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Review and tendency of net primary productivity study

植被净第一性生产力研究回顾与发展趋势


植被的净第一性生产力(NPP)反映了植物每年通过光合作用所固定的碳总量,目前NPP研究是全球变化研究的重要内容之一。本文回顾国内外植被NPP研究的历史,对遥感和地理信息系统(GIS)在NPP研究中的应用做了分析,并对近期陆地植被NPP研究的特点及发展趋势作了总结。

Annual net primary productivity (NPP) of terrestrial vegetation is the net amount of carbon fixed by plant photosynthesis. NPP is an important index in global change ecology. The history of NPP research is reviewed in this paper, and the applications of RS and GIS technology for measuring NPP in larger scale is discussed. This review also concludes about the characteristics and tendency of NPP research in recent.


全 文 : 万方数据
4期 李商飞,等:植被净笫一性生产力研究H顾’』发展趋势 36l
消耗鼍和气体交换率米测定生产力,或者州原料消耗
量来测定。
大尺度上估算全球净初级生产量的方法⋯可归结
为三类:一是以植物干物质生产测量为基础的方法;
二是以植物的不同部分长度限定的异速生&相关为基
础的异速生长法;三是以干物质生产和气候因素问相
关关系的气候方法。
森林群落的生产力一般以净生产力米表示,小尺
度的森林群落的生产力通常有两种测定方式“J,其一
是通过光合和呼吸的气体代谢的方式直接测定,其优
点在于能够反映群落内不同植物对植物生境的行为和
相应的生理生态过科,不足之处是涉及的参数嗣|相芙
的生物过程较多,选样、测定难度较人,要求较严,
对种类丰富、复层结构的臼然林则更为复杂。其二是
通过测定在某个期间植株现存量的变化,并以此为基
础米推算,即采_}{j“累积法”的方式米测定。这种方
法比较直观,但它只反映森林在某时间间隔内的状态,
不能反映森林在这段时间内的生理生态过程。具体的
测定方法有树干解析法、相对生长法、比值法利气体
交换法等。
“eth采Hj术材产量和农作物产量与群落总生物
产量的比率关系(郎生物量/收获量).以农业年II林
业的产鼍统计数据补充了当时可得到的NPP数据(共
930个数据点),在20个植被群系的净第一性生产力
测定平均值利当时已有的植被图的基础上绘制了第一
张世界陆地NPP幽。whittaker和Iikens1975年在总
结各国科学家的调查研究的基础上。得山了世界不同
地带森林生态系统主要类型的生物罐和生产力的结
果。wcbb等综合了美国IBP期间在30个地区以收获
法实测的样地材料共64个数据点(其中:荒漠7个,
草原25个,阔叶林7个,针叶林25个),分析了美
国主要生态系统类型地上部分NPP的分布格局:sims
采_【}!I美国两北部草原lO个地区6种草地类型的71个
收获法实测数据点对该地区草原生态系统NPP进行
了较深入的分析研究;sala等以遍布美国中部草原地
区近9500个测定样点的数据对该地区的草地地上部
分NPPJ空间格局进行了全面系统地概括,其中部分样
点数据(约I!i总样点数的l,7)采川成对样方收获法
实测,其余样地数据以附近实测样点数据推测而得,
作者根据每个州的主要_十地资源类型区把9500个样
点数据分类合并成100个地区的数据点,据此进行地
上部分NPP的地区性格局分析,并绘制了该地区地上
部分NPP等值线”『。
我国许多学者基丁实测资料对区域性生产力做
了研究。在60年代,冯宗炜在中科院湖南会同森林生
态站开始连续研究杉木人工林幼林阶段群落的生物最
和生产力“1。李文华在国内曾提出利用森林资源清查
资料估算地区性森林生物生产力的设想”】。马饮彦根
据425块标准地的收获法实测资料、853株生物最标
准_术对中国不同地区油松林的生物量和NPP进行了
较全面的分析比较研究”I。刘世荣等收集了全国60多
个森林群落的生物生产力实测数据,初步分析了中国
森林现实生产力的特征及地理分布格局”I。方精云等
利刚森林蓄积量推算森林的生物量和生产力的方法系
统研究了我国植被的生物生产力”J,结果表明,我国
森林生物量的平均值小于世界水平而净生产量却较
高;我国森林的总生物衄是9lO.87×106t,森林和疏
林(含灌木林)的总生产力分别为1177.31×100妇和
458.16×100妇。赵士洞和罗天祥以全国482块典型标
准地(其中生物量样地86块)的收获法实测资料,全
面而深入地分析了全国杉木林NPP的空间格局和水
热相关规律”I。李迪强等利用中国植被NPP的散点测
量数据和中国~般气象站的气候资料建立了一个新的
模型,井应用生态信息系统(EIs)对全国潜在NPP
分布格局进行了分析”J,结果显示,NPP的最大值出
现在海南和台湾,人于22t·hm-2·a.1,长江中下游
地区12~16t·hm_o·a一,华北平原为8~
12t.hm_2·a_1。东北地区为4~8t·hm-2·a~.草原
地区为2t.hm~·a_1左右,干旱荒漠地区小于
2t·hm-2·8_1。
冯宗炜”1等系统总结和分析了中国60年代以来
的森林生态系统生物量和生产力资料,井在此基础上
提出了中国森林生态系统主要类型生物量和生产力特
征及其分布格局,揭示了不同地带或区域森林生态系
统物质生产规律,模拟研制了中国森林生态系统生产
力与气候冈子的模型,并绘制成中国森林生态系统生
产力分布图。他的研究结果表明,中国热带森林的生
产力平均值为18.78t.hm。2·a一,与世界热带雨林和
季雨林的平均值19c.hm。2·a“相接近:中国亚热带
森林的生产力平均值为16.1lt·hm。·a~,比世界温
带常绿林的平均值13t.hm_2·a。要高;中国暖温带
和温带森林的生产力平均值为6.89t·hm_2·a~,比世
界温带落叶林的平均值12t.hm.2·a.1要低;中国寒
温带森林的生产力平均值为5.82t·hm_=·a-1,比世界
北方林的平均值8t.hm_2·a‘1要低。按不同的气候带,
乔木层的生产力呈现出:寒温带<暖温带<温带<亚热
带<热带的规律。他同时指出,森林的生产力分布同
时受制于气温和降水两个冈素,森林生产力的随年平
万方数据
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植被净第一性生产力研究回顾与发展趋势
作者: 李高飞, 任海, 李岩, 柳江
作者单位: 李高飞,任海,柳江(华南植物研究所恢复生态中心,广州,510650), 李岩(华南师范大学计算
机系,广州,510631)
刊名: 生态科学
英文刊名: ECOLOGIC SCIENCE
年,卷(期): 2003,22(4)
被引用次数: 13次

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