典型干旱区植被净初级生产力的变化特征与气候因子的相关性

以新疆地区为研究区,运用分辨率为1 km×1 km的MODIS遥感影像的植被指数数据,计算像元的净初级生产力(NPP)与降水、温度的偏相关系数,并借助Hurst指数对研究区植被净初级生产力未来趋势进行定量分析.结果 表明:(1)植被净初级生产力1985-1998年处于高位震荡,1999-2008年呈持续下降趋势,2009-2016年基本上保持上升趋势;1985-2016年植被净初级生产力减少了67 g·m-2·a-1,平均植被净初级生产力为154.71 g·m-2·a-1,最大值出现在1987年(176.3g·m-2 ·a-1),最低值出现在2008年(120.87g·m-2·a-1);植被净初级生产力的季节变化速率由大到小的顺序为夏季、春季、秋季.(2)年降水量与植被净初级生产力极显著正相关(P＜O.O1),气温与植被净初级生产力极显著负相关(P＜0.01),降水量和气温的空间布局是影响植被净初级生产力分布的重要控制因素;春季和秋季植被净初级生产力与气温、降水的偏相关系数较为一致,降水为夏季植被净初级生产力的主要气候驱动因子.(3)新疆地区未来植被净初级生产力反持续性的序列的比例为48.07％,持续性的序列的比例为51.93％,因此,新疆地区未来植被净初级生产力变化以持续性减少趋势为主.     

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。     

大渡河流域植被净初级生产力的时空变化及其地形分异特征

为了解大渡河流域2000—2021年植被净初级生产力(NPP)的时空特征和地形变异规律,应用MODIS NPP和地形数据,利用一元线性回归分析和变异系数等方法分析区域植被NPP时空变化特征。结果表明：(1)2000—2021年大渡河流域植被净初级生产力呈波动上升趋势,年均增速为2.009 g·m^-2·a^-1,年平均植被净初级生产力为474.58 g·m^-2·a^-1,大渡河流域植被总净初级生产力的平均值为127.18×10⁶g·m^-2·a^-1,植被改善趋势明显;空间分布整体上呈“南高北低”的分布特征,植被净初级生产力较高的区域主要分布在海拔较低的大渡河流域下游以及大渡河中上游干支流河谷两侧。(2)2000—2021年研究区植被净初级生产力年际变化率较低,平均年际变化率为2.0,植被净初级生产力呈增加趋势的面积比例为89.67%;研究区植被净初级生产力平均变异系数为2.0%,植被状态总体较平稳,变异系数低于20%的面积比例为95.22%。...     

北京山区油松林净初级生产力对气候变化情景的响应

应用BIOME-BGC模型模拟北京十三陵林场油松林净初级生产力对不同气候变化情景的响应。在模拟时设置了本底、CO2浓度加倍、气候变化、CO2浓度和气候同时变化4类8种不同气候情景,其中气候变化设置为温度升高3.5℃、降水增加14%。模拟结果表明:1970—1988年油松净初级生产力(以碳计)的平均值为387.38g·m-2·a-1,有明显的年际变化。油松的净初级生产力正向响应了CO2浓度的倍增,但对净初级生产力积累效果不明显。在气候变化情景下,油松的净初级生产力反向响应了温度升高3.5℃情景,正向响应了降水量增加14%情景,且对降水量的响应十分明显,降水量是控制北京山区油松林净初级生产力的主要因子;CO2浓度、气候变化情景下,CO2浓度倍增和降水的增加会削弱它们对油松林净初级生产力的积累作用。     

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。     

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.     

梁平县植被净初级生产力对气候变化的响应分析

该文采用气候生产力模型对1955—2013年梁平县植被净初级生产力进行了计算,研究在气候变化背景下梁平县植被净初级生产力年际间的变化状况,结果表明:梁平县植被净初级生产力与年降雨量、年平均相对湿度之间是显著正相关,与年平均日照时数之间为显著负相关,其数值为11.357t/(hm2·a),梁平县植被净初级生产力年际间变化波动大,在1982年发生了突变,1982年之前为上升的变化趋势,之后呈现下降的变化趋势。结合全球暖化的气候变化大背景,未来梁平县植被净初级生产力将面临更大的压力,因此需要走可持续发展的道路,发挥梁平县在渝东北生态涵养发展区建设中的积极作用。     

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.     

