作為全球變化研究的核心議題，土地利用/覆蓋變化（LUCC）和氣候變化是影響陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的主導(dǎo)因素。然而，由于LUCC和氣候變化本身的復(fù)雜性，以及兩種因素對陸地生態(tài)系統(tǒng)影響的相互交織，使得分離和整合LUCC和氣候變化對陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的影響成為一種挑戰(zhàn)。長江流域地處我國中部，流域面積達(dá)180萬平方公里。作為新林業(yè)工程實(shí)施的主要區(qū)域和東亞季風(fēng)區(qū)的典型代表，長江流域自2000年以來經(jīng)歷了快速的森林恢復(fù)和劇烈的氣候暖干化過程。這一時(shí)段提供了一個(gè)觀察快速LUCC和氣候變化對陸地植被生產(chǎn)力影響的獨(dú)特窗口，對于理解人類和自然強(qiáng)烈交互作用下陸表碳循環(huán)過程具有重要意義。
中國科學(xué)院武漢植物園張玉龍博士在系統(tǒng)生態(tài)學(xué)科組研究員張全發(fā)和美國北卡羅萊納大學(xué)地理系教授宋從和的指導(dǎo)下，基于改進(jìn)的光能利用率模型和優(yōu)化的輸入變量，通過情景設(shè)計(jì)的方式實(shí)現(xiàn)了長江流域陸地植被凈初級(jí)生產(chǎn)力（NPP)相應(yīng)LUCC、氣候變化效應(yīng)的分離和整合。研究結(jié)果顯示，由森林恢復(fù)主導(dǎo)的LUCC對長江流域年NPP總量的貢獻(xiàn)具有顯著的正效應(yīng)（0.8% yr-1; p = 0.01)，而單獨(dú)的氣候變化（溫度上升、水分脅迫、輻射下降）具有疊加的負(fù)效應(yīng)（-0.3% C yr-1; p = 0.11)，總體上LUCC的正效應(yīng)抵消了氣候變化的負(fù)效應(yīng)，二者的綜合效應(yīng)約為0.5% yr-1 (p = 0.26)。該研究驗(yàn)證了人工森林恢復(fù)計(jì)劃在應(yīng)對氣候變化負(fù)面效應(yīng)時(shí)的潛力。相關(guān)結(jié)論不僅肯定了中國近十年來持續(xù)推進(jìn)相關(guān)森林恢復(fù)計(jì)劃的努力，同時(shí)也為世界其它地區(qū)尤其是森林急劇減少的發(fā)展中國家在應(yīng)對氣候變化風(fēng)險(xiǎn)方面提供理論和實(shí)踐依據(jù)。
該研究獲得國家自然科學(xué)基金、美國自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)的資助，相關(guān)研究成果在國際地球科學(xué)領(lǐng)域期刊Journal of Geophysical Research: Biogeosciences上發(fā)表(DOI: 10.1002/2014JG002616)。
不同情境下土地利用/覆蓋變化對長江流域陸地植被凈初級(jí)生產(chǎn)力影響的時(shí)空分布
