基于CASA模型的四川植被净初级生产力及其时空格局分析

【目的】估算四川植被的净初级生产力并分析其时空格局及影响因素,为深入认识该区域的植被生产力状况提供数据支持。【方法】在原CASA模型基础上,以MODIS卫星数据为依托,对光合有效辐射值提取、最佳区域气温反演、水分胁迫系数演算这3种方法进行了改进,进而估算了四川地区2000-2011年期间的植被净初级生产力(NPP)。【结果】①四川植被NPP的多年平均值为303.27gC/(m2·a),变化范围在285³40gC/(m2·a)之间。②四川植被NPP的季节变化明显,其中夏季是NPP主要积累期;同时由于区域气候变暖导致的物候期延长,秋季NPP的累积量呈逐年上升趋势。③四川植被NPP空间分异明显,总体表现出由东南向西北逐渐减少的趋势,且呈垂直地带性特征明显。④降雨量是驱动NPP的主要因子;温度及光合有效辐射也对NPP影响显著(P<0.001)。【结论】近10年来四川植被NPP变化主要由生长旺季本身变化所致;其时空分布格局总体表现出随温度、水分、光合有效辐射以及海拔增加而增大的趋势;改进后的CASA模型可以有效地模拟四川植被NPP的时空格局特征。     

2000～2013年商洛植被NPP变化及其对气温变化的响应

基于2000²013年的NDVI数据和气象数据,利用CASA模型对商洛地区植被的净初级生产力(NPP)进行了模拟估算。研究结果表明:20002013年的NDVI数据和气象数据,利用CASA模型对商洛地区植被的净初级生产力(NPP)进行了模拟估算。研究结果表明:2000²013年商洛地区的NPP呈显著的增长趋势(P<0.01),年均NPP为841.64 g C/m2;春季、秋季、冬季的NPP在波动中增长,其中春季增长最快,而夏季的NPP呈现出波动下降的趋势。商洛地区的月均NPP与当月、提前1个月、提前2个月、提前3个月的月均气温均呈显著的正相关,但其受当月气温的影响最大。     

基于GIS的陕北黄土高原土地生态系统固碳释氧价值评价

 【目的】定量评价生态系统固定CO2和释放O2功能,是生态系统服务功能研究重要内容之一。论文旨在对土地生态系统固碳释氧价值进行遥感测量和评价,为改善区域生态环境提供参考。【方法】论文依据光合作用方程式,采用遥感估算模型,基于植被NPP（第一性生产力）物质量测算结果,分别测算陕北黄土高原绿色植物固碳释氧物质量。以此为基础,分别采用造林成本法和工业制氧法测算其价值量。探讨陕北黄土高原生态系统固碳释氧价值的时间变化、空间分布。【结果】陕北黄土高原固定CO2的价值在1978、1990、2000和2005年分别为141.27亿元、177.46亿元、170.09亿元和247.08亿元,平均值为187.72亿元;释放O2的价值取两种测评方法的平均值,分别为150.07亿元、188.52亿元、192.97亿元和281.48亿元,年平均值为203.26亿元,比固定CO2的平均值多15.54亿元。从土地利用类型来看,固碳释氧价值表现为林地＞耕地＞牧草地＞园地＞其它类型。【结论】陕北黄土高原北部各县的单位面积固定CO2和释放O2价值普遍低于南部各县,总体上分布沿北部向南部逐渐升高。南部的子午岭和黄龙山具有很高的单位面积价值,如黄龙县、黄陵县、富县和甘泉县。北部农牧交错带和中部黄土沟壑区水土流失比较严重的地区固碳释氧的单位面积价值较低,这与生态环境脆弱有关。     

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。     

基于改进CASA模型的晋北地区植被NPP时空动态及气候影响研究

【目的】探究晋北地区气候和植被类型等因子对植被净初级生产力(NPP)的影响，对于明晰干旱半干旱地区植被对气候变化的响应，以及保障生态脆弱地区植被恢复和可持续发展具有重要参考价值。【方法】基于改进的CASA模型模拟了晋北地区2000-2020年植被NPP，量化了其时空分布格局、变化趋势和空间变异性，并分析了研究期间气候因素与植被NPP的相关关系。【结果】2000-2020年研究区植被NPP年均值(以C计)介于225.28～484.09 g/m²之间，平均值为349.76 g/m²，年均增速为8.75 g/m²。植被NPP年均值呈现出东高西低、南高北低的格局，NPP年均值主要集中在200～400 g/m²，占研究区总面积的65.15%，各植被类型NPP年均值的大小为：林地(691.79 g/m²)>灌丛(492.97 g/m²)>耕地(378.39 g/m²)>草地(343.85 g/m²)>...     

