全 文 ：书西北植物学报!
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文章编号$
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收稿日期$
!"#$*"-*"
&修改稿收到日期$
!"#$*"&*##
基金项目$国家自然科学基金"
$##-#"#+
#&甘肃省自然科学基金"
##"+2345!$&
#
作者简介$张禹舜"
#)&$(
#!男!在读硕士研究生!主要从事全球变化与水文生态研究
6*78/9
$
4:81
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=0:=1"##$
!
#-%,>?7
"
通信作者$贾文雄!副教授!硕士生导师!主要从事自然地理学研究
6*78/9
$
@A
.
/8A
#-%,>?7
基于
$%&%
模型研究祁连山地区植被
净初级生产力的时空变化
张禹舜#!贾文雄#"!赵一飞!!刘亚荣#!赵
!
珍#!陈京华#
"
#
西北师范大学 地理与环境科学学院!兰州
+%""+"
&
!
南京大学 地理与海洋科学学院!南京
!#"")%
#
摘
!
要$基于
!""%
"
!"#!
年的遥感数据及
B6C
高程模型校准后的气候数据!利用
D5E5
模型估算了祁连山地区
植被净初级生产力"
FGG
#!并对
FGG
的年内(年际变化以及时空分布规律和变化趋势进行分析结果表明$"
#
#祁
连山地区年内
FGG
集中在
-
"
&
月!占全年
FGG
总量的
&-,%)H
&
!""%
"
!""+
年!
FGG
年均值在
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"
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7
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(#之间小幅波动&
!""+
"
!"")
年呈现出较明显的下降趋势!由
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7
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(#下降到
#%,#+
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7
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!"")
"
!"#!
年表现出明显的上升趋势!最大值达
!"+,#%
;
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7
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8
(#
"
!
#祁连山地区的
FGG
东西部
分布差异大!东部地区大多在
!""
"
$""
;
)
7
(!
)
8
(#之间!部分地区可达
""
;
)
7
(!
)
8
(#之上&中部地区存在较
明显的南北差异!南部大多地区在
#""
"
%""
;
)
7
(!
)
8
(#之间!北部大多地区在
#""
"
$""
;
)
7
(!
)
8
(#之间&西
部广大地区大多在
"
"
#""
;
)
7
(!
)
8
(#之间!荒漠和高山冰雪覆盖区域生物量最低"
%
#近十年来!祁连山地区的
FGG
呈波动增加趋势!增加面积约
)&-+I7
!
!约占植被总面积的
!#,#)H
!减少面积约
&#+%I7
!
!约占植被总面积
的
#+,!H
!表明祁连山的生态健康水平总体在改善但局部在恶化
关键词$净初级生产力&
D5E5
模型&时空变化&祁连山地区
中图分类号$
J)$&,#
K
$
文献标志码$
5
&

()#(*+),-

".(*/(.#()#"01"23,)4.#-(.
5
4."!67)#8#)
5
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9
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FGG
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QZ8Z/?1]80QX?1D5E5
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<
Q8V0
!
811=89Y8V/8Z/?1?SFGG
!
Z:QZQ7
W
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W
8Z/89X/0ZV/]=Z/?181X>:81
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89
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$"
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#
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7
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(#
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7
(!
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8
(#
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&
FGG0:?@QX80/
;
1/S/>81Z
X?@1@8VXZVQ1XSV?7!""+Z?!"")
!
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X?@1Z?#%,#+
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FGG
0:?@QX8>9Q8V=
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)
7
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(#
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"
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#
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W
8Z/89X/0ZV/]=Z/?1?SFGG/1J/9/81C?=1Z8/100:?@QX8V/0/1
;
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<
SV?7@Q0ZZ?Q80Z,FGG/1
7?0Z?SZ:QQ80ZQV1VQ
;
/?10Y8V/QXSV?7!""Z?$""
;
)
7
(!
)
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(#
!
/10?7Q8VQ80=
W
Z?""
;
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)
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(#
,
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<
X/SSQVQ1>Q0]QZ@QQ1Z:Q1?VZ:81XZ:Q0?=Z:/1Z:Q>Q1ZV89VQ
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&
FGG/17?0Z?SZ:Q
0?=Z:QV1VQ
;
/?10Y8V/QXSV?7#""Z?%""
;
)
7
(!
