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草地是全球分布最广的植被类型之一,全球草地面积约为2400万km2,占地球陆地面积的1/5以上。中国的草地面积占国土面积的41.7%,在一系列生态保护政策的影响下,我国草地退化状况得到一定程度的遏制,草地植被净初级生产力(Net primary productivity,NPP)不断提升。植被NPP动态是反映植被活动最直接的指标,厘清中国草地NPP在过去几十年的时空分布格局、成因及其对特定生态保护政策的响应,是系统评估草地植被活动对气候变化和人类活动响应的理论需求,也契合正在进行的碳中和这一国家重大战略的现实需求。基于此,本文使用CASA模型,估算从1982-2015年期间中国草地植被NPP的分布和变化,结合来源于文献的草地地面观测数据评估了中国草地30余年NPP变化的气候成因。此外,系统评估了中国不同等级的草地保护区与其他陆地生态系统保护区的建立对植被NPP变化的影响。主要结果如下:(1)过去30余年,中国草地NPP显著增加中国草地平均NPP由1982年的166.90 g C m-2 yr-1增加到2015年的205.13g C m-2 yr-1,增速为1.0 g C m-2 yr-1。中国草地的NPP在1982-1990年期间增速最快,十年累积增长达16.58 g C m-2 yr-1(P<0.001);而1990-2000年增速降低,表现为由1990年的183.50 g C m-2 yr-1增加到2000年的188.31 g C m-2 yr-1,累积增长4.81 g C m-2 yr-1;进入2000年后,中国草地平均NPP则出现下降的趋势,十年累积下降0.14 g C m-2 yr-1;而2010-2015年间,年均NPP又恢复增长,累积增长16.96 g C m-2 yr-1。进一步分析新疆、内蒙、青藏高原以及其他地区草地年均NPP在过去30余年间的变化发现,四个区域草地NPP均有所增加,主要表现为:新疆地区草地的年均NPP由1982年的74.63 g C m-2 yr-1增加到2015年的101.23 g C m-2 yr-1;内蒙古地区则由136.86 g C m-2 yr-1增加到170.03 g C m-2 yr-1;青藏高原地区从101.88 g C m-2 yr-1增加到117.51 g C m-2 yr-1;其他地区草地从1982年的350.86g C m-2 yr-1增加到了2015年的436.74 g C m-2 yr-1,累计增加了85.88 g C m-2 yr-1,远高于我国草地分布最重要的三类地区(分别累计增加26.60 g C m-2 yr-1,新疆;33.17 g C m-2 yr-1,内蒙;15.63 g C m-2 yr-1,青藏高原地区)。由于中国草地NPP在过去30余年间整体上呈现显著增加的趋势(P<0.05),但不同时期增速存在较大的区别,本文进一步使用分段线性回归分析,查明中国草地NPP在研究时期的变化规律。结果发现,中国草地NPP增长趋势存在显著的间断点。全国平均间断点为2003年,且表现为间断点附近年份中国草地NPP出现骤降,随后恢复,恢复后增长速率甚至超过间断点出现之前(k1=1.61 g C m-2 yr-1,k2=1.96 g C m-2 yr-1)。因此,表现出间断点前后NPP增速均高于过去30余年的平均增速。(2)气候和草地类型是影响中国草地NPP及其变化空间分异的重要因素草地植被NPP在空间上表现出巨大的变异,且随多年平均温度升高而显著增加(P<0.001),表现为气温每升高1℃,NPP平均升高16.04 g C m-2 yr-1。不同区域的草地与多年平均温度的关系存在一定区别。青藏高原地区草地(P<0.001)、新疆草地(P<0.05)均与年均温呈显著正相关关系,表现为温度每升高1℃,两个地区草地的NPP分别增加10.89 g C m-2 yr-1和6.21 g C m-2 yr-1;内蒙地区草地则完全不同,NPP与年均温度间没有显著关系(P=0.82);其他地区草地NPP与温度显著相关(P<0.001),表现为温度每升高1℃,NPP增加40.57 g C m-2 yr-1。全国草地NPP与降水呈正相关(P<0.05),降水每增加1 mm,NPP平均增加0.23 g C m-2 yr-1。进一步分析各类型草地NPP与降水的关系发现,三个地区草地NPP与降水都有着显著相关性(P<0.05)。协方差分析结果表明,不同地区草地的NPP与降水关系差异明显(P<0.001)。其中,内蒙草地的NPP受降水影响最大,降水每升高1 mm,NPP平均增长0.25 g C m-2 yr-1。青藏高原草地NPP受降水影响最小,降水每升高1 mm,NPP增长0.14 g C m-2 yr-1。新疆草地居于中间,降水每升高1 mm,NPP增长0.19 g C m-2 yr-1。其他地区草地的NPP与降水无显著相关关系(P=0.35)。(3)自然保护区的建立促进中国陆地植被NPP增长1982-2015年间,中国陆地生态系统的年均NPP整体呈增长趋势。此外,无论是草地还是其他植被类型,保护区内的年均NPP变化率均高于全国平均水平。分段回归的结果表明,中国的年均NPP变化存在显著的间断点(P<0.05),中国草地NPP增长的间断点为2003年,延后于其他生态系统(1998-2000年间)。保护区的建立对不同植被在间断点前后的NPP变化有显著区别。例如,对于森林生态系统而言,保护区对NPP在间断点前后的变化有明显的积极作用,而对于草地及湿地生态系统却有一定的抑制作用。这说明保护区对于不同类型生态系统的植被活动影响有所不同。通过上述研究结果,说明中国草地植被生产力在过去30余年时间里增长迅速;并在2003年前后增速有所增加。温度的空间分异影响中国草地的NPP增长速率;但内蒙地区草地的NPP增速更多受到降水的调控。当草地和其他生态系统植被NPP在过去30余年时间的变化被标准化后(去趋势),保护区政策的实施存在明显的地区差异,在我国北方地区,保护区政策的实施显著增长了所在地区植被NPP的恢复;且随着保护区等级越高,NPP增长受益程度更大,而在我国南方地区,保护区政策的实施对当地植被的恢复则无明显影响。上述结论进一步说明中国草地植被在过去30余年里整体向好,以保护区建设为主的生态保护政策取得了一定程度的成效。