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GIS与RS的安徽省NPP模拟及时空分析

NPP（植被净初级生产力）的研究是全球变化的核心内容之一,是估算碳吸收量的重要依据,不仅直接反映了植被群落在自然环境条件下的生产能力,表征陆地生态系统的质量状况,而且是判定生态系统碳汇和调节生态过程的主要因子。在GIS的支持下,利用地面气象数据和MODIS数据,考虑到最大光利用率在不同植被类型中的差异,在CASA模型验证的基础上,估算了安徽省2002～2009年7月份植被净初级生产力,并分析其时空变化。结果表明：①通过与NPP实测资料及其他模型的对比,该模型估算的效果较好,数据获取上也比较容易,模型的可操作性较强。②2002～2009年的8年间,安徽省7月份平均NPP为193．99gC／m2,变化范围为182．25～199．89gC／m2。③安徽省7月份NPP值呈增加趋势,但没有达到显著的水平。④安徽省7月份NPP总体分布趋势是从南向北递减,其中山区NPP最高,水域和城市最低。     

河西走廊植被水碳通量对气候变化和人类活动的响应

河西走廊作为中国西北地区的重要经济发展带,地形多变,生态环境脆弱,在气候急剧变化以及人类活动的影响下,该地区植被水碳通量变化复杂。为探究2000—2020年河西走廊地区的植被生态变化情况,本研究利用参考作物蒸散量（ET0）与植被净初级生产力（NPP）分别表征植被水、碳通量,探究气候以及土地利用变化下2000—2020年河西走廊ET0与NPP的时空变化特征,分析植被水碳通量的主要驱动因素及交互作用。结果表明：在气候趋于暖湿,土地利用变化加速的背景下,2000—2020年ET0与NPP均呈现显著上升趋势,平均相对湿度与日照时长分别是ET0与NPP变化的主要驱动因素,ET0均值空间格局特征为“西高东低”,NPP均值为“南高北低”。气候变化加剧了河西走廊地区的植被蒸散发,人类活动使得21年来河西走廊地区荒漠化土地面积减小,其对区域植被水碳通量的干预作用大,植被生产力显著增加,因此生态环境持续向好。     

皇甫川流域生态系统生产力时空特征分析

利用1961～2010年皇甫川流域主要气候要素数据和1979～2000年准格尔旗统计数据,采用净初级生产力（NPP）计算模型和数理统计方法,分析了该流域陆地植被NPP和农业生态系统生产功能（粮食生产）的时空特征。研究表明：①1961～2010年皇甫川流域NPP的总体变化趋势不明显,但年际变化显著。各乡镇NPP动态变化一致,且年际变化显著。流域NPP空间差异明显,东南部较高、西北部相对较低,与降水量的空间分布一致。②1979～2000年皇甫川流域各乡镇粮食单产增长趋势明显,且年际波动显著,在有些年份降水量对粮食单产的影响是决定性的。粮食单产空间差异明显,北部高,东南部居中,西部低。③皇甫川流域NPP和粮食单产的时间相关性较为显著,而空间相关性不明显。这与NPP主要受自然条件影响,而粮食生产受到自然条件、农业政策和科技投入等综合影响有关。     

贵州省陆地净初级生产力的季节变化研究

了解不同季节陆地净初级生产力（NPP）的变化及与气候的相互关系以及其空间分布对深刻理解贵州陆地生态系统对全国气候变化的响应和陆地碳循环研究具有重要意义．本文使用1981—2000年间GLO—PEM模型模拟的贵州陆地NPP数据和同期气温、降水等数据,研究不同季节贵州陆地植被NPP的变化．结果表明,在1981—2000年期间,春季和秋季NPP都呈显著增加趋势,夏季和冬季NPP都呈减少趋势,春季是NPP增加速率最快的季节,夏季是NPP减少速率最快的季节．夏季NPP增加最高的区域分布于贵州南部的多数地区;夏季NPP降低最多的区域分布于贵州西北部．     

贵州省陆地净初级生产力的季节变化研究

了解不同季节陆地净初级生产力(NPP)的变化及与气候的相互关系以及其空间分布对深刻理解贵州陆地生态系统对全国气候变化的响应和陆地碳循环研究具有重要意义. 本文使用1981-2000年间GLO-PEM模型模拟的贵州陆地NPP数据和同期气温、降水等数据, 研究不同季节贵州陆地植被NPP的变化. 结果表明, 在1981-2000年期间, 春季和秋季NPP都呈显著增加趋势, 夏季和冬季NPP都呈减少趋势, 春季是NPP增加速率最快的季节, 夏季是NPP减少速率最快的季节. 夏季NPP增加最高的区域分布于贵州南部的多数地区; 夏季NPP降低最多的区域分布于贵州西北部.     

