青藏高原1981-2000 年植被净初级生产力对气候变化的响应

青藏高原1981-2000 年植被净初级生产力对气候变化的响应内容摘要：

第 13 卷 第 5 期 2008 年 9 月 气 候 与 环 境 研 究 Climatic and Enviro nmental Research Vol1 13 　No1 5 Sep1 2008 青藏高原 1981～2000 年植被净初级 生产力对气候变化的响应 黄 　玫1 　季劲钧1 ,2 　彭莉莉1 1 　中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室 , 北京 　100101 2 　中国科学院大气物理研究所 北京 　100029 摘 　要 　　基于分辨率为 01 1°×01 1° 的植被 、土壤和气象数据 , 利用大气 - 植被相互作用模型 (AV IM2) 模拟 研究了青藏高原 1981～2000 年植被净初级生产力 ( N PP) 对气候变化的响应 。结果表明 : 青藏高原近 20 年自 然植被 ( 森林 、草地和灌木) 受气温和降水量增加的影响 , N PP 总量呈现上升趋势 。灌木和森林 N PP 总量分 别以每年 11 14 %和 01 88 %的速度增加 , 均达到统计上的显著性水平 。草地 N PP 上升趋势不如灌木和森林显 著 。降水量变化对森林和草地 N PP 的影响高于气温变化对它们的影响 , 而降水量变化对灌木的影响则小于气 温变化影响 。总的区域平均来看 , 尽管 1981～2000 年青藏高原年平均净辐射通量略有降低 , 但由于平均气温 以 01 058 ℃・a - 1 的速率增加 , 且降水量略有增长 , 降水量与气温的共同作用使得青藏高原植被 N PP 总量呈上 升趋势 。 关键词 　　青藏高原 　AV IM2 模型 　净初级生产力 　气候变化 文章编号 　100629585 (2008) 0520608209 　　中图分类号 　Q148 　　文献标识码 　A The Response of Vegetation Net Primary Productivity to Climate Change during 1981 - 2000 in the Tibetan Plateau HU AN G Mei1 , J I J in2J un1 ,2 , and P EN G Li2Li1 1 　S y nt hesis Research Center , Chi nese Ecos ystem Research N et w ork , I nstit ute of Geog ra p hic S ciences an d N at ural Resources Resea rch , Chi nese A ca dem y of S ciences , B ei j i n g 　100101 2 　I nstit ute of A t mos p heric Physics , Chi nese A ca dem y of S ciences , B ei j i n g 　100029 Abstract 　　Based on t he 01 1°×01 1°resolution map of vegetation type , soil text ure and meteo rological data , t he at2 mo sp here - vegetation interactio n model ( AV IM2 ) was used to simulate t he respo nse of net p rimary p roductivity ( N PP) to climate change in t he Tibetan Plateau. The result s show t hat t he vegetatio n N PP increased during t he past 20 years in t he Tibetan Plateau owe to t he co mbinatio n effect s of t he temperat ure and p recipitation change. The changes of annual mean temperat ure and annual p recipitation were po sitively co rrelated wit h t he change of N PP dur2 ing t he last 20 years. The influence of p recipitation change to forest s and grassland N PP were higher t han t hat of temperat ure , whereas t he effect s of p recipitation to shrubs were lower t han t hat of temperat ure. The total N PP fo r shrub and forest increased 11 14 % and 01 88 % per year , individually. There