俞靜芳，余樹(shù)全，2，張 超，李土生

（1.浙江農(nóng)林大學(xué) 林業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，浙江 臨安 311300；2.浙江農(nóng)林大學(xué) 亞熱帶森林培育國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，浙江 臨安 311300；3.浙江省林業(yè)廳 生態(tài)中心，浙江 杭州 310020）

植被的凈初級(jí)生產(chǎn)力（NPP，net primary productivity）是指植物在單位時(shí)間、單位面積上由光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)總量中扣除自養(yǎng)呼吸后的剩余部分，它是地表碳循環(huán)的重要組成部分，直接反映了植物群落在自然環(huán)境條件下的生產(chǎn)能力，表征陸地生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量狀況，是評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)性，以及生物圈人口承載力的重要指標(biāo)[1]，因此，開(kāi)展區(qū)域尺度上生態(tài)系統(tǒng)凈初級(jí)生產(chǎn)力的研究具有十分重要的意義。傳統(tǒng)上對(duì)于植被凈初級(jí)生產(chǎn)力的估算常采用抽樣調(diào)查和定點(diǎn)觀測(cè)的方法，但是由于調(diào)查成本和觀測(cè)范圍的限制，很難開(kāi)展大尺度、動(dòng)態(tài)的凈初級(jí)生產(chǎn)力研究。因此，利用模型估計(jì)陸地植被的生產(chǎn)力已經(jīng)成為一種重要且被廣泛接受的研究方法[2-3]。目前，基于資源平衡理論的以CASA（Carnegie-Ames-Stanford Approach）模型為代表的光能利用率模型因涉及參數(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單且與遙感技術(shù)緊密聯(lián)系，已成為凈初級(jí)生產(chǎn)力模型研究的一個(gè)主要發(fā)展方向[4-6]。CASA模型考慮了氣溫、降水、太陽(yáng)輻射、土壤蒸發(fā)等因素，并通過(guò)遙感途徑獲取所需的植被吸收的光合有效輻射參數(shù)，已被廣泛用于區(qū)域陸地凈初級(jí)生產(chǎn)力及全球碳循環(huán)的評(píng)估研究。陳正華等[7]利用CASA模型，結(jié)合多光譜遙感數(shù)據(jù)和氣候數(shù)據(jù)，模擬了干旱半干旱典型區(qū)黑河流域1998-2002年植被凈初級(jí)生產(chǎn)力的時(shí)空分布，并分析和探討了上、中、下游凈初級(jí)生產(chǎn)力的驅(qū)動(dòng)因子；劉勇洪等[8]在CASA模型的基礎(chǔ)上，建立了利用NOAA/AVHRR 1B衛(wèi)星資料和氣象資料估算植被凈初級(jí)生產(chǎn)力的技術(shù)方法，并利用該方法對(duì)2007年華北地區(qū)的凈初級(jí)生產(chǎn)力分布格局進(jìn)行了分析；宋國(guó)寶等[9]利用CASA模型對(duì)北京范圍內(nèi)的植被凈初級(jí)生產(chǎn)力進(jìn)行了模擬，并對(duì)其季節(jié)性變化和空間格局進(jìn)行了分析。浙江省作為中國(guó)的經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省，自20世紀(jì)90年代以來(lái)，快速的城市化進(jìn)程將城市周邊的耕地、草地以及未利用地等土地利用類型轉(zhuǎn)化為城市建筑用地，其中耕地的大面積衰減是建筑用地的主要來(lái)源。而另一方面，浙江省又非常重視林業(yè)建設(shè)及保育工作，經(jīng)過(guò)幾十年來(lái)的封山育林及近10年的生態(tài)公益林建設(shè)工作，該省的森林覆蓋率已達(dá)60.92%，位居全國(guó)前列。耕地資源的衰減和林地資源的增加，無(wú)疑對(duì)浙江省植被凈初級(jí)生產(chǎn)力產(chǎn)生了一系列的影響，目前這類研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究以中分辨率成像光譜儀（MODIS）遙感數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用CASA模型估算浙江省植被NPP情況，并對(duì)浙江省凈初級(jí)生產(chǎn)力的時(shí)空分布以及土地利用類型的凈初級(jí)生產(chǎn)力差異等方面進(jìn)行了研究。