小兴安岭天然森林沼泽生态系统碳汇功能

为了定量评价小兴安岭森林沼泽生态系统碳汇潜力,在伊春市友好林业局岭峰林场设立了标准地,采用静态暗箱—气相色谱法测量土壤CO2和CH4的排放通量,调查小兴安岭5种天然森林沼泽生物量,并建立了生物量回归模型,以推测乔木净初级生产力。研究结果表明:5种森林沼泽各类植被物种碳质量分数范围为40.2%～49.3%,毛赤杨(Alnus sibirica)沼泽、白桦(Betula platyphylla)沼泽、落叶松(Larix gmelinii)—苔草(Carex schmidtii)沼泽、落叶松—藓类(Moss)沼泽和落叶松—泥炭藓(Sphagnum spp.)沼泽植被净固碳分别为161.202、73.562、42.18、205.02、295.33 g.m-2.a-1,小兴安岭天然毛赤杨沼泽、白桦沼泽、落叶松—苔草沼泽、落叶松—藓类沼泽、落叶松—泥炭藓沼泽土壤排放的碳(包括CH4折算成的碳)分别为226.49、253.57、191.86、169.53、127.33 g.m-2.a-1,小兴安岭天然白桦沼泽、落叶松—苔草沼泽、落叶松—藓类沼泽、落叶松—泥炭藓沼泽生态系统分别是大气CO2净吸收碳汇19.99、50.323、5.491、68.00 g.m-2.a-1,毛赤杨沼泽为大气CO2净排放碳源(65.29 g.m-2.a-1)。     

1973-2003年中国森林生态系统服务功能变化研究

利用1973-2003年间中国6次森林资源清查资料,以及中国生态系统研究网络长期定位观测资料,建立中国森林生态系统评估指标体系及其定量化方法,并对中国森林生态系统服务功能价值及其动态变化进行评价与分析。结果表明：1973-2003年,中国森林生态系统服务功能总价值变动范围为1.940～2.870万亿元·a^-1,单位面积价值变动范围为1.936～2.028万元·hm^-2·a^-1。20世纪70年代末期以前,中国的森林经营以木材利用为主,森林生态系统服务功能总价值减少,之后随着国家开始重视生态建设而呈逐步增加的趋势;而20世纪70年代末期中国森林生态系统服务功能单位面积价值最大,之后开始下降,直到90年代末期才开始恢复增长。     

基于MODIS时间序列数据的竹林地上生物量估算

  目的  基于浙江省中分辨率成像光谱仪(MODIS)时间序列数据,对浙江省竹林地上生物量进行估算,为竹林碳汇遥感监测提供参考。  方法  以MODIS叶面积指数(LAI)、增强型植被指数(EVI)和比值指数(RVI)时间序列数据为变量,利用随机森林模型筛选变量,采用支持向量回归(SVR)模型估算研究区竹林地上生物量。  结果  随机森林模型共筛选出43个对竹林地上生物量影响最大的变量;基于43个变量,采用radial核函数构建的SVR模型预测能力最强,模型训练精度和测试精度分别为0.76和0.72,均方根误差分别为5.15和8.03 Mg·hm?2。浙江省全省竹林地上生物量均值为7.85 Mg·hm?2,总地上生物量为3.31×107 Mg;浙江省竹林地上生物量在各市具有明显的差异性,其中,湖州市、杭州市、金华市、绍兴市和宁波市的竹林地上生物量均值均大于全省均值,湖州市竹林地上生物量均值最大,为13.56 Mg·hm?2,舟山市地上生物量均值最小,为5.72 Mg·hm?2。  结论  耦合了MODIS LAI、EVI、RVI时间序列数据的SVR模型可实现浙江省竹林地上生物量较高精度的估算。图3表1参31     

