淨第一性生產力

淨第一性生產力又稱淨初級生產力，是指從綠色植物在單位時間內單位面積上能固定的總能量中除去其自身呼吸消耗掉的部分，單位為焦耳/釐米²/年或克/米²/年。在淨第一性生產力中，部分有機物質變成碎屑損失掉，部分被消費者啃食，剩下的部分參加到植物生物量的增加當中。 ^[2] 

植被淨第一性生產力是表示植被活動的關鍵變量，也是大氣二氧化碳濃度季節變化的主要原因；NPP與異養物呼吸速率的平衡（即淨生態系統生產力即NEP）決定了是否有生物圈對過量大氣二氧化碳的累積，所以準確估計NPP有助於瞭解全球碳循環。

全世界的淨第一性生產量約為170X10⁹噸/年，其中陸地是90～120X10⁹噸/年，海洋是50～60x10⁹噸/年。陸地上單位面積淨第一性生產力比較高的是熱帶雨林，平均為2200克/米²/年，而耕地為650克/米²/年，沼澤濕地創造了淨第一性生產力的極值，其正常範圍為800～6000克/米²/年，平均值達3000克/米²/年。在海洋中藻層和珊瑚礁淨第一性生產力最大，平均為2500克/米²/年，大陸架則為360克/米²/年。 ^[2] 

淨第一性生產力可表示為：

NPP=GPP-R_a

在上式中R_a表示自養呼吸。

NPP反映着植物固定和轉化光合作用產物的效率，也決定了可供利用的物質和能量。1982～1999年，全球NPP增加了6%，其中42%由於亞馬孫雨林引起的。由於大氣二氧化碳增加等，未來全球陸地生態系統的NPP也許將呈現上升趨勢。但不同的生態區域變化不同。 ^[3] 

特定生態區域內第一性生產者的生產能力是在一箇中心位置上下波動的，而這個生產能力是可以測定的。同時，與背景數據進行比較，偏離中心位置的某一數值可視為生態承載力的閾值，這種偏離一般是由於內外干擾使某一自然體系變化為另一等級自然體系，如由綠洲衰退為荒漠，由荒漠改造成綠洲。因此，通過估測自然植被淨第一性生產力，判定現狀生態環境質量偏離本底數據的程度，作為自然體系生態承載力的指示值，可以確定區域的開發強度，制定因地制宜的環境保護對策。 ^[4] 

根據模型的難易程度，對各種調控因子的側重及對淨第一性生產力調控機理解釋的不同，模型可分為三類：氣候統計模型、過程模型和光能利用率模型。中國淨第一性生產力研究起步較晚，研究過程中一般採用氣候統計模型。

根據區域特點和現有的資料分析，採用水熱平衡聯繫方程及植物的生理生態特點，建立自然植被淨第一性生產力模型。 ^[4] 

然而，淨第一性生產力部分的有機物質變成碎屑在一年的過程中丟失掉（L）、部分為消費者所啃食（G），剩下的參加到單位面積土地的植物重量的年增加中（△B）。因此，國際習慣上測定淨第一性生產力模型的方程式為：P_n=△B+L+G；還可用收穫法與CO²及碳14法測定。 ^[5] 

淨第一性生產力由光合能量決定，也受温度、水分、營養狀況制約，缺少任何一種都會影響其產量。當增加羣體中的CO²濃度時（如進行CO²施肥），羣體的淨生產力將成倍增長。影響海洋植物淨生產力的主要因素是光線不足、水中含氧量少和缺乏營養（特別是缺氧和磷）。 ^[6] 

不同的地區有不同的淨第一性生產力平均值（單位：克/米²·年），常見的如下：

陸地-780；海洋-147；荒漠、凍土帶-0～250；熱帶薩瓦那草原地帶-250～1000；温帶森林地區-1000～2000；熱帶森林地區-2000～3000；熱帶、温帶農業-250～1500；甘蔗-1725～6700。 ^[6] 

①淨第一性生產力是植物光合作用有機物質的淨創造，作為表徵陸地生態過程的關鍵參數，是理解地表碳循環過程不可缺少的部分，是一個估算地球支持能力和評價陸地生態系統可持續發展的一個重要指標。因此，國際地圈-生物圈計劃（IGBP）、全球變化與陸地生態系統（GCTE）和京都協定（Kyoto Protocol）等把植被的NPP研究確定為核心內容之一。中國人多地少，資源相對缺乏，對NPP的研究就顯得更為迫切和重要。

②相關學者對NPP的研究進行回顧和分析，建立了陸地植被淨第一性生產力的研究模型。分析了3種生產力模型（氣候相關模型、過程模型和光能利用率模型）在應用於全球和區域生產力研究時的長處及不足；氣候相關模型在氣候變化研究中應用比較多，但計算的只是潛在NPP；過程模型着重於植物生長的生理生態過程，但過於複雜，模型中的參數不易獲得；光能利用率模型因為可直接利用遙感數據成為NPP模型發展的一個主要方面，對國內NPP的研究及遙感手段在NPP研究中的應用都有重要的意義。 ^[7]