基于CASA模型的天津地区植被净初级生产力及植被碳汇量估测

为探明天津地区植被固碳水平和影响因素,基于MODIS数据、地区气象和植被类型数据,利用CASA模型估算2011—2020年天津地区陆地植被净初级生产力(NPP),并在此基础上估算植被净生态系统生产力(NEP)。结果表明：(1)天津地区NPP在2011—2020年间呈波动上升趋势,多年均值为380.11 g C·m^-2·a^-1;(2)研究区NEP总体呈上升趋势,与2011年相比,2020年碳汇能力增加了15.79 gC·m^-2·a^-1,近10年均值为82.10 gC·m^-2·a^-1;(3)研究期内天津碳源区面积占94.8%,碳汇区仅占5.2%,总体表现为碳源;(4)NEP与年均温和降水量均呈正相关,偏相关系数分别为0.25和0.035,说明气温是影响该区域生态系统碳源/碳汇的主要自然因素。综上,10年间随着生态保护工程的实施,天津地区植被固碳能力显著提升。     

陆地生态系统碳氮过程对大气CO_2浓度升高的响应与反馈

大气二氧化碳(CO_2)浓度升高是影响陆地生态系统碳氮循环的主要气候变化因子之一。大气CO_2浓度升高促进植被生长和光合产物积累,进而增加土壤碳库储量。同时,大气CO_2浓度升高引起土壤生物和非生物环境的改变会导致土壤温室气体排放的变化,形成对气候变化的反馈效应。目前,国际上有关大气CO_2浓度升高导致陆地生态系统碳汇效应的增加与其所引起的土壤温室气体排放之间的消长关系并不清楚。深入研究和了解陆地生态系统碳氮循环过程对大气CO_2浓度升高的响应和反馈机制对定量评估全球变化背景下陆地生态系统和土壤的固碳潜力具有十分重要的意义。本文综述了陆地生态系统碳氮循环过程对大气CO_2浓度升高的响应和反馈机制及主要驱动因子,发现大气CO_2浓度升高显著促进植被生物量碳的累积和土壤温室气体排放、增加土壤碳氮库储量,但却明显减少土壤活性氮源的供给。大气CO_2浓度升高可降低旱地CH4吸收汇的功能。大气CO_2浓度升高导致温室气体排放增加的源效应完全抵消土壤的碳汇效应,并且抵消近50%以上的陆地生态系统固碳潜力,且随其在大气中富集强度的增加呈减弱趋势。本文还提出大气CO_2浓度升高条件下影响土壤-大气温室气体交换的主要生物和环境控制因子,为气候变化背景下陆地生态系统的碳平衡估算研究提供重要理论基础。     

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...     

基于MOD17A3的介休市植被NPP变化分析

基于RS和GIS技术,利用2001—2010年的MOD17A3数据对山西省介休市的陆地植被净初级生产力(NPP)进行了动态监测,定量研究了其变化趋势,通过研究不同年份的土地利用变化,分析其产生变化的原因。结果表明,2001—2010年介休市陆地植被净初级生产力基本呈增加趋势,不同地区的年均NPP值及其变化特征各不相同,北部平川地区和南部山区的年均NPP值明显高于中部丘陵区。经综合分析,土地利用变化与植被覆盖度成为影响介休市植被净初级生产力的主要因素。     

