫长的高纬度地区,因而植被生产力较低;净第一性生产力介于300~700 gC/(m2.a)的植被主要分布于10°~35°N低纬度地区以及50°~60°N中高纬度地区;净第一性生产力平均介于700~2 000 gC/(m2.a)的植被主要分布于缅甸、泰国...
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