蒙古高原植被净初级生产力变化规律及其驱动机制研究

The studies have indicated that despite the global vegetation activiy tend to increase,the change trend and intensity of regional vegetation productivity and their driving mechanism was not clear yet,and still exited many uncertainties and controversy since the fact that the regional discrepancies of climate change and land use fearture. As one of the important Neighboring country, Mongolia bordered with Inner Mongolia Autonomous Region, China to accounted for major part of Mongolian Plateau (MP), with unique and important regional characteristics.The ecosystems and environmental problems of MP and their induced regional climate have an significant impacts on climate and ecological risk of north China and even northeast Asia.The present appling project will simulate the vegetation net primary productivity (NPP) in MP using paramaters optimized and regional adjusted CASA model for previous 30 years through integrating the techniques of ecosystem models, observed sample datasets and previous study results. The project will also explore the reasons of NPP changes from the aspects of climate change and human activities, and will particularly demonstrate the NPP variability and their response intensity,characteristic and mechanism to global climate change. The study results will be important to verify vegetation activity and their response charateristic to global climate change in Eurasia, reduce the resource and environmental risk degree of neibouring countries to China and China participate in world climate change negotiations.

已有研究表明，尽管近30年来全球植被活动呈明显增强趋势，但受气候变化和土地利用方式的区域差异，在区域尺度上的植被生产力增减趋势及其强度和驱动机制尚不清楚，存在着较大的不确定性和争议。蒙古国作为中国北方重要邻国，与我国内蒙古毗邻在一起形成蒙古高原的主体，具备了重要和独特的区域特色，其生态系统和环境问题及其导致的区域气候变化将对整个华北区域、甚至东北亚地区的气候和生态安全产生重要影响。本申报项目将在对光能利用率CASA模型进行参数优化和本地化处理的基础上，通过模型模拟、观测数据和已有研究成果的集成分析，模拟蒙古高原近30年植被净初级生产力时空动态，并从气候变化和人类活动的角度探究导致其生产力变化的主要原因，重点揭示生产力对全球气候变化的响应方式、强度和机制。研究成果将为验证欧亚大陆植被活动及其气候响应强度、减小周边国家对我国资源环境可能产生的风险系数和我国参加气候变化谈判等方面具有重要意义。

过去的研究表明，北半球中高纬度地区的植被覆盖度、生产力经历（特别是1982-1999年间）了显著的增加趋势，普遍认为温度的升高是导致其植被生产力增加的最主要的原因。尽管学术界一致认同这一观点，但受气候变化的区域差异、土地利用方式和植被类型本身生物学特征的不同，在区域尺度上的植被生产力大小、增减趋势及其具体位置、过程和驱动机制仍存在较大的不确定性，有必要开展区域尺度植被生产力变化规律及其驱动机制研究。蒙古高原地处欧亚大陆中部，无论从地理位置、气候变化、生态系统，还是从人类活动对该地区生态过程的影响区别（内蒙古和蒙古国）看，该区域都具备了重要和独特的区域特色，对其植被生产力变化规律研究具有重要意义。本项目综合利用第二、三代GIMMS NDVI数据、MODIS NDVI数据，气象观测数据、植被类型数据和地面实测NPP数据等资料，开展了蒙古高原1982-2010年植被覆盖变化及其气候响应研究；蒙古高原三大草原类型（草甸草原、典型草原和荒漠草原）植被最大光能利用率取值优化研究；蒙古高原1982-2011年间植被NPP变化及其驱动机制研究；基于LSWI指数的CASA模型蒙古高原本地化处理及改进研究等研究内容，厘清了过去30年来整个蒙古高原植被动态变化规律、生产力变化规律及其驱动机制，在区域尺度上丰富和验证了北半球中高纬度植被动态变化研究。通过项目研究已发表论文10篇（4篇为SCI收录，1篇CPCI收录），培养硕士研究生3名（春花，赵承华，杭玉玲），博士研究生1名（包刚），正在培养硕士研究生一名（元志辉）。参加学术会议两次，项目参与人员包刚和咏梅分别赴美国和日本开展学术交流与访学，与相关学者在蒙古高原生态系统研究领域建立了良好的合作关系。同时对蒙古国学者进行NPP遥感模拟及其气候响应研究和植被最大光能利用率取值优化方面的专业培训和技术指导，进一步巩固了前期合作关系。研究结果可为资源环境承载力评价，掌握我国边疆地区和毗邻国家生态环境变化趋势，应对区域气候变化等提供参考价值和信息支撑。