)
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(#
!
]=Z/ZY8V/QXSV?7#""Z?$""
;
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7
(!
)
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(#
/17?0Z
1?VZ:QV1VQ
;
/?10,FGG/17?0Z?SZ:Q@Q0ZQV1VQ
;
/?10@80]QZ@QQ1"81X#""
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7
(!
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(#
!
Q0
W
Q>/89
<
Z:Q
XQ0QVZ81X89
W
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"
%
#
FGG/1Z:QJ/9/81C?=1Z8/10:80]QQ1
/1>VQ80QXY?98Z/9/Z
<
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Z:Q8VQ8?SFGG/1>VQ80QX8]?=Z)&-+I7
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]?=Z!#,#)H?SZ:QZ?Z898VQ8
&
Z:QVQX=>QX8>>?=1ZS?V#+,!H?SZ:QZ?Z898VQ88]?=Z&#+%I7
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W
V?Y/1
;
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89Z:?=
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V8ZQX/1Z:Q9?>89,
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5
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FGG
&
D5E57?XQ9
&
0
W
8Z/89*ZQ7
W
?V89Y8V/8Z/?10
&
J/9/81C?=1Z8/10VQ
;
/?1
!!
植被净初级生产力"
FGG
#是指绿色植物在单位
面积(单位时间内通过光合作用所固定的有机碳量
扣除自养呼吸消耗碳量后的剩余部分*#*!+!是衡量生
态系统承载能力和评价生态系统可持续发展的重要
指标*%*$+
FGG
研究是了解生态系统生产力状况的
一个窗口!关系到植被资源的定量预测和合理利用!
有助于理解全球变化背景下生态系统的响应和反馈
机制*+随着对陆地碳循环研究的不断深入!许多
FGG
的估算模型被提出!如气候相关模型(过程模
型和光能利用率模型等*-*++在光能利用率模型计
算植被
FGG
的基础上!
D5E5
模型在近十几年不断
改进和完善*&*#$+!广泛应用于不同时空范围的
FGG
研究在不同区域尺度"如中国*&+(青藏高原*)+(黑
河流域*#"+等(西北地区*##+等#和不同遥感数据源"如
EGR^ *` 6M6^ 5*^ORF
*
#"
!
#!
+
(
CRBOE
*
#%
+等#的研究
中!
D5E5
模型都被证实具有较高的模拟精度
利用
D5E5
模型获得的
#))+
年中国植被净第
一性生产力的分布与
G?ZZQV
等
#))%
年计算的世界
陆地植被净第一性生产力分布基本吻合*&+为了验
证
D5E5
模型在青藏高原中的适用性!利用实测数
据与模型模拟的数值进行了比较!其结果基本上是
吻合的!该模型适于青藏高原植被
FGG
的研
究*)!#$+经过对模型进行交叉验证和野外实地验
证!
D5E5
模型的
FGG
估算在黑河流域的模拟结果
中具有较高准确性!表明该方法适用于干旱半干旱
区域*#"+利用野外实测样方数据与
D5E5
模拟的
FGG
数据进行比较误差分析表明!模拟值与实测值
之间的相关性达到显著水平"
!
!
a","))
!
"
#
",""#
#!
D5E5
模型能够较准确地反映甘南地区草
地
FGG
的空间分布特征*#%+
D5E5
模型对内蒙古
典型草原地上净初级生产力的模拟值与地面实测数
据也具有很好的一致性*##+在祁连山区的肃南县
和山丹县计算的植被净第一性生产力分别为
$",-#
(
#-#,&#
(
%%!,#"
;
)
7
(!
)
8
(#
!利用
D5E5
模型模拟得到植被净第一性生产力分别为
$%",&!
(
#!&
(
%+"
;
)
7
(!
)
8
(#
!
D5E5
模型的模拟值具有较
高的准确性*#"+!适合于祁连山地区的
FGG
研究
祁连山是西北地区重要的生态区!也是内陆河
流黑河(石羊河和疏勒河的发源地和径流形成区!其
对河西绿洲(生态环境具有重要的意义祁连山森
林生态系统作为中国西北地区乃至全国重要的生态
屏障和战略通道!是中国东部森林生态系统伸入西
北荒漠的一个绿色半岛!在中国森林生态系统碳循
环及碳汇的研究中具有重要作用已有学者利用
%E
技术!在多源遥感数据(气象数据和实测数据的
支持下!建立了祁连山森林固碳参量估算模型!并对
时空格局进行了深入分析*#+&以祁连山中部青海云
杉林为研究对象!研究了土壤呼吸"裸土覆盖#时空
变异性!以及土壤呼吸和苔藓表面
DR
!
