宁夏罗山地区2004-2015年NPP时空变化及气候响应

[目的] 揭示罗山保护区植被净初级生产力（NPP）变化规律及气候相关性，为宁夏回族自治区及其周边生态环境保护提供科学依据。[方法] 利用MOD17A3H NPP（2004—2015年）数据、SRTM DEM和罗山周边气象站点（2004—2015年）年均气温和降水数据，运用相关性分析、趋势分析、线性回归分析等方法，分析气候、人口、生态及移民政策等对研究区植被净初级生产力的影响，对区内NPP时空变化特征进行定量化分析。[结果] ①研究区内植被净初级生产力的变化与降水的相关性较高；在核心区，降水与NPP的相关系数R=0.609，置信度p=0.036；在非核心区，相关系数R=0.648，置信度p=0.023；②研究区NPP呈波动增长趋势，速率为0.076 Pg/a（以C计），高于全国NPP增长速率（0.008 Pg/a）； ③2010—2015年大罗山森林覆盖面积有所增长，NPP介于350～500 g/（m²·a）的森林面积是2004—2009年的4倍，小罗山方向基带植被由荒漠向荒漠草原转化； ④研究区以NPP划分的生态格局主要以荒漠为主（64.9%），荒漠草原次之（29.6%），森林占比极低（0.38%）。[结论] 干旱区植被NPP高度依赖降水，罗山地区生态结构有所改善，但森林生态系统仍极端脆弱。     

基于Landsat和MODIS数据融合的农牧区NPP模拟

天山北坡是中国重要的农牧业发展基地,利用遥感数据准确获取植被净初级生产力(Net primary productivity,NPP)的时空信息,对于合理分配农牧业草地资源具有重要意义。由于受到天气影响及卫星传感器受到时间分辨率和空间分辨率的限制,获取既具有中空间分辨率、又具有高时间分辨率的遥感数据比较困难。本文基于中空间分辨率Landsat 8 OLI数据与高时间分辨率MODIS数据,采用遥感数据时空融合STARFM算法,获取中空间分辨率和高时间分辨率序列的遥感数据,以天山北坡中段区域为实验区,结合CASA模型,对区域内植被NPP进行模拟。结果表明,2016年内8个时期,融合后的NDVI数据与对应时刻的Landsat 8 OLI NDVI数据的相关系数不小于0.759,偏差在0.006 2～0.009 4之间,均方根误差在0.074～0.135之间;利用融合数据与CASA模型协同模拟的NPP具有良好的空间细节信息,NPP模拟值与野外实测值决定系数R~2为0.860 1,表明两者具有较好的相关性。本研究为多源遥感影像融合技术与光能利用率模型协同模拟NPP提供了新的思路。     

自然植被净第一性生产力模型及其应用

本文利用中国１２５组天然成熟森林资料及Ｅｆｉｍｏｖａ在ＩＢＰ期间获得的世界各地的２３组森林,草地及荒漠等自然被资料应用及相应的气候资料对目前流行的气候生产力模型;Ｍｉａｍｉ模型,Ｔｏｒｎｔｈｗａｉｔｅ Ｍｅｍｏｒｉａｌ 模型,Ｃｈｉｕｋｇｏ模型,综合模型及北京模型的适用性进行了研究。结果表明：Ｃｈｉｋｕｇｏ模型,北京模型与综合模型都能较好地反应森林净第一性生产力状况,但对于干旱半干旱地区,模型与综     

近42 a黄河源区生长季植被净初级生产力变化及其对气象因子的敏感性分析

利用1971—2012年黄河源区5个气象站逐日气象数据，应用修定的Thornthwaite Memorial模型计算了区域内各站植被生长季（4—10月）NPP，分析了NPP的时空变化特征，同时，探讨了黄河源区NPP对各气象因子的敏感性及各气象要素对源区NPP变化的贡献程度。结果表明：42 a来黄河源区NPP在生长季平均以125.1 kg·hm^-2·a^-1·10a^-1呈逐年上升趋势，期间存在10 a主周期变化和5 a～6 a的次周期变化；源区NPP多年来在空间变化中存在明显的地域差异，具有由南向北、自东到西NPP依次减小的分布特征；黄河源区NPP对最高气温、日照和降水量的敏感性最强，而对风速、相对湿度和最低气温的敏感性相对较弱；气象因子对源区NPP的总和贡献西北部大于东南部，这与NPP多年相对变化的地域分布特点是相一致的。     

耕地净初级生产力及生态服务价值时空分异研究──以甘肃省白银区为例

耕地是人类赖以生存的基本资源,为促进甘肃省白银区耕地的持续健康发展,对研究区耕地净初级生产力(NPP)和生态服务功能的时空分异进行定量分析。结果表明:2004—2014年白银区耕地的NPP和生态服务单位面积价值量略有上升,且耕地的NPP和生态服务单位面积价值在空间分布上有显著的区域差异性,可分成NPP和生态服务价值相对较低的北部区域和相对较高的南部区域。在北部区域,耕地生态服务单位面积价值为4.66万元/(hm~2·a),NPP为3.27 t/(hm~2·a);在南部区域,生态服务单位面积价值为5.46万元/(hm~2·a),NPP为5.38 t/(hm~2·a);白银区耕地的生态服务价值主要以土壤保持和大气调节价值为主,占总价值的76.87%。     