1 研究區(qū)域概況

浙江省位于中國(guó)東部，處于歐亞大陸與西北太平洋的過(guò)渡地帶，屬典型的亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。地勢(shì)由西南向東北傾斜，西南、西北部地區(qū)群山峻嶺，中部、東南地區(qū)以丘陵和盆地為主，東北地區(qū)地勢(shì)較低，以平原為主。受東亞季風(fēng)影響，四季分明，氣溫適中，光照較多，雨水豐沛，空氣濕潤(rùn)，雨熱季節(jié)變化同步。年平均氣溫為15.0～18.0℃，平均降水量為980～2000mm，平均日照時(shí)數(shù)為1710～2100 h。土壤類型主要為紅壤、紅黃壤和黃壤。原生植被為亞熱帶常綠闊葉林，歷史上經(jīng)多次破壞及近幾十年的天然更新和人工更新后，現(xiàn)在的植被為人工植被和天然次生植被的混合體，主要類型有常綠闊葉林、常綠闊葉混交林、針闊混交林、松林和竹林等。

2 基本理論與研究方法

2.1 CASA模型

CASA模型中凈初級(jí)生產(chǎn)力（PNP）主要由植被所吸收的光合有效輻射（PAR）和光能利用率（ε）這2個(gè)變量來(lái)確定，而這2個(gè)變量又分別通過(guò)太陽(yáng)輻射，歸一化植被指數(shù)（INDV），土壤水分，降水量以及平均氣溫等指標(biāo)來(lái)體現(xiàn)。其估算公式如下：

式（1）中：x表示具體空間位置，t表示時(shí)間。

式（2）中：SOL為月太陽(yáng)總輻射（MJ·m-2），常數(shù)0.5表示植被所能利用的太陽(yáng)有效輻射占太陽(yáng)總輻射的比例，F(xiàn)PAR為植被層對(duì)入射光合有效輻射的吸收比例，取決于植被類型和植被覆蓋狀況。本研究采用朱文泉等提出的利用歸一化植被指數(shù)和比值植被指數(shù)的方法來(lái)估算FPAR，具體算法詳見(jiàn)文獻(xiàn)[5]。

式（3）中： Tε1（x，t）和 Tε2（x，t）均為溫度對(duì)光能利用率的脅迫系數(shù)， 可采用 Potter等[10]提出的方法進(jìn)行估算。最大光能利用率εmax的取值因不同的植被類型而有所不同，對(duì)凈初級(jí)生產(chǎn)力的估算結(jié)果影響很大。本研究利用了朱文泉等[5]確定的中國(guó)典型植被類型的最大光能利用率模擬結(jié)果。Wε（x，t）為水分脅迫系數(shù)，反映了植物所能利用的有效水分條件對(duì)光能利用率的影響，隨著環(huán)境中有效水分的增加，Wε（x，t）逐漸增大，它的取值范圍為0.5（在極端干旱條件下）～1（非常濕潤(rùn)條件下），其估算公式為：

式（4）中： E（x，t）為區(qū)域?qū)嶋H蒸散量，可根據(jù)周廣勝等[11]建立的區(qū)域?qū)嶋H蒸散模型求取，EP（x，t）為區(qū)域潛在蒸散量（mm），可根據(jù)Boucher提出的互補(bǔ)關(guān)系求取[12]。

2.2 數(shù)據(jù)資料及其預(yù)處理

歸一化植被指數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)源于2006年16 d合成的MODIS植被指數(shù)產(chǎn)品MOD13Q1（分辨率250 m）數(shù)據(jù)集。該數(shù)據(jù)集統(tǒng)一采用SIN GRID投影并已進(jìn)行去云、輻射校正、大氣校正等處理，共計(jì)23個(gè)時(shí)相的數(shù)據(jù)，利用MODLAND提供的MRT（MODIS REPROJECTION TOOL）投影轉(zhuǎn)換工具，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接和投影轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為等經(jīng)緯度坐標(biāo)投影，基準(zhǔn)面為WGS-84坐標(biāo)系，最終利用最大值合成法（MVC）生成12個(gè)波段逐月最大NDVI值數(shù)據(jù)。氣象數(shù)據(jù)來(lái)自國(guó)家氣象局，選擇浙江省及其周邊地區(qū)共計(jì)32個(gè)氣象站臺(tái)觀測(cè)得到的2006年逐月平均氣溫、降水量和日照時(shí)數(shù)資料。由于浙江省進(jìn)行太陽(yáng)輻射長(zhǎng)期觀測(cè)的臺(tái)站只有2個(gè)，太陽(yáng)輻射資料遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足科研需要，因此，我們使用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算[13]：