浙江天童生态公益林养分循环生态服务价值评估

为完善生态服务价值定量评价方法,并推动绿色国民生产总值（GDP）纳入国民经济核算体系,分析了浙江天童生态公益林氮磷养分的储存和流通特征,并对其生态服务价值进行了计算。结果表明：区域尺度上,分布面积是主要决定因素,木荷Schima superba林和木荷-米槠Castanopsis carlesii林总价值最高（分别为673.46和576.05万元·a^－1）,栲树Castanopsis fargesii林、木荷-石栎Lithocarpus glaber群落和毛竹Phyllostachys pubescens林介于中等（分别为219.52,140.65和111.84万元·a^－1）,马尾松Pinus massoniana林、马尾松-木荷林和杉木Cunninghamia lanceolata林最低（分别为30.16和44.30万元·a^－1）。单位面积内,林木生产力和群落结构完整性是决定养分循环服务价值的影响因子,竹林最高（13.01万元·a^－1）,栲树林次之（7.62万元·a^－1）,其他类型较低。表3参14     

杉木林地不同更新方式土壤有机碳垂直分布及储量

比较研究了湖南会同第1代杉木Cunninghamia lanceolata林采伐迹地经不同更新方式转变为第2代杉木林地、自然更新灌木林地、板栗Castanea mollissima林地、柑橘Citrus reticulata林地、芒草Andropogon chinensis地的土壤（0～75cm）有机碳质量分数的垂直分布及其储量。结果表明,林地土壤（0～75cm）有机碳质量分数随着土壤深度的增加而逐渐下降。除了板栗林地30～45cm土层土壤有机碳（SOC）质量分数显著高于芒草地同一土层（P=0.049）外,其余不同林地同一土层SOC质量分数差异不显著（P〉0.05）,SOC平均质量分数大小排序为：板栗林地（14.759g·kg^-1）〉12年生杉木林地（13.537g·kg^-1）〉20年生杉木林地（12.807g·kg^-1）〉自然更新灌木林地（11.656g·kg^-1）〉柑橘林地（10.727g·kg^-1）〉芒草地（10.088g·kg^-1）。土壤碳氮比随着土壤深度的增加而趋于下降,芒草地各土层的碳氮比最低。杉木林采伐后无论是转变为杉木人工林地还是经济林地或者转变为经济林地后因管理不善再转变成芒草地,林地土壤有机碳储量均处于亏损状态,年均降幅最小的是板栗林地,其次为12年生杉木林地和20年生杉木林地。表明在杉木林采伐迹地更新过程中,选择落叶根深型植物更有利于土壤有机碳质量分数和储量的保持。     

围湖造田不同土地利用方式下土壤呼吸季节动态及其对温度的敏感性

[目的]为了研究围湖造田对碳循环以及对区域乃至全球气候变化的影响。[方法]以太湖流域肖甸湖区为试验地,利用LI-6400-09土壤碳通量观测仪,分析了该处围湖造田区香樟（Cinnamomum camphora）林、水杉（Metasequoia glyptostroboides）林、毛竹（Phyllostachys heterocycla）林和农田4种不同典型土地利用方式土壤呼吸的季节动态与温度敏感性。[结果]不同土地利用方式土壤呼吸具有一致的显著季节变化,其季节变化主要受土壤温度的控制。香樟林、水杉林、毛竹林、农田的月平均土壤呼吸速率分别为0.384～3.070、0.603～3.960、0.611～5.850和0.333～4.820μmol/（m2·s）,年变异幅度分别为7.99、6.57、9.57和14.47。香樟林、水杉林、毛竹林、农田的Q10值分别为2.54、2.21、2.82、2.17;林地土壤呼吸对温度的敏感性大于农田。[结论]与相同气候区旱地森林相比,围湖地区土壤呼吸速率较高,Q10值较大,表明在未来全球气候变暖的背景下,围湖地区可能比旱地土壤向大气释放更多的CO2。在研究全球碳循环的过程中,围湖造田对碳循环的影响应给予充分的考虑。     

