西藏地区植被净初级生产力及其对气候的响应研究

摘要

地处青藏高原的西藏地区是我国重要河流的发源区，被认为是气候变化的敏感区。植被净初级生产力(NPP)是陆地生态系统中物质循环和能量流动研究的重要过程，是评价生态系统状况的核心指标，也是全球变化科学研究的前沿科学问题之一。陆地生态系统净初级生产力的模拟，是研究区域尺度净初级生产力、估算碳通量与气候的相互影响以及预测生态环境变化趋势的重要手段。 本文以空间插值的气象数据和1km分辨率的MODIS遥感反演的FPAR数据为模型主要输入，应用了GLOPEM-CEVSA净初级生产力模型，从区域尺度分析了西藏地区2000-2012年植被净初级生产力的时空分布格局，及其与降水和温度之间的关系，结果表明: 1.2000-2012年西藏NPP平均值为115.43 gCm-2a-1，NPP的总体分布趋势为自东南向西北递减。其中森林生态系统NPP最高(452.38 gCm-2a-1)，其他生态系统由高到低依次为农田(290.82 gCm-2a-1)、湿地(181.41 gCm-2a-1)、草地(81.88 gCm-2a-1)，荒漠生态系统生产力最低(60.37 gCm-2a-1)。从年际变异系数看，以农田生态系统NPP年际波动最大(28.12％)，其次为草地(28.02％)、荒漠(25.61％)、湿地(20.38％)，林地最小(15.67％)。将模拟结果与草地野外生物量采样数据进行比较发现，二者具有较好的一致性(R2=0.86，P＜0.001，n=43)，表明GLOPEM-CEVSA模型对西藏草地具有很好的适用性。 2.在空间上，NPP的年际变化趋势呈现明显的区域差异。东部地区山南、林芝以及昌都的NPP呈现增加趋势，每10年约增加0.15-0.82 gCm-2;而中西部地区的阿里、那曲、日喀则以及拉萨地区则呈现减少趋势，每10年约减少0.05-6.66 gCm2。 3.从空间格局上看，西藏西部阿里地区经历了气候暖湿化趋势，但降水的少量增加未能缓解该地区的急剧干旱，植被NPP下降。藏北羌塘高原北部地区的气候暖干化趋势，造成了该地区植被NPP下降。东北部昌都地区气候经历了暖干化趋势，但植被NPP变化趋势则较为复杂，主要是由于该地区地处湿润、半湿润气候区，降水量充沛，气候变暖能够促进植被NPP增加，但同时由于人类活动等外来干扰的增强，大部分地区植被NPP呈下降趋势。 4.不同植被类型的降水利用效率(PUE)存在明显差异，按从大到小排序依次为:阔叶林＞栽培植被＞针叶林＞灌木丛＞草甸＞高山植被＞荒漠＞草原。地处青藏高原气候变化敏感区的西藏地区，也是生态脆弱区。因此进一步开展在全球气候变化背景下人类活动的影响，是今后应该开展的研究内容之一。 本文对厘定全球气候变化和人类活动影响，提供了数据基础及初步分析，具有重要意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及依据

1．2 研究意义

1．3 国内外研究进展

1．3．1 陆地植被净初级生产力模型发展

1．3．2 西藏地区植被净初级生产力模拟研究进展

1．3．3 NPP模型研究中存在的问题

1．4 研究目标及技术路线

1．4．1 研究目标

1．4．2 研究技术路线

第二章 研究区概况与研究方法

2．1 研究区概况

2．1．1 位置及地貌

2．1．2 气候特征

2．1．3 植被特征

2．1．4 社会经济状况

2．1．5 西藏的生态环境现状

2．2 研究方法

2．2．1 GLOPEM-CEVSA模型

2．2．2 GLOPEM-CEVSA模型驱动数据

第三章 西藏地区近31年气候变化

3．1 气温变化的基本特征

3．1．1 平均气温年际变化

3．1．2 气温倾向率及其年代际变化

3．2．降水变化的基本特征

3．2．1 西藏地区降水总量年际变化趋势

3．2．2 基于空间插值的气温和降水的变化趋势分析

3．3 西藏地区站点气象变化综合分析

3．4 结论

第四章 西藏地区植被净初级生产力估算结果

4．1 模型模拟结果验证分析

4．2 西藏植被净初级生产力分析

4．2．1 西藏地区植被净初级生产力时空格局

4．2．2 西藏地区主要生态系统植被净初级生产力

4．2．3 西藏地区植被净初级生产力变化趋势

4．2．4 气候变化对植被净初级生产力影响的空间格局

4．3 结论

第五章 西藏地区植被降水利用效率

5．1 植被降水利用效率计算

5．2 西藏地区植被降水利用效率的空间格局

5．3 主要植被类型PUE比较

5．4 不同降水梯度下PUE变化特征

5．5 小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 问题和展望

参考文献

致谢

研究生期间发表论文情况