通量的差
异!为祁连山区域碳平衡研究奠定了基础*#-+祁连
山整体碳循环研究较少!净初级生产力的估算对祁
连山地区较大范围的生态建设具有迫切性和必要
性本研究采用
!""%
"
!"#!
年的
CRBOE
数据和
中国气象科学数据来驱动
D5E5
模型!精确地反映
了近
#"
年来祁连山地区
FGG
的时空分布规律及变
化趋势!旨在全面认识研究区近
#"
年来净初级生产
力的变化状况!为生态环境建设和保护提供一定的
科学依据
#
!
研究区概况
祁连山"
)b
"
#"$b6
!
%,b
"
$"bF
#位于青藏高
原的东北部!东起乌鞘岭!西至当金山口!长约
#"""
I7
!北临河西走廊!南接柴达木盆地!宽约
%""I7
!
地势西北高!东南低!由多条西北
*
东南走向的平行
山脉和宽谷组成"图
#
#祁连山地形起伏较大!绝
大部分地区海拔在
%""
"
"""7
之间祁连山
区具有典型的大陆性气候特征!水热组合差异大!东
部降水多湿度较大!西部降水少气候较干燥!区内气
候与海拔高度密切相关!高海拔处气温较低!降水较
多*#++一般山前低山属荒漠气候!年降水量约
#"
-&"!
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$
卷
图
#
!
祁连山位置示意图
_/
;
,#
!
EIQZ>:78
W
?SJ/9/81C?=1Z8/10
77
!年均温
-c
左右&中山下部属半干旱草原气
候!年降水量
!"
"
%""77
!年均温
!c
"
c
&中
山上部为半湿润森林草原气候!年降水量
$""
"
""
77
!年均温
"
"
#c
&亚高山和高山属寒冷湿润气
候!年降水量约
&""77
!年均温
(c
左右由于
地形起伏较大和气候的垂直变化!植被也表现出较
明显的垂直变化特征!自下而上依次为荒漠带(山地
草原带(山地森林草原带(高山灌丛草甸带(高山亚
冰雪稀疏植被带
!
!
数据与方法
@,A
!
数据来源与预处理
本研究所采用的数据是美国国家航空航天局提
供的
CRBOE
系列产品数据!该数据可以在
F5E5
"
:ZZ
W
0
$%%
VQYQV],Q>:?,1808,
;
?Y
#网站免费下载
本研究下载了祁连山地区
!""%
"
!"#!
年共计
#"
年
的
CRBOE
"
CRB#5!
(
CRB")5#
#数 据!利 用
C2^
"
C?X/02Q
W
V?
.
Q>Z/?1 ?^?90
#工具(
5V>C8
W
软
件对下载的遥感数据进行拼接(裁剪等一系列预处
理!并转换为
PME&$
%
59]QV06
d
=895VQ8D?1/>
投
影!最后为了消除云层(大气和太阳高度角等的干
扰!直接使用
CRB")5#
系列产品的
_G52
数据!
把其
""7
分辨率重采样为
#"""7
的数据以便更
好地与
CRB#5!
数据匹配!将
&X
时间步长的遥
感数据采用最大值合成法
C D`
"
C8A/7=7 8`9=Q
D?7
W
?0/ZQ0
#进行最大值合成得到
%!X
的月数据
气象数据来源于中国气象科学数据共享服务网
"
:ZZ
W
$%%
>X>,>78,
;
?Y,>1
%
:?7Q,X?
#!选取祁连山
及周边地区
%%
个气象站点
!""%
"
!"#!
年的日平均
气温(日降水量和日太阳辐射数据!所下载数据均整
理成月平均气温(月降水总量(月太阳辐射总量由
于祁连山地区地形起伏多变(下垫面复杂!海拔对该
区的降水和气温有较大的影响!此区域气象站点较
少!采用常规插值法得到的气象数据图层会产生明
显的阶梯状分层!具有较大的误差为了提高气象
数据的精度!对其数据采用
B6C
高程模型进行了
回归分析和校正!方程式如下$
#a
$
"
%
!
