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相似文献
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1.
全球气候变化的中国自然植被的净第一性生产力研究   总被引:170,自引:6,他引:164  
 本文根据已建立的植物生理生态学特点与水热平衡关系的植物净第一性生产力模型对中国自然植被的净第一性生产力现状及全球变化后的自然植被的净第一性生产力进行了分析,给出了中国陆地生态系统自然植被的净第一性生产力在全球气候变化条件下的变化图景,为合理开发、利用自然资源,以及监测和预测中国陆地生态系统自然植被净第一性生产力的变化及应采取的策略提供了科学依据。  相似文献   

2.
农业生产力模型初探   总被引:16,自引:1,他引:15  
根据植物的生理生态学特点及诸气候要素建立了农业净第一性生产力模型:NPP=exp(rR_n(r~2 R_n~2 rR_n/(R_n r)(R_n~2 r~2)·(0.0015RDI 0.0013)) 用该模型对全球变化条件下的农业净第一性生产力的敏感性试验表明:我国农业净第一性生产力在气温升高2℃且降水不变或增加20%的情况下都有不同程度的提高,幅度为0.44%~12.88%,其中,在降水不变的情况下,湿润地区增加幅度最大,为5.46%~12.88%,在降水增加的情况下,干旱、半干旱地区增加幅度最大,为3.89%~10.92%;在温度升高2℃、降水减少20%的情况下,湿润地区农业生产力增加1.48%~14.63%,干旱、半干旱地区农业生产力降低0.44%~2.92%,干旱地区降低幅度较大,为1.04%~6.01%,表明水分为农业生产力的主要限制因子。  相似文献   

3.
BIOME系列模型: 主要原理与应用   总被引:16,自引:3,他引:13       下载免费PDF全文
 基于过程的平衡态陆地生物圈模型-BIOME系列及其动态发展(LPJ-DGVM: Sitch et al.,2000) 已经成为模拟大尺度(全球至区域)的植被地理分布、净第一性生产力和碳平衡以及预测气候变化对陆地生态系统潜在影响的有效工具。本文综述了BIOME系列模型的发展过程,包括每个模型的主要原理、优点和缺陷,论述了模型在国际以及我国全球变化研究中的应用,并简单讨论了模型未来发展的趋势。以植物功能型作为基本研究单元,BIOME系列模型的控制因素从单纯的生物气候变量和生态生理限制因子(BIOME1),发展  相似文献   

4.
陆地植被净第一性生产力的研究   总被引:37,自引:0,他引:37  
回顾了当前国内外陆地植被净第一性生产力(NPP) 的研究现状,分析了3 种生产力模型( 气候相关模型、过程模型和光能利用率模型) 在应用于全球和区域生产力研究时的长处及不足:气候相关模型在气候变化研究中应用比较多,但计算的只是潜在NPP;过程模型着重于植物生长的生理生态过程,但过于复杂,模型中的参数不易获得;光能利用率模型因为可直接利用遥感数据成为NPP模型发展的一个主要方面.对国内NPP的研究及遥感手段在NPP研究中的应用进行了分析.  相似文献   

5.
利用CASA模型估算我国植被净第一性生产力   总被引:139,自引:4,他引:135       下载免费PDF全文
基于地理信息系统和卫星遥感应用技术,利用CASA模型估算了我国1997年植被净第一性生产力及其分布。结果表明:1997年我国植被净第一性生产力为1.95PgC,约是世界陆地植被年净第一性生产力的4.0%;我国植被净第一性生产力的主要分布趋势是从东南沿海向西北逐渐减小,其中海南岛南部、云南西南部、青藏高原东南部的热带雨林和季雨林地区植被年净第一性生产力最大,达900gC.m^2.a^-1以上,而西部塔克拉玛干沙漠地区植被年净第一性生产力最小,不足10gC.m^-2.a^-1。  相似文献   

