近10年新疆草地生态系统净初级生产力及其时空格局变化研究

杨红飞，刚成诚，穆少杰，章超斌，周伟，李建龙*

（1.安徽师范大学生命科学学院，安徽 芜湖241000；2.南京大学生命科学学院，江苏 南京210093）

植被净初级生产力（net primary productivity，NPP）是指绿色植物在单位面积、单位时间内所积累的有机物数量，是光合作用所产生的有机质总量减去呼吸消耗后的剩余部分。NPP作为地表碳循环的重要组成部分，不仅直接反映植物群落在自然环境条件下的生产能力，表征陆地生态系统的质量状况，也是判定生态系统的碳源／汇和调节生态过程的主要因子，在全球变化以及碳循环中扮演着重要的角色［1-2］。植被NPP的研究一直是全球变化与陆地生态系统的核心内容之一［2-4］。NPP的动态监测有助于区域初级、次级生产的合理布局和动植物资源的可持续利用，在调节全球碳平衡、减缓温室效应以及维护全球气候稳定等全球变化热点问题研究方面具有重要意义［5］。

随着遥感技术的飞速发展，以遥感数据作为主要数据源，利用模型估算NPP成为目前区域尺度植被NPP研究的主要方法。这些模型概括为3类：气候生产力模型、生理生态过程模型和遥感数据驱动的光能利用率模型。1993年，美国学者Potter等［6］建立的CASA（Carnegie-Ames-Stanford Approach）模型是光能利用率模型的一种，该模型利用植被吸收的光合有效辐射（APAR）和光能利用率（ε）计算NPP，实现了基于光能利用率原理的陆地净初级生产力区域或全球估算，已被国内外学者广泛应用到植被NPP研究中，并在研究中验证了模型的可靠性［7-9］。草地作为陆地生态系统的重要组成部分，其生态系统的脆弱性及其对气候变化的敏感性使得草地生态系统成为全球变化研究的典型区域之一［10-13］。新疆是我国西部内陆干旱与半干旱地区的典型区域，气候干燥，生态系统脆弱，极易受到全球气候变化和人类活动的影响，该地区是我国主要的畜牧业生产基地，天然草地辽阔，毛面积5596.16×104hm2，可利用面积4800.68×104hm2，位居全国第三位，草地面积占全国草地总面积的14.6%，约占全区总面积的34.44%。近年来，随着经济的发展，受到自然和人为因素的影响，新疆局部地区的植被发生了大范围的退化［14］，已成为制约经济发展的主要因素，加上植被的退化对全球气候变化的负反馈作用，某些区域逐渐成为碳源等等，该地区全球变化的研究逐渐成为热点。因此，本研究采用CASA模型估算新疆植被净初级生产力，并分析其时空变化规律，为保护干旱与半干旱地区土地资源和可持续发展以及全球气候变化等研究提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

新疆（34°22′～49°33′N，73°32′～96°21′E）位于我国西北部（图1），南北长约1500 km，东西长约1900 km，总面积为166×104km2，约占全国面积的1／6。新疆地处欧亚大陆腹地，四面高山环抱，北有阿尔泰山，南有昆仑山系，中有横亘全境的天山，三山环抱中为广袤的准噶尔和塔里木盆地，“三山夹两盆”构成了新疆独特的地理环境特征。新疆气候属于典型的温带大陆干旱性气候，光热资源充足，日照时数达2550～3500 h，年平均气温9～12℃，无霜期长达180～220 d，降水量稀少，北疆降水为150～200 mm，南疆在100 mm以下。而蒸发量则相反，北疆为1500～2300 mm，南疆为2100～3400 mm。由于特殊的地理位置、地形条件和干旱气候的影响，新疆生态环境极为脆弱，植物种类稀少，覆盖度低，类型结构简单。新疆草地主要分布在天山、阿尔泰山、昆仑山、阿尔金山和准噶尔盆地、塔里木盆地边缘及各河沿岸。草地面积是耕地面积的15倍，是森林面积的22倍，占全区绿色植被面积的86%。新疆广袤的平原低山带呈现大片的荒漠景观，在地理环境和生物气候作用下形成的荒漠植被是新疆的主体，占新疆土地面积的42%以上。

