生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力（生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力指什么）

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本文目錄一覽：

• 1、生態(tài)學中的GPP,NPP,NEP,NEE是什么
• 2、PNAS | 青藏高原的碳（C）固定量不會因為氣候變暖而減少
• 3、NPP與NEP變化趨勢相反的原因
• 4、陸地生態(tài)系統(tǒng)中凈初級生產(chǎn)力最高的是沼澤濕地還是熱帶雨林？
• 5、陸地生態(tài)系統(tǒng)中哪種凈初級生產(chǎn)力最大？
• 6、【急求！】有關測定生態(tài)系統(tǒng)初級生產(chǎn)力的方法

生態(tài)學中的GPP,NPP,NEP,NEE是什么

GPP (gross primary productivity) 總初級生產(chǎn)力.單位時間內(nèi)生物通過光合作用途徑所固定生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力的光合產(chǎn)物量或有機碳總量,又稱總第一性生產(chǎn)力或總生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力(GEP),是生態(tài)系統(tǒng)C循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力的基礎.
NPP (net primary productivity) 凈初級生產(chǎn)力
植物光合作用所固定生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力的光合產(chǎn)物中扣除植物自身的呼吸消耗部分,也稱第一性生產(chǎn)力
NPP=GPP-植物自養(yǎng)呼吸
NEP (net ecosystem productivity) 凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力
指凈第一生產(chǎn)力中再減去異養(yǎng)呼吸所消耗的光合產(chǎn)物
NEP=NPP-異養(yǎng)呼吸
NEE (net ecosystem exchange ) 凈生態(tài)系統(tǒng)碳交換量
陸地與大氣系統(tǒng)間的CO2通量與生態(tài)系統(tǒng)的GPP,NPP,NEP,NBP,在某些假定條件下所觀測的CO2通量與其中的某個概念是一致的.一般與NEP 相同,當植被相當繁茂,土壤呼吸相對較小時,可以近似看作為生態(tài)系統(tǒng)的NPP.

PNAS | 青藏高原的碳（C）固定量不會因為氣候變暖而減少

高緯度和高海拔凍土是碳（C）的存儲庫，而青藏高原擁有陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的C儲存量。但是近年來，由于全球溫室效應，青藏高原的永久凍土融化，這可能導致二氧化碳從凍土層釋放出來，但是另一種猜測是，溫度升高、植被增加有助于二氧化碳固定，這可以減輕甚至抵消凍土層二氧化碳的丟失。一篇發(fā)表在PNAS上標題為《 Plant uptake of CO2 outpaces losses from permafrost and plant respiration on the Tibetan Plateau 》的研究對上述問題進行了探討，其 研究結果表明植物對CO2的固定將超過氣候變化帶來的CO2損失。

研究過程

該研究收集了從2003年到2019年 32個站點 的渦度協(xié)方差（eddy covariance）數(shù)據(jù)集。分析了以海拔為主的空間格局驅動因素，用渦度協(xié)方差數(shù)據(jù)集約束基于過程的模型，并預測在典型濃度路徑(RCP)下（RCP 2.6-8.5）二氧化碳平衡的未來變化，這里用了18個（CMIP5）模型進行溫度和降水預測。通過研究青藏高原上的16個人工模擬實驗， 探索 了CO2交換對氣候變化的反應。最后，將渦度協(xié)方差數(shù)據(jù)集、基于過程的模型和實驗聯(lián)系起來，分析 青藏高原在快速變化的氣候下是否會繼續(xù)起到CO2匯的作用 （CO2匯：指在碳循環(huán)中,能把二氧化碳固定為有機碳的物質(zhì)）。

高寒永久凍土區(qū)的凈CO2匯

2002年至2020年間，在32個高寒生態(tài)系統(tǒng)的渦度協(xié)方差站點中（圖Fig 1），26站點報告了一個凈CO2匯，并且CO2交換顯示出強烈的年際變化，每年有4個點從CO2匯到源之間變化，而12個點一直是凈CO2匯。