6.
陆地生态系统净第一性生产力对全球变化的响应   总被引:4,自引:0,他引:4  
陆地生态系统的年净第一性生产力是每年植物通过光合作用固定的碳总量。随着全球变化发生,NPP发生相应的变化。传统的方法预测NPP的变化是利用气候和植被之间的局地关系建立回归模型,但用此方法预测NPP的变化是有条件的。目前国际上出现了一种陆地生态系统的动态模型,它考虑了植物营养元素如氮的有效性,同时利用不同GCMs模型预测的气候因子的变化值和全球变化模拟研究的实验数据,预测全球NPP的可能变化及区域分  相似文献   

7.
中国农业生态系统的生产潜力和人口承载力   总被引:11,自引:0,他引:11  
曹明奎 《生态学报》1993,13(1):83-91
中国农业生态系统的生产潜力和人口承载力是全球关注的问题。本研究将农业生态系统的生产潜力定义为由生物遗传特性和4大宏观生态条件(太阳辐射、温度、水资源和土地资源)共同决定的生产力上限;以无机环境-第一性生产-第二性生产之间的结构适应性和能量-物质流平衡为主线,发展了对农业生态系统生产潜力和人口承载力的综合评价模型,它包括第一性生产潜力子模型和第二性生产潜力与人口承载力优化子模型;并应用该模型把中国农业生态系统分为603个区域单元,进行第一性生产潜力,第二性生产潜力和人口承载力的评价。  相似文献   

8.
对现有的区域植被动态模拟模型进行了改进,使之包含了土地利用分布格局对植被和生态系统相关过程的影响。改进后的模型被用地研究中国东部南北样带(NSTEC)植被和净第一性生产力对未来气候变化的响应。模拟结果显示土地利用格局对未来气候条件下植被分布的变迁和生产力形成过程有非常显著的影响。与没有土地利用约束的情形相比较,土地利用作为限制条件缓减了植被类型之间的竞争,从而减少了模拟的样带区域内常绿阔叶林,但增加了模拟灌木和草地的分布。土地利用约束使得模拟得到的当前条件下的净第一性生产力更为接近实际情况,且未来气候条件下的生产力改变量更为可信。对未来CO2倍增条件下7个大气环流模型预测的气候情景的模拟结果表明:落叶阔叶林将显著增加,但针叶林、灌木和草原的分布将下降。未来气候条件下NSTEC样带的净第一性生产力总量将增加。预测样带北部的净第一性生产力的变化范围大于样带南部。温度变化比降水变化对样带的生产力具有更强的控制。  相似文献   

9.
森林生态系统生物物理参数遥感反演研究进展   总被引:10,自引:2,他引:8  
论述了利用遥感技术反演推算森林生态系统主要生物物理参数:叶面积指数、吸收光合有效辐射、净第一性生产力和生物量的技术、方法和模型及各个参量之间的相互关系研究进展,阐述了各研究方法、模型的特点、优势及局限性。特别论述了净第一性生产力的森林冠层光合作用理论模型基础、微波遥感估算森林生物量的应用优势和理论模型,展示了遥感技术在森林生态学研究中广阔的应用前景,同时也指出现有研究中各生物物理参数的定量遥感估算还有待进一步深入研究。  相似文献   

10.
中国云冷杉林生物生产力格局及其数学模型   总被引:11,自引:0,他引:11  
李文华  罗天祥 《生态学报》1997,17(5):511-518
基于全国1006块样地资料,从宏观上阐明了我国云冷杉林物生产力的格局规律,建立了联系叶面积指数分布规律和地植物学知识的生物生产力热相关模型与地理分布模型。在温度和降水分布空间上,云冷杉林净第一性生产力的格局呈现一种复合曲面的函数关系,即随着温度升高,林分生产力呈指数递增,其递增率随降水量的增加而线性增大。在正常分布范围内,云冷杉面积指数随温度变化呈递减函数关系。这可能是针叶的适光变态以及云冷杉林适  相似文献   

