如何模拟和揭示青藏高原植被生态系统垂直分布在全球气候变化驱动下的时空变化情景,对定量解析青藏高原陆地生态系统对气候变化响应效应具有重要意义。该论文基于Holdridge life zone(HLZ)模型,结合数字高程模型(DEM)数据,改变模型输入...如何模拟和揭示青藏高原植被生态系统垂直分布在全球气候变化驱动下的时空变化情景,对定量解析青藏高原陆地生态系统对气候变化响应效应具有重要意义。该论文基于Holdridge life zone(HLZ)模型,结合数字高程模型(DEM)数据,改变模型输入参数模式,发展了改进型HLZ生态系统模型。结合1981-2010(T0)时段的气候观测数据和IPCC CMIP5 RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5三种情景2011-2040(T1)、2041-2070(T2)、2071-2100(T3)三个时段气候情景数据,实现了青藏高原植被生态系统垂直分布的时空变化情景模拟。引入生态系统平均中心时空偏移趋势模型和生态多样性指数模型,定量揭示了青藏高原植被生态系统在不同垂直带上的时空变化情景。结果显示:青藏高原共有16种植被生态系统类型;冰雪/冰原、高山潮湿苔原和亚高山湿润森林为青藏高原主要的植被生态系统类型,其面积之和占到了青藏高原总面积的56.26%;高山干苔原、亚高山潮湿森林、山地灌丛、山地湿润森林和荒漠等对气候变化的敏感性总体上高于其它类型;在T0-T3期间,青藏高原的高山湿润苔原、高山干苔原、荒漠呈持续减少趋势,平均每10年将分别减少1.96×10^(4)km^(2)、0.15×10^(4)km^(2)和1.58×10^(4)km^(2);亚高山潮湿森林、山地湿润森林和山地灌丛呈持续增加趋势,平均每10年将分别增加3.42×10^(4)km^(2)、2.98×10^(4)km^(2)和1.19×10^(4)km^(2);RCP8.5情景下青藏高原的植被生态系统平均中心的偏移幅度最大,RCP4.5情景下的偏移幅度次之,而RCP2.6情景下的偏移幅度最小。另外,在三种气候变化情景驱动下,青藏高原植被生态系统的生态多样性呈减少趋势。总之,未来不同情景的气候变化将直接影响青藏高原植被生态系统的时空分布格局及其生态多样性,气候变化强度越高,影响就越大,而且气候变化对青藏高原植被生态系统的影响呈现出从低海拔到高海拔递增的影响效应。展开更多
在总太阳辐射(TSR,total solar radiation)中,对植物光合作用有效的太阳辐射称为光合有效辐射(PAR,photosynthetically active radiation),波长范围约为400-700 nm,其吸收系数(FPAR)是碳循环研究的一个关键生理变量,也是表征植被生态系...在总太阳辐射(TSR,total solar radiation)中,对植物光合作用有效的太阳辐射称为光合有效辐射(PAR,photosynthetically active radiation),波长范围约为400-700 nm,其吸收系数(FPAR)是碳循环研究的一个关键生理变量,也是表征植被生态系统的基本变量之一。基于30米空间分辨率的Landsat反射率数据,得到青藏高原区域的地表植被类型分类结果,以及不同植被类型生长季内归一化植被指数(NDVI)累积频率的98%(NDVI_max)和2%(NDVI_min)。为克服简单比值指数(SR)和NDVI在单独估算FPAR时分别存在低估和高估的问题,构建基于SR和NDVI的FPAR联合估算模型,生产了1987-2022年青藏高原区域4-9月平均FPAR产品。FPAR作为计算植被固碳量的参数之一,可用于评价植被生态系统状态,在生态环境监测、气候变化研究以及自然资源管理等领域有广泛的潜在应用价值。本产品以Geo TIFF格式保存,空间参考为地理坐标系GCS_WGS_1984(ESPG:4326)。展开更多
文摘如何模拟和揭示青藏高原植被生态系统垂直分布在全球气候变化驱动下的时空变化情景,对定量解析青藏高原陆地生态系统对气候变化响应效应具有重要意义。该论文基于Holdridge life zone(HLZ)模型,结合数字高程模型(DEM)数据,改变模型输入参数模式,发展了改进型HLZ生态系统模型。结合1981-2010(T0)时段的气候观测数据和IPCC CMIP5 RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5三种情景2011-2040(T1)、2041-2070(T2)、2071-2100(T3)三个时段气候情景数据,实现了青藏高原植被生态系统垂直分布的时空变化情景模拟。引入生态系统平均中心时空偏移趋势模型和生态多样性指数模型,定量揭示了青藏高原植被生态系统在不同垂直带上的时空变化情景。