2000～2013年商洛植被NPP变化及其对气温变化的响应

基于2000~2013年的NDVI数据和气象数据,利用CASA模型对商洛地区植被的净初级生产力(NPP)进行了模拟估算。研究结果表明:2000~2013年商洛地区的NPP呈显著的增长趋势(P<0.01),年均NPP为841.64 g C/m2;春季、秋季、冬季的NPP在波动中增长,其中春季增长最快,而夏季的NPP呈现出波动下降的趋势。商洛地区的月均NPP与当月、提前1个月、提前2个月、提前3个月的月均气温均呈显著的正相关,但其受当月气温的影响最大。     

宁夏苹果产业发展现状及对策

1宁夏苹果产业发展现状 1.1基地建设现状 苹果产业是宁夏林业产业的重要组成部分,主产区为银川平原和卫宁平原的引（扬）黄灌区,包括银川市的兴庆区、金凤区、西夏区、贺兰县、永宁县、灵武市;吴忠市的利通区、青铜峡市、红寺堡开发区、同心县;中卫市的沙坡头区、中宁县等。     

2001-2010年内蒙古植被净初级生产力的时空格局及其与气候的关系

利用MODIS NDVI数据、气象数据和植被分类数据,基于改进的光能利用率模型CASA模型对2001-2010年内蒙古不同植被类型净初级生产力(NPP)进行估算,并分析其时空分布特征及对气候因子的响应.结果表明:(1)10年间内蒙古植被年NPP的平均值为340.0 gCm-2a-1,且空间分布呈明显的经度地带性,由西向东的变化速率为每10度增加200.5 gCm-2a-1;(2)不同植被类型NPP有较大差异,森林、草地、农田和荒漠植被的NPP平均值分别为521.9、270.3、405.7和85.3 gCm-2a-1;(3)10年间内蒙古植被NPP总量的平均值为322.7 TgCa-1,波动范围为276.8-354.4 TgCa-1.从NPP年际变化的空间分布来看,阿拉善沙漠、毛乌素沙地西部、河套平原以北地区、浑善达克沙地东西缘和呼伦贝尔平原西北部植被的NPP呈极显著上升,而内蒙古中部的草地植被NPP呈极显著下降;(4)不同植被类型NPP对气候因子的敏感性有较大差异.森林植被NPP主要受温度的限制,而农田、草地和荒漠植被NPP主要受降水量控制.     

基于CASA模型的榆林碳源/汇平衡与生态盈余研究

【目的】基于生态平衡视角,研究“退耕还林还草”工程与能源重化工基地建设对陕西省榆林市碳源/汇平衡及其生态效应的影响过程与机制,以期为研究区制定碳减排与碳增汇政策提供科学依据。【方法】采用研究区能源消费统计数据、归一化植被指数（NDVI）、遥感数据、气象数据等,利用碳排放模型、CASA模型、固碳释氧模型等进行估算与分析。【结果】（1）2005—2009年,榆林市化石能源消费碳排放总量大幅增加,累计碳排放规模为8 576.66×104 t;原煤消费是最主要的碳源;神木县、府谷县、榆阳区的碳排放量合计占到整个区域的95%以上。（2）2005—2009年,榆林市逐年植被净第一性生产力（NPP）平均值呈小幅增加趋势,年均增加6 gC•m-2,佳县、米脂县和子洲县一带NPP增长显著;榆林市NPP平均值表现出“南高北低、东高西低”的格局,低值区域集中在以榆阳区为中心的呈东北-西南走向的区域。（3）2005—2009年,榆林市植被累计固定11 429.3×104 t CO2。（4）2005—2009年,总体上榆林市各年份碳固定总量均大于碳排放总量,且其差额逐年增加,呈现生态盈余等级升高的趋势;同时碳源/汇平衡与生态盈余特征存在显著内部空间分异,神木县、府谷县和榆阳区的生态盈余等级波动明显,生态状况逐年下降,是榆林市碳减排与碳增汇的重点区域。【结论】实施“退耕还林还草”工程,对增加植被碳汇作用显著,提高碳汇林比重是区域碳增汇的有效措施,对促使区域生态环境持续好转与减小生态压力具有现实意义。     

