摘要
陆地生态系统碳循环是全球碳循环中不可或缺的部分，森林作为全球最大的陆地生态系统之一，对碳循环具有重要影响。总初级生产力（Gross primary production，GPP）是表征碳循环的重要参数，因此准确估算森林总初级生产力对理解全球碳循环、研究气候变化和保护生态环境等方面具有重要的作用。为精确模拟云南省森林 GPP，本文以 2007年到 2015年为研究时段，开展了三项研究：首先使用典型光能利用率模型VPM模型、EC-LUE模型和CASA模型估算云南省森林 GPP，并结合通量站数据和 MODIS GPP 产品进行适用性评价；其次，基于光能利用率模型基本结构构建适用于云南省森林的光能利用率优选模型，并结合通量站数据和典型光能利用率模型估算结果进行适用性评价；最后，基于光能利用率优选模型估算的云南省森林 2007 至 2015 年年度和月度GPP，运用多元分析方法进行了时空特征变化分析。主要结论和发现如下： （1）VPM模型、EC-LUE模型和 CASA模型在云南省森林的 GPP估算精度远高于 MODIS GPP 产品，R2分别提高了 0.15、0.22 和 0.14。但是相比于MODIS GPP产品，VPM模型RMSE降低了22.47 gC·m-2·mon-1，EC-LUE模型和CASA模型分别增加了43.89 gC·m-2·mon-1和41.99 gC·m-2·mon-1。 （2）通过将 7种光合有效辐射吸收比例，4种温度限制因子和 5种水分胁迫因子进行组合，获得 140个重组模型，其中最适合估算云南省森林 GPP的光能利用率模型参数组合为：FPAREVI、TTEM和 WEC-LUE。使用上述参数构建的优选模型相比于 VPM模型、EC-LUE模型、CASA模型和 MODIS GPP产品，R2提升幅度约为 50%，RMSE下降幅度约为 58%；对于 MODIS GPP产品，R2提升幅度约为371%，RMSE下降幅度约为35%。 （3）云南省森林GPP多年均值为951.01 gC·m-2·yr-1，整体呈现南高北低，东高西低的趋势。年内呈现先增后减的趋势，于 7月达全年最大值，12月降至全年最低值。 （4）云南省 2007年到 2015年 66.22%的森林地区呈上升趋势，33.78%的地区呈下降趋势。总体来看GPP变化趋势为南增北减，且在旱季GPP值下降趋势较雨季更为明显。年内GPP呈上升趋势地区先增后减， GPP呈下降趋势地区先减后增，分别于7月和12月达到全年最高比例。 （5）云南省 2007 年到 2015 年 62.37%的森林地区 GPP 处于稳定状态， 37.63%的森林地区 GPP 处于不稳定状态，总体上表现为南强北弱。年内 GPP稳定地区先增后减， 不稳定地区先减后增，分别于 7 月和 12 月达到全年最高比例。 （6）云南省2007年到2015年66.18%的森林地区GPP持续上升，33.82%的森林地区 GPP持续下降，总体上来看大部分地区持续增高，其中南部增高持续性较强，其余地区相比较弱；西部地区持续降低，在持续下降地区大部分持续性较弱或已经呈现反向趋势，因此这些地区GPP未来有可能持续上升。
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