汉江中下游流域净初级生产力的时空特征及驱动因子文献综述
2020-04-15 09:37:39
1. 目的及意义
1.1. 研究目的
汉江流域是我国大型调水工程——南水北调中线工程水源地,近年来成为研究的热点区域。汉江流域总体地貌特征两高东低。上游为秦巴山地,地势起伏较大;中、下游地区地势相对平坦,河道弯曲,形成南阳盆地和江汉平原。流域主要受季风气候的影响。天然植被主要为亚热带常绿阔叶林、常绿阔叶和落叶阔叶混交林,植被覆盖率较高。本研究拟使用基于遥感数据模型估算年内净初级生产力能,探求年内NPP变化趋势,得出其空间分布特征。联系气温、降雨等影响光合作用的因素,探究NPP演变的影响因素和作用机理。
1.2. 研究意义
陆地生态系统是由陆生生物预期所处环境相互作用构成的统一体,是人类赖以生存和持续发展不可或缺的基础。陆地生态系统碳循环在全球碳循环中是相当重要的环节之一,其作为大气中二氧化碳的源和汇,在全球气候变化中扮演者极其重要的角色。
植被作为陆地主要生态系统的组成成分,通过光合作用对全球或区域起着固碳释氧的重要作用并调节着大气环境。植被净初级生产力(Net primary production,即NPP)指绿色植物在单位时间和单位面积上积累的有机干物质总量,不仅是表征植物活动的重要变量,而且是判定生态系统碳汇和调节生态过程的主要因子,反映的是植物群落在自然环境状态下的生产能力。
由于植被对自然环境有着非常敏感的反馈机制,环境发生变化会在一定程度上影响植被正常的生长和发育,从而会进一步对人类社会产生非常不利的影响。随着社会经济高速发展,了解汉江中下游年净初级生产力的年内变化和时空特征并且探究其影响因子,对于了解汉江流域生态环境状况和生态治理有着重要参考价值。
1.3. 国内外研究现状
NPP的研究方法很多,有关学者从不同角度及学科对NPP的估算进行了深入细致的研究,取得了丰硕成果。从空间尺度上来说,可分为NPP定位观测、区域NPP模拟估算和全球NPP模拟估算3种尺度[1]。
基于地面的NPP定位观测,只能收集到数公顷的不同生态系统类型的实测数据,然后根据各种生态系统类型,用以点代面的办法外推区域及全球NPP总量。由于这些估算是基于空间实测数据,迄今仍被用作全球NPP估算的参照。随着遥感和计算机技术的发展,利用遥感模型在区域尺度上进行NPP估算已经深入到许多领域[1],例如使用植被指数与NPP的关系进行计算。基于资源平衡理论的光能利用率模型使得区域及全球尺度NPP估算成为可能。