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植被生产力的研究与发展
从研究活动的发展年代上的时间次序来看,大致上可分为4个主要时期:
(1) von Liebig前期(322 BC—1804 AD)
(2) 从von Liebig到IBP (1840 AD—1980)
(3) 从IBP到全球变化(1GBP,IPCC)(1980—1990)
(4) 从IGBP (IPCC)到京都协定(1990—现在)
陆地植被NPP研究的开拓者之一,Lieth(1973)在他最有影响的一篇文章中,全面地对前两个时期世界各地研究NPP的历史作了详细的综合阐述,并且首次估算了全球的NPP(包括陆地和海洋)。同时,利用他本人发展的第一个全球NPP回归模型(即Miami模型)对NPP的地理分布进行了模拟,并首次发表了用计算机模拟全球NPP的分布图。
在国际生物学计划(IBP)的推动下,全球NPP研究无论在理论和方法上,还是在模型及运用上均有了迅速发展。期间,许多国家对陆地植被生产力和生物量进行了深入研究。
从20世纪70年代的定位观测到80年代开始运用卫星图片和遥感技术,开展了大量的工作,积累了丰富的实测数据。为以后在全球气候变化研究中验证NPP过程模型(process model)典定了基础(IPCC, 1990,international Panel on Climate Change)。
80年代中期,NPP研究仍在继续,但处于相对稳定时期,并向利用卫星遥感技术估算NPP空间分布的方向发展。
1990年,第1次IPCC会议以后,陆地植被NPP的研究倍受重视,再次出现研究高潮。90年代初期,特别是在IGBP的推动下,以观测资料为基础,考虑各环境因子,建立了各种回归模型或过程模型。
IGBP的核心项目-全球变化与陆地生态系统(GCTE)巳将NPP的区域和全球空间分布以及未来浓度增加导致全球温度变化对陆地植被生产力的潜在影响列为核心研究项目之一。
在中国,以张新时为代表的研究小组,开展了对中国陆地自然植被的NPP及其全球变化响应的研究。
总结陆地植被的研究,可概括为以下特点:
研究内容上: 围绕气候、环境、资源等与人类生存和可持续性发展密切相关的重大问题。
研究方法上: 更注重多学科交叉、渗透与综合,传统与新技术的结合。
研究方向上: 继续向微观和宏观两极拓展,并注意二者的结合与统一。
研究组织形式上: 国际化和网络化研究时空尺度,不仅考虑长期地面定位观测点的时间序列,还扩展到通过空间卫星、遥感技术对景观、区域等大尺度的空间观测以及不同生物圈的比较(海洋、陆地、全球) 。
研究手段上: 大量引进和应用高新技术,如卫星遥感、同位素示踪技术、计算机数据库及建立模型、GIS技术。
研究信息交流上: 更具多样性(专题讨论、讲座、video会议等)和及时性(E-mail, internet的运用),并且强调数据资料的可比性、形式的一致性和数据的共享性。