1.2 研究方法

1.2.1 数据来源及预处理 1）NDVI数据：来自美国国家航空航天局NASA／EOS LPDAAC数据分发中心，为2001－2010年逐月的 MODIS产品 MOD13A1数据集（http：／／edcimswww.cr.usgs.gov／pub／imswelcome／），时间分辨率为16 d，空间分辨率为500 m×500 m。利用MODIS网站提供的专业处理软件MRT TOOLS对该数据进行投影转换、拼接处理，得到后缀名为.tif的文件。将16 d的MODIS－NDVI数据，采用最大值合成法（maximum value composite，MVC）得到月NDVI数据。利用新疆行政区划图裁剪出新疆地区2001－2010年逐月NDVI的栅格图像。

2）气象数据：由中国气象科学数据共享服务网（http：／／cdc.cma.gov.cn／index.jsp）提供，包括全国722个标准气象站点2001－2010年的逐月气温和降水数据，以及120个气象站点的太阳辐射数据。根据各气象站点的经纬度信息，将气温、降水和太阳总辐射数据在ArcGIS的Geostatistical Analyst模块下，对气象数据进行Kriging空间插值，得到像元大小与NDVI数据一致、投影相同的多年逐月气象因子栅格数据集。通过数据掩膜，裁剪出新疆地区月平均温度、月降水量和月总太阳辐射的栅格图像。

3）土地覆盖数据：来源于欧盟联合研究中心（JRC）空间应用研究所（SAI）的2000年全球土地覆盖数据产品（GLC2000），共有22类，其中草地包括6种类型：高山与亚高山草甸、坡面草地、平原草地、荒漠草地、草甸和高山与亚高山草地。新疆草地主要类型为高山与亚高山草甸、平原草地、荒漠草地、草甸和高山与亚高山草地5种类型。

1.2.2 NPP估算模型及精度验证 CASA模型利用植被遥感原理，通过归一化植被指数（normalized difference vegetation index，NDVI）获取植被对光合有效辐射的吸收系数（fractional photosynthetically active radiation，FPAR），再利用太阳总辐射（photosynthetically active radiation，PAR）和FPAR计算植被吸收的光合有效辐射（absorbed photosynthetic active radiation，APAR），进行估算 NPP［6］。

CASA模型所估算的植被净初级生产力可以由APAR和光能利用率（ε）两个变量来确定，其估算公式如下：

式中，APAR（x，t）表示像元x在t月吸收的光合有效辐射，ε（x，t）表示像元x在t月的实际光能利用率。植被吸收的光合有效辐射（APAR）取决于太阳总辐射和植被对光合有效辐射的吸收比例，用公式（2）计算：

式中，SOL（x，t）表示像元x在t月的太阳总辐射量（MJ／m2）；常数0.5表示植被所能利用的太阳有效辐射（400～700 nm）占太阳总辐射的比例；FPAR表示植被层对入射的光合有效辐射（PAR）的吸收比例，在一定范围内FPAR与NDVI、SR（simple ratio）存在较好的线性关系，因而可以通过MOD13A1产品提取归一化植被指数（NDVI）对FPAR进行估算。

光能转化率是指植被把所吸收的光合有效辐射（PAR）转化为有机碳的效率，它主要受温度和水分的影响，用公式（3）计算：

式中，Tε1（x，t）和Tε2（x，t）表示温度对光能转化率的影响，Wε（x，t）表示水分条件对光能转化率的影响，εmax表示在理想状态下植被的最大光能利用率，是指植被在没有任何限制的理想条件下对光合有效辐射的利用率，它是植被本身的一种生理属性，其内在的生物学机制相对较为复杂，在目前的条件下无法通过实验室试验来获得，只能通过模拟的方法实现，加上受地理位置、气候等因素的影响，全球相同植被也难免与中国存在较大差别，因此本文参考国内学者朱文泉等［15］利用中国草地实测数据模拟得到的最大光能利用率0.542 g C／MJ进行草地NPP估算。FPAR、Tε1（x，t）、Tε2（x，t）和Wε（x，t）的计算方法及改进见文献［16］。