11.
Wild fungi play a critical role in forest ecosystems, and its recollection is a relevant economic activity. Understanding fungal response to climate is necessary in order to predict future fungal production in Mediterranean forests under climate change scenarios. We used a 15‐year data set to model the relationship between climate and epigeous fungal abundance and productivity, for mycorrhizal and saprotrophic guilds in a Mediterranean pine forest. The obtained models were used to predict fungal productivity for the 2021–2080 period by means of regional climate change models. Simple models based on early spring temperature and summer–autumn rainfall could provide accurate estimates for fungal abundance and productivity. Models including rainfall and climatic water balance showed similar results and explanatory power for the analyzed 15‐year period. However, their predictions for the 2021–2080 period diverged. Rainfall‐based models predicted a maintenance of fungal yield, whereas water balance‐based models predicted a steady decrease of fungal productivity under a global warming scenario. Under Mediterranean conditions fungi responded to weather conditions in two distinct periods: early spring and late summer–autumn, suggesting a bimodal pattern of growth. Saprotrophic and mycorrhizal fungi showed differences in the climatic control. Increased atmospheric evaporative demand due to global warming might lead to a drop in fungal yields during the 21st century.  相似文献   

12.
Given that neither absolute measures nor direct model validations of global terrestrial net primary productivity (NPP) are feasible, intercomparison of global NPP models provides an effective tool to check model consistency. For this study, we tested the assumption that water availability is the primary limiting factor of NPP in global terrestrial biospheric models. We compared a water balance coefficient (WBC), calculated as the difference of mean annual precipitation and potential evapotranspiration to NPP for each grid cell (0.5° × 0.5° longitude/latitude) in each of 14 models. We also evaluated different approaches used for introducing water budget limitations on NPP: (1) direct physiological control on evapotranspiration through canopy conductance; (2) climatological computation of constraints from supply/demand for ecosystem productivity; and (3) water limitation inferred from satellite data alone. Plots of NPP vs. WBC showed comparable patterns for the models using the same method for water balance limitation on NPP. While correlation plots revealed similar patterns for most global models, other environmental controls on NPP introduced substantial variability.  相似文献   

13.
作物生产力模型及其应用研究   总被引:13,自引:1,他引:12  
从农业生态环境的角度论述了作物生产力模型的产生背景,讨论了作物生产力模型发展的幼年期、少年期、青年期和成熟期4个阶段,从科学研究,农业作物管理和农业决策分析等方面论述了作物生产力模型在保护农业生态环境中的作用,讨论了作物生产力模型的不足之处主要为简单的模型的地区适应性不强,而复杂的模型则由于参数的难以获取,且不同研究区域基础数据格式的一致性问题,也导致模型的地区适应性比较弱,因而提出要建立通用,统一的数据格式,以使作物生产力模型在不同地区易于推广应用;最后针对作物生产力模型普遍适应性能比较弱的问题,对作物生产力模型与地理信息系统的结合进行了研究,并综述了目前在作物生产力模型的界面友好化方面的一些工作,提出建立通用的作物生产力模型界面是今后发展的重点所在。  相似文献   

14.
Estimate of net ecosystem carbon exchange (NEE) between the atmosphere and terrestrial ecosystems, the balance of gross primary productivity (GPP) and ecosystem respiration (Reco) has significant importance for studying the regional and global carbon cycles. Using models driven by satellite data and climatic data is a promising approach to estimate NEE at regional scales. For this purpose, we proposed a semi-empirical model to estimate NEE in this study. In our model, the component GPP was estimated with a light response curve of a rectangular hyperbola. The component Reco was estimated with an exponential function of soil temperature. To test the feasibility of applying our model at regional scales, the temporal variations in the model parameters derived from NEE observations in an alpine grassland ecosystem on Tibetan Plateau were investigated. The results indicated that all the inverted parameters exhibit apparent seasonality, which is in accordance with air temperature and canopy phenology. In addition, all the parameters have significant correlations with the remote sensed vegetation indexes or environment temperature. With parameters estimated with these correlations, the model illustrated fair accuracy both in the validation years and at another alpine grassland ecosystem on Tibetan Plateau. Our results also indicated that the model prediction was less accurate in drought years, implying that soil moisture is an important factor affecting the model performance. Incorporating soil water content into the model would be a critical step for the improvement of the model.  相似文献   

