【摘要】：植被碳利用率(CUE)是植被從大氣環(huán)境中獲得的碳,分配到生物量上的百分比,即植被凈初級(jí)生產(chǎn)力(NPP)與植被總初級(jí)生產(chǎn)力(GPP)的比值,它反映了植被光合作用產(chǎn)物的分配結(jié)果。作為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過程機(jī)理的基本參數(shù),植被碳利用率在估算區(qū)域碳收支方面具有重要意義。而這個(gè)參數(shù)與氣候的關(guān)系仍存在不確定性,面對(duì)全球氣候變暖趨勢(shì),有必要進(jìn)一步闡明植被碳利用率對(duì)氣候的依賴性。本文基于MODIS GPP和NPP數(shù)據(jù)和植被類型數(shù)據(jù),獲得了三江源不同植被類型的GPP、NPP和CUE值;又結(jié)合MODIS ET數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)和高程數(shù)據(jù),采用一元線性回歸和相關(guān)分析法,探討了2001-2017年三江源植被初級(jí)生產(chǎn)力和碳利用率的空間分布特征和時(shí)間變化規(guī)律,及分析了植被碳利用率對(duì)源區(qū)氣溫、降水量和蒸散量變化的響應(yīng)。研究結(jié)果不僅揭示了氣候環(huán)境變化下的三江源植被生產(chǎn)力狀態(tài),還對(duì)應(yīng)對(duì)氣候變化、制定植被保護(hù)措施具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和科學(xué)價(jià)值。主要認(rèn)識(shí)與成果如下:(1)三江源各類型植被呈現(xiàn)為森林灌叢高寒草地其他高山植被的生產(chǎn)力特征。各類型植被NPP與GPP的變化特征均呈現(xiàn)出緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)。2001-2017年三江源植被GPP均值為186.75 g C m~(-2) a~(-1),植被NPP均值為156.47 g C m~(-2) a~(-1)。植被生產(chǎn)力整體呈現(xiàn)出從西北向東南逐漸增加的空間分布特征,與高程表現(xiàn)顯著相關(guān)性,海拔低于4500m處(東部的興�？h、同德縣、澤庫(kù)縣、河南蒙古族自治縣、甘德縣、久治縣和班瑪縣等)的植被GPP和NPP值均高,而海拔在4500m以上區(qū)域(西部的治多縣、格爾木市、曲麻萊縣、雜多縣和中部的瑪多縣)的植被GPP和NPP值較低。(2)2001-2017年三江源各類型植被碳利用率值較高,光合作用吸收碳的80%以上保存在植被體內(nèi)。高寒草地、灌叢和其他高山植被碳利用率呈現(xiàn)不同速度的增長(zhǎng)趨勢(shì),而森林CUE緩慢減少。(3)2001-2017年三江源不同植被類型和整體植被系統(tǒng)CUE在年內(nèi)3-10月均呈先增后減的變化規(guī)律,其中6月植被CUE最高。植被CUE空間上呈現(xiàn)北高南低,西高東低的分布特征。源區(qū)瑪多縣的植被碳利用率最高,河南蒙古族自治縣的最低。海拔在4500m以下區(qū)域的植被碳利用率較小(0.79~0.83),海拔在4500m以上區(qū)域的植被碳利用率較高,部分區(qū)域均在0.85水平以上。(4)三江源植被CUE對(duì)氣候因子具有顯著的滯后效應(yīng)。4-5月的植被CUE受同期氣溫、降水量和蒸散量的影響最大,均呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系。6-8月植被CUE對(duì)同期氣溫、降水量和蒸散量敏感度最高,均呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。9-10月植被CUE受氣溫滯后兩個(gè)月和降水量、蒸散量滯后一個(gè)月影響,與氣溫呈正相關(guān)關(guān)系,與降水量和蒸散量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系。(5)整體上,三江源4-10月植被碳利用率與同期氣溫、降水量和蒸散量分別呈現(xiàn)正相關(guān)、負(fù)相關(guān)和負(fù)相關(guān)關(guān)系。同時(shí)黃河源區(qū)中瑪沁縣、甘德縣和久治縣一帶的植被CUE與氣溫和降水量均呈正相關(guān)關(guān)系,而長(zhǎng)江源區(qū)中曲麻萊縣南部和治多縣西部的植被CUE與氣溫呈正相關(guān)關(guān)系,與降水量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：Q948
【圖文】：

2.2.3 氣象數(shù)據(jù)氣象數(shù)據(jù)來源于中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)(http://ede.ema.gov.cn)，選用了分布于三江源及周邊 49 個(gè)氣象站點(diǎn)的氣象觀測(cè)月值數(shù)據(jù)信息(圖 2-1a)，統(tǒng)計(jì)了各氣象站點(diǎn) 2000-2017 年逐月平均氣溫和降水量，采用薄盤樣條函數(shù)法和反距離加權(quán)法分別對(duì)氣溫和降水量數(shù)據(jù)進(jìn)行空間插值處理，得到三江源空間分辨率為500 m 的 2000-2017 年月平均氣溫和月降水量數(shù)據(jù)。2.2.4 植被數(shù)據(jù)植被類型數(shù)據(jù)來源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http://www.resdc.cn)的 1∶100 萬植被類型數(shù)據(jù)集，經(jīng)過投影轉(zhuǎn)換、重采樣和柵格轉(zhuǎn)矢量等數(shù)據(jù)處理，結(jié)合三江源的植被特征，得到了三江源灌叢、森林、高寒草地（高寒草甸和高寒草原）和其它高山植被區(qū)(圖 2-1b)。

2016 年 57.65 15.82 1.72 0.01 0 175.352017 年 32.31 24.33 2.34 -0.01 0 153.08月均值 44.47 18.59 1.67 0 0 156.69三江源植被生產(chǎn)力水平因季節(jié)變化而表現(xiàn)出顯著差異性（圖 3-1）。2001-2017年三江源植被 GPP 和 NPP 從 3 月份開始升高，到 7 月份最高，再到 11 月份達(dá)到低值，年內(nèi)呈單峰變化。圖 3-1a 反映了三江源植被一年四季的生長(zhǎng)狀態(tài)，5 月份之前植被處于萌芽期，植被生理作用微弱，GPP 和 NPP 小于 10 g C m-2，而在進(jìn)入 5 月份開始植被生長(zhǎng)速度增加迅速，植被 GPP 和 NPP 顯著提高，直到 7 月份植被生產(chǎn)力達(dá)到最高水平，此時(shí)植被GPP為65.38 g C m-2和NPP為55.35 g C m-2，其中植被 GPP 的增長(zhǎng)速度大于 NPP；8 月份后植被依次進(jìn)入成熟期和枯萎期，植被光合作用和呼吸作用快速降低，GPP 和 NPP 出現(xiàn)下降趨勢(shì)，GPP 下降速度較快于 NPP，到 10 月份植被 GPP 和 NPP 分別降低到 2.4 g C m-2和 1.67 g C m-2，隨后生產(chǎn)力一直下降到最小值，伴隨植被與大氣間出現(xiàn)微弱的碳交換。

級(jí)生產(chǎn)力均值變化曲線圖清晰地展示了以 2010 年為界點(diǎn)，前生產(chǎn)力變化規(guī)律相反，即 2001-2010 年段三江源植被生長(zhǎng)良好值，其中植被 GPP 以 3.6 g C m-2a-1的速度增加，NPP 以 2.9 加；而 2010-2017 年段植被生產(chǎn)力降低，三江源植被 GPP 和C m-2a-1和 1.7 g C m-2a-1的速率減少。

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