式（5）中： Q 為實(shí)際總輻射（MJ·m-2）， Q0為天文總輻射（MJ·m-2）， s為日照百分率， a和 b為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，根據(jù)李夢(mèng)潔等[14]的研究結(jié)論，取a為0.14，b為0.59，Q0的計(jì)算詳見(jiàn)文獻(xiàn)[15]。使用ArcGIS軟件對(duì)各月太陽(yáng)總輻射量、月均氣溫、月均降水量進(jìn)行Kringing空間插值，獲取像元大小與MODIS數(shù)據(jù)一致、投影相同的柵格數(shù)據(jù)。另外，本研究使用的植被分類圖來(lái)自中國(guó)科學(xué)院植物研究所編制的1∶100萬(wàn)植被圖（中國(guó)科學(xué)院中國(guó)植被圖編輯委員會(huì)，2001）；1996年和2005年1∶25萬(wàn)浙江省土地利用數(shù)據(jù)來(lái)源于浙江省國(guó)土資源廳。因2006年與2005年間隔較短，我們將2006年土地利用情況等同于2005年進(jìn)行分析。

2.3 研究流程與方法

①使用IDL編程計(jì)算浙江省2006年植被凈初級(jí)生產(chǎn)力數(shù)據(jù)；②利用土地利用數(shù)據(jù)與凈初級(jí)生產(chǎn)力時(shí)間序列進(jìn)行空間分析，研究不同土地利用類型的凈初級(jí)生產(chǎn)力季節(jié)變化規(guī)律；③以浙江省11個(gè)地市為統(tǒng)計(jì)單位，對(duì)凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量、不同土地利用類型的凈初級(jí)生產(chǎn)力貢獻(xiàn)率及差異進(jìn)行分析；④分析浙江省各地市生態(tài)公益林的凈初級(jí)生產(chǎn)力分布特征；⑤分析1996-2006年間浙江省林地及耕地面積變化對(duì)凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量的影響。

3 結(jié)果與分析

3.1 凈初級(jí)生產(chǎn)力時(shí)空分布特征分析

3.1.1 凈初級(jí)生產(chǎn)力空間分布格局 估算結(jié)果表明：2006年浙江省植被凈生產(chǎn)力平均約為625.68 g·m-2·a-1。如圖1所示：浙江省植被凈初級(jí)生產(chǎn)力總體上呈現(xiàn)出隨著海拔的增高而逐漸增大的分布趨勢(shì)，即從水域到城市地區(qū)，再?gòu)钠皆r(nóng)田區(qū)到山體地區(qū)，凈初級(jí)生產(chǎn)力逐漸增大。綜合來(lái)看，千島湖、各江河入海口和泥質(zhì)灘地等水系周邊區(qū)域植被凈初級(jí)生產(chǎn)力最低值區(qū)，凈初級(jí)生產(chǎn)力值大部分在200 g·m-2·a-1以下；城市建成區(qū)由于不透水面比例較高，綠地面積相對(duì)較低，成為凈初級(jí)生產(chǎn)力中低值區(qū)域，凈初級(jí)生產(chǎn)力值為200～300 g·m-2·a-1；杭嘉湖平原、寧紹平原、溫黃平原以及金衢盆地等農(nóng)田區(qū)為凈初級(jí)生產(chǎn)力中高值區(qū)，凈初級(jí)生產(chǎn)力值多集中在460 g·m-2·a-1左右；浙西北、浙西南山地以及浙東南低山地林區(qū)是浙江省林木資源最為豐富，植被覆蓋度相對(duì)較高的區(qū)域，整個(gè)地區(qū)凈初級(jí)生產(chǎn)力值較高，大于600 g·m-2·a-1。

3.1.2 凈初級(jí)生產(chǎn)力季相變化特征 總體來(lái)看，浙江省植被凈初級(jí)生產(chǎn)力季相變化明顯，月均凈初級(jí)生產(chǎn)力為19.33～100.93 g·m-2。浙江省地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，季風(fēng)交替規(guī)律顯著。冬季氣溫偏低，降水量偏少，植物的光合作用受到限制，植被的凈初級(jí)生產(chǎn)力也偏小，1月和2月的平均凈初級(jí)生產(chǎn)力較小， 分別為 19.33和 20.13 g·m-2·月-1。 從 3月初春開(kāi)始至8月末，氣溫升高，降水量以及太陽(yáng)輻射強(qiáng)度逐漸增加，從而有利于植物的生長(zhǎng)和有機(jī)物的積累，期間由于6-7月持續(xù)性的陰雨天氣降低了太陽(yáng)有效輻射，影響植被的光合作用，因此凈初級(jí)生產(chǎn)力最大值出現(xiàn)在8月，為100.93 g·m-2·月-1。

