陆地植被第一性生产力及其地理分布
陆地生态系统是最重要的生命支持系统,也是人类赖以生存和发展的物质基础。大约40%的陆地生态系统生产力被人类直接或间接的利用。
陆地植被光合作用生产的有机物质是陆地生态系统中一切生命成分及其功能的基础。随着人口的增长、气候变化、资源的减少、粮食和能源的短缺,人类给地球生态系统造成的压力越来越大,生态系统的可持续能力日益下降。保持和提高陆地生态系统生产力是可持续发展的核心问题。
第一性生产或初级生产(primary production):
光合作用积累的能量是生态系统的初级能量,这种能量的积累过程称为第一性生产或初级生产
第一性生产力或初级生产力(primary productivity):即第一性生产积累的速率
植被的第一性生产力可用3种方式表示
★总第一性生产力(gross primary productivity, GPP)
★净第一性生产力(net primary productivity, NPP)
★净生态系统生产力(net ecosystem productivity, NEP)
GPP、NPP、NEP之间的关系为:
其中,表示自养呼吸(autotrophic respiration),表示异养呼吸(heterotrophic respiration)。
NPP反映了在自然条件下植物群落的生产能力,是估算地球支持能力 (carrying capacity) 和评价陆地生态系统可持续发展的一个重要生态指标。
植被对气候变化的调节与反馈作用是人类调节气候、减缓大气浓度增加的主要手段。
国际地圈-生物圈计划(IGBP),全球变化与陆地生态系统(GCTE)和京都协定(Kyoto protocol)把植被的NPP研究确定为核心内容之一 (IGBP, 1998)。
植被生产力及其地理分布除受植物本身的生物学特性限制外,还受气候因子(如光、温度、浓度、降雨等),土壤(如营养元素、土壤质地、有机物分解、呼吸过程) 和人类的干扰(如火、病虫害、采伐、土地利用等)的影响。
据 IGBP(1998)报导,植物光合作用吸收的碳(GPP)约50%被植物本身用来维持生长和呼吸,剩余部分就是NPP。
部分NPP以凋落物形式归还给土壤,并以分解的方式为土壤释放出营养元素和为大气释放出,余下的NPP就是NEP。
受火灾、病虫害、采伐和收获等非呼吸过程的干扰,损失大部分NEP。最后剩余下来的产量叫净生物群区产量(net biome production, NBP)。NBP是评价陆地生产系统长期源与汇的一个极为重要的指标。