1.2.3 模型精度验证 本研究利用2009年7月实测的新疆草地43个样地的生物量数据，换算成草地地上、地下植被生产力，并将实测数据与CASA模型的模拟结果一一对应，进行模型精度验证。

2 结果与分析

2.1 新疆草地分布特征

由于新疆独特的“三山夹两盆”的地貌结构和山地水分条件的改善，使新疆在单调贫乏的荒漠区域出现了金色草原，如茵草甸、灌丛以及形形色色的高山植被。极大地增加了牧草种类的丰富度和草地类型的多样性，不仅使新疆具有独特并得到充分发育的荒漠草地，而且在此几乎孕育了北温带范围内所有的草地类型［17］。从图2可以看出，高山与亚高山草甸主要分布于新疆北部的阿尔泰山和中部的天山山脉附近，少部分出现在昆仑山的东段。而平原草地主要出现在准格尔盆地的西部和北部边缘，以及天山山脉附近的冲积平原。荒漠草地大部分位于南疆的昆仑山附近。而对于草甸，则主要位于塔里木盆地的北部和天山山脉的南面。在昆仑山分布着一定面积的高山与亚高山草地。总体来说，新疆由于独特的地理和气候环境，其草地类型分布具有很强的异质性，且具有生态环境脆弱，植被生产力低下等特点。

2.2 模型验证结果

由于实测NPP是干物质的重量（g／m2），为了与模拟NPP进行比较，转换为以碳为单位（g C／m2·a）时，乘以转换系数0.475［18］。总体来看，NPP的实测值与模拟值之间有良好的线性关系，成对的模拟值与实测值的线性回归方程决定系数可达到0.658，且P＜0.001，说明用上述模型估算的NPP能够反映该区域实际NPP的变化状况，可以认为CASA模型适于新疆草地植被NPP的估算（图3）。

2.3 新疆草地植被年净初级生产力空间分布特征

从新疆草地植被年均NPP分布图可以看出（图4），受区域水热条件的制约，草地植被大体上呈现出由北向南依次出现高山与亚高山草甸、平原草地、草甸、荒漠草地和高山与亚高山草地，其NPP也逐渐由 395 g C／（m2·a）减少到 0 g C／（m2·a）。在新疆各个区域中，北部和西北地区的草地植被NPP相对较高，其次是中部地区的天山山脉一带，而西南和南部地区的草地植被NPP最低。

如表1所示，新疆不同草地类型的NPP存在较大差异，其中高山与亚高山草甸2001－2010年平均 NPP为149.27 g C／（m2·a），平原草地为138.98 g C／（m2·a），荒 漠 草 地 为 57.68 g C／（m2·a），草甸为155.29 g C／（m2·a），高山与亚高山草地为59.23 g C／（m2·a）。2001－2010年新疆草地平均年NPP总量为56.44 Tg C／a（1 Tg＝1012g），其中，高山与亚高山草甸的年NPP总量为14.57 Tg C／a，平原草地为16.65 Tg C／a，荒漠草地为11.46 Tg C／a，草甸为10.99 Tg C／a，高山与亚高山草地为2.77 Tg C／a。分别占草地年 NPP 总 量的25.82%，29.50%，20.30%，19.47%和4.91%。根据 Odum 划分生态系统总生产力的4个等级：最低（＜82 g C／m2·a）、较低（82～493 g C／m2·a）、较高（493～1643 g C／m2·a）和最高（1643～3285 g C／m2·a），新疆草地生态系统中，高山与亚高山草甸、平原草地和草甸属于较低生产力的生态系统；而荒漠草地和高山与亚高山草地则属于最低生产力的生态系统。