&
!

#
a(e%K)e
&
K*eK+
"
#
#
式中!
#
表示气候因子"月平均温度!月总降水!月总
太阳辐射#!
%
为经度!
&
为纬度!

为海拔!
(
(
)
(
*
是
回归系数!
+
为常数在
5V>
;
/0
软件中根据
B6C
高程数据构建祁连山地形随高程变化趋势面模型!
在
QA>Q9
软件中进行气象数据的一元线性回归系数
计算得出系数
8
(
]
(
>
的值"置信度为
)H
#!最后在
5V>
;
/0
软件
280ZQVD89>=98Z?V
模块中进行运算!得
到"
#
#式所求的每个坐标点处的气候因子值
@,@
!
研究方法
@B@BA
!
344
的估算
!
本研究采用
D5E5
模型*#-+
计算植被净初级生产力"
FGG
#该模型主要由植被
所吸收的光合有效辐射"
5G52
#与光能转化率"
!
#
!
个变量确定*#&*#)+
,""
"
%
!
-
#
a.".!
"
%
!
-
#
e
!
"
%
!
-
# "
!
#
式中!
,""
"
%
!
-
#为空间位置
%
处的植被在
-
时间
内的净初级生产力&
.".!
"
%
!
-
#为空间位置
%
处的
植被在
-
时间内所吸收的光合有效辐射&
!
"
%
!
-
#为
空间位置
%
处的植被在
-
时间内的光能转化率光
能转化率的计算公式如下$
!
"
%
!
-
#
a
!
78A
e/
"
%
!
-
#
e0
"
%
!
-
# "
%
#
式中!
78A
为最大光能转化率&
/
"
%
!
-
#为空间位置
%
上植被在
-
时间内的温度影响因子&
0
"
%
!
-
#为空间
位置
%
上的植被在
-
时间内的湿度影响因子计算
方法参考文献*
#%
!
#$
!
#+
"
!"
+
@,@,@
!
均值法
!
植被年累计平均
FGG
是对
!""%
"
!"#!
年间每年的
FGG
积累后的平均值!采用植
被年累计平均
FGG
值来反映
#"
年间祁连山植被
FGG
的总体特征公式为$
,""a
"
$
#"
1
a#
$
#!
2a#
,""
2
1
#%
#"
"
$
#
式中!
,""
表示植被年累计平均
,""
!
,""
2
1
表示
第
1
年第
2
月的
,""
!
1
表示
!""%
"
!"#!
年!
2
表示
#
"
#!
月份
@,@,C
!
斜率分析法
!
斜率分析法是对每个栅格的
变化趋势进行模拟!反映不同时期植被
FGG
变化的
空间分布变化趋势特征采用该方法来模拟祁连山
#"
年来
FGG
的年际变化趋势!同时根据模拟结果
定义出显著减少(轻度减少(基本无变化(轻度增加
+&"!
#"
期
!!!!!!!!
张禹舜!等$基于
D5E5
模型研究祁连山地区植被净初级生产力的时空变化
和显著增加

个变化区间!并统计各区间的面积及
其百分比其计算公式为$
"
09?
W
Q
a
3e
$
3
2a#
2e4
,""2
(
$
3
2a#
2
$
3
2a#
4
,""2
3e
$
3
2a#
2
!
(
"
$
3
2a#
2
#
!
"

#
式中!
3
为监测时间段的累计年数&
4
,""2
为第
2
年最
大化
,""
&
"
09?
W
Q
是趋势线的斜率!其中
"
09?
W
Q
%
"
!说
明
,""
在
3
年间的变化趋势是增加的!反之
"
09?
W
Q
#
"
!则说明
,""
在
3
年间存在退化趋势*!#*!!+
%
!
结果与分析
C,A
!
祁连山地区植被净初级生产力时间变化特征
C,A,A
!
年内变化特征
!
分析
!""%
"
!"#!
年祁连山
FGG
年内变化!发现
FGG
年内变化特征明显"图
!
#祁连山植被生长阶段主要集中在
-
"
&
月!而相
应的
FGG
较大值也主要集中在这个时段从这
#"
年的平均生长状况来看!
