A quantitative understanding of the global gross primary productivity (GPP) and its responses to increasing CO2 levels is critical for quantifying the feedbacks of ecosystems to climate change. This study applied the daily boreal ecosystem productivity simulator (BEPSd) model to estimate the global GPP from 2000 to 2015, compare the estimated GPP with flux tower measurements and other GPP products to verify the estimation accuracy, and analyze the CO2 fertilization effect and conducted a spatial analysis of the effects of the spatiotemporal distribution of the CO2 concentration on the estimation of the GPP. The results showed that the estimates could capture the magnitude, amplitude, distribution, and variation in the GPP well compared with the flux tower measurements and other GPP products. In general, the terrestrial GPP increased as the atmospheric CO2 concentrations increased; however, the CO2 fertilization effect varied based on time and location and was constrained by climatic conditions. The increases in the lower latitudes were more significant than those in the middle and higher latitudes, and seasonal variation characteristics were observed in the middle and higher latitudes. Not considering the CO2 fertilization effect could underestimate the global GPP and its trend, while not considering the spatiotemporal distribution of the CO2 concentration could overestimate the global annual GPP. These results increase our understanding of the variations in carbon flux under future climate change, especially under the conditions of a changing atmospheric CO2 concentration.

中文翻译：

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大气 CO2 浓度时空格局对陆地总初级生产力估算的影响

对全球总初级生产力 (GPP) 及其对 CO2 水平增加的反应的定量理解对于量化生态系统对气候变化的反馈至关重要。本研究应用每日北方生态系统生产力模拟器 (BEPSd) 模型估算 2000 年至 2015 年的全球 GPP，将估算的 GPP 与通量塔测量和其他 GPP 产品进行比较以验证估算的准确性，并分析 CO2 施肥效应，并进行了CO2 浓度时空分布对 GPP 估计影响的空间分析。结果表明，与通量塔测量值和其他 GPP 产品相比，估计值可以捕获 GPP 井中的幅度、幅度、分布和变化。一般来说，随着大气 CO2 浓度的增加，陆地 GPP 增加；然而，二氧化碳施肥效果因时间和地点而异，并受气候条件的限制。低纬度地区的增加比中高纬度地区更显着，中高纬度地区具有季节性变化特征。不考虑CO2施肥效应可能低估全球GPP及其趋势，不考虑CO2浓度时空分布可能高估全球年度GPP。这些结果增加了我们对未来气候变化下碳通量变化的理解，特别是在大气 CO2 浓度变化的条件下。CO2 施肥效果因时间和地点而异，并受气候条件的限制。低纬度地区的增加比中高纬度地区更显着，中高纬度地区具有季节性变化特征。不考虑 CO2 施肥效应可能低估全球 GPP 及其趋势，而不考虑 CO2 浓度时空分布可能高估全球年度 GPP。这些结果增加了我们对未来气候变化下碳通量变化的理解，特别是在大气 CO2 浓度变化的条件下。CO2 施肥效果因时间和地点而异，并受气候条件的限制。低纬度地区的增加比中高纬度地区更显着，中高纬度地区具有季节性变化特征。不考虑CO2施肥效应可能低估全球GPP及其趋势，而不考虑CO2浓度时空分布可能高估全球年度GPP。这些结果增加了我们对未来气候变化下碳通量变化的理解，特别是在大气 CO2 浓度变化的条件下。低纬度地区的增加比中高纬度地区更显着，中高纬度地区具有季节性变化特征。不考虑CO2施肥效应可能低估全球GPP及其趋势，而不考虑CO2浓度时空分布可能高估全球年度GPP。这些结果增加了我们对未来气候变化下碳通量变化的理解，特别是在大气 CO2 浓度变化的条件下。低纬度地区的增加比中高纬度地区更显着，中高纬度地区具有季节性变化特征。不考虑CO2施肥效应可能低估全球GPP及其趋势，而不考虑CO2浓度时空分布可能高估全球年度GPP。这些结果增加了我们对未来气候变化下碳通量变化的理解，特别是在大气 CO2 浓度变化的条件下。而不考虑 CO2 浓度的时空分布可能会高估全球年度 GPP。这些结果增加了我们对未来气候变化下碳通量变化的理解，特别是在大气 CO2 浓度变化的条件下。而不考虑 CO2 浓度的时空分布可能会高估全球年度 GPP。这些结果增加了我们对未来气候变化下碳通量变化的理解，特别是在大气 CO2 浓度变化的条件下。