另外，根據(jù)2006年植被凈初級(jí)生產(chǎn)力月統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和土地利用數(shù)據(jù)，對(duì)林地、耕地、水域、城鎮(zhèn)用地、其他用地等5種用地類型的凈初級(jí)生產(chǎn)力進(jìn)行逐月統(tǒng)計(jì)，比較了不同土地利用類型凈初級(jí)生產(chǎn)力的季節(jié)變化特點(diǎn)。從圖2中可以看出：各土地利用類型的凈初級(jí)生產(chǎn)力季相變化趨勢(shì)都與全省凈初級(jí)生產(chǎn)力變化類似，而不同土地利用類型之間的凈初級(jí)生產(chǎn)力存在明顯的差異，其中以林地凈初級(jí)生產(chǎn)力最高， 約為 25.0～113.57 g·m-2·月-1， 耕地次之，約為 11.13～76.29 g·m-2·月-1， 水域最低， 約為 2.79～21.06 g·m-2·月-1。 綜合來(lái)看， 2006年不同土地利用類型的年凈初級(jí)生產(chǎn)力大小依次為林地（764.10 g·m-2·a-1）＞耕地（468.47 g·m-2·a-1）＞其他用地（444.52 g·m-2·a-1）＞城鎮(zhèn)用地（279.58 g·m-2·a-1）＞水域（128.32 g·m-2·a-1）。

3.2 不同土地利用類型對(duì)凈初級(jí)生產(chǎn)力貢獻(xiàn)率分析

不同的土地利用類型具有不同的植被類型、植被組成及植被覆蓋度，因此也就具有不同的光能利用率，進(jìn)而影響到凈初級(jí)生產(chǎn)力的估算。如表1所示，浙江省2006年植被凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量為6451.24萬(wàn) t·a-1，林地和耕地凈初級(jí)生產(chǎn)力占全省年總量的88.86%，其中林地面積約為619.96×104hm2，其凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量為4763.27萬(wàn)t·a-1，占全省年總量的73.83%；耕地面積約為187.54萬(wàn)hm2，其凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量為969.17萬(wàn)t·a-1，占全省年總量的15.02%；城鎮(zhèn)用地、水域以及其他用地類型面積約為223.59萬(wàn)hm2，其凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量為718.80萬(wàn)t·a-1，占全省年總量的11.14%。

3.2.1 各地市土地利用及凈初級(jí)生產(chǎn)力貢獻(xiàn)率分析 ①以11個(gè)地市凈初級(jí)生產(chǎn)力均值為統(tǒng)計(jì)單位，使用歐氏距離-組間連接法進(jìn)行聚類分析，將其分為5類。第1類為麗水市（790.68 g·m-2·a-1），第2類包括杭州市、溫州市、衢州市和湖州市等地（平均值為663.35 g·m-2·a-1），第3類包括金華市、臺(tái)州市、紹興市和寧波市等地（平均值為 564.75 g·m-2·a-1）， 第 4 類為舟山市（353.78 g·m-2·a-1）， 第 5 類為嘉興市（279.53 g·m-2·a-1）。②以11個(gè)地市凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量為統(tǒng)計(jì)單位，使用歐氏距離-組間連接法進(jìn)行聚類分析，將其分為5類。第1類為麗水市（1336.05萬(wàn)t·a-1），第2類為杭州市（1094.38萬(wàn)t·a-1），第3類包括金華市、溫州市和衢州市等地（平均值為683.45萬(wàn)t·a-1），第4類包括臺(tái)州市、寧波市、紹興市和湖州市等地（平均值為453.38萬(wàn)t·a-1），第5類包括嘉興市和舟山市等地（平均值為78.47萬(wàn)t·a-1）。

圖1 2006年浙江省凈初級(jí)生產(chǎn)力空間分布Figure1 Spatial distribution of NPP of Zhejiang in 2006

圖2 2006浙江省不同土地利用類型凈初級(jí)生產(chǎn)力月動(dòng)態(tài)變化Figure2 Monthly change of NPP in different land use of Zhejiang in 2006

結(jié)合前文可知：林地和耕地對(duì)凈初級(jí)生產(chǎn)力具有較高的貢獻(xiàn)率，如表1所示。與浙江省平均水平相比，麗水市、杭州市和衢州市等地林地凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量所占比例較高，分別為86.79%，78.34%和78.15%，合計(jì)2513.14萬(wàn)t·a-1；舟山市因面積較小，且受人為活動(dòng)及海洋環(huán)境影響較大，雖然林地凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量所占比例為57.40%，但也僅有27.08萬(wàn)t·a-1；嘉興市林地凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量全省最低，為14.56萬(wàn)t·a-1，占該市凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量的13.27%，不過(guò)其耕地凈初級(jí)生產(chǎn)力總量所占比例全省最高，為60.56%。