此外，渦度協(xié)方差數(shù)據(jù)表明高寒沼澤地的凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力（NEP）最高，其次是高寒草地，高寒草原和灌木叢（Fig 2A），而NEP在連續(xù)和非連續(xù)多年凍土無顯著差異。將渦度協(xié)方差數(shù)據(jù)集的結果與兩個獨立的數(shù)據(jù)集，即機器學習FluxCom數(shù)據(jù)集和Multiscale Synthesis and Terrestrial Model Inter-comparison Project (MsTMIP) 進行比較，結果表明， 21世紀初，青藏高原高山生態(tài)系統(tǒng)的CO2匯被嚴重低估。 就季節(jié)變化而言，根據(jù)渦度協(xié)方差數(shù)據(jù)， 冬季CO2損失僅為夏季CO2增加的三分之一。 渦度協(xié)方差數(shù)據(jù)集還顯示了生長季節(jié)早期和晚期的凈CO2損失，但是FluxCom或MsTMIP數(shù)據(jù)集都沒有捕捉到這一點（Fig 2B）。

凈CO2匯的空間格局

整個青藏高原高寒多年凍土區(qū)的凈CO2匯表現(xiàn)出強烈的海拔依賴性，而不是緯度。 總初級生產(chǎn)力（GPP，或稱總光合作用，指在測定階段，包括生產(chǎn)者呼吸作用中被消耗的有機物質(zhì)在內(nèi)的光合作用的總速率）和生態(tài)系統(tǒng)呼吸都與海拔呈負相關。GPP和生態(tài)系統(tǒng)呼吸的海拔依賴模式與土壤含水量（SWC）呈負相關。然而， 凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力（NEP）在海拔4,000 m左右最強，年平均氣溫在一定程度上解釋了NEP海拔高度的獨特格局。

眾所周知，高寒地區(qū)（海拔 4,000 m）的植物生長受到寒冷氣候和養(yǎng)分（如有效氮）供應的限制。假設 溫暖環(huán)境中植物和土壤的呼吸作用可能消耗了大部分 C，會導致碳利用效率較低(CUE=NEP/GPP) 。 沿著海拔線對CUE的進一步分析證實了這個假設。隨著海拔的升高，CUE呈正增長（Fig 3B）。分析還表明，不同地點冬季CO2損失的溫度敏感性與海拔高度呈負相關。即夏季對變暖的二氧化碳 吸收 （Q10=1.54） 比 在漫長干燥的冬季（Q10=1.33）對二氧化碳的 流失更敏感 。

對于青藏高原的地面和衛(wèi)星觀測記錄了高原植物生長隨海拔高度的變化，該研究發(fā)現(xiàn)了NEP的獨特海拔依賴模式，NEP沿海拔梯度的高度依賴模式與沿緯度梯度的大尺度模式相似——即 高寒生態(tài)系統(tǒng)的中緯度CO2匯與較強的中緯度CO2匯相似。

變暖和變濕對凈CO2匯的影響

16個短期模擬實驗表明， 升溫對凈CO2匯有益 ，但升溫2 C時，相對于對照來說，NEP降低了（Fig 4A）。不過，以目前的情況來看，2 C的升溫大概會出現(xiàn)在本世紀末，目前的升溫速度為0.26 C decade-1。另一方面，SWC決定了變暖對NEP閾值和海拔模式的影響（Fig 4B），即干燥土壤變暖（SWC20%）增加CO2匯。較濕潤的土壤主要是高寒沼澤地或草地（在西藏高原東部海拔較低的地方），而較干燥的土壤則對應于高寒草原和沙漠（在青藏高原中西部海拔較高的地方）。NEP對變暖的響應具有明顯的生態(tài)系統(tǒng)依賴模式（Fig 4C），其中高海拔（4,500 m 海拔）高寒草原植物的生長受到土壤水分供應限制的影響，導致NEP減少，而低海拔的高山草地和高山沼澤地的NEP得益于變暖。 研究結果強調(diào)了SWC在未來變暖氣候變化下對NEP的決定的作用。即隨著降水顯著增加（特別是青藏高原中西部）變暖引起的干旱可能得以補償，有利于植物生長。

使用CMIP5模型模擬RCP 2.6到RCP 8.5（Fig 5）的CO2平衡的變化。結果表明，暖濕氣候導致過去40年NEP凈增加率為3.71 TgCy-2，21世紀初（2000年至2018年）CO2凈匯為152.4 30.3 TgCy-1，總體上與基于渦度協(xié)方差觀測的同期估計一致。 到 2090 年代 ，未來氣溫將增加1.5至5.5 C，而與基線期（2006年至2015年）相比，降水將增加30至80毫米，即 青藏高原將經(jīng)歷持續(xù)暖濕氣候。

