张雪蕾,肖伟华,王义成

中国水利水电科学研究院,流域水循环模拟与调控国家重点实验室, 北京 100038

植被净初级生产力(Net Primary Production,NPP)是指绿色植物在单位面积、单位时间内所累积的有机物数量[1],可直接反映植被在自然条件下的生产能力[2]。NPP作为评价陆地生态系统生产力的重要指标[3],受到包括地学、生物学和水文学等多个学科领域研究的重视[4- 7]。

在植被NPP研究的起步阶段,由于资料的欠缺和技术的落后,关于NPP的研究方法相对简单,仅通过气候要素与NPP实测资料建立关系来对NPP进行估算,构建了一系列NPP的气候生产力模型,如Miami模型[8]、Thornthwaite Memorial模型[9]和Chikugo模型[10],该类模型形式简单,得到广泛应用。但由于未充分考虑植被的生理生态过程,也忽略了植物对环境的反馈作用以及下垫面因素,估算结果误差较大,准确性不高。基于上述认知,学者们以植被生理生态学特征为基础,充分考虑气象、环境及土壤等因素,发展建立了生理生态过程模型,如TEM模型[11]、BIOME-BGC模型[12]、SILVAN[13]、CENTURY模型[14]等,此类模型对NPP的估算精度较高,但因模型复杂,所需参数较多,难以得到推广。近年来,随着NPP研究手段的逐步发展和完善,特别是遥感与地理信息系统等空间观测与分析技术的发展,以遥感数据驱动的光能利用率模型得到了快速发展,其中以CASA模型为典型代表[15-16]。CASA模型以遥感数据为输入源,从植被的生理过程出发,基于资源平衡观点[17],结合Monteith[18]提出的光能利用率建立起来。相对其他模型来说,CASA模型所需参数较少且易于获取,避免了因数据缺失及人为因素造成的误差,易于推广使用。……