分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-11-11 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 干旱导致的总初级生产力（GPP）的减少会对陆地碳汇产生重大影响。基于全国618个站点的月气象数据计算的标准降水蒸散指数（SPEI）和2套公开的GPP数据集（EC-LUE GPP和GLASS GPP），系统分析了中国19822017年典型干旱年的GPP在不同时间尺度下受不同程度干旱影响的变化。结果表明：（1） 基于SPEI的5个选取指标，选出19822017年典型干旱的年份为2001年和2011年。（2） 在年和季节尺度上，2001年的GPP受干旱影响严重区域主要在华北、东北和中东部地区的北部，2011年主要集中在西南地区的东南部和中东部地区。月尺度上，2001年5月的GPP受干旱影响最严重，主要集中在华北和东北的大部分区域。2011年1月GPP受干旱影响最为严重，主要集中在中东部地区的大部分区域。（3） 无论是年、季节还是月尺度，随着干旱程度的加重，导致GPP的下降率越大，极端干旱的影响最大。从季节尺度看，2001年夏季极端干旱造成GPP下降率分别为19.96%（EC-LUE GPP）和15.57%（GLASS GPP）；2011年春季极端干旱造成GPP下降率分别为14.32%（EC-LUE GPP）和8.75%（GLASS GPP）。研究结果可进一步加深不同时间尺度下不同等级干旱对GPP影响的认识，对了解干旱条件下陆地与大气之间的碳交换具有重要意义。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2020-06-02 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 总初级生产力(GP尸)决定了进入陆地生态系统的初始物质与能量，但由MODIS GPI〕产品获取的GPP在地表覆盖复杂的黑河流域却不足以准确的反映生态系统物质与能量的分布。因此，利用MODIS影像数据、ASTER GDEM数据、30 m分辨率土地利用覆被数据和中国区域地面气象要素驱动数据，驱动VPM模型模拟黑河流域2015年5 }10月的总初级生产力，并据此揭示黑河流域GPP在生长季的时空格局，时间分辨率为8d，空间分辨率为500 m。研究结果表明:VPM模型估算结果的精度高于MODIS GPI〕产品，判定系数增长了45.5%，总均方根误差降低了57. 0%;黑河流域生长季累积GPP总体呈现出中游最高、上游其次、下游最低的显著空间分布梯度格局;全境与局部有植被覆盖区域的日GPP均呈先增加后减少倒U型变化规律，且前者在7月下旬达到最高值;植被覆盖率极低的地表区域生长季内的日份〕尸在基本稳定中上下波动，稳定值处于1 gC " m-Z " d-‘附近。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-03-01 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 近年来随着全球变暖，干旱事件的增加对植被的光合作用产生更加重要的影响，同时也严重影响了陆地生态系统的平衡。本文基于标准化降水蒸散指数(SPEI base v.2.7)和总初级生产力数据集（GOSIF GPP）研究了干旱对中国北方草原GPP的累积和时滞效应，利用Sen’s斜率、Mann-Kendall(MK)趋势检验、Mann-Kendall突变检验研究了GPP和SPEI在研究期内的时空变化，利用Pearson相关分析方法探究了干旱对北方草原GPP的累积和时滞效应。结果表明：（1）2001—2020年期间北方草原多年平均GPP呈现东北地区高、西南地区低的空间分布格局，多年平均SPEI呈现东北地区低、西南地区高的空间分布格局，且SPEI和GPP的年平均值都随时间变化呈现上升趋势。（2）干旱对北方草原84.99%的区域有累积效应，最长累积时间尺度主要集中在3~4个月，覆盖北方草原的39.82%；干旱对北方草原63.11%的区域有滞后效应，且主要发生在7个月，覆盖北方草原的19.73%。（3）通过对比不同水分条件下二者的变化趋势，发现干旱对草原GPP的累积效应强于时滞效应。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-04-01 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 近几十年来新疆气候变化显著，“暖湿化”转型与“湿干转折”先后出现，势必对地区植被生产力、大气干旱状况以及二者间的响应关系产生影响。以植被总初级生产力（GPP）和大气水分亏缺（VPD）作为评价指标，分析了1982—2018年新疆地区植被GPP、VPD的时空分布与演变规律，并揭示了大气水分胁迫对植被GPP的影响。结果表明：（1）新疆植被GPP整体具有北高南低的分布特征，年均值为256.6 g C·m-2·a-1，呈显著上升趋势。GPP增加趋势占植被总面积的82.00%，其中增加显著区约占42.81%，多分布于南疆绿洲和北疆山前农业区；GPP下降趋势占比较小且分布零散。（2）新疆地区VPD具有“山区低、平原/盆地高”的鲜明格局，年均值为0.66 kPa，呈不显著波动上升趋势。全疆大部地区表现出VPD显著性上升，下降趋势零星出现在昆仑山脉高海拔山区。（3）新疆植被GPP对VPD的响应“正负共存”，并具有明显空间异质性。GPP与VPD的负相关占植被区总面积的54.52%，主要出现在山前草地地带；正相关则主要分布在塔里木盆地边缘和天山北坡及其东段，以栽培作物和灌木类型为主。VPD对GPP的影响在不同植被类型间差异鲜明，而在同一植被类型内正、负响应共存。分析认为，虽然大气水分胁迫尚未成为地区植被生产力变化的主导驱动力，但在新疆干旱化急剧增加背景下，仍需加强对GPP与VPD响应关系的跟踪。