RCP2.6到RCP 8.5模擬結果顯示，在本世紀末，NEP將從178.1增加至317.9ThCy 1。然而，在RCP 8.0下，當2070年后，溫度升高超過3.0 C時，NEP將達到穩(wěn)定狀態(tài)，這主要是由于植物生長的減少以及多年凍土和植物呼吸中大量CO2的損失。

敏感性分析、人工田間實驗和模型模擬都一致表明，在當前條件下，植物對CO2的固定超過了永久凍土中CO2的潛在損失和加速的植物呼吸。 植被對CO2的固定也導致青藏高原表層土壤CO2的積累，所以，變暖會使得CO2增加，而不是凈CO2損失。

結 語

雖然，該研究數(shù)據(jù)覆蓋范圍仍然存在不確定性；比如，缺乏青藏高原西部和北部沙漠和貧瘠地區(qū)數(shù)據(jù)，不過這些地區(qū)的生物量和碳存儲量都比較低，說明高山荒漠和貧瘠地區(qū)可能在CO2平衡中起次要作用，影響不大。雖然，青藏高原地區(qū)的氣候變暖0.3 C decade 1遠高于全球平均值0.12 C decade 1，但該研究的結果表明， 暖濕氣候對植物生長的促進作用超過了凍土植物呼吸解凍造成的CO2損失，也就是說，青藏高原C固定量不會因為氣候變暖而減少。

原文鏈接：

https://www.pnas.org/content/118/33/e2015283118

end

NPP與NEP變化趨勢相反的原因

可以參考以下資料
生態(tài)系統(tǒng)凈初級生產(chǎn)力(NPP)、凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力(NEP)和凈生物群系生產(chǎn)力(NBP)的概念與碳通量相似，可以直接反映生態(tài)系統(tǒng)或生物群落的陸地-大氣間的凈碳交換量。在一定假設條件下，NPP、NEP和NBP都可以利用生態(tài)系統(tǒng)生物量變化動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行估算。NPP的測定主要有兩種基本的方法，一種方法就是測定生物量(植物體干重)變化的方法，稱為堆積法，堆積法又叫收獲法或現(xiàn)存量法。宏觀上NPP相當于生態(tài)系統(tǒng)植物生長量，即單位時間生態(tài)系統(tǒng)生物量的增長量。可利用生態(tài)系統(tǒng)生物量的時間變化數(shù)據(jù)來推算，這是一種較為廣泛使用的方法，另一種方法就是著眼于光合量和呼吸量，構筑理論方面的數(shù)理模型然后進行計算的方法。

陸地生態(tài)系統(tǒng)中凈初級生產(chǎn)力最高的是沼澤濕地還是熱帶雨林？

熱帶雨林更大生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力，平均每平方米每年的凈初級生產(chǎn)力約為2200克生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力，而沼澤濕地約為2000克。

自然植被凈第一性生產(chǎn)力是植物自身生物學特性與外界環(huán)境因子相互作用的結果，它是評價生態(tài)系統(tǒng)結構與功能特征和生物圈的人口承載力的重要指標。

自然植被凈第一性生產(chǎn)力作為表征植物活動的關鍵變量，是陸地生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)與能量運轉研究的重要環(huán)節(jié)，其研究將為合理開發(fā)、利用自然資源及對全球變化所產(chǎn)生的影響采取相應的策略和途徑提供科學依據(jù)。

擴展資料

凈第一性生產(chǎn)力由光合能量決定，也受溫度、水分、營養(yǎng)狀況制約，缺少任何一種都會影響其產(chǎn)量。當增加群體中的CO2濃度時（如進行CO2施肥），群體的凈生產(chǎn)力將成倍增長。影響海洋植物凈生產(chǎn)力的主要因素是光線不足、水中含氧量少和缺乏營養(yǎng)（特別是缺氧和磷）。

不同的地區(qū)有不同的凈第一性生產(chǎn)力平均值（單位：克/米2·年），常見的如下：

陸地-780生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力；海洋-147；荒漠、凍土帶-0～250；熱帶薩瓦那草原地帶-250～1000；溫帶森林地區(qū)-1000～2000；熱帶森林地區(qū)-2000～3000；熱帶、溫帶農(nóng)業(yè)-250～1500；甘蔗-1725～6700。