图2 新疆草地类型分布Fig.2 Distribution of grassland types in Xinjiang

图3 实测值与模拟值的对比Fig.3 Comparison of estimated NPP and observed NPP for grassland in Xinjiang

图4 2001-2010年新疆草地年平均NPP的空间分布Fig.4 Spatial distribution of mean NPP in Xinjiang grassland during 2001-2010

2.4 新疆草地植被年净初级生产力时间分布特征

2.4.1 新疆草地植被NPP的季节变化特征 10年平均年内月NPP分布格局如图5所示，新疆5种主要草地从5月开始进入生长期，以后生长逐渐旺盛，7月达到峰值，8月有所降低，然后生长逐渐衰落，经过10月后基本结束生长周期，其中，6－8月新疆主要草地NPP占全年NPP的63.17%，说明这段期间的水热条件适合于新疆草地植物的生长。研究同时表明，从2001－2010年，春季NPP呈持续增加趋势，但NPP在量上显著增加主要发生在水热同季的夏季。

从图6可以看出，对于新疆不同草地类型来说，从2001－2010年期间，高山与亚高山草甸NPP从3月到7月呈显著性增加趋势，前7个月的月平均变化速率为6.732 g C／（m2·a）（R2＝0.852，P＜0.01），从8月开始，NPP呈明显的下降趋势，后5个月变化速率为6.889 g C／（m2·a）（R2＝0.767，P＜0.05）；而对于平原草地来说，NPP从3月到7月呈明显增加趋势，前7个月的月平均变化速率为6.256 g C／（m2·a）（R2＝0.866，P＜0.01），从8月开始，NPP呈明显下降趋势，后5个月为5.921 g C／（m2·a）（R2＝0.769，P＜0.05）；草甸NPP也是从3月开始逐渐进入增长期，到7月达到顶峰，前7个月的月平均增长速率为6.501 g C／（m2·a）（R2＝0.818，P＜0.01），从8月开始呈下降趋势，下降速率为7.352 g C／（m2·a）（R2＝0.771，P＜0.05）；对于荒漠草地和高山与亚高山草地来说，年内前7个月，NPP均呈上升趋势，均于7月达到峰值，前7个月的月平均增长速率分别为2.013 g C／（m2·a）（R2＝0.893，P＜0.01）和1.931 g C／（m2·a）（R2＝0.815，P＜0.01），从8月开始，NPP出现下降趋势，月平均下降速率分别为2.134 g C／（m2·a）（R2＝0.778，P＜0.05）和2.213 g C／（m2·a）（R2＝0.730，P＜0.05）；荒漠草地和高山与亚高山草地与前3种草地类型相比，无论从NPP增长速率还是下降速率，均要小于前3种草地类型，这可能与荒漠草地和高山与亚高山草地的植物种类与其他草地类型的不同，加上特异性的环境因子和水热条件的差异所导致。总体而言，对新疆草地来说，近10年平均月NPP的增加主要是由于生长旺季本身的增强所致，不同草地类型的生长季的长短虽略有差异，但其对年NPP的增加贡献并不是很大。

表1 2001-2010年新疆不同草地类型的平均NPP与NPP总量Table 1 Mean NPP and NPP of main grassland types in Xinjiang during 2001-2010

图5 新疆主要草地类型10年平均NPP的月动态Fig.5 Monthly changes of mean NPP of Xinjiang grassland during 2001-2010