表1 2006年浙江省及各地市土地利用及凈初級(jí)生產(chǎn)力貢獻(xiàn)率Table1 Land use and contribution for NPP between each city and Zhejiang Province in 2006

表1 （續(xù)）

3.2.2 生態(tài)公益林凈初級(jí)生產(chǎn)力貢獻(xiàn)率分析 生態(tài)公益林有維護(hù)國(guó)土生態(tài)安全、生物多樣性和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要作用，包括以提供森林生態(tài)和社會(huì)服務(wù)產(chǎn)品為主要經(jīng)營(yíng)目的的防護(hù)林和特種用途林。浙江省人民政府自1999年開(kāi)始，先行在江河源頭、重點(diǎn)林區(qū)的21個(gè)縣（市、區(qū)）開(kāi)展了生態(tài)公益林建設(shè)試點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，2001年開(kāi)始全面實(shí)施200萬(wàn)hm2重點(diǎn)公益林建設(shè)，并于2004年完成了《浙江省國(guó)家級(jí)重點(diǎn)公益林區(qū)劃界定成果報(bào)告》，對(duì)浙江省森林植被的恢復(fù)起到較大的促進(jìn)作用。如表2所示：2006年浙江省生態(tài)公益林面積約為200萬(wàn)hm2，占浙江省林地面積的31.46%，生態(tài)公益林凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量為1590.23萬(wàn)t·a-1，占浙江省植被凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量的24.65%，其凈初級(jí)生產(chǎn)力均值為815.28 g·m-2·a-1， 高于浙江省林地凈初級(jí)生產(chǎn)力平均水平 （625.68 g·m-2·a-1），體現(xiàn)了與其他林地相比生態(tài)公益林在固碳方面的優(yōu)勢(shì)。綜合來(lái)看，麗水市和杭州市的生態(tài)公益林面積較大，其凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量也較高，分別為 334.28萬(wàn)t·a-1和 315.49萬(wàn) t·a-1， 湖州市、 舟山市和嘉興市的生態(tài)公益林面積較小，其凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量也較低，分別為67.00， 25.24， 和3.68 萬(wàn) t·a-1。 經(jīng)統(tǒng)計(jì)，各地市植被凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量與其生態(tài)公益林凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量呈極顯著正相關(guān) （相關(guān)系數(shù)為0.991， P＜0.01）。

表2 2006年浙江省各地市生態(tài)公益林面積及凈初級(jí)生產(chǎn)力統(tǒng)計(jì)Table2 Statistics of NPP and area of ecological service forests of each city in Zhejiang Province in 2006

3.3 1996－2006年林地及耕地凈初級(jí)生產(chǎn)力變化分析

隨著浙江省針對(duì)山地陡坡地區(qū)開(kāi)展的退耕還林工程，以及杭嘉湖平原和寧紹平原地區(qū)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，1996-2006年間浙江省林地增加了18.89萬(wàn)hm2，耕地減少了20.50萬(wàn)hm2，建設(shè)用地增加了19.00萬(wàn)hm2，2006年林地的凈初級(jí)生產(chǎn)力平均值為768.32 g·m-2·a-1，耕地的凈初級(jí)生產(chǎn)力平均值為516.78 g·m-2·a-1。按此標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，相比1996年，2006年浙江省因林地面積增加導(dǎo)致凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量提高了145.14萬(wàn)t·a-1，耕地面積減少導(dǎo)致凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量降低了105.92萬(wàn)t·a-1。

如表3所示：就林地的變換情況來(lái)看，臺(tái)州市、麗水市和寧波市的林地凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量增長(zhǎng)較大，分別為42.47，33.47，和25.60萬(wàn)t·a-1；嘉興市和湖州市的林地面積有所降低，其凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量分別減少了8.92和4.98萬(wàn)t·a-1。就耕地的變化情況來(lái)看，除湖州市耕地凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量增加了1.06萬(wàn)t·a-1外，其他10個(gè)地市的耕地凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量均有不同程度的降低，其中寧波市和杭州市的耕地凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量減少較多，分別為24.82和17.57萬(wàn)t·a-1。綜合來(lái)看，土地利用類型的變化導(dǎo)致10 a間浙江省植被凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量增加了52.96萬(wàn)t·a-1，由此可知：浙江省植被凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量基本保持了相對(duì)穩(wěn)定的態(tài)勢(shì)。

