内蒙古荒漠草原植被NPP时空变化及气候因子分析：以四子王旗为例

基于遥感数据和气象数据,利用光能利用率模型(CASA),对典型荒漠草原四子王旗1987—2016年植被NPP进行测算,分析NPP时空变化及其与年均气温和年降水量等气候因子的相关性。结果表明:1)1987—2016年四子王旗植被NPP值为144.52g/(m2·年)(C),植被类型地带性分布差异明显,空间上表现出南高北低的分布特征;2)1987—2016年四子王旗植被NPP总体呈现出增长趋势,年际波动为3.09～3.69Tg(C);3)研究区植被NPP与年均气温和年降水量呈显著正相关关系,且与年降水量相关系数更高,表明年降水量是影响荒漠草原区植被NPP的主要气候因子。通过研究荒漠草地植被NPP时空分布及其与气候因子的关系,有助于认识荒漠草原陆地生态系统对气候变化的响应。     

内蒙古地区草地NPP时空变化及预测

以1982—2015年内蒙古草地为研究对象,基于GIMMS NDVI3g、ERA5气象和草地类型数据,采用CASA模型生成年草地植被净初级生产力(net primary productivity, NPP).综合运用趋势分析、偏相关、复相关及残差分析法探讨1982—2015年草地NPP的变化趋势,并定量确定气候因子和人类活动对草地动态变化的影响程度.结果表明内蒙古草地NPP呈由西南向东北逐渐递增的分布格局.东北部的草甸草原NPP最大,年均NPP值为383.66g·m~(-2)·a~(-1);其次为中部的典型草原,年均NPP值为245.46g·m~(-2)·a~(-1);西部荒漠草原NPP最低,年均NPP值为123.76g·m~(-2)·a~(-1).内蒙古地区草原1982—2015年极显著和显著增加的面积占草原总面积的11.76%、18.92%;极显著和显著减小的面积占草原总面积的4.26%、8.08%.草原NPP增大的面积大于减小的面积,草地处于恢复状态.其中典型草原和荒漠草原草地NPP增加面积大于减小面积,草甸草原略有下降趋势.内蒙古自治区草原NPP Hurst指数空间差异明显,全区绝大部分区域H0.5,平均H值为0.40,表明植被整体呈反持续性;2015年后一定时期内研究区内草地NPP的变化趋势可能发生反转.综上所述,1982—2015年内蒙古地区草原总体处于恢复状态,但未来有可能出现草地NPP下降的趋势.     

三江源生态系统近10年净初级生产力估测

为揭示三江源地区近10年来生态系统植被净初级生产力(NPP)的演变规律,借助研究区域的气温、降水等气象数据及MODIS遥感数据,应用CASA模型估算了三江源生态系统2001—2010年间的NPP,分析了NPP的时空变化格局。结果表明:2001—2010年间三江源生态系统NPP呈现由西北向东南逐渐递增的趋势,10年平均NPP为169.02 g·m-2·a-1,变化范围为159.53~176.25 g·m-2·a-1;10年来三江源草地NPP呈减少趋势,减少速度为0.69 g·m-2·a-1,减幅为4.77%。研究结果可以为三江源地区生态资源的有效管理与合理利用提供理论依据。     

基于MODIS的长江中下游地区植被净第一性生产力时空变化规律

基于中等分辨率成像光谱仪(MODIS)数据产品,分析了长江中下游地区的植被净第一性生产力(net primary production,NPP)的时空分布规律,并探讨了气候和土地覆被变化对它们的影响。研究结果表明:在2001-2010年间,研究区植被净第一性生产力的数值主要集中在420~670 g·m-2·a-1(以碳计),平均值为562 g·m-2·a-1(以碳计)。从时间角度来看,植被净第一性生产力的年际波动大,且大部分地区的植被净第一性生产力呈现随时间逐渐降低趋势。从空间角度看,植被净第一性生产力呈南高北低、沿海高于内陆的分布规律。研究区内植被净第一性生产力的变化受到了气候因子的综合作用,与年均气温和日照时数呈正相关,与降水量呈负相关(P0.05)。同时,土地覆被类型的转变也是导致植被净第一性生产力产生时空变化的重要因素。     

天山北坡植被NPP时空格局及气候因子驱动分析

【目的】研究天山北坡植被净初级生产力(NPP)的时空格局,分析NPP与气候因子的关系,为天山北坡自然资源的合理开发利用与管理提供科学依据。【方法】利用CASA模型估算天山北坡植被的NPP,分析其年内时空变化特征,采用相关性分析法研究天山北坡NPP与气候因子的关系。【结果】(1)2015年天山北坡NPP总量为34.57 TgC,平均值为173.34 gC/(m²·a),中西部区域NPP占天山北坡总量的82.25%,是天山北坡NPP的主要供给区,山地区域的NPP平均值最高。(2)不同植被类型的NPP差异较大,林地、耕地、草地、未利用地分别为534.47、333.47、174.20和124.18 gC/(m²·a)。(3)天山北坡NPP月总量波动在0.29~3.00 TgC/mon,6月NPP达到一年中最大值,为7.39 TgC/mon。草地NPP随季节的波动幅度最大,林地随季节波动幅度最小。NPP季节变化表现为夏季>春季>秋季>冬季。(4)温度对天山北坡不同植被类型的影响大于降水。NPP的变化受气候因子驱动影响的区域占66.06%,主要集中在天山北坡中西部区域;非气候因子的影响占33.94%,主要集中在天山北坡中东部以北地区。【结论】天山北坡NPP总体上呈现西高东低的趋势,不同植被类型随季节的变化趋势不同,温度是天山北坡NPP年内变化的主要影响因素。     