-
月的
FGG
为
$-,)
;
)
7
(!
)
8
(#
!占全年
FGG
总量的
!,$$H
&
+
月的
FGG
最大!高达
-),#)
;
)
7
(!
)
8
(#
!占全年
FGG
总量的
%+,$&H
&
&
月的
FGG
为
$%,%$
;
)
7
(!
)
8
(#
!占全年
FGG
总量的
!%,$&H
&
+
月份是一年中
降水最多和气温最高的月份!良好的水热组合为植
被的生长提供了良好的气候条件*#"+从季节来看!
夏季植被
FGG
的贡献率最高!占到了全年
FGG
总
量的
&-,%)H
!其次是春季!占全年总量的
+,-%H
!
再次是秋季!占全年总量的
,-"H
!最低是冬季!仅
为
",%&H
祁连山地区植被净初级生产力的季节
变化!与这里夏季高温(冬季低温(降水主要集中在
夏季*!%*!+的大陆性气候特征有关!不同季节水热组
合状况有所不同所致
C,A,@
!
年际变化特征
!
通过计算
!""%
"
!"#!
年
FGG
平均值!得到近
#"
年来祁连山地区植被净初
级生产力的变化情况"图
%
#从图中可以看出!
!""%
"
!"#!
年均
FGG
在
#%,#+
"
!"+,#%
;
)
7
(!
)
图
!
!
祁连山
!""%
"
!"#!
年
FGG
的年内变化趋势
_/
;
,!
!
511=89Y8V/8Z/?1?SFGG/1J/9/81
C?=1Z8/1SV?7!""%Z?!"#!
8
(#之间!
""%
"
!""+
年间除
FGG
在
!""
年达到最
大
#)!,+
;
)
7
(!
)
8
(#外!其它年份均值在
#-,!&
"
#+,&!
;
)
7
(!
)
8
(#之间小幅摆动&
!""+
"
!"")
年
FGG
出现较明显的下降趋势!从
#-&,-%
;
)
7
(!
)
8
(#下降到
#%,#+
;
)
7
(!
)
8
(#
&
!"")
"
!"#!
年
FGG
则呈现出明显的上升趋势!
!"#!
年
FGG
达到最大
!"+,#%
;
)
7
(!
)
8
(#
总体来看!近
#"
年来祁连山
植被
FGG
呈缓慢波动增加趋势!
FGG
最大年份与
最小年份相差
%,)-
;
)
7
(!
)
8
(#
!年际平均增长
斜率为
",-$%
!但没有通过显著性检验!表明增加趋
势并不明显!这与其他学者对祁连山植被覆盖变化
研究得出的结论基本一致*!!!+随着全球气候变
暖!西南和东南季风势力增强!祁连山区降水增加!
导致祁连山植被覆盖呈增加趋势*!*!-+
C,@
!
祁连山植被净初级生产力的空间变化特征
C,@,A
!
空间分布特征
!
祁连山地区
!""%
"
!"#!
年
累计平均
FGG
分布图"图
$
#反映了祁连山地区植
被净初级生产力的空间分布特征祁连山地区的
FGG
东西分布差异大!东部地区年累积平均
FGG
值最大!大多在
!""
"
$""
;
)
7
(!
)
8
(#之间!部分
地区可达
""
;
)
7
(!
)
8
(#之上&中部地区存在较
明显的南北差异!南部地区大多在
#""
"
%""
;
)
7
(!
)
8
(#之间!北部地区大多在
#""
"
$""
;
)
7
(!
)
8
(#之间&西部大多地区在
"
"
#""
;
)
7
(!
)
8
(#之间!荒漠和高山冰雪覆盖区域生物量最小!其
FGG
值接近
"
或为
"

FGG
值在
""
"
)"
;
)
7
(!
)
8
(#之间的面积为
#%I7
!
!约占总面积的
",$&H
!分布在湟水流域上游西海镇北部(大通河中
游门源回族自治县河谷地带及乌鞘岭也有零星分
布&
FGG
值在
$""
"
""
;
)
7
(!
)
8
(#之间的面积为
#&&I7
!
!约占总面积的
%,)&H
!分布在乌鞘岭安
远镇东部(冷龙岭北坡海拔较低的军马场地带(西营
河(大通河下游及走廊南山北麓及西水等地区&
FGG
图
%
!