increasing t rend reach t he statistically significant level. The increasing t rend for grassland N PP was gentler t han t hat for forest s and shrubs. On t he whole 收稿日期 　2007208217 收到 , 2008208206 收到修定稿 资助项目 　国家重点基础研究发展规划项目 2005CB422006 、中国科学院知识创新工程重要方向项目 KZCX22 YW2219 和中国科学院地 理科学与资源研究所创新三期领域前沿项目 066U0607SZ 作者简介 　黄玫 , 女 , 1968 年出生 , 博士 , 副研究员 。从事气候变化与陆地生态系统碳循环模拟研究 。 E2mail : huangm @igsnrr1 ac1 cn 5期 No1 5 黄 　玫等 : 青藏高原 1981～2000 年植被净初级生产力对气候变化的响应 HUAN G Mei , et al. The Response of Vegetation Net Primary Productivity to Climate Change during … 609 st udy region , the average annual mean temperat ure increased 01 058 ℃ per year , annual p recipitation increased and t he total vegetation N PP increased during 1981 —2000. Key words 　　Tibetan Plateau , AV IM2 , net p rimary p roductivity , climate change 壤和气 候数 据作为 驱动 , 模拟 了 青 藏 高 原 植 被 1981～2000 年净初级生产力的空间分布格局和年 1 　引言 际动态变化特征 , 并在此基础上分析了青藏高原 青藏高原是世界上最高的独立地貌单元 , 平 自然植被对气候变化的响应 。 均高度在 4 000 m 以上 , 有 “世界屋脊”和世界 “第三极”之称 , 其独特的自然地理特征影响着欧 2 　研究区域与方法 亚大陆的大气环流和生态系统分布 , 其地表过程 变化不仅会引起亚洲大气环流的重大变化 , 而且 还会对北半球甚至全球大气环流产生重大影响 [1 ] 。 另一方面 , 气候的微小波动会对青藏高原生态系 21 1 　研究区域与资料 本研究的空间分辨率为 01 1°×01 1° 经纬度网 统产生强烈影响 , 导致高原生态系统的格局 、过 格 , 研究区域以我国气候区划所给出的青藏地区 作为标准 , 地理位置大致位于 ( 27 ～ 40° N , 80 ～ 程与功能发生改变[ 2 ] 。研究表明高海拔地区对全 105°E) 。包括 西藏自治区以及青海省 、新疆维吾 球气候变化更敏感 , 青藏高原气候变化对全国具 尔自治区 、甘肃省 、四川省和云南省的部分区域 , 有指示意义 总面积约为 255 ×104 km2 。 [3 , 4 ] 。过去几十年青藏高原气候发生 了很大变化 , 气温和降水量总体呈上升趋势 [ 5 ] 。 文中所用的 1981～2000 年的 104 个气象站观 在这样的气候变化背景下 , 其自然植被对气候变 测数据来源于中国气象局气候资料中心 。采用澳 化的响应是当前迫切需要研究的问题 。 植被净初级生产力 ( N PP ) 是衡量植物群落 大利亚 ANU SPL IN31 1 插值软件的样条函数插值 在自然环境条件下生产能力的重要指标 , 它的变 虑了经纬度的影响 , 在对温度的插值中还考虑了 化直接反映了生态系统对环境气候条件的响应 。 目前大范围估算陆地植被净初级生产力主要以模 海拔高度的影响 。植被分类采用国际地圈生物圈 计划 ( IGB P) 分类系统 , 共分为 14 类 , 分别为 型研究为主 。我国已有不少模型对国家尺度上植 常绿针叶林 、常绿阔叶林 、落叶针叶林 、落叶阔 [ 6～ 12 ] 法对气象数据进行了空间插值 , 在内插中主要考 , 但这些研究由 叶林 、混交林 、有林草地 、草地 、高寒草甸 、郁 于涉及面广 , 对特定区域气候变化与植被 N PP 的 闭灌丛 、开放灌丛 、农作物 、农作物与自然植被 关系没有进行过深入探讨 。吕建华等 利用大气 植被 相 互 作 用 模 型 ( AV IM ) 模 拟 了 青 藏 高 原 混杂 、荒漠草原和荒漠等 [ 16 ] 。土壤质地分类是在 1991～1993 年平均植被 N PP 的空间分布 , 给出了 南京土壤研究所编制的中国土壤图的基础上形成 青藏高原植被净初级生产力的空间分布特征 。周 才平等 [ 14 ] 将陆地生态系统模型 ( T EM ) 与 MO2 的 , 共分为 12 类 , 分别为石砾 、沙 、粗砂土 、细 DIS 数据相结合 , 模拟了 2001 年青藏高原植被 壤土 、壤粘土和粘土 [ 17 ] 。 N PP 的空间分布和季节变化特征 。他们的研究由 21 2 　模型简介 被净初级生产力进行了模拟 [ 13 ] 于模拟时段短 , 不能反映出青藏高原植被对近 2