2000-2010年锡林郭勒草原NPP时空变化及其气候响应

利用MODIS MOD17A3植被初级生产力数据产品及地面气象观测数据,研究分析了2000-2010年锡林郭勒盟草原NPP的时空变化特征、各气候因子的年际变化特征及NPP与气候因子的相关关系。结果表明,锡林郭勒盟草原NPP的分布由东向西逐渐减小,值大多分布在0~0.5 kg C·m-2;2001-2010年NPP呈现波动变化,整体呈增加趋势,空间分布上更加趋于均匀分布;2000-2010年,研究区内典型草原和荒漠草原各气候因子的变化趋势大致相同,4-9月累计平均气温、平均相对湿度和累计日照时数呈减小趋势,平均风速呈增加趋势,累计降水量典型草原呈轻微减少趋势,荒漠草原呈增加趋势,趋势斜率分别为-0.026和1.044 5,典型草原大部分气候因子的波动程度大于荒漠草原;研究区内两种类型的草原的NPP均与4-9月累计平均气温、平均日最低气温有较强的负相关关系(显著水平分别为P0.001和P0.01),与累计降水量、平均相对湿度有较强的正相关关系(显著水平为P0.01),与4-9月累计日照时数、平均风速呈负相关关系但相关关系较弱,荒漠草原对气候因子变化的响应总体不如典型草原敏感。     

基于生态系统服务价值和生态安全格局的土地利用格局模拟

河北省沿海经济的快速发展导致滨海土地利用格局快速转变,威胁土地生态安全。针对性核算区域生态系统服务价值,探寻生态安全格局进而优化土地利用格局可为土地利用规划与整治提供决策支持,是保障区域生态安全的必然选择。该文以河北省黄骅市为研究区,利用遥感、气象数据和外业调查数据,采用植被净第一生产力核算生态系统服务价值,借助该价值构建生态安全格局,以生态安全格局为影响因素利用元胞自动机和马尔科夫模型进行不同情境土地利用格局模拟。结果表明:2011年单位面积生态系统服务价值湿地最大,为14.95元/(m2·a),建设用地最小,为2.44元/(m2·a);养分循环功能贡献率最大,为26.89%,净化环境功能贡献率最小,为0.22%;研究区分为生态核心保护区、生态缓冲区、生态恢复区和人类活动核心区,生态核心保护区面积最小,为168.58 km2,生态缓冲区面积最大,为1 400.33 km2;无生态保护情景与生态安全格局保护情景相比较,生态系统服务价值由94.11亿元上升到95.70亿元,生态核心保护区在生态安全格局保护情景下得到完全保护,新增建设用地为0。该研究方法和结果可为区域土地利用总体规划、城市规划和生态环境保护提供技术支撑和决策参考。     

不同放牧制度下短花针茅荒漠草原碳平衡研究

 【目的】从碳平衡的角度为确定荒漠草原合理的放牧管理方式提供依据。【方法】采用野外调查法测定生物量季节动态，密闭气室法测定土壤呼吸动态。【结果】（1）相较于自由放牧，划区轮牧能保持较高的凋落物量、家畜采食量以及地下生物量，在恢复地上植被方面无明显差别，禁牧保持较高的地上生物量、凋落物量及地下生物量；（2）随着放牧的进行和季节水热条件的变化，土壤呼吸呈现不同的变化趋势，自由放牧在干旱季节产生较小的土壤呼吸；（3）生长季内划区轮牧、自由放牧和围栏禁牧下的荒漠草原净生态系统生产力分别为413.78、401.45和416.80 gC&;#8226;m-2&;#8226;a-1。【结论】短花针茅荒漠草原生态系统碳收支表现为碳汇，不同放牧制度对碳收支影响较小，相对而言，划区轮牧较自由放牧有微弱的碳积累优势。     

2000～2013年三江平原北部NPP变化特征分析

应用最小二乘法和逐像元相关分析方法,结合三江平原土地利用变化数据,分析2000～2013年三江平原北部地区年均植被NPP变化情况,获得研究区NPP趋势变化数据及水田扩张与NPP空间相关数据.结果表明,三江平原北部在水田快速扩张驱动下,NPP值先缓慢减少后波动上升,整体为线性增加趋势.NPP具有明显年际增加趋势,基本规律为年均NPP值相对较低区域,增加趋势较弱,反之亦然.水田扩张与NPP值相关性分析表明,由旱地转为水田区域,水田扩张与NPP值变化具有正向相关性;由沼泽湿地和林地转为水田区域,水田扩张与NPP值变化具有负向相关性.研究表明,农田耕作方式是NPP变化重要影响因素之一.     

基于NPP/VIIRS夜光遥感影像的作业灯光围网渔船识别

为对远洋灯光渔船作业信息进行实时动态监测,该研究基于可见光红外辐射仪(visible infrared imaging radiometer suite,VIIRS)夜光遥感影像,根据远洋灯光渔船作业时其集鱼灯灯光在VIIRS白天/夜晚波段(day/night band,DNB)影像上的辐射特征,采用峰值中值指数(spike median index,SMI)对灯光渔船与背景像元间的辐射差异进行拉伸,在此基础上设计了基于最大熵法(maximum entropy method,Max Ent)阈值分割以及局部峰值检测(local spike detection,LSD)的作业远洋灯光渔船识别算法,并采用2015年西北太平洋公海灯光围网渔场内作业渔船船位监控系统(vessel monitoring system,VMS)数据对该算法的识别精度进行检验。验证结果显示,该文提出的作业远洋灯光渔船自动识别算法对实际作业灯光渔船的识别精度在92%以上,可以满足远洋灯光渔船日常监测的需求,可为进一步评估远洋光诱渔业捕捞努力量、推进远洋光诱渔业信息化管理以及打击非法、未申报和无管制的(illegal,unregulated,unreported,IUU)捕捞活动提供技术支持。