祁连山
!""%
"
!"#!
年
FGG
的年际变化趋势
_/
;
,%
!
O1ZQV*811=89Y8V/8Z/?1?SFGG/1J/9/81
C?=1Z8/1SV?7!""%Z?!"#!
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西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
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%$
卷
值在
%""
"
$""
;
)
7
(!
)
8
(#之间的面积为
#"!
I7
!
!约占总面积的
!!,-H
!分布在黑河上游谷地
祁连部分地区(北大河上游谷地(肃南裕固族自治县
附近(湟水谷地的平安县附近(拉脊山北麓(大坂山
及大通山南坡(青海南山部分地区(湟水流域及大通
河中下游和乌鞘岭部分地区&
FGG
在
!""
"
%""
;
)
7
(!
)
8
(#之间的面积为
#!+#)I7
!
!约占总面积的
!+,+&H
!分布在疏勒河上游河谷地带(青海湖南侧(
湟水流域(大通河下游(布哈河北侧流域(肃南县(拉
脊山等地区&
FGG
在
#""
"
!""
;
)
7
(!
)
8
(#之间的
面积为
+$"+I7
!
!约占总面积的
#,#-H
!分布在青
海南山中西部(大通山中西部(大坂山中西部(冷龙
岭南坡(托来南山及走廊南山南坡山麓等地也有较大
面积分布&
FGG
在
"
"
#""
;
)
7
(!
)
8
(#之间的面积
为
#$"#I7
!
!约占总面积的
%","$H
!分布在大柴
旦(德令哈(大雪山(党河南山(土
!
根达坂山等地
总体上来看!祁连山植被覆盖
FGG
值呈现出
东多西少的分布特征!与祁连山地区降水的空间
分布特征*!-+基本一致!造成祁连山植被自西向东逐
渐增加的原因主要是由于祁连山东部距海洋相对较
近!受海洋季风的影响降水较多&而西部距海洋
远(常年又受盛行西风的影响!降水只有东部的三分
之一*!!+
C,@,@
!
年际空间变化
!
采用斜率法模拟祁连山地
区
!""%
"
!"#!
年植被
FGG
的空间变化!得到祁连
山植被空间变化趋势"图

&表
#
#
#"
年来!祁连山
植被净初级生产力呈缓慢增加趋势!其增加面积为
)&-+I7
!
!约占总面积的
!#,#)H
!其中显著增加的
面积达
)"-I7
!
!占祁连山总面积的
#,)$H
!主要分
布在肃南等地植被净初级生产力轻度增加的面积
为
&)-#I7
!
!占祁连山植被总面积的
#),!H
!主
图
$
!
祁连山
!""%
"
!"#!
年累计平均
FGG
的空间分布图
_/
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!
B/0ZV/]=Z/?1?S811=89>=7=98Z/YQ8YQV8
;
Q
FGG/1J/9/81C?=1Z8/1SV?7!""%Z?!"#!
要分布在拉脊山北麓(湟水上游西海镇西北流域(大
坂山东部山麓(大通河河口部分地区(乌鞘岭南北山
麓部分地带(青海南山中西部(布哈河上游河谷地及
走廊南山中段山麓(湟水流域的河谷地带(门源自治
县盆地(黑河上游及肃南草原部分地区(冷龙岭以北
的大河口及马军场(乌鞘岭北部部分地区总体来
说!近
#"
年来祁连山地区植被生长状况有所提高!
生态环境得到改善!这主要是祁连山东部局部地区
降水增加*!-+&祁连山自然保护区在保护好现有资源
的基础上!大力开展生态建设!不断扩大森林面积!
同时在祁连山成立国家级自然保护区!实施封山育
林(退耕还林等保护措施!减少了人口对植被生态的
破坏!从而加强了保护区生态环境保护的步伐*!++
祁连山地区植被净初级生产力减少的面积为
&#+%I7
!
!约占植被总面积的
#+,!H
!其中轻度
减少的面积为
+-!I7
!
!占祁连山植被总面积的
#-,!#H
!主要分布在祁连山中部!包括大通山中东
部(大坂山西部(托来山东部(冷龙岭(拉脊山南侧(
大坂山东部及大通河人口分布较密集地区(乌鞘岭
图

!
