青藏高原植被产氧量及其对近地表大气氧含量的贡献率.pdfVIP

第78 卷第5 期 地 理 学 报 Vol.78, No.5 2023 年5 月 ACTA GEOGRAPHICA SINICA May, 2023 青藏高原植被产氧量及其对近地表 大气氧含量的贡献率 1, 2 3, 4, 5 4 4 1, 2 1, 2 刘若杨 ，史培军 ，唐海萍 ，王静爱 ，赵涔良 ，朱文泉 （1. 北京师范大学地理科学学部遥感科学国家重点实验室，北京 100875；2. 北京师范大学地理科学学部 北京市陆表遥感数据产品工程技术研究中心，北京 100875；3. 北京师范大学应急管理部—教育部 减灾与应急管理研究院，北京 100875；4. 北京师范大学地理科学学部，北京 100875； 5. 青海省人民政府—北京师范大学高原科学与可持续发展研究院，西宁810016） 摘要：青藏高原极端缺氧环境对人畜健康有巨大影响，研究植被对青藏高原大气氧含量的贡 献率，有助于厘清青藏高原大气氧含量变化对人畜健康的环境效应。目前关于青藏高原植被 对大气氧含量贡献率的研究较少，且缺乏青藏高原植被产氧量对近地表大气氧含量贡献率的 时空分布图。本文使用植被净初级生产力时空分布数据计算青藏高原的植被产氧量，并使用 大气相对氧含量经验方程和理想气体状态方程计算青藏高原大气绝对氧含量，进而获得植被 产氧量对近地表大气氧含量贡献率的时空分布。结果表明，青藏高原植被在2019 年的全年总 9 产氧量为1.0353 × 10 t ，其对青藏高原全域近地表大气氧含量贡献率的理论上限值平均为 0.2788 %/d ，但存在巨大的时空差异（0.00~4.62 %/d ）：时间上贡献率在年内呈“∧”型的变化特 征，一年中贡献率最低值出现在12月，最高值出现在8 月中旬；空间上贡献率呈现自东南向西 北逐渐降低的分布格局，最低值分布在西北部，最高值分布在东南部。从各植被类型来看，单 位面积的贡献率由高到低依次为森林、栽培植被、草原、沼泽湿地和灌丛。从海拔分布来看，单 位面积的贡献率总体上呈现随海拔升高而逐渐降低的变化特征。本文首次制作了青藏高原植 被产氧量对近地表大气氧含量贡献率的时空分布图，并揭示了青藏高原植被产氧量对近地表 大气氧含量贡献率的理论上限值及其时空差异，可为青藏高原近地表大气氧含量变化及其对 人畜健康的环境效应研究提供参考。 关键词：青藏高原；植被产氧量；大气氧含量；时空差异；贡献率 DOI: 10.11821/dlxb202305006 1 引言 氧气作为地球上绝大多数生命体生存所必须依赖的大气组分，其对人体健康、动植 物安全和碳氧循环具有重要影响。随着人类活动和工业化进程的加剧，全球大气氧气含 [1-2] 量正逐渐下降 。在典型浓度路径 （Representative Concentration Pathways, RCP ）8.5 情 景下，预计到2100 年，大气氧气的相对含量将从目前的20.946%降低至20.825%[3] 。有研 [4] 究指出，人类正面临大气 “氧气枯竭”的危险 。 青藏高原是世界上海拔最高的高原，空气稀薄，缺氧问题严重。青藏高原平均海拔 [5] 在4000 m 以上 ，随着海拔高度的增加，大气气压有规律地降低，虽然大气中仍含有约 收稿日期：2022-07-07; 修订日期：2023-03-01 基金项目：第二次青藏高原综合科学考察研究(2019QZKK0606) [Foundation: The Second Tibetan Plateau Scientific Expedition and Research Program, No.2019QZKK0