2.4.2 新疆草地植被NPP的年际变异特征 2001－2010年间，新疆草地的10年平均年净初级生产力为105.77 g C／（m2·a）。图7显示的是新疆5种草地类型从2001至2010年年净初级生产力的变化范围。高山与亚高山草甸10年间净初级生产力的变化范围为143.24～158.98 g C／（m2·a），NPP总体上呈减少趋势，平均减少率为0.595 g C／（m2·a），未达显著水平；平原草地10年间净初级生产力的变化范围为128.86～152.58 g C／（m2·a），NPP总体上呈减少趋势，平均减少值为1.175 g C／（m2·a），同样未达显著水平；对于荒漠草地来说，10年间净初级生产力的变化范围为54.05～62.46 g C／（m2·a），总体上呈逐渐下降的趋势，平均下降速率为0.198 g C／（m2·a）；草甸植被是10年间NPP唯一呈增长趋势的生态系统，10年间净初级生产力的变化范围为144.41～161.47 g C／（m2·a），总体上呈增加的趋势，平均增加值为0.232 g C／（m2·a）；高山与亚高山草地NPP 10年间净初级生产力的变化范围为51.45～66.48 g C／（m2·a），总体上呈逐渐下降的趋势，平均下降速率为0.073 g C／（m2·a），未达显著水平。

图6 新疆主要草地类型10年平均NPP的年内分布格局Fig.6 Temporal patterns of mean NPP of Xinjiang grassland during 2001-2010

从2001－2010年，综合新疆5种草地类型的平均NPP来看，除了草甸外，虽然其余4种草地类型的NPP在10年间总体上均不同程度表现出一定的下降趋势，但不同年份差异很大，比如，2007年高山与亚高山草甸、平原草地、草甸和荒漠草地的NPP有明显的增加，而高山与亚高山草地的NPP并未增加，反而呈减少趋势。这可能与不同的草地类型所处环境的气候因子波动差异有关。除草甸类型外，其余4种草地类型中，平原草地的平均NPP下降速率最快，而高山与亚高山草地的平均NPP下降速度最慢，究其原因，可能由于平原草地更易受人类活动的影响（过度放牧、不合理利用草地资源和滥用水资源等），导致草地植被出现了不同程度的退化，植被生产力进而下降。

由图7可以看出，基于CASA模型模拟值，高山与亚高山草甸的NPP最高值出现在2007年，达到158.98 g C／（m2·a），NPP最低值出现在2006年，为143.24 g C／（m2·a）；平原草地的NPP最高值同样出现在2007年，达到152.58 g C／（m2·a），NPP最低值出现在2006年，为128.86 g C／（m2·a）；荒漠草地的NPP最高值则出现在2003年，达到62.46 g C／（m2·a），NPP最低值出现在2006年，为54.05 g C／（m2·a）；草甸NPP最高值出现在2002年，达到161.47 g C／（m2·a），NPP最低值出现在2004年，为144.41 g C／（m2·a）；高山与亚高山草地的 NPP最高值出现在2005年，达到66.48 g C／（m2·a），NPP最低值出现在2009年，为51.45 g C／（m2·a）。

图8显示的是新疆草地2001－2010年NPP年际变化空间分布情况，从空间分布格局来看，各年的NPP分布情况大致相同，NPP高值主要出现在新疆的西北部，伊宁市和天山山脉以西区域，NPP低值则广泛出现在南疆昆仑山沿线区域，10年间未出现明显空间特异性变动状况。

图7 2001-2010年新疆主要草地类型平均NPP的年际分布格局Fig.7 Inter-annual changes patterns of mean NPP of Xinjiang grassland from 2001 to 2010