祁连山
!""%
"
!"#!
年
FGG
空间变化图
_/
;
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!
E
W
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J/9/81C?=1Z8/1SV?7!""%Z?!"#!
表
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祁连山
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!
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年
344
年际变化趋势统计
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/1J/9/81C?=1Z8/1SV?7!""%Z?!"#!
斜率变化范围
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;
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W
变化等级
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;
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面积
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!
比例
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显著减少
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轻度减少
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#
显著增加
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1/S/>81Z/1>VQ80Q
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#"
期
!!!!!!!!
张禹舜!等$基于
D5E5
模型研究祁连山地区植被净初级生产力的时空变化
等地植被净初级生产力显著减少区域面积达
-##
I7
!
!约
#,%#H
!主要集中在冷龙岭北山麓中部分地
区(托来山及大通山也有零星分布总体上来说!祁
连山中部地区植被净初级生产力减少主要原因可能
是近年来随着全球气候变暖!祁连山冰川快速退缩
可供融化的冰川减少!使可利用的水资源减少!而降
水变化不大*!&+!加之气温明显升高!水分蒸发强烈!
可供植被生长的有效水分减少!加剧了祁连山植被
的退化*!-+
$
!
结
!
论
本研究利用
!""%
"
!"#!
年的
CRBOE
系列数
据!结合
B6C
模型校正后的气候数据来驱动光能
利用率"
D5E5
#模型!对祁连山地区植被
FGG
进行
估算!并对
FGG
的年内(年际变化及空间分布特征
进行分析!得出以下结论$"
#
#祁连山植被年内季节
变化明显!夏季
FGG
占全年度的
&-,%)H
!
+
月份增
幅最大!
FGG
高达
-),#)
;
)
7
(!
)
8
(#
!春季占全年
的
+,-%H
!秋季占全年的
,-"H
!而冬季仅占全年
的
",%&H
"
!
#
!""%
"
!"#!
年祁连山植被
FGG
变
化存在明显的空间分布差异!祁连山植被
FGG
呈现
出东多西少的分布格局!在祁连山的东部地区!年累
积平均
FGG
最大!最高可达
""
;
)
7
(!
)
8
(#之
上!西部广大地区!
FGG
仅
"
"
#""
;
)
7
(!
)
8
(#之
间!且面积较大!约为祁连山总面积的
%","$H
&祁连
山中部
FGG
南北差异比较明显!南部大多在
#""
"
%""
;
)
7
(!
)
8
(#之间!北部地区大多在
#""
"
$""
;
)
7
(!
)
8
(#之间"
%
#
!""%
"
!"#!
年祁连山植被
FGG
整体上呈缓慢增加趋势!植被
FGG
增加面积
占祁连山总面积的
!#,#)H
!主要分布在拉脊山北
麓(湟水流域(拉脊山北坡(青海南山中西部(布哈河
上游河谷地及走廊南山中段山麓等地植被减少面
积占祁连山总面积的
#+,!H
!主要集中分布在祁
连山中东部的大通山中东部(大坂山西部(托来山东
部(冷龙岭(拉脊山南侧(大坂山东部及大通河人口
分布较密集地区(乌鞘岭等地总体上祁连山地区
植被
FGG
增加的区域明显多于减少的区域

!
研究不足与展望
植被
FGG
变化的是一个长期的动态过程!本文
还存在不足和需要改进的地方!其中研究方法需要
进一步完善&如何提高遥感数据的分辨率(气象数据
插值时的精确性!尽量减少气象站点较少带来的误
差&变换数据源可以使时间序列较长!这样可以对区
域
FGG
的变化做出更客观的模拟不同植被类型
对气候响应有较大差异!气候变化(水土保持(土地
利用等多种因素及人类活动对不同植被类型
FGG
的响应程度是不同的!因此研究较长时间序列的植
被
FGG
变化!不同植被类型
FGG
的年际(季节(年
内变化特征和产生的原因及植被变化与气温(降水(
土壤和人类活动等的响应机制都是以后研究的重
点研究祁连山的生态环境变化有着极其重要的意
义*!++!所以还需对其进行更深(更广层次的研究
参考文献!
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方精云
,
全球生态学!气候变化与生态响应*
C
+
,
北京$高等教育出版社!
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