1992-2020年全球阴阳叶总初级生产力数据集
- ：NESDC
- ：2024-10-23
近期，南京大学周艳莲研究组通过国家生态科学数据中心生态网络云平台（http://www.nesdc.org.cn）发布共享了1992-2020年全球阴阳叶总初级生产力数据集，空间分辨率0.05度，用户可在线访问获取数据。关联论文以“A global 0.05° dataset for gross primary production of sunlit and shaded vegetation canopies from 1992 to 2020 ”为题发表在Scientific Data 期刊。
总初级生产力（GPP）是陆地碳收支的重要组成部分，在全球碳循环中发挥着重要作用。在全球气候变化、预测未来及气候决策支撑等大背景下，准确估算陆地GPP对于了解陆地生物圈与大气之间的相互作用至关重要。GPP与植被类型、气象、土壤湿度等因子密切相关。特别是，GPP受到植被冠层结构的影响，阳叶部分可以同时吸收直接辐射和散射辐射，辐射较高时容易发生光饱和，而阴叶部分只能吸收散射辐射，其吸收的辐射强度一般在光补偿点和光饱和点之间。区分阳叶GPP和阴叶GPP对于理解长期GPP变化的潜在机制至关重要。
研究人员基于修订优化后的两叶光利用效率模型（TL-LUE），基于GLOBMAP叶面积指数、CRUJRA气象以及ESA-CCI土地覆被等数据，生成了1992-2020年全球GPP、阴叶GPP和阳叶GPP数据集，空间分辨率为0.05°，时间分辨率为年。
图1. 1992-2020全球年均GPP(a)/GPPshade(b)/GPPsun(c)分布
估算结果表明，1992-2020 年全球 GPP、GPPsun 和 GPPshade 的年平均总量分别为 125.0 ± 3.8（平均±标准）、Pg C a−1、50.5 ± 1.2 Pg C a−1 和 74.5 ± 2.6 Pg C a−1，其中 EBF（常绿阔叶林）和 CRO（作物）贡献量超过半数以上。总初级生产力（包括GPP/GPPsun/GPPshade）数据显示出明显的随时间上升的趋势，其中CRO趋势最为显著，DBF（落叶阔叶林）的趋势相对较为明显；GPPshade贡献值压倒性地超过GPPsun。
图2. 1992-2020年全球年均 GPP(a), GPPsun(b), GPPshade (c) 中各植被类型贡献占比及其变化趋势（d）
在数据比对验证中，研究人员从FLUXNET2015数据集中选择了25个站点（共170个站点-年）的碳通量数据进行验证，本研究估算的所有植被类型的GPP与站点实测数据表现出良好的一致性，除了两个站点外，其他所有站点的R2均高于0.5。此外，研究人员还开展了全球同类数据产品的比较工作，本研究估算的全球GPP范围在120.02至132.65 Pg C a-1之间，处于各类GPP产品的相对中间位置（图3）。
图3. 不同产品估算的GPP数据对比
该数据产品可为SIF-GPP关系研究，太阳辐射与陆地碳循环交互作用研究，全球大尺度GPP机制、过程和驱动因素研究等提供数据支撑，推动、提升全球碳循环过程建模。
南京大学地理信息科学系毕文君为第一作者，周艳莲为通讯作者。该项研究工作和数据制备得到了国家重点研发计划项目（2019YFA0606604）、国家自然科学基金（42077419）、江苏省遥感科学重点实验室开放基金（OFSLRSS202012）等项目的资助。
论文信息：Bi, W., He, W., Zhou, Y. et al. A global 0.05° dataset for gross primary production of sunlit and shaded vegetation canopies from 1992 to 2020. Sci Data 9, 213 (2022). https://doi.org/10.1038/s41597-022-01309-2
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