蒙古国与中国接壤处近10年植被长势遥感监测

为掌握蒙古国植被长势状况,以中蒙边界蒙古国一侧400 km宽范围为监测对象,以SPOT VEGETATION、MODIS Land Cover、MO-DIS NPP为数据源,对该区域近10年植被变化进行监测分析。结果表明,植被初级生产力比较低,主要以NPP500 g/(cm2.a)为主;2000年NPP500 g/(cm2.a)的区域占总面积的45.6%,2010年占46.06%,植被长势变差;2010年灌丛、水体、耕地、未利用地、林地面积比2001年分别减少了16 533.2、878.6、19 920.8、103 265、287.9 km2。2005～2010年段土地利用动态度全部高于2001～2005年段,土地利用类型变化速度加快。2005年中部偏东区降水量的减少是植被覆盖度和NPP降低的主要因素,2005、2010年的西北部是研究区土地利用方式变化最多、灌丛退化最严重的区域,2010年的中部偏东区由于农田的大幅度减少、农作物的减少,人类活动是导致两个区域植被覆盖度下降和NPP减少的主要因素。     

高精度保证下的浙江省森林植被生物量评估

为准确评估浙江省森林植被生物量,以2009年浙江省森林资源连续清查第一手野外调查数据为数据源,以样地为评估基本单元,采用单株生物量模型法(乔木,毛竹Phyllostachys edulis,杂竹,下木和灌木),单位面积生物量模型法(草本)和单位面积生物量法(矮化乔木林、灌木经济林),测算了样地水平的森林植被生物量.在此基础上,运用系统抽样统计方法,将样地水平微观数据转换到全省宏观尺度,评估了全省总体的森林植被生物量,提供了主要评估结果的估计精度和估计区间.结果显示:2009年,浙江省森林植被总生物量为37 010.732×104t.主要森林植被类型中,乔木林群落为29 096.269×104t,竹林群落3 762.964×104t,灌木林群落1 747.953×104t.在P＜0.05的可靠性保证下,森林植被总生物量估计精度为96.64％,估计区间为35 767.171×104～38 254.293×104t;乔木林群落9558％,估计区间为27 810.214×104～30 382324×1 04t;竹林群落89.13％,估计区间为3 353.930×104～4 171.998×104t;灌木林群落90.00％,估计区间为1 573.158×104～1 922.748×104t.可见,采用以上方法测算的浙江省各类森林植被生物量评估结果,均有很高的精度保证和较好可信度.     

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。     

基于ArcGIS的烟台市森林生态系统积累营养物质功能评价

林木营养积累是地球生物化学循环中非常重要的部分,对维持生物与非生物环境间物质交换平衡有重要作用。基于实测,对烟台市森林生态系统积累营养物质功能进行评估,依托ArcGIS进行数据空间分析,以分析营养物质积累在树种间、县区间、地形间的数值和空间差异,结果表明,烟台市森林生态系统积累元素总实物量为11 190.5 t·a^-1,积累N、P、K的物质量分别为6 787.29、776.04、3 627.16 t·a^-1;积累元素的总价值量为16 794.83万元·a^-1,积累N、P、K的价值量分别为14 253.36、543.23、1 998.24万元·a^-1。单位面积积累元素实物量为21.48 kg·hm^-2·a^-1,单位面积价值量为322.2元·hm^-2·a^-1。单位面积森林资源积累营养元素的能力在树种间、县区间、不同地形间存在着不同程度的差异。     

贵州省不同土地利用的碳排放效应和时空格局分析

在相关能源消费和土地利用面积数据基础上,采用碳排放模型的研究方法,分析贵州省2001-2010年不同土地利用方式的碳排放效益和时空格局。结论如下：贵州省碳排放总量2001-2010年以来总体呈增长的趋势,年均增加295.56万t ;建设用地的碳排放贡献率达96.86％以上,且呈递增趋势;2001-2010年贵州省碳排放强度总体呈下降趋势,由2001年的2.21万t ·亿元-1下降到2010年的1.21万t ·亿元-1,下降率为6.95％,远小于16.85％的GDP增长率;碳排放收支不平衡,造成生态赤字;2010年,贵州省净碳排放量存在明显的区域差异,总体上呈现出从西到东逐渐减小的趋势,其中六盘水市、黔西南州属于高排放-低效率（HE-LE）类型,黔东南州、铜仁市、遵义市、安顺市属于低排放-高效率（LE-HE）类型,贵阳市、黔南州、毕节市属于中排放-中效率（M E-M E ）类型。