內蒙古地區草地NPP時空變化及預測

滑永春, 馬秀枝, 薩如拉

(內蒙古農業大學林學院，內蒙古 呼和浩特 010019)

植被凈初級生產力(net primary productivity, NPP)是綠色植物在單位時間、單位面積內所累積有機物的總量，是植物光合作用吸收的碳總量減去呼吸作用消耗碳的差值[1-3]，對陸地生態系統碳循環研究和植被長勢監測有重要的意義[4].近年來，隨著對全球變化及碳循環研究的不斷深入，NPP估算受到越來越多學者的關注，國際地圈—生物圈計劃(IGBP)、全球變化與陸地生態系統(GCTE)和京都協議書都將NPP的研究列為核心內容之一[5].

NPP研究開始階段是以統計學模型為主，例如以氣溫和降水為變量擬合NPP的Miami[6]模型.后來將潛在蒸散量和土壤含水量也引入Thornthwaite Memorial[7]模型，但該類模型由于是以統計學為基礎，受地域環境條件的限制，很難進行大范圍推廣使用.1985年又出現了植被生態生理學與統計學相結合的Chikugo[8]模型，該模型是一種半理論半經驗的植被NPP估算方法，但該模型是基于土壤水分充足、植物生長茂盛這一前提的，在草原、荒漠地區適用性比較差.之后又出現TEM[9-10]、CENTURY[11]、BIOME-BGC[12-14]等生理生態過程模型，這類模型機理清楚，可與大氣環流模式相耦合，有利于預測全球變化對 NPP 的影響.但實際應用中由于模型復雜、所需參數太多且難以獲得，限制了其推廣應用.光能利用率模型是反演區域尺度NPP的常用方法，主要包含GLO-PEM[15]、SDBM[16]、TURC[17]、VPM[18]、CASA[19]等模型.該類模型比較簡單，可直接利用遙感獲得所需參數，適宜于向區域及全球推廣.其中CASA模型是生態系統生產力模擬中應用最為廣……