基于开放式数据库的江苏省植被净生产力遥感估测方法研究

以2002年1-12月江苏省MODIS数据、空间分辨率为300 mGlobcover全球土地覆盖数据、CRU TS 2.1全球气候数据库为主要信息源,采用CASE气候生产力模型,以ArcGIS 9.2为分析平台,对江苏省2002年植被净生产力(NPP)的时空及地区分布进行研究。结果表明,江苏省2002年NPP为316.700 Mt.a-1,6月中旬至9月中旬NPP值占全年71.9%,第4季度仅占5.5%。NPP空间分布趋势总体呈现从西向东递减的趋势。按地区分布,2002年江苏植被净初级生产力最高城市为南京,平均值为403.501 Mt.a-1,最低为连云港,平均值为274.672 Mt.a-1。NPP与太阳总辐射、温度、降水量的关系密切,相关系数分别为0.852、0.931、0.907。     

2000—2014年张家口市植被净初级生产力的时空格局及其与气候的关系

植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)是反映植被活动的关键变量之一,研究其空间格局及其对气候因子的响应,对于理解陆地生态系统的碳循环有着重要作用。利用MOD17A3和气象数据,采用线性趋势分析等方法,分析2000—2014年张家口市植被NPP的时空变化特征及其与气候因子的相关性。结果表明:张家口市NPP的空间分布具有明显差异,空间上呈现东南高、西北低的趋势,且具有较明显的经向"条带"分布特征,2000—2014年张家口市植被NPP平均值为230.5 g/(m~2·a)。2000—2014年,张家口市NPP总体呈增长趋势,年NPP最大值出现在2004年,最小值出现在2001年。降水是植被NPP变化的主要影响因素,张家口市植被NPP总体上与年降水的相关性更高,呈正相关关系。该研究为冬奥会进行前张家口市的生态修复工作提供了科学依据。     

基于生态过程模型的哈尔滨市净初级生产力模拟和分析

净初级生产力(NPP)是衡量陆地生态系统碳源(汇)的重要参数,为准确模拟城市NPP及研究城市NPP空间分布特征。以哈尔滨市为研究对象,以Landsat-5 TM遥感数据、MODIS的叶面积指数(LAI)数据和气象要素等资料为基础数据,采用基于过程的北部森林生态系统生产力模拟模型(BEPS),模拟获得哈尔滨市NPP空间分布特征图,并对NPP时空变化进行分析。结果表明:哈尔滨北部及西南部NPP整体比较高,哈尔滨西部及东北部NPP整体比较低,主要与研究区土地覆盖类型有关。哈尔滨市2011年NPP积累总量为2.427×1013g·a-1,NPP年平均值为511 g·m~(-2)·a~(-1)。哈尔滨市NPP积累主要在7、8月份,NPP年积累值在7月份达到最高值。通过采用通量数据及MODIS的NPP产品验证可知,BEPS模型能够较好地估算哈尔滨市植被NPP。为揭示城市NPP变化的影响因素(气候、地域等)提供技术支持,也可为城市生态建设提供参考。     

河南省植被净初级生产力变化特征及其对气候变化的响应

利用2000—2018年河南省植被净初级生产力(NPP)数据和气象站点资料,分析植被NPP的变化规律,探讨了植被NPP与气象因子的相关关系。结果表明,2000-2018年河南省植被NPP呈缓慢增长趋势,植被NPP空间分布具有明显的地域性差异,西部伏牛山区和南部大别山区以林地为主,植被NPP较高;沿黄及以北地区植被NPP较低。分析植被NPP对气候因子变化的响应,植被NPP与气温和降水量主要表现为正相关关系,降水量是影响植被生长的决定性气候因素。在整个垂直分布上,气温与植被NPP的相关性较低,在1 500m以上呈现负相关关系。春夏秋三季降水和植被NPP的相关性高于温度,而在冬季,气温是影响植被生长的主要气候因子。     

内蒙古温带草原NPP时空变化特征分析

温带草原植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)及其对气候变化的响应研究是全球变化的核心内容之一。利用MODIS遥感数据驱动的LUE模型模拟内蒙古温带草原NPP,分析其对气候因子变化的响应关系。结果表明,1)温带草原2001-2014年多年平均NPP值为235.65gC·m~(-2)·a~(-1),呈东北向西南递减的趋势。草甸草原NPP值最大(358.97gC·m~(-2)·a~(-1)),典型草原次之(237.17gC·m~(-2)·a~(-1)),而荒漠草原值最小(127.77gC·m~(-2)·a~(-1));2)温带草原NPP总体上呈上升趋势,集中在锡林郭勒东部和呼伦贝尔的草甸草原和内蒙西部地区的荒漠草原,而典型草原则有下降的趋势,集中在阴山和锡林郭勒中部地区;3)温带草原NPP总体上对降水的敏感性强于对温度的敏感性。草甸草原NPP同时受降水和温度影响,其中温度更为重要,典型草原和荒漠草原NPP主要受降水的影响。