分类： 农、林、牧、渔 >> 土壤学 提交时间： 2023-08-25 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 水分利用效率（WUE）是农田生态系统碳水循环的重要指标，对指导农业灌溉和提高水分生产力有重要意义。宁夏灌区是我国地处干旱气候带的大型灌区，其中，玉米种植面积最大。在涡度通量观测农田生态系统实际蒸散发（ET）的基础上，利用氢氧稳定同位素法将蒸散发分割为土壤蒸发（evaporation，E）、植物蒸腾（transpiration，T），并通过光能利用模型估算宁夏引黄灌区典型玉米农田生态系统的总初级生产力（GPP），计算群体水分利用效率WUET=GPP/T、生态系统水分利用效率WUEET=GPP/ET 以及固有水分利用效率（Intrinsic Water Use Efficiency）IWUEVPD=（GPPVPD）/ET三种水分利用效率，进而从函数响应关系、相关性以及敏感性三个方面分析不同水分利用效率与气温、饱和水汽压差（VPD）、CO2浓度、光合有效辐射以及土壤含水量等环境因子之间的关系。结果表明：宁夏引黄灌区玉米农田生态系统生长季的实际蒸散发变化呈单驼峰型，作物蒸腾与实际蒸散发的变化趋势相一致。WUET在生育期内呈W型变化，WUEET与IWUEVPD在生育期内呈单峰型变化，三种WUE的峰值出现在抽雄期，分别达到5.90 kg Cm-3H2O、5.02 kg Cm-3H2O和32.90 kg ChPam-3H2O，灌浆后期三种水分利用效率开始降低，玉米成熟晚期由于蒸腾微弱所以WUET略有增加。WUET、WUEET和IWUEVPD与土壤含水量显著正相关，相关度和敏感性最强；VPD与三种WUE显著负相关，相关度和敏感性最强次之；气温、光合有效辐射以及CO2浓度与三种WUE的负相关性但不是敏感因素。因此，在宁夏引黄灌区土壤水分和VPD是影响玉米农田生态系统WUE的关键因素。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-05-30 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 无定河流域是黄土高原生态恢复工程实施的重点区，探究其土地覆被的空间分异机制及相关水碳变量的变化特征，对支撑区域水土资源保护与规划以及服务区域生态文明建设等工作具有重要作用。本文使用线性倾向法、Mann-Kendall趋势检验、Pettitt突变检验、地理探测器等方法分析无定河流域土地覆被时空变化特征及空间分异驱动因素，并从地-水-碳耦合的角度探析流域总初级生产力（GPP）、实际蒸散发（ET）和水分利用效率（WUE）等关键水碳变量的变化特征。研究表明：（1）19902019年期间，流域整体草地、林地、建设用地显著增加，耕地、荒地显著减少，其中林草面积增加区域主要集中在流域下游及无定河沿岸地区；（2）人口密度、降水、气温等对流域土地覆被空间格局具有重要影响，整体而言社会经济因素的影响大于自然因素，但以降水、气温为代表的自然因素的影响在增强；（3）流域水碳变量的变化与土地覆被变化具有较好的对应关系，空间上，以耕地、林地、草地为主要覆被的流域东南部的GPP、ET、WUE相对偏高，以草地、荒地为主要覆被的流域西北部的GPP、ET、WUE相对偏低，时间上，20012019年间，流域整体GPP、ET、WUE均呈增加趋势，其中GPP、WUE在流域绝大部分区域均显著增加，而ET主要在流域中下游地区显著增加。在退耕还林还草生态恢复工程的实施与气候变化背景下，无定河流域林草得到恢复，生态环境转好。
分类： 生物学 >> 生态学 提交时间： 2021-06-17 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 植被总初级生产力（Gross primary productivity，GPP）是陆地生态系统碳循环的关键环节，对 维 持 全 球 碳 平 衡 至 关 重 要 。 基 于 Google Earth Engine 平 台 ，利 用 NASA LP DAAC 发 布 的 MOD17A2H 产品，研究分析了塔里木河生态输水期间陆地生态系统生长季的 GPP 变化。结果表 明：（1）生态输水后，塔里木河生态环境整体得到改善。输水前期，塔里木河生长季 GPP 平均为 3675.51 g C•m-2•季-1，输水中期，生长季 GPP 增加到 4024.09 g C•m-2•季-1，输水后期，该值跃升为4896.61 g C•m-2•季-1。2000—2020 年塔里木河生长季 GPP 表现出明显的增加趋势，增长幅度约为 每个生长季增加 90.25 g C•m-2。2010 年后，上、中、下游日 GPP 增加幅度亦更明显，分别为每 10 a 增 加 2.54 g C•m-2、2.17 g C•m-2 和 1.74 g C•m-2。（2）塔里木河陆地生态系统生长季（5—10 月）的日 GPP 变化在不同区域存在明显差异。上游区日 GPP 变化总体上表现出先增加后减小的单峰趋势，下游 区则以双峰变化趋势为主。（3）塔里木河生态输水工程有益于生长季 GPP 的变化，其中对 6、8 月的 GPP 变化影响更显著。
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