黄土高原水蚀风蚀交错区退耕还林工程前后NDVI时空变化特征

【目的】探究黄土高原退耕还林工程实施前后植被覆盖变化特征,评估生态修复效果,对于制定更为有效的生态修复战略政策具有重要意义。【方法】该研究以黄土高原水蚀风蚀交错区为研究区,以EOT算法为核心,基于GIMMS NDVI数据集和MODIS NDVI数据集的重叠时期数据,构建1982—2000年1 km分辨率的NDVI数据集（EOT NDVI）,并联合MODIS NDVI数据（2001—2019年）,形成1982—2019年逐月1 km NDVI数据集（EM NDVI）,以探究研究区的NDVI时空动态变化。【结果】（1）EOT算法对GIMMS NDVI降采样应用是合理的,同时期EOT NDVI与MODIS NDVI之间的平均误差（ME）、平均值绝对误差（MAE）、均方根误差（RMSE）均较小,且决定系数（R2）较高;（2）1982—2019年年均NDVI呈现先下降后上升趋势,年均NDVI增长速率为0.007 8;（3）1982—2019年植被增长速率呈现空间异质性,且退耕还林工程实施前（1982—2000年）年均NDVI呈下降趋势的地区是退耕还林工程实施后（2001—2019年）年均NDVI增加趋势显著的地区。【结论】研究成果可为评估生态恢复措施实施效果和未来生态环境建设提供理论依据和数据支撑。      

基于5种气候生产力模型的天山北坡主要草地类型NPP计算分析

[目的]通过对天山北坡不同生态区域典型地带性草地的动态监测,为实现草地资源的信息化提供基础资料和参考.[方法]根据大西沟、小渠子、牧业试验站、乌鲁木齐、米泉和柴机湖等6个气象站2004～2009年的气候资料,分别采用Miami模型、Thornthwaite Memorial模型、Chikugo模型、朱志辉模型和周广胜模型对天山北坡8个草地类型自然植被净第一性生产力进行了计算,并进行了反演,分析了各模型估算不同类型天然草地NPP的误差.[结果](1)研究区的均温升高了近0.125 9℃,年降水量降低了2.265 9 mm;(2)5种模型计算的8个草地类型NPP值,虽然在数值上有差异,但变化趋势表现出高度的一致性;(3)精度反演比较显示周广胜模型精度较高,但也有不足,实际应用时需要修正.[结论]在2004～2009年气候"干旱高温"的变化趋势下,各草地类型的生物量随气候变化明显,各模型在一定程度上能反应出NPP的变化趋势.     

石河子绿洲植被净第一性生产力遥感估算研究

[目的]探索适合西北绿洲区的NPP遥感模型,估算石河子绿洲区植被净第一性生产力.[方法]在GIS的支持下,利用卫星遥感数据和气象数据,以光能利用率模型为基础进行研究.[结果]构建了绿洲区植被净第一性生产力NPP估算模型,以1989～2001年的石河子绿洲区植被为例,对13年间的植被净初级生产力进行了估算,得到石河子绿洲区植被净第一性生产力13年平均值为2.086 TgC/a,其年均变化量为0.049 TgC/a,绿洲植被碳密度在237.3～309.3 gC/m2变化.[结论]研究时段内NPP总体呈现增长的趋势,这主要是近年来该区降水、气温以及土地利用方式改变的影响结果.     

黑龙江省宾县农作物格局时空变化特征分析

【目的】农作物时空格局特征分析是微观层面农户农作物选择影响机制研究的基础。通过分析宾县乡镇尺度农作物格局的时空变化特征,为农作物种植结构变化机理机制研究提供依据。【方法】基于黑龙江省宾县1996—2010年乡镇级统计数据,运用数理统计和GIS空间分析等方法,分析宾县过去15年玉米、大豆、水稻3种主要粮食作物和经济作物播种面积数量变化及空间变化特征。【结果】1996—2010年宾县农作物总播种面积增加22.86%,主要是由粮食作物播种面积变化引起。粮食作物播种面积增加32.80%,经济作物减少52.84%,粮经比从88﹕12调整到96﹕4。玉米种植面积大幅增加73.82%,种植比例不断提高,大豆种植面积减少1.05%,水稻种植面积减少29.78%。主要粮食作物空间变化呈现较强的规律性,即玉米种植在全县范围内分布较均衡,大豆种植中心向东南部集中,水稻种植集中到宾县北部和西部地区。【结论】过去15年宾县农作物格局时空变化明显,分析掌握其变化特征,有助于进一步探究其变化的原因,为科学调整县域农作物种植结构、提升农业综合生产能力提供科学依据。     

