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1、基于CASA模型甘肃省草地净初级生产力探究摘要：利用基于遥感数据的光能利用模型-CASA模型估算了2005年甘肃草地生态系统NPP,分析了其空间格局,以及地形因素对草地NPP的影响。(1)实测数据与模拟结果对比表明，修正后的CASA模型的可操作性强，仅利用地面气象数据和遥感数据就可以对草地生产力进行模拟，模拟效果较好。(2)2005年甘肃省草地NPP总量为3.76X1013g/(m2•a),最高值达790.56g/(m2•a),年均值为❷139.15g/(m2•a),由西南向东北逐渐减少。(3)草地NPP季
2、节变化非常明显，夏季NPP达到最大值；冬季植被基本停止生长,草地NPP值最低。4)在海拔3000〜3500m区域、25°〜30°坡度以及东坡草地NPP均达到较高水平。关键词：甘肃省；草地NPP；CASA模型中图分类号：S812文献标识码：A文章编号：1009-5500(2012)04-0008-08植被净初级生产力(NPP)是指植物在单位时间、单位面积由光合作用产生的有机物质总量中扣除自养呼吸后剩余部分[1,2]oNPP作为陆地碳循环的重要部分，不仅反映了植物群落在自然环境条件下的生产能力，而且是判定碳汇以
3、及调节生态过程的主要因子[2],开展NPP研究具有十分重要的意义［3,4］。因无法直接、全面的测量大区域或全球尺度的NPP,利用模型估算成为重要的手段［4,5］o如李秀芬等［6］采用光能利用率模型，反演了黑龙江省森林NPP,谷晓平等［7］利用大气-植被相互作用模型(AVIM2)模拟了西南地区植被净初级生产力［7］,朴世龙等［8］、陈福军等［9］分别应用CASA模型估算了中国陆地生态系统NPP,陈斌等［10］利用C-Fix模型估算了2003年中国生态系统NPP,并对其空间格局进行分析。随着遥感技术发展，卫星数
4、据模型已经成为评估陆地生态系统NPP最有力手段［ll］o在众多模型中，基于遥感数据的光能利用率模型一CASA(Camegie-Ames-StanfordApproach)模型以资源平衡为理论基础，能较好地模拟区域尺度NPP的空间分布及变化，被广泛应用于各种尺度的NPP监测［12］o刘勇洪等［13］利用CASA模型估算了2007年华北植被NPP,并对其时空格局进行了分析。高清竹等［14］在应用CASA模型模拟藏北地区草地NPP时空变化时指出，其NPP呈有规律性的水平地带分布［14］。朱文泉等［15］基于CAS
5、A模型，并以2002年的中国内蒙古为例，研究了植被净初级生产力及其时空分布。草地生态系统是我国最重要的陆地生态系统类型之一，在全球碳循环和气候调节中占据很重要的位置。开展草地NPP研究，可为合理开发、利用草地资源提供科学依据。陈斌等［10］基于CASA模型估测了内蒙古典型草原1982〜2002年植被净初级生产力。李刚等［11］利用改进的CASA模型，计算了2003年内蒙古草地生长季的生产力。韦莉等［16］利用温度和地面水汽压差影响的遥感模型，估算了2003年黄土高原地区草地净初级生产力。王莺等［17］、杨东
6、辉等［18］分别以CASA模型为基础，对甘南草地NPP进行遥感模拟。以上研究大多集中在内蒙古、东北、青藏高原、黄土高原、甘肃的甘南等地区或整个中国区域，对甘肃省草地NPP研究较少，笔者利用气象资料和卫星遥感数据，在CASA模型的基础上，修正了部分参数，估算了2005年甘肃省草地NPP并分析了其时空分布格局及影响因子。旨在为甘肃省草地资源的可持续发展利用、草地生态环境的改善和保护提供基础数据。1数据来源及研究方法1.1研究区概况甘肃地处黄河上游黄土高原、内蒙古与青藏高原交汇地区，位于E92°13/〜108°4
7、6’，N32°31’〜42°57’，东西长为1655km,南北宽为530kmo面积约4.54X105km2,地形复杂狭长，由山地、高原、平川、河谷、沙漠、戈壁交错分布，地势自西南向东北倾斜。甘肃深居内陆，具有明显的温带大陆性季风气候。气候类型十分复杂，大致由陇南的北亚热带与暖温带湿润区，渐向陇中暖温带半湿润与温带半干旱区，河西温带、暖温带干旱区及祁连山地高寒半干旱、半湿润区，甘南高寒湿润区过渡。年均温在0〜16°C,温差较大。年降水量在36.6〜734.9mm,从东南向西北递减，降水集中在6〜8月。甘肃光能
8、资源丰富，年日照时数1700〜3300ho全省无霜期在48〜228d[19]o甘肃省是草原资源大省，天然草原面积1790万hm2,主要分布在青藏高原东部的甘南州、祁连山、阿尔金山山地及河西走廊和蒙甘宁西部的风沙沿线[20]o1.2数据来源及处理1.2.1NDVI数据遥感数据为美国宇航局/中分辨率成像辐射计(NASA/M0DIS)数据，来自于NASA对地观测系统数据共享平台(https：//wist.echo.na
