王   彧

在过去的十几年内，陆地生物地球化学模型得到了突飞猛进的发展。这些模型不仅为综合大量的观测数据、分析和预测大尺度的生态系统过程提供了一个工具，而且还给予实验研究以新的启示。

农业植被净初级生产力模型是陆地生物地球化学模型重要的组成部分。对这类模型的研究从20世纪60年代兴起，在之后的三四十年间得到了迅猛的发展。至今为止，作物NPP模型已经在机理性（Cupid模型，COUPMODEL模型，SOILN模型）、应用性（CCSODS系列模型，OZCOT模型）、综合性（CROPGRO模型；WOFOST模型）与高技术应用(GRASS模型)方面取得了显著成就。而中国的农业植被NPP模型研究起步于80年代初，科学家分别从光能利用、生理过程、栽培技术、动力学、C平衡及气候变化等角度对不同主要作物进行了模拟研究。然而，这些模型大部分还停留在单点的基础上，并且很少考虑氮素（包括土壤供氮和化肥氮的释放）及CO2对作物生产力的影响。对于中国大范围区域的研究基本有两种方式：一种是利用国外较成熟的模型对中国农业植被NPP进行模拟，另一种是将作物模型与遥感（RS）、地理信息系统（GIS）及全球定位系统（GPS）等信息技术相结合来估算净初级生产力。第一种基本是将国外模型在目标区域上简单套用，在能否有效地描述我国不同气候、土壤和农业管理下农业植被净初级生产力形成方面尚缺乏足够的证据及充分的有效性验证。第二种以遥感等信息技术为基础的模拟研究，在生态机理机制方面考虑不足，对各种影响作物生长的环境因子不敏感。

本文的主要目的是对业已建成的农业植被净初级生产力模型进行有效性检验，在此基础上模拟约占全国作物播种面积2/3的6种主要作物（水稻、小麦、玉米、棉花、大豆及油菜）净初级生产力的时间变化（1980～2002年）及空间格局，为进一步研究未来气候变化和土地利用变化等情况下的环境决策奠定基础。

摘  要：利用我国若干代表性区域6种主要作物（水稻、小麦、玉米、棉花、大豆、油菜）生产力的田间试验及统计数据，对中国农业植被净初级生产力模型Crop-C进行了验证。结果表明，该模型能利用常规的气象和土壤资料、化肥氮施用量等资料较好地模拟我国6种作物主产区的净初级生产力，模拟值与观测值的相关系数（R2）为0.80（n=730）。将Crop-C模型与GIS空间数据库耦合，估计了1980～2002年中国农业植被净初级生产力。模拟结果表明，自1980年以来，中国农业植被净初级生产力呈增加趋势，从1980年的472.9Tg C增加到2000年的607.2Tg C，秦岭淮河以北的华北地区和西北部分地区增加最为明显。