黑龙江省气候变化趋势对自然植被第一性净生产力的影响

自然植被第一性净生产力(Net primary productivity,NPP)可能是对气候变化反应最为敏感的生态环境因素之一,研究气候变化对NPP的影响可为保护及合理利用自然植被资源提供理论依据。本研究利用黑龙江省1961~2003年逐日气象资料,采用NPP综合研究模型和气候变化趋势分析的数学方法,研究了黑龙江省近43年来气候和自然植被NPP及其变化趋势的时空特征。结果表明,黑龙江省近43年来年平均气温和年降水量总体上呈增加趋势,年平均气温变率和年降水量变化趋势百分率10年分别为0.38℃和0.49%;日平均辐射量总体呈下降趋势,日平均辐射量变化趋势百分率10年为-0.86%,各地气候要素(年平均气温、年降水量、日平均辐射量)及变化趋势存在空间差异。自然植被NPP在时间变化上呈增加趋势,NPP的平均变率10年为0.077 t/hm2;自然植被NPP及其变化趋势存在空间差异。黑龙江省中、东部湿润且热量较好地区,自然植被NPP值较高;西部干旱地区和北部大兴安岭寒温带热量资源匮乏地区,自然植被NPP值较低。气候要素及其变化趋势的空间差异对自然植被NPP及其变化趋势的空间差异具有重要影响,自然植被NPP的时间分布特征与黑龙江省年平均气温、年降水量的时间分布特征基本一致;在黑龙江省近43年来气温趋势增高的背景下,自然植被NPP变率的空间变化与年降水量变化趋势百分率的空间变化基本一致,限制黑龙江省自然植被NPP的主要原因是水分供应相对不足,在黑龙江省西部地区松嫩平原表现特别明显。自然植被NPP的变率与年平均气温变率、年降水量变化趋势百分率呈正相关,与日平均辐射量变化趋势百分率呈负相关。     

基于LUE模型的长江源流域NPP时空变化特征分析

长江源流域具有独特的高寒植被生态系统,研究植被净初级生产力变化及其与气候因子的关系,能够反映生态系统对全球变化的响应。利用改进的遥感光能利用率模型(LUE)模拟了2001-2010年长江源流域植被NPP时空变化特征,结合同期气温和降水数据,运用趋势分析法和偏相关分析法,研究了植被NPP对气候因子的响应特征。结果表明:1)植被多年平均NPP值为171.83gC/m~2/a,高寒针叶林NPP值最大(392.64gC/m~2/a),高寒草原最小(70.41gC/m~2/a)。而高寒草甸和高寒草原分布最广,占植被NPP总量的86.6%。2)植被NPP呈增加的趋势(6.39gC/m~2/a),增加趋势不显著,在水热条件的影响下,植被NPP增长呈现出空间异质性,增加幅度由东南向西北逐渐减少。不同植被类型的NPP增长趋势不同,其中高寒针叶林、灌丛、高寒草甸、高寒草原和高山垫状植被的NPP增长率分别为15.98、12.61、3.13、2.69和1.01gC/m~2/a。3)植被NPP相比于降水,对温度的敏感性更高。近10a温度的显著增加是导致植被NPP增加的主要因素。研究结果有利于把握长江源流域高寒生态系统功能特征,为生态规划建设提供科学依据。     

基于MODIS数据的安徽淮河流域陆地植被净初级生产力分析

淮河流域作为全球变化的敏感区域,分析其植被生产力变化特征具有重要意义。基于EOS/MODIS卫星遥感资料,对安徽淮河流域植被净初级生产力(NPP)变化的时空特征进行了分析。结果表明:2000-2006年安徽淮河流域年平均NPP为336.62gc/m2,其中,2004年NPP最大,为380.73gc/m2,2000年最小,为298.76gc/m2;根据年NPP分布显示,淮河以南地区的植被生长状况要好于淮河以北地区,在淮河以南地区,长江以南的植被生长状况要好于长江以北地区,主要因为这些地区多为森林,植被覆盖度高。2000-2006年间,安徽淮河流域NPP总体呈增加趋势,淮河沿岸NPP增加明显。     

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。     

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)>...     

