1993-2015年中国草地净初级生产力格局及其与水热因子的关系

[目的]估算1993-2015年中国草地净初级生产力（net primary productivity，NPP），分析其时空变化格局及与水热因子的关系，了解这一时期中国草地生态系统的生产力水平及其对水热因子变化的响应。[方法]基于长时间序列遥感数据，气象数据和植被类型数据，运用CASA模型（Carnegie-Ames-Stanford Approach）估算草地净初级生产力，利用一元线性回归、二阶偏相关分析以及GIS空间分析方法，探讨草地NPP的变化趋势以及与对水热因子的关系。[结果]①1993-2015年，中国草地NPP年均总量为7.595×10¹⁴ g （以C计），单位面积NPP均值为296.76 g/m²/a。总体上，草地NPP呈现从东部到西部、从南部到北部逐渐减少的空间分布特征。②1993-2015年草地NPP总量以-1.415×10¹² g/a的线性速率（p>0.05）波动式下降。其中，1993-2010年草地NPP总量以-2.312×10¹² g/a的线性速率（p<0.05）显著降低，2011-2015年草地NPP总量以7.00×10¹¹ g/a的线性速率（p>0.05）波动式上升。1993-2015年，NPP呈减少态势的面积大于NPP呈增加态势的面积且40.40%的草地NPP呈现显著性变化。③年际变化上，除去2011年以来草地NPP的波动性变化，草地NPP与太阳总辐射和降水量的二阶偏相关性显著，与年平均气温没有表现出显著的相关关系。空间分布上，草地NPP与太阳辐射显著偏相关的面积 > 与降水显著偏相关的面积 > 与气温显著偏相关的面积。[结论]1993-2015年，中国草地NPP总体上呈现普遍降低、局部改善的变化特征。这种变化主要受到太阳总辐射和降水量的影响，受温度变化的影响较弱。     

我国荒漠植被生产力动态及其与水热因子的关系

为了探讨近30 a来我国干旱区荒漠植被的净初级生产力(NPP)及其与水热因子相关性随时间的变化，运用CASA(Carnegie Ames Stanford approach)模型估算我国荒漠植被1982—2015年生长季的NPP，并运用线性回归和GIS空间分析方法分析了NPP的时空变化特征，利用滑动相关系数分析了荒漠植被NPP与水热因子的关系。结果表明：① 单位面积NPP均值为42 g·m^-2·a^-1，NPP整体水平较低。空间上呈西北部、东部边缘较高，中部、南部和中东部较低的分布特征。② 荒漠植被NPP年均总量为5.783×1013g·a^-1。从荒漠植被NPP的年际变化来看，1982—2015年中国荒漠植被NPP总量以1.64×1012g·(10a)^-1的线性速率（P=0.054）上升，荒漠植被生长状况总体上不断改善，但总量趋势呈现阶段性变化，1982—1993年荒漠植被NPP总量呈极显著增长态势（1.25×1012 g·a^-1，P<0.01）； 1993—2006年NPP总量呈极显著降低态势（-6.42×1011 g·a^-1，P<0.01）； 2006—2015年NPP总量缓慢增长（1.70×1011 g·a^-1，P>0.05）。从空间变化来看，47.65%的荒漠植被NPP呈增加态势，主要分布在阿拉善高原、天山北麓、塔里木盆地西部边缘、柴达木盆地的东南边缘、阿尔金山南麓和昆仑山脉。③ 从荒漠植被NPP与各气候因子之间的相关关系随时间的变化来看，NPP与气温的滑动相关系数随时间的变化保持为负相关，与降水、干燥度的滑动相关系数保持为正相关，与太阳总辐射的滑动相关系数随时间变化并未表现出显著的变化趋势。总体上，荒漠植被与水热因子的相关关系在研究时段均有进一步减弱的态势，即荒漠植被NPP对气候因子的变化愈来愈不敏感。