结果显示:青藏高原共有16种植被生态系统类型;冰雪/冰原、高山潮湿苔原和亚高山湿润森林为青藏高原主要的植被生态系统类型,其面积之和占到了青藏高原总面积的56.26%;高山干苔原、亚高山潮湿森林、山地灌丛、山地湿润森林和荒漠等对气候变化的敏感性总体上高于其它类型;在T0-T3期间,青藏高原的高山湿润苔原、高山干苔原、荒漠呈持续减少趋势,平均每10年将分别减少1.96×10^(4)km^(2)、0.15×10^(4)km^(2)和1.58×10^(4)km^(2);亚高山潮湿森林、山地湿润森林和山地灌丛呈持续增加趋势,平均每10年将分别增加3.42×10^(4)km^(2)、2.98×10^(4)km^(2)和1.19×10^(4)km^(2);RCP8.5情景下青藏高原的植被生态系统平均中心的偏移幅度最大,RCP4.5情景下的偏移幅度次之,而RCP2.6情景下的偏移幅度最小。另外,在三种气候变化情景驱动下,青藏高原植被生态系统的生态多样性呈减少趋势。总之,未来不同情景的气候变化将直接影响青藏高原植被生态系统的时空分布格局及其生态多样性,气候变化强度越高,影响就越大,而且气候变化对青藏高原植被生态系统的影响呈现出从低海拔到高海拔递增的影响效应。
文摘旨在探索山东省及其子区域植被净生态系统生产力(Net Ecosystem Productivity,NEP)的时空变化特征及其驱动因素,评估气温(TEM)、降水(PRE)和饱和蒸汽压差(VPD)等因素对植被NEP的影响。基于2000-2020年间的植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP),采用土壤呼吸地统计(Geostatistical Model of Soil Respiration,GSMSR)模型、植被NEP估算模型和地理探测器工具,通过趋势分析、相关分析和差异分析等研究方法,开展深入研究。结果表明,1)山东省植被NEP在2000-2020年间整体呈上升趋势,空间分布特征表现为从东北向西南递减,沿海地区高于内陆地区。全省植被NEP的年平均值为87.0 g·m^(-2)·a^(-1)(以C计),且超过1/3的地区由碳源区域转变为碳汇区域。2)山东省大部分地区植被NEP与气温、降水呈正相关,与饱和蒸汽压差呈负相关,不同因子间的交互作用普遍对植被NEP的影响大于单一因子的影响。3)山东省4个子区域(鲁西、鲁东、鲁北、鲁中南)植被NEP的变化趋势存在明显的空间分异,鲁中南地区植被NEP增加最为显著,其次是鲁西和鲁东地区,而鲁北地区的增幅相对较小。该研究为深入理解区域生态系统的碳循环动态以及制定相应的生态保护策略提供了科学依据。
文摘在总太阳辐射(TSR,total solar radiation)中,对植物光合作用有效的太阳辐射称为光合有效辐射(PAR,photosynthetically active radiation),波长范围约为400-700 nm,其吸收系数(FPAR)是碳循环研究的一个关键生理变量,也是表征植被生态系统的基本变量之一。基于30米空间分辨率的Landsat反射率数据,得到青藏高原区域的地表植被类型分类结果,以及不同植被类型生长季内归一化植被指数(NDVI)累积频率的98%(NDVI_max)和2%(NDVI_min)。为克服简单比值指数(SR)和NDVI在单独估算FPAR时分别存在低估和高估的问题,构建基于SR和NDVI的FPAR联合估算模型,生产了1987-2022年青藏高原区域4-9月平均FPAR产品。FPAR作为计算植被固碳量的参数之一,可用于评价植被生态系统状态,在生态环境监测、气候变化研究以及自然资源管理等领域有广泛的潜在应用价值。本产品以Geo TIFF格式保存,空间参考为地理坐标系GCS_WGS_1984(ESPG:4326)。
文摘[目的]研究长江流域陆地植被生态系统初级净生产力(NPP)的时空演变特征,为政府部门建立和调整生态功能恢复项目提供参考。[方法]以长江流域为研究区,基于2000—2019年的降水和气温数据,采用周广胜—张新时模型(ZGS)和Thornthwaite Memorial (TM)模型估算NPP,并进一步利用皮尔逊相关分析、一元线性回归分析、Mann-Kendall显著性检验等,对比分析长江流域陆地植被生态系统NPP时空演变特征。[结果](1)基于上述两个模型模拟得到的长江流域NPP时空演变趋势基本一致,相关系数R为0.982,呈现显著正相关关系;(2)2000—2019年长江流域陆地植被生态系统实际NPP与潜在NPP均呈上升趋势,上升速率分别为6.85,2.74 g/(m^(2)·a)。(3)长江流域实际NPP和潜在NPP在空间上呈东南高西北低的分布格局,低值区域主要分布在草地生态系统;高值区域大部分分布在森林生态系统和农田生态系统。(4)2000—2019年长江流域实际NPP与潜在NPP呈上升趋势的面积分别占研究区总面积的80.65%和84.81%,主要分布在云南、青海、西藏、四川北部及浙江、上海大部分区域;呈下降趋势的面积分别占研究区总面积的19.35%和15.19%,主要分布在河南、湖北等地区。[结论] 2000—2019年来长江流域各植被生态系统植被NPP均呈上升趋势。长江流域自然资源管理和环境保护政策在促进生态系统保护与发展方面成效显著。