參考資料來源：百度百科-凈第一性生產(chǎn)力

陸地生態(tài)系統(tǒng)中哪種凈初級生產(chǎn)力最大？

在初級生產(chǎn)量中生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力，有一部分被植物自己生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力的呼吸所消耗生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力，剩下的部分才以可見有機物質(zhì)的形式用于植物的生長和生殖，生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力我們稱這部分生產(chǎn)量為凈初級生產(chǎn)量（net primary production, NPP），而包括呼吸消耗的能量（R）在內(nèi)的全部生產(chǎn)量稱為總初級生產(chǎn)量（gross primary production, GPP）。 按我們生態(tài)學的書上說(作者是孫儒泳),初級生產(chǎn)力最大的陸地生態(tài)系統(tǒng)是濕地,其次是熱帶雨林,再然后各種森林按緯度往下排,然后才輪到草原.水體最高生產(chǎn)力的地方在河口處

【急求！】有關測定生態(tài)系統(tǒng)初級生產(chǎn)力的方法

初級生產(chǎn)的基本概念
生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動開始于綠色植物通過光合作用對太陽能的固定。因為這是生態(tài)系統(tǒng)中第一次能量固定，所以植物所固定的太陽能或所制造的有機物質(zhì)稱為初級生產(chǎn)量。
在初級生產(chǎn)過程中，植物固定的能量有一部分被植物自己的呼吸消耗掉，剩下的可以用于植物生長和生殖，這部分生產(chǎn)量稱為凈初級生產(chǎn)量（NP）。而包括呼吸（R）在內(nèi)的全部生產(chǎn)量，稱為總初級生產(chǎn)量（GP）。三者之間的關系是：
GP = NP + R
式中三個量的單位都是 J / (m2·a)。
凈初級生產(chǎn)量是可供生態(tài)系統(tǒng)中其他生物利用的能量。生產(chǎn)量通常用每年每平方米所生產(chǎn)的有機物質(zhì)干重 [ g / (m2·a) ] 或每年每平方米所固定能量 [ J / (m2·a) ] 表示。所以初級生產(chǎn)量也可稱為初級生產(chǎn)力，它們的計算單位是完全一樣的，但在強調(diào)“率”的概念時，應當使用生產(chǎn)力。但生產(chǎn)量和生物量是兩個不同的概念，生產(chǎn)量含有速率的概念，是指單位時間單位面積上的有機物質(zhì)生產(chǎn)量，而生物量是指在某一定時刻調(diào)查時單位面積上積存的有機物質(zhì)量，單位是干重 g / m2 或 J / m2。
初級生產(chǎn)量的測定方法
初級生產(chǎn)量的測定方法有很多，這里簡列幾種：
（1）收獲量測定法
用于陸地生態(tài)系統(tǒng)。定期收割植被，烘干至恒重，然后以每年每平方米的干物質(zhì)重量來表示。取樣測定干物質(zhì)的熱量，并將生物量換算為 g / (m2·a) 。
（2）氧氣測定法
多用于水生生態(tài)系統(tǒng)，即黑白瓶法。用三個玻璃瓶，其中一個用黑膠布包上，在包以鉛箔。從待測的水體深度取水，保留一瓶（初始瓶）以測定水中原來溶氧量。根據(jù)初始瓶、黑瓶、白瓶溶氧量，即可求得凈初級生產(chǎn)量、呼吸量、總初級生產(chǎn)量。
（36）CO2 測定法
用塑料帳將群落的一部分罩住，測定進入和抽出空氣中 CO2 含量。如氧氣測定法中的黑白瓶法比較水中溶氧量那樣，本方法也要用暗罩和透明罩，也可用夜間無光條件下的 CO2 增加量來估計呼吸量。
（4）放射性標記物測定法
把放射性 14C 以碳酸鹽的形式，放入含有自然水體浮游植物的樣瓶中，沉入水中經(jīng)過短時間培養(yǎng)，確定光合作用固定的碳量。因為浮游植物在暗中也能吸收 14C 因此還要用“暗呼吸”作校正。
希望對你有幫助哈 關于生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力和生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力指什么的介紹到此就結束了，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關注本站。 生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力的介紹就聊到這里吧，感謝你花時間閱讀本站內(nèi)容，更多關于生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力指什么、生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力的信息別忘了在本站進行查找喔。

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