新疆草地植被NPP总量年际波动如图9所示，2001－2010年间，新疆草地植被总NPP年际变化较大，出现了3次大的波动，2004，2006和2009年分别降到了谷底，其总 NPP分别为54.84，53.41和53.87 Tg C／a，主要是由于2006年新疆北部遭遇30多年罕见旱灾导致的。图9和图10反映的是5种不同草地类型植被NPP总量变化特征。不同草地类型间的NPP总量年际变化差异较大。高山与亚高山草甸的NPP总量10年间的最低值出现在2006年，为13.99 Tg C／a，而2007年达到峰值，为15.53 Tg C／a，2001－2010年间，NPP总量总体上呈逐渐下降的趋势，平均下降速率为0.058 Tg C／a；平原草地的NPP总量年际变化特征与高山和亚高山草甸相同，10年间的最低值出现在2006年，为15.45 Tg C／a，最高值出现在2007年，为18.29 Tg C／a，总体上呈逐渐下降的趋势，平均下降速率为0.141 Tg C／a；草甸的NPP总量10年间的最低值出现在2004年，为10.22 Tg C／a，2002年出现最高值，为11.43 Tg C／a，总体上呈逐渐增加的趋势，平均增长速率为0.016 Tg C／a；高山与亚高山草地的最低值出现在2009年，为2.41 Tg C／a，峰值出现在2005年，为3.11 Tg C／a，总体呈下降趋势，下降速率为0.002 Tg C／a；荒漠草地的NPP总量的最低值则出现在2006年，为10.74 Tg C／a，峰值出现在2003年，为12.41 Tg C／a，总体上呈下降趋势，下降速率为0.039 Tg C／a。全区草地NPP总量的最低值出现在2006年，为53.41 Tg C／a，最高值出现在2007年，为60.21 Tg C／a，但全区草地NPP总量总体上呈下降趋势，下降速率为0.225 Tg C／a。

2001－2010年间，在NPP总量上，草甸是新疆5种草地类型中唯一呈逐渐增长的草地植被类型，而其余4种草地类型均呈下降趋势，其中，平原草地的NPP总量下降速率最快，高山与亚高山草地的NPP总量下降最慢，这主要是由于平原草地是新疆所有5种草地类型中，NPP总量最大的草地类型，基数大；而高山与亚高山草地分布面积最小，NPP总量也最小，在总量变化上没有平原草地突出。

表2显示的是2001－2010年各时段新疆地区草地植被NPP的变化特征。由表2可以看出，在21世纪初期的前5年（2001－2005年），新疆全区草地平均年总NPP为57.28 Tg C／a，年际变化率为3.66%；而到2006－2010年期间，新疆全区草地植被总NPP出现下降，其平均年总NPP减少到55.66 Tg C／a，减少1.62 Tg C／a；10年间总年际变化率为4.33%。

图8 新疆草地2001-2010年NPP年际变化空间分布Fig.8 Spatial distribution of NPP in Xinjiang grassland from 2001 to 2010

前5年间，在新疆5种草地植被类型中，高山与亚高山草甸的年平均NPP为150.61 g C／（m2·a），年际变化率为2.74%；到2006－2010年期间，其年平均NPP减少到147.88 g C／（m2·a），减少2.73 g C／（m2·a），年际变化率为4.50%，高山与亚高山草甸的10年间总年际变化率为3.62%；2001－2005年，平原草地的平均NPP为142.58 g C／（m2·a），年际变化率为3.66%；后5年间，其年平均NPP减少到135.34 g C／（m2·a），减少7.24 g C／（m2·a），年际变化率为7.46%，10年间总年际变化率为6.11%；荒漠草地在2001－2005年间，平均NPP为58.74 g C／（m2·a），年际变化率为5.13%；而到2006－2010年间，平均NPP减少到56.62 g C／（m2·a），减少2.12 g C／（m2·a），年际变化率为6.23%，10年间总年际变化率为5.70%；对于草甸植被，在2001－2005年间，其年平均 NPP为154.78 g C／（m2·a），年际变化率为4.41%；后5年间，其年平均NPP则增加到155.80 g C／（m2·a），增加1.02 g C／（m2·a），年际变化率为3.16%，草甸植被年平均NPP在10年间的总年际变化率为3.63%；高山与亚高山草地的年平均 NPP为60.61 g C／（m2·a）（2001－2005年），年际变化率为8.21%；而到2006－2010年间，平均NPP减少到57.86 g C／（m2·a），减少2.75 g C／（m2·a），年际变化率为8.30%，10年间总年际变化率为8.16%；在总体上，近10年来，新疆全区草地植被总NPP的年际变化较大，具有进一步下降趋势。

图9 2001-2010年新疆主要草地类型NPP总量的年际变异特征Fig.9 Inter-annual changes of total NPP in Xinjiang grassland during 2001-2010

