南方草地NPP的水热估算模型及其应用

Estimation model and the application of grassland NPP based on precipitation and temperature in south China

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摘要草地NPP对气候变化的响应是全球变化研究的重要内容之一。为了明确草地NPP与水热的关系及实现南方草地NPP的大面积估算，本文以气候数据为基础，以南方草山草坡为研究对象，结合野外实测数据，分析南方草地 NPP 与月平均温度及平均降水量之间的关系，结果表明：南方草地 NPP 与月平均温度之间呈对数相关，相关系数 r=0.4629**(n=66)；与月平均降水量之间呈线性正相关，相关系数 r=0.7836**（n=66），结果均达到了极显著水平（P<0.01）。在此基础上构建以温度和降水为自变量的南方草地NPP估算模型：NPP=Ln(T/16.7+2.5)×Sqrt(W/84.5+0.5)×(T+W)，其中T为全年月平均温度（℃）， W为全年月平均降水量（mm）。通过不同年份的实测数据对模型进行验证，草地NPP的模拟值和实测值之间有很好的相关性，R2为0.787，也达到极显著水平，RMSE和RRMSE均较小，分别为60.272和0.387，表明模型的模拟结果比较可靠。利用上述模型对2011年的南方草地NPP进行估算，模拟结果呈现一定的地带性，总体分布由西北向东南逐渐增加，其中四川西北部及其与云南交界等地区草地NPP值较小，基本在200 g·m-2以下，而海南、广西、江西以及广东等地草地NPP值较高，相当一部分地区达到700 g·m-2以上。通过分析可知，整个南方草地NPP平均值约为321.8 g·m-2左右，和实测结果比较接近。结果为南方草山草坡NPP估算提供了新的方法。