北京房山区8月份净第一性生产力变化分析

净第一性生产力是评价地表植被状况的重要指标之一,对分析和评价全球和区域生态环境、碳循环等变化具有重要作用.该文借助在CASA模型机理以及区域太阳辐射估算模型基础上建立的区域净第一性生产力估算模型,以房山区为例,分析了北京市郊区19922、001、2004年3年间8月份净第一性生产力的变化.分析结果表明,研究区3年间8月份的NPP分别为152.01、142.83、96.32 g/(m2.月);由于受到各种因素的影响,3年间8月份NPP结构构成不同,1992和2001年均以较高产区的NPP产量最高,其次是高产区和中产区,而2004年则以中产区的NPP产量最高,其次是高产区和低产区,而较高产区的NPP产量最低;1992和2001年各产量水平区的NPP总量在全区NPP总量中的比重,随NPP分区产量水平的提高而逐步提高,较高产区的NPP产量比重分别为:1992年42.26%,2001年37.54%;2004年各产量水平区所占比重变化较大,以中产区最高,占全区NPP总量的42.39%,其次是高产区和低产区,而以较高产区的NPP产量比重最低;通过逐步回归分析可知,在影响研究区NPP变化的各气候因素中,以平均风速、降雨量和实际日照时数影响最为显著,其中尤以降雨量的影响最大.     

基于CASA模型的长顺县夏季NPP时空格局

基于CASA模型估算了长顺县夏季植被净初级生产力(NPP),并分析了2000~2011年期间其时空分布特征。研究表明:2000~2011年期间,长顺县夏季NPP平均为34.51 g C/m~2·m,全县91.65%的区域,NPP值在20~50 g C/m~2·m之间。多年平均夏季NPP的分布呈现明显的地域性差异,总体呈现出由中部落叶阔叶林、针阔混交林及灌木林等植被茂盛的区域逐渐向东西两侧耕地及建设用地区域减少的分布规律;夏季NPP在12年间,其变化整体呈缓慢上升趋势。针阔混交林、落叶阔叶林、灌木林、耕地及草地区域的平均增长率分别为2.77、2.32、2.34、0.99、1.05。地区植被在夏季的固碳量在逐年增加;各乡镇夏季平均NPP在12年内的变化一致。长寨镇、广顺镇、摆所镇、鼓扬镇、代化镇、改尧镇、敦操乡分别以2.16、1.88、2.10、2.17、2.29、2.12、2.51 g C/m2·m的速率增加。     

陕西省植被净第一性生产力时空变化研究

利用1981~2000年GloPEM光能利用率模型数据、土地覆盖数据和中国县域行政区划矢量数据,对陕西省植被净第一性生产力(NPP)总量变化、空间分布格局及其变化特征进行了研究。结果表明,陕西省多年平均NPP总量为1.59×1014gC/a,单位面积年均NPP为771 gC/(m2.a)。20年来,陕西省植被年均NPP在波动中虽然有增加但总量仍呈减少趋势,即从1981年的1.55×1014gC/a减少到2000年的1.50×1014gC/a。陕西省单位面积年均NPP的空间分布格局显著,呈现出由南北向中部递增的趋势。陕西省年均NPP的空间变化明显,其中有43.4%的地区年均NPP增加,主要集中在陕南秦巴山区和关中平原;有56.6%的地区年均NPP减少,主要集中在陕北黄土高原。     

