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淨生態系統生產力
鎖定
- 中文名
- 淨生態系統生產力
- 外文名
- net ecosystem productivity
- 簡 稱
- NEP
- 表達公式
- NEP=NPP-異養呼吸
- 最早提出者
- Woodwell等(1978)
- 定 義
- 即生態系統NPP與異氧呼吸的差值
淨生態系統生產力概念
淨生態系統生產力一般是指淨初級生產力中再減去異養生物(土壤)的呼吸作用所消耗的光合作用產物之後的部分,也即生態系統淨初級生產力與異氧呼吸(土壤及凋落物)之差,表徵了陸地與大氣之間的淨碳通量或碳儲量的變化速率。
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淨生態系統生產力特點
淨生態系統生產力的表達公式為:
NEP=NPP-Rh(Rh為生態系統異養生物(土壤)的呼吸作用速率;NPP為第一性生產力)
NEP的概念是為了分析陸地生物圈的碳匯/源功能提出的,表示大氣CO2進人生態系統的淨光合產量,在大尺度上可以應用NEP來評價陸地生態系統究竟是大氣CO2的匯還是源。當NEP>0時,表明生態系統是大氣CO2的匯;當NEP<0時,則表明生態系統是大氣CO2的源;當NEP=0時,表明生態系統的CO2排放與吸收達到平衡狀態。
植物生長形成的有機碳(NPP)的主要部分將形成NEP,即植物的生物量,增加生態系統植被有機碳的儲存。而另一部分則以凋落物的形式進入地表之後,或通過微生物分解返回大氣或形成土壤有機質被蓄積在土壤中。所以,包括凋落物和土壤有機物分解轉化的土壤呼吸作用強度是決定NEP的關鍵因子,通常是土壤温度和水分狀況的函數。CO2濃度增加將會使大多數生態系統的NEP增加,使得碳在植被和土壤中的累積量增加,但CO2濃度上升也會促使温度上升,導致土壤呼吸速率增加,使生態系統碳儲量減少。因此,大氣CO2濃度變化和氣候變化對NEP的影響最終取決於生態系統光合作用與呼吸作用平衡關係的變化,這種平衡關係的變化規律將成為全球氣候變化條件下陸地碳匯/源關係轉換研究的關鍵。
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淨生態系統生產力影響因素
淨生態系統生產力的大小受制於大氣CO2濃度、物種組成、氣候條件、養分等的制約。NEP扣除非生物呼吸的碳損耗(NH,各類自然和人為干擾)所剩餘的部分,稱為淨生物羣區生產力。淨生物羣區生產力在數值上就是陸地碳源/碳匯的概念。
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淨生態系統生產力研究與運用
①自然保護區碳清單設計實際上是確定碳足跡評價指標的過程,通過邊界確定和碳源排查來確定碳排放的評價指標-活動水平數據,然後根據選定的計算方法來計算碳排放和碳足跡。
碳足跡評價的核心是碳排放計算和碳足跡計算。自然保護區的碳排放計算可以選用實測法、碳排放係數法來計算自然保護區碳排放主體的活動數據水平的碳排放量;碳足跡計算方法多采用碳匯法,多選用淨初級生產力(NPP)碳匯法或淨生態系統生產力(NEP)碳匯法來計算吸收碳排放所需要的生產力土地面積。
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②生物生產力是指從個體、羣體到生態系統、區域乃至生物圈等不同生命層次的物質生產能力,它決定着系統的物質循環和能量流動,也是指示系統健康狀況的重要指標。表示生物生產力的概念有總初級生產力 (GPP)、淨初級生產力 (NPP)、淨生態系統生產力 (NEP)和淨生物羣區生產力 (NBP),可簡稱為“4P”。相關學者探討了“4P”概念的內涵和估算以及全球變化對它們的影響 ;通過生態系統的碳循環,建立“4P”之間的相互聯繫,並對若干衍生概念進行定義。儘管生態系統的最終產物 (NBP或現存量)佔光合總產量的很少一部分,但它是決定物質再生產的資本,維持和決定生態系統的物質再生產。
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- 參考資料
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- 1. 周廣勝,何奇瑾,殷曉潔著.中國植被/陸地生態系統對氣候變化的適應性與脆弱性:氣象出版社,2015:125
- 2. 李克讓,黃玫,陶波等著.中國陸地生態系統過程及對全球變化響應與適應的模擬研究:氣象出版社,2009:210
- 3. 於貴瑞,孫曉敏等著.陸地生態系統通量觀測的原理與方法:高等教育出版社,2006:36-37
- 4. 張井勇,吳凌雲著.陸-氣相互作用對東亞氣候的影響:氣象出版社,2014:136
- 5. 孫瑞紅,高峻,葉欣梁著.九寨溝自然保護區人類活動碳足跡及其碳管理研究:清華大學出版社,2013:31
- 6. 方精雲, 柯金虎, 唐志堯,等. 生物生產力的“4P”概念、估算及其相互關係[J]. 植物生態學報, 2001, 25(4):414-419.