表3 1996－2006年浙江省各地市土地利用面積及凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量變化統(tǒng)計(jì)Table3 Statistics of land use and NPP yearly change of each city in Zhejiang between 1996-2006

4 結(jié)論和展望

4.1 結(jié)論

本研究以中分辨率成像光譜儀遙感數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用CASA模型估算浙江省植被凈初級(jí)生產(chǎn)力情況，并對(duì)浙江省凈初級(jí)生產(chǎn)力的空間分布格局、季相變化以及土地利用類型對(duì)凈初級(jí)生產(chǎn)力差異的影響等方面進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：①2006年浙江省凈初級(jí)生產(chǎn)力平均約為625.68 g·m-2·a-1；全省植被凈初級(jí)生產(chǎn)生產(chǎn)力空間分異明顯，總體上呈現(xiàn)出隨著海拔的增高而逐漸增大的分布趨勢(shì)；凈初級(jí)生產(chǎn)力季節(jié)變化明顯，月平均凈初級(jí)生產(chǎn)力為11.13～65.59 g·m-2·月-1；所有時(shí)相，不同土地利用類型的植被凈初級(jí)生產(chǎn)力同樣存在差異，其中林地凈初級(jí)生產(chǎn)力最高，為25.0～113.57 g·m-2·a-1，耕地次之，為11.13～76.29 g·m-2·a-1， 水域周邊最低， 為 2.79～21.06 g·m-2·a-1， 各土地利用類型植被凈初級(jí)生產(chǎn)力的季相變化趨勢(shì)較為一致，1月為最低值，8月達(dá)最高值。②浙江省全年凈初級(jí)生產(chǎn)力總量為6451.24萬(wàn)t·a-1，林地和耕地凈初級(jí)生產(chǎn)力占全省年總量的88.86%，其中林地凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量為4763.27萬(wàn)t·a-1，占全省年總量的73.83%。以11個(gè)地市為統(tǒng)計(jì)單位，就凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量來(lái)看，麗水市最高，為1336.05萬(wàn)t·a-1，舟山市最低，為47.18萬(wàn)t·a-1。生態(tài)公益林凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量為1590.23萬(wàn)t·a-1，占浙江省植被凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量的24.65%，其凈初級(jí)生產(chǎn)力均值為815.28 g·m-2·a-1，高于浙江省林地凈初級(jí)生產(chǎn)力平均水平（764.10 g·m-2·a-1），體現(xiàn)了與其他林型相比生態(tài)公益林在固碳方面的優(yōu)勢(shì)。③相比1996年，2006年浙江省因林地面積增加導(dǎo)致凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量提高了145.14萬(wàn)t·a-1，耕地面積減少導(dǎo)致凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量降低了105.92萬(wàn) t·a-1。土地利用類型的變化導(dǎo)致10 a間浙江省植被凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量增加了52.96萬(wàn)t·a-1，由此可知：浙江省植被凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量基本保持了相對(duì)穩(wěn)定的態(tài)勢(shì)。

4.2 存在問(wèn)題、展望與建議

快速的城鎮(zhèn)化進(jìn)程及工業(yè)建設(shè)導(dǎo)致以嘉興市、寧波市為中心的杭嘉湖平原和寧紹平原等地植被覆蓋狀況出現(xiàn)衰退現(xiàn)象[16]，植被凈初級(jí)生產(chǎn)力年總量大幅下降。對(duì)于浙江省來(lái)說(shuō)平原地區(qū)土地極其寶貴，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下，能夠做到“加強(qiáng)耕地資源保護(hù)，嚴(yán)格控制耕地轉(zhuǎn)為非耕地”已實(shí)屬不易，更不要奢望將現(xiàn)有農(nóng)田或草地轉(zhuǎn)為林業(yè)用地，建設(shè)大面積人工林的做法。因此，加強(qiáng)城鎮(zhèn)林網(wǎng)化建設(shè)，提升農(nóng)田林網(wǎng)建設(shè)密度及規(guī)模，依托現(xiàn)有快速干道兩側(cè)林帶構(gòu)建貫通性主干森林廊道，建立以核心片林為節(jié)點(diǎn)，農(nóng)田林網(wǎng)、道路林網(wǎng)以及河道林網(wǎng)為主體的森林網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是提升浙江省平原地區(qū)植被凈初級(jí)生產(chǎn)力的有效措施。

