气候变化和人类活动对中国陆地生态系统总初级生产力的影响厘定研究

王军邦,杨屹涵,左 婵,顾峰雪,何洪林

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,国家生态科学数据中心,北京 100101 2 长江大学园艺园林学院,荆州 434000 3 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所,北京 100081

陆地生态系统总初级生产力(GPP),是单位时间单位面积绿色植物光合作用固定二氧化碳生成有机物的量,决定了进入陆地生态系统的初始有机物质和能量,是生态系统服务功能的基础[1-3]；GPP也是从大气进入陆地的碳通量,受气候变化影响而又对气候系统产生反馈作用[4],是人类生存和可持续发展的基础[5]。目前,全球碳循环估算仍然存在很大的不确定性,而生态系统初级生产力的影响因素及其机制,特别是人类活动影响,可能是主要不确定性来源之一。

人与环境强烈的相互作用关系,导致气候变化及人类活动对生态系统的影响叠加且更加复杂[6],发展了多种厘定气候变化和人类活动影响的方法,如偏导数分析[7]、多变量分析[8]、主成分分析[9]、残差趋势法[10]、及模型法[11]等。其中,模型法是通过模型模拟实际和潜在生产力,二者之差被认为是人类活动影响所致,进而厘定人类活动贡献[11]。Chen等[11]采用陆地生态系统模型(TEM)模拟仅受气候因素驱动的净初级生产力(NPPP),采用基于卫星遥感的Carnegie-Ames-Stanford(CASA)模型估算现实受气候变化和人类活动影响的NPPA,而人类活动影响的人为NPPH由二者之差得到。Bi等[12]利用CASA模型和Thornthwait Memorial模型估算了中亚干旱地区人类活动对草地生态系统净初级生产力的影响。……