15.
This paper presents a brief overview of the world nitrogen fertilizer demand, highlights trends in the global and regional developments of production capacity and provides a medium-term perspective of the global nitrogen supply/demand balance.  相似文献   

16.
气候变化、火干扰与生态系统生产力   总被引:11,自引:3,他引:8       下载免费PDF全文
 综述了气候变化、火干扰与生态系统生产力之间的相互作用关系以及目前相关的研究进展。侧重介绍了气候变化与火干扰之间的相互作用关系以及火干扰对生态系统生产力的影响。气候变化通过作用于可燃物质数量、湿度和火灾天气来影响火干扰的发生频率和强度,而火干扰过程释放大量温室气体和烟尘物质反过来也会对气候变化产生影响。另外,火干扰过程改变了火烧迹地的土壤生物地球化学性质、养分循环和分配以及大气组成,进而对生态系统对CO2的吸收能力产生影响。正确理解三者之间的逻辑关系,对于我们有效地利用火管理提高区域生态系统碳吸收,减少碳排放,减缓全球变化速率,都具有重要的指导意义 。  相似文献   

17.
The sensitivity of a global biome model (BIOME3) to uncertainty in parameter values was investigated by testing the model's sensitivity to minimum and maximum parameter values obtained from an extensive literature search. Simulations were conducted replacing the default parameter value by each of the maximum and minimum values determined from the literature. In doing so, the aim was to identify those parameters where the use of an alternate (observed) value leads to a significant change in the simulation of plant functional types at a global scale, in order to identify those which are functionally important to the model. BIOME3 was found to be insensitive to changes in the majority of its parameters, providing a generally sound foundation for confidence in model simulations. However, there was considerable sensitivity shown to over a quarter of the parameters. Three main types of parameters led to a change in plant functional types distribution relative to the control simulation: (i) parameters affecting the photosynthesis parameterization; (ii) parameters affecting the evapotranspiration parameterization; and (iii) root distribution which affected both parts of the model. The main causes of sensitivity were changes in the photosynthesis parameters leading to differential changes in plant functional type's net primary productivity. This caused a shift in the competitive balance between specific plant functional types or between C3 and C4 plant types, and a consequent change in their global distribution. Changes to the evapotranspiration parameters and root distribution similarly affected net primary productivity and soil moisture, and often led to shifts in the competitive balance between grass and trees. Changes in the value for several poorly known parameters produced substantial changes in the distribution of plant functional types, and reduced the κ‐statistic to a large degree, indicating areas of potential uncertainty in the model. This suggests that great care must be taken in prescribing values to these parameters and provides guidance on which parameters need further attention in observational work.  相似文献   

18.
高德新  王帅  李琰  王聪  魏芳莉  傅伯杰  李彤 《生态学报》2021,41(14):5507-5516
光能利用率(Light use efficiency: LUE)指植物截获的光能转化为化学能的效率,表示为生产力和吸收光能之比。基于LUE概念的模型对模拟预测全球变化下碳循环、植被生产力及其潜力具有重要意义。全球变化和人类活动影响给植被生产力和碳循环的评估带来了巨大挑战。系统梳理了LUE模型的不确定性并分析其原因,以期提高生产力模拟预测的准确度。分析发现LUE模型准确度仅为62%-70%且模型间差异较大(32%),误差随着植被类型、时间尺度和空间区域的不同存在显著差别。目前计算LUE的误差是模型不确定性的关键,原因主要在于LUE与影响因素尤其是水分的关系并不清楚。一方面不能准确区分水分胁迫指标对LUE的影响机制,另一方面无法准确模拟水分等影响因素与LUE关系的时空演变特征。未来该领域研究的重要方向是发展集成样地和区域尺度的叶绿素荧光、光化学指数等研究方法,厘定LUE与影响因素特别是的水分关系,并分析其时空演变特征。  相似文献   

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