从新疆主要草地类型平均NPP的年际变化规律来看，近10年以来（2001－2010年），新疆5种草地类型中，高山与亚高山草地的平均NPP年际变化率最大，达到8.16%，其次是平原草地，为6.11%；而高山与亚高山草甸平均NPP年际变化率最小，为3.62%。由此可见，新疆草地植被的稳定性较差，尤其是平原草地和高山与亚高山草地，受气候和人类活动影响，其净初级生产力波动较大。其中，平原草地主要分布在海拔较低、人类相对密集的农牧交错区，受人类影响最大；而高山与亚高山草地主要分布于干旱、高海拔、自然条件差的西南部地区（昆仑山脉沿线），受气候因子影响剧烈，因此其稳定性最差。

图10 2001-2010年新疆不同草地类型的NPP总量变化Fig.10 Dynamics of annual NPP for different grassland types in Xinjiang during 2001-2010

表2 2001-2010年各时段新疆地区草地植被NPP的变化特征Table 2 Comparison of mean NPP and change features of NPP in Xinjiang grassland from 2001 to 2010

3 结论

新疆草地植被NPP空间分布特征受区域水热条件的制约，草地植被大体上呈现出由北向南依次出现高山与亚高山草甸、平原草地、草甸、荒漠草地和高山与亚高山草地，其NPP也逐渐由395 g C／（m2·a）减少到接近0 g C／（m2·a）。2000－2010年间，新疆草地NPP总量介于53.40～60.21 Tg C之间，平均值为56.47 Tg C。空间上，各年NPP均呈北高南低的分布格局，即新疆北部阿尔泰山部分和天山西部附近草地NPP高于新疆南部昆仑山附近草地，这主要是受气候、土壤等条件的影响。

新疆不同草地类型的NPP存在较大差异。其中，草甸的平均NPP最高，为155.29 g C／（m2·a）；荒漠草地的平均NPP最低，为57.68 g C／（m2·a）；总体表现为草甸＞高山与亚高山草甸＞平原草地＞高山与亚高山草地＞荒漠草地；在NPP总量上，平原草地最高，为16.65 Tg C／a，高山与亚高山草地最低，为2.77 Tg C／a，总体表现为平原草地＞高山与亚高山草甸＞荒漠草地＞草甸＞高山与亚高山草地，分别占草地年NPP总量的29.50%，25.82%，20.30%，19.47%和4.91%。新疆地区草地植被 NPP整体水平较低，其中，高山与亚高山草甸、平原草地和草甸属于较低生产力的生态系统；而荒漠草地和高山与亚高山草地则属于最低生产力的生态系统。

新疆草地植被NPP的季节变化特征明显。在6－8月，新疆主要草地植被NPP占全年NPP的63.17%。在季节变化上，春季NPP呈现持续增加趋势，但NPP在量上显著增加主要发生在水热同季的夏季。不同草地类型的平均NPP月际变化差异较大，但均在7月达峰值。总体而言，对新疆草地来说，近10年平均月NPP的增加主要是由于生长旺季本身的增强所致，不同草地类型的生长季的长短虽略有差异，但其对年NPP的增加贡献并不是很大。过去10年间，新疆主要草地类型的平均NPP，除草甸呈增长趋势外，其他4种草地类型的平均NPP总体上均表现出一定的下降趋势，其中，平原草地的平均NPP下降速率最快。全区草地植被NPP总量在2007年达最高值，为60.21 Tg C／a，最低值出现在2006年，为53.41 Tg C／a，降序排列依次2007＞2003＞2005＞2002＞2010＞2001＞2008＞2004＞2009＞2006。草甸是新疆5种草地类型中，NPP总量唯一呈逐渐增长的草地类型，而其他4种草地类型均呈下降趋势，其中，平原草地的NPP总量下降速率最快，这主要是由于平原草地除受气候影响外，更易受到人类活动的干扰影响（例如过度放牧、不合理利用草地资源和滥用水资源等）。近10年来，新疆全区草地植被总NPP的年际变化较大，有进一步下降趋势。