針葉林是浙江省森林中面積最大、分布最廣的植被類型，總面積238.9萬(wàn)hm2，其中，馬尾松Pinus massoniana林與杉木Cunninghamia lanceolata林面積約占全省喬木林面積的一半以上，且多為層次單一的常綠針葉純林。自20世紀(jì)70年代大規(guī)模造林至今，許多針葉林面臨著林分結(jié)構(gòu)單一、林木老化、生態(tài)多樣性降低的問(wèn)題，樹(shù)勢(shì)較弱，病蟲危害較嚴(yán)重。根據(jù)劉其霞等[17]的研究，浙江省生態(tài)公益林常綠闊葉林喬木層生物量最大值接近中國(guó)亞熱帶東部成熟常綠闊葉林喬木層生物量的一半，常綠闊葉林作為高碳儲(chǔ)量森林，將會(huì)是浙江省甚至整個(gè)亞熱帶東部地區(qū)的森林碳儲(chǔ)量的主要貢獻(xiàn)者。而沈琪等[18]的研究表明，浙江省常綠闊葉林恢復(fù)可以不必經(jīng)歷松林階段，在生境條件較好的地方通過(guò)封育改造、擇伐補(bǔ)闊、以灌促闊等人工管理干預(yù)措施，加速常綠闊葉林恢復(fù)。因此，通過(guò)闊葉林化改造工程，形成異齡、復(fù)層、混交的健康森林，是提升浙江省山區(qū)植被凈初級(jí)生產(chǎn)力的有效途徑。

以安吉、臨安等地為代表的浙西北山地是中國(guó)著名的竹產(chǎn)業(yè)基地，發(fā)展筍竹兩用林，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。雖然竹林凈初級(jí)生產(chǎn)力高于常綠闊葉林[1，19]，但由于經(jīng)營(yíng)強(qiáng)度較大，常年的松土施肥作業(yè)，勢(shì)必會(huì)造成一定的水土流失現(xiàn)象，因此，要選擇緩坡深土地段實(shí)行小塊狀整地的集約經(jīng)營(yíng)方式，對(duì)坡度較大的竹林一定要放棄深挖墾翻的管理方式，從而實(shí)現(xiàn)竹林資源的可持續(xù)利用。

[1]江洪，汪小欽，孫為靜.福建省森林生態(tài)系統(tǒng)NPP的遙感模擬與分析[J].地球信息科學(xué)學(xué)報(bào)，2010，12（4）：580-586.JIANG Hong， WANG Xiaoqin， SUN Weijing.Simulation by remote sensing and temporal-spatial analysis of forest ecosystem net primary productivity in Fujian Province， China [J].J Geo-Inf Sci， 2010， 12 （4）： 580-586.

[2]RUIMY A， SAUGIER B.Methodology for the estimation of terrestrial net primary production from remotely sensed data[J].J Geophys Res， 1994， 99： 5263-5283.

[3]陳波.陸地植被凈第一性生產(chǎn)力對(duì)全球氣候變化響應(yīng)研究的進(jìn)展[J].浙江林學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，18（4）：445-449.CHEN Bo.Progress in the response of net primary productivity of terrestrial vegetations to global climate changes [J].J Zhejiang For Coll， 2001， 18 （4）： 445-449.

[4]FIELD C B， RANDERSON J T， MALMSTR6M C M.Global net primary production： combining ecology and remote sensing [J].Remote Sensing Environ， 1995， 51： 74-88.

[5]朱文泉，潘耀忠，張錦水.中國(guó)陸地植被凈初級(jí)生產(chǎn)力遙感估算[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2007，31（3）：413-424.ZHU Wenquan， PAN Yaozhong， ZHANG Jinshui.Estimation of net primary productivity of Chinese terrestrial vegetation based on remote sensing [J].J Plant Ecol， 2007， 31 （3）： 413-424.

[6]LOBELL D B， HICKE J A， ASNER G P， et al.Satellite estimates of productivity and light use efficiency in the U-nited States agriculture， 1982-1998 [J].Global Change Biol， 2002， 8： 722-735.

[7]陳正華，麻清源，王建，等.利用CASA模型估算黑河流域凈第一性生產(chǎn)力[J].自然資源學(xué)報(bào)，2008，23（2）：263-273.CHEN Zhenghua， MA Qingyuan， WANG Jian， et al.Estimation of Heihe Basin net primary productivity using the CASA model[J].J Nat Resour， 2008， 23 （2）： 263-273.

[8]劉勇洪，權(quán)維俊，高燕虎.華北植被的凈初級(jí)生產(chǎn)力研究及其時(shí)空格局分析[J].自然資源學(xué)報(bào)，2010，25（4）：564-573.LIU Yonghong， QUAN Weijun， GAO Yanhu.Net primary production and its spatio-temporal pattern in North China[J].J Nat Resour， 2010， 25 （4）： 564-573.

