基于MODIS數(shù)據(jù)的內蒙古陸地植被凈第一性生產力遙感估算研究.pdf

1、植被是陸地生物圈的主體。植被凈第一性生產力(Net Primary Productivity，簡稱NPP)是指綠色植物在單位面積、單位時間內所累積的有機物數(shù)量[2-3]，是光合作用所固定的有機碳總量和自養(yǎng)呼吸消耗量之差，它不僅直接反映著植被群落在自然環(huán)境條件下的生產能力.而且還反映植被通過光合作用對大氣中CO2的固定能力。因此NPP一直被認為是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)和碳平衡的重要環(huán)節(jié)，判定生態(tài)系統(tǒng)碳匯和調節(jié)生態(tài)過程的主要因子和重要指標。內蒙

2、古自治區(qū)位于我國北部邊疆，總面積約118萬km2，草地資源豐富，是我國面積最大的草原牧區(qū)。在過去的半個世紀中，由于人類活動和自然災害的雙重影響，致使該區(qū)草地嚴重退化，植被迅速減少，土地荒漠化，水土流失加劇，鼠蟲災害頻發(fā)，沙塵暴肆虐，生態(tài)系統(tǒng)功能嚴重失調以及生產力不斷下降等一系列重大環(huán)境問題日益突出，已對本地區(qū)人類生存及其可持續(xù)發(fā)展和我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施構成嚴重威脅。 本文以光能利用率模型CASA模型為基礎，利用2002～20

3、06年間月最大值擬合的MODIS/NDVI數(shù)據(jù)、地面氣象觀測資料(月均溫度、月降水量、月太陽總輻射)以及植被類型數(shù)據(jù)，在地理信息系統(tǒng)的支持下，對近五年生長季(4～8月份)內蒙古陸地生態(tài)系統(tǒng)植被凈第一性生產力進行了遙感估算和評估研究。得到了以下主要結論： 1、從近五年(2002～2006年間)生長季(4～8月份)內蒙古陸地生態(tài)系統(tǒng)植被平均凈第一性生產力的空間分布格局來看，內蒙古的陸地NPP是東高西底、北高南低，自西南向東北NPP呈

4、逐級遞增的分布趨勢，這與該地區(qū)的水熱條件和植被分布基本一致。NPP最高值主要分布在東北大興安嶺、赤峰西部和南部部分落葉闊葉林地區(qū)和與它相鄰的草原地區(qū)以及興安盟北部林區(qū)，NPP在450 gC/m2/yr以上。最低值主要分布在阿拉善盟隔壁和沙漠地區(qū)和水域區(qū)域，NPP只有0～50 gC/m2/yr之間，并很多地區(qū)的值都接近0。 2、從內蒙古陸地生態(tài)系統(tǒng)植被凈第一性生產力的時間分布格局來看，自2002～2006年近五年(每年選用了4～8

5、月份的NPP作為全年NPP進行分析)以來，生長季內積累的NPP總量總體上呈現(xiàn)出逐漸減少的趨勢，但減少速度并不明顯，屬于短期波動。這主要可能與每年選用的5個月降水量有關，2004、2005和2006年5個月總降水量明顯低于2002和2003年，NPP年際波動還受著其它很多各種自然和社會因素。每年4至8月份單位平均NPP基本在0～751.72 gC/m2/yr(單位應為gC/m2/5month，但由于每年5各月的NPP來代表全年NPP，因此

6、本文生產力單位將選用gC/m2/yr)內波動，2002～2006年間，全區(qū)平均NPP值在209.01～257.32 gC/m2/yr之間，NPP總量在0.241～0.296 PgC/yr(1Pg-1015g)之間波動，平均總量為0.273 Pg C/yr。其中，2002和2003年的NPP總量最高，分別為0.296 Pg C/yr和0.295Pg C/yr，這兩年NPP總量幾乎相等，NPP總量最低值出現(xiàn)在2004年，為0.241 Pg

7、C/yr。從月際變化來看，4～7月分的NPP的增長速度比較快，7月達到NPP的最高值，8月份的NPP較7月份低，只有7和8月積累的NPP占年度NPP總量的61.92％。 3、由不同植被類型的NPP來看，單位平均NPP值最高的為落葉闊葉林，達到了516.45 gC/m2/yr，其次是落葉針葉林，為386.44 gC/m2/yr，接著是疏林、農業(yè)植被、灌叢等，單位平均NPP都300 gC/m2/yr以上，常綠針葉林和草原的分別約為2

8、78.63 gC/m2/yr和262.05 gC/m2/yr，平均值最小為荒漠，只有52.43gC/m2/yr。雖然近五年單位平均NPP從森林、農業(yè)植被、草原到荒漠地區(qū)有減少趨勢的空間分布，但由于所覆蓋的面積不同，NPP總量最高的是草原(面積最大)，為1.52×1014gC/yr，占總量全區(qū)的55.68％。整個森林生態(tài)系統(tǒng)(落葉針葉林、常綠針葉林、落葉闊葉林和疏林)的總量為6.03×1013gC/yr，占總量的22.09％。從不同植被類