苏州市吴中区生态环境质量现状定量评估与分析

生态环境是人类生存及社会经济持续发展的基础,经济的快速增长有效提高了人民生活水平,但同时对生态环境也造成了一定的影响。为了更好地了解经济发展和城市化对城市生态环境的影响程度,定量评估其影响水平,以苏州市吴中区为研究对象,选取生态承载力、土地利用变化、植被净初级生产力(NPP)和生态因子指数等4个指标对苏州市吴中区的生态环境质量进行定量评估和分析。结果表明:(1)苏州市吴中区人均生态承载力为0.273 4~0.104 4 hm2,表现出较为明显的生态赤字。在2005—2012年间,人均生态承载力、生态足迹和生态赤字分别下降62%,48%和46%,但从生态足迹和承载力来看,生态赤字现象仍较为严重。(2)2000—2013年间,苏州市吴中区植被NPP平均值以C计减少了0.12 g·m-2,固碳总量减少了0.8×109 g·a-1,表明吴中地区各类生态系统的固碳能力和生产能力呈现下降趋势。(3)2000—2013年间,苏州市吴中区共有406.41 km2土地覆被发生转化。其中,共有139.53 km2土地转化成人工表面,主要来源于农田、植被和水田,转化面积分别为76.16,30.01和24.25km2。(4)虽然吴中区自然生态绿化面积在增加,但植被厚度、生物多样性、生态能力和碳汇量在减少,其生态环境质量呈变差趋势。因此,最终结果是吴中区因受到经济开发和城市化的影响较大及生态保护措施不利,近10年来其总体生态环境质量呈下降趋势,其发展与保护的矛盾仍很尖锐。     

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。     

淮河流域植被净初级生产力与干旱的相关性分析

基于CASA(Carnegie-Ames-Stanford approach)模型估算2001—2016年淮河流域植被净初级生产力,分析其时空变化特征,并结合降水距平百分率,探讨干旱对植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)的影响。结果表明,2001—2016年淮河流域年均NPP值呈现递减趋势,递减速率为-2.22 g C/(m~2·年);淮河流域年均NPP值空间分布差异明显,表现为河南南部和安徽南部地区植被NPP减少明显,而处于增长趋势的区域主要位于山东省和江苏省大部分地区;随着干旱影响范围的增加,淮河流域年均植被NPP呈降低趋势。干旱与植被NPP呈正相关的区域占整个流域总面积的93.1%,两者呈明显正相关的地区横穿山东省中部和安徽省东北部。综合研究结果可知,淮河流域干旱对植被净初级生产力影响明显。     

土地利用变化对植被碳储量的影响——以安徽省芜湖县为例

土地利用/植被覆盖是影响陆地上植被碳循环重要因子之一.该研究采用2000、2005、2010年3期的遥感影像,综合运用GIS和RS技术提取芜湖县2000 ～2010年土地利用变化数据,再根据前人对植被净初级生产力的研究成果,估算芜湖县土地利用变化对植被碳储量的影响.结果表明:在2000～2005年期间,约33.60 km2耕地与19.50 km2林地转化为草地、水域和建设用地,使得芜湖县植被碳储量约减少了9.54×103 t.2005 ～ 2010年林地及草地大面积转化为建设用地,致使植被碳储量持续下降了约9.51×103 t.该研究表明芜湖县植被碳储量减少趋势较为明显,其中林地面积变化对芜湖县植被碳储量影响最大.     

2000-2013年秦岭林区植被净初级生产力时空分布特征及其驱动因素

秦岭林地是我国南北气候分水岭同时也是陕西省重要林区,研究秦岭地区植被NPP变化有助于了解该区域植被生长状况及固碳能力。使用MODIS17A3数据及各环境因子数据,通过应用GIS及数学统计等方法,分析了秦岭林区植被NPP的时空变化格局及其与环境因子间关系。结果表明,秦岭林地植被NPP均值呈现西高东低的特征, 2000-2013年植被NPP均值在400～600 gC·m^-2·a^-1之间;研究区内NPP年际变化上升趋势;在具有地理意义的区间上,200～1 500 m的高程区间及2°～25°坡度区间内植被NPP均值及总量较高,1 500 m以上及25°以上区间植被NPP均值与总量均呈下降趋势;阔叶林及灌丛占植被类型的60.36%,所占NPP总量达162.38 TgC·a^-1,粘土及粘壤土所占NPP总量达151.39 TgC·a^-1,所有植被类型及土壤类型NPP年际变化均呈上升趋势;NPP与年均气温相关性较与年降雨量高,但65.55%的区域未通过显著性检验。