[9]宋國(guó)寶，潘耀忠，張樹(shù)深，等.北京市植被凈生產(chǎn)力遙感測(cè)量與分析[J].資源科學(xué)，2009，31（9）：1568-1572.SONG Guobao， PAN Yaozhong， ZHANG Shushen， et al.Measurement and analysis for the net primary productivity from remote sensing in Beijing City [J].Resour Sci， 2009， 31 （9）： 1568-1572.

[10]POTTER C S， RANDERSON J T， FIELD C B， et al.Terrestrial ecosystem production： a process model based on global satellite and surface data [J].Global Biogeochem Cycles， 1993， 7 （4）： 811-841.

[11]周廣勝，張新時(shí).自然植被凈第一性生產(chǎn)力模型初探[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào)，1995，19（3）：193-200.ZHOU Guangsheng， ZHANG Xinshi.A natural vegetation NPP model [J].Acta Phytoecol Sin， 1995， 19 （3）： 193-200.

[12]周廣勝，張新時(shí).全球氣候變化的中國(guó)自然植被的凈第一性生產(chǎn)力研究[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào)，1996，20（1）：11-19.ZHOU Guangsheng， ZHANG Xinshi.Study on NPP of natural vegetation in China under global climate change [J].Acta Phytoecol Sin， 1996， 20 （1）： 11-19.

[13]宋富強(qiáng)，康慕誼，陳雅如，等.陜北黃土高原植被凈初級(jí)生產(chǎn)力的估算[J].生態(tài)學(xué)雜志，2009，28（11）：2311-2318.SONG Fuqiang， KANG Muyi， CHEN Yaru， et al.Estimation of vegetation net primary productivity on North Shaanxi Loess Plateau [J].Chin J Ecol， 2009， 28 （11）： 2311-2318.

[14]李夢(mèng)潔，鄭建飛，曾燕，等.浙江省高分辨率太陽(yáng)直接輻射圖的計(jì)算和繪制[J].地球科學(xué)進(jìn)展，2008，23（3）：299-305.LI Mengjie， ZHENG Jianfei， ZENG Yan， et al.Distributed modeling of direct solar radiation over rugged terrains of Zhejiang Province [J].Adv Earth Sci， 2008， 23 （3）： 299-305.

[15]李秀芬，鄭有飛，王晨軼，等.黑龍江省森林NPP的遙感反演[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2010，31（1）：88-92.LI Xiufen， ZHENG Youfei， WANG Chenyi， et al.Retrieval of forest NPP by remote sensing in Heilongjiang Province [J].Chin J Agrometeorol， 2010， 31 （1）： 88-92.

[16]高大偉，張小偉，蔡菊珍，等.浙江省植被覆蓋時(shí)空動(dòng)態(tài)及其與生態(tài)氣候指標(biāo)的關(guān)系[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2010，21（6）： 1518-1522.GAO Dawei， ZHANG Xiaowei， CAI Juzhen， et al.Spatiotemporal variations of vegetation cover in Zhejiang Province and their relations to eco-climatic indices [J].Chin J Appl Ecol， 2010， 21 （6）： 1518-1522.

[17]劉其霞，常杰，江波，等.浙江省常綠闊葉生態(tài)公益林生物量[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，25（9）：2139-2144.LIU Qixia， CHANG Jie， JIANG Bo， et al.The biomass of the evergreen broad-leaved ecological public-welfare forests in Zhejiang， East China [J].Acta Ecol Sin， 2005， 25 （9）： 2139-2144.

[18]沈琪，張駿，朱錦茹，等.浙江省生態(tài)公益林植被恢復(fù)過(guò)程中物種組成及多樣性的變化[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，25（9）： 2131-2138.SHEN Qi， ZHANG Jun， ZHU Jinru， et al.Changes of species composition and diversity in the restoration processes of ecological public-welfare forests in Zhejiang， East China [J].Acta Ecol Sin， 2005， 25 （9）： 2131-2138.

[19]曾立雄，王鵬程，肖文發(fā)，等.三峽庫(kù)區(qū)植被生物量和生產(chǎn)力的估算及分布格局[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，28（8）：3808-3816.ZENG Lixiong， WANG Pengcheng， XIAO Wenfa， et al.Estimating vegetation biomass and productivity and their distribution patterns in the Three Gorges Reservoir region [J].Acta Ecol Sin， 2008， 28 （8）： 3808-3816.