渭河流域长时间序列NPP估算及时空变化特征分析

植被净初级生产力（net primary production，NPP）是生态系统碳循环及能量流动的关键参数，也是生态系统可持续发展的重要生态指标，分析植被NPP的时空变化特征对于区域碳循环研究具有重要意义。利用MODIS反射率数据（MOD09A1）、MODIS NDVI数据（MOD13A3），基于CASA模型估算2001-2018年渭河流域植被NPP，分析植被NPP的时空变化特征，并探讨不同植被类型间NPP的差异性以及高程变化对植被NPP的影响。研究表明:1）2001-2018年，渭河流域植被NPP总体呈波动式增加趋势，年均NPP处于292.59~444.90 gC·m²，年际增加速率为6.23 gC·m²；流域植被NPP具有明显的空间异质性，表现为中东部的六盘山、子午岭和南部秦岭等地区较高，西部和北部的黄土高原地区较低。2）18 a来，除常绿针叶林外，其余植被类型NPP均呈增加趋势。不同植被类型的年均NPP的差异表现为落叶阔叶林（625.70 gC·m²）>常绿针叶林（390.16 gC·m²）>草地（368.49 gC·m²）>农田（344.65 gC·m²）>灌丛（340.17 gC·m²）。3）不同地形条件下植被NPP具有一定差异性，在900~1 300 m（农田、山地落叶小叶林），植被NPP最高；1 700~1 900 m及3 500 m以上区域（稀树灌木草原、灌木），植被NPP最低。     

30年间河北省曲周县土壤速效钾的时空变异 特征及其影响因素

【目的】速效钾是土壤肥力的重要指标之一,与作物产量和品质密切相关。最近10年随着农业结构调整,机械化程度不断提高,秸秆还田等技术的不断推广,迫切需要研究这些因素对土壤速效钾含量时空变化的影响,从而为土壤肥力评价和管理提供指导。【方法】通过野外调查、采样分析和资料搜集得到了河北省曲周县1980年、2000年和2010年3个不同时期耕层土壤速效钾含量的数据,首先对不同时期土壤速效钾含量进行了常规统计和正态性检验;然后应用地质统计学方法分析了不同时期耕层土壤速效钾含量的空间结构特征,结合GIS空间插值、叠置分析和面积统计功能研究了该区耕层土壤速效钾含量的时空变异特征;最后对各种影响因素（土壤质地、土壤类型和土地利用类型）下的土壤速效钾含量进行了方差分析。【结果】3个时期土壤速效钾的平均含量分别为167.1、90.0和87.7 mg•kg-1,2000年的平均含量比1980年减少了46.1%,2010年比2000年减少了2.6%。具体变化为：1980年速效钾含量为I级地（＞200 mg•kg-1）和II级地（150-200 mg•kg-1）的面积比例分别为5.2%和82.9%,而到2000年和2010年时基本减少到无。1980年III级地（100-150 mg•kg-1）的面积比例为11.9%,到2000年增加到22.3%,2010年进一步增加到31.2%。1980年时没有IV级地（50-100 mg•kg-1）,而2000年和2010年该等级面积比例最大,分别为78.7%和68%。1980年、2000年和2010年土壤速效钾的空间相关距离分别为8.1、2.8和9.8 km。前20年变程呈减小的趋势,而后10年变程呈增加的趋势,这是区域因素与随机因素共同作用的结果。不同质地土壤的速效钾含量顺序为：砂土＜砂壤＜轻壤＜中壤＜黏土。潮土的速效钾含量明显高于盐土。各种农用地中,林地的速效钾含量变化最大,1980年和2000年其含量最小,到2010年其含量最大。【结论】30年来曲周县土壤速效钾含量随时间的推移呈递减的趋势,前20年下降很快,后10年表现为总体略有下降,但局部有上升的趋势。土壤类型、土壤质地、土地利用类型和人为管理措施是其主要影响因素。秸秆还田和平衡施肥等措施对于保持和提升土壤速效钾含量起到了非常重要的作用,需进一步大力推广。     

适宜与广西春玉米套种的夏大豆品种筛选试验

【目的】筛选在广西不同地区适宜与春玉米套种的夏大豆品种,提高夏大豆与春玉米套种的单产和良种普及率。【方法】2010年选用4个广西审定和2个国家审定的大豆品种在广西4个有代表性的春玉米产区进行春玉米套种夏大豆品种筛选试验。【结果】除华夏1号在隆安县较对照减产26.64%外,其他品种在各示范县均比对照增产,增产幅度为23.72%～99.89%,增产极显著。【结论】桂夏1号、桂夏2号、桂夏3号、桂夏4号和华夏3号适合在马山县与春玉米套种;桂夏1号、桂夏3号、桂夏4号和华夏3号适合在隆安县与春玉米套种;桂夏1号、桂夏3号、桂夏4号适合在都安县与春玉米套种,重点推广桂夏3号;桂夏1号、桂夏2号、桂夏3号、桂夏4号和华夏3号适合在河池市金城江区与春玉米套种。