珠江流域植被净初级生产力及其时空格局

为阐明珠江流域植被净初级生产力(NPP)变化的整体状况,应用以遥感观测数据驱动的GLO-PEM模式模拟估计的NPP数据,对珠江流域1981~2000年间的地表植被净初级生产力的空间分布及时间序列变化进行了综合分析。研究结果表明:①20年来,珠江流域年均NPP总量为0.60Pg C,占中国总量的19.42%,单位面积的年平均NPP为1328.61 g/(m2.a),是中国平均水平的4.12倍;②从NPP的空间分布看,单位面积的NPP以右江上游山区及珠江三角洲西南部地区等地最高,北盘江上游山区最低;③从各种植被类型来看,以热带常绿阔叶林的平均NPP最大,山地稀树灌木草原的平均NPP最小;④受气候和土地利用变化的影响,20年来珠江流域植被NPP整体上呈现了不显著减少的趋势,单位面积NPP减少了约0.6%。     

2000-2020年和田河中上游植被净初级生产力时空变化及其与气候因子的关系

本文以和田河中上游地区为研究对象,基于MOD17A3数据集、气象数据并结合一元线性回归分析、变异系数、Hurst指数、相关性分析等方法,研究了2000—2020年和田河中上游植被净初级生产力时空变化特征及其与气候因子的关系﹒结论如下：1)2000—2020年和田河中上游NPP总体呈波动上升趋势,2010年NPP值最大,其值为156.09 gCm^-2a^-1;2)2000—2020年和田河中上游NPP空间上呈北高南低的特征,NPP平均值为136.50 gCm^-2a^-1,最大值为505.26 gCm^-2a^-1,且出现在皮山县境内;3)NPP波动较大且NPP值分布较为离散,变异系数平均值为0.48,最大值为3.06,变异系数大于0.3的区域占比达63.00%,NPP未来变化以持续性特征为主,Hurst指数平均值为0.77,呈持续性特征的区域占比达98.02%;4)NPP和降水呈正相关,与气温的相关性不明显﹒     

基于CASA模型的皖江城市带植被净初级生产力时空变化特征研究

运用GIS和RS技术,利用植被、气候和辐射等地面空间数据,基于CASA模型估算2001-2010年之间皖江城市带植被净初级生产力(NPP),并分析其时空变化特征.结果表明:10年之间皖江城市带植被净初级生产力呈减少趋势,其中NPPMAX年均减少速度5.3gC/m2·a,NPPMEAN年均减少率0.513%;10年NPPMAX均值为805.09gC/m2·a,NPPMEAN均值为463.26gC/m2·a;净初级生产力年累计量变化幅度较大,约在30.052-43.483TgC/a之间;年际变化十分明显,最大值出现在2008年,为43.483TgC,最小值在2006年,为30.052TgC,年均减少率0.51%.植被净初级生产力空间格局表现出较大的不均匀性,整体分布状况是以长江为界,长江以南植被净初级生产力较大,但有逐渐变小趋势;长江以北植被净初级生产力较小,却表现出逐渐增加的趋势.     

中国不同植被类型净初级生产力变化特征

收集、统计了1993—2011年所发表的98篇涉及我国不同植被NPP数据（模型模拟估算值和实测值）的代表性论文.分析了我国不同植被类型NPP研究结果及其变化和空间分布特征.结果表明：1）模型模拟和实测NPP值都较高的植被类型有热带雨林、季雨林,常绿阔叶林,常绿针叶林、混交林和落叶阔叶林;2）模型模拟的植被NPP值空间分布规律基本表现为从东南沿海地区依次向西北内陆递减;3）在模型模拟与实测NPP值所共有的9种植被类型中,除耕地、灌丛和草地的模型模拟NPP值略大于实测值,其余6种植被类型均小于实测值;4）不同模型对同一种植被类型的模拟结果之间表现出了极大的差异;5）模型模拟平均值与实测值之间的差异相对较小,采用已提出的模型模拟平均值来估算我国不同植被的NPP是基本可行的.     

1982-1999年我国植被净第一性生产力及其时空变化

基于地理信息系统和卫星遥感技术,利用植被、气候和土壤等地面空间数据,应用CASA模型估算了1982—1999（除1994）年间我国植被年净第一性生产量及其时空变化。结果表明：18年间我国植被净第一性生产量呈增加趋势,平均增加速率为0.024PgC·a^-1,其均值为1.8PgC,其中高寒植被、常绿阔叶林和常绿针叶林的增加速度最快;降水是限制我国植被净第一性生产力的主要因子。     

涪江流域植被净初级生产力时空变化及对气候的响应

为涪江流域内生态环境的保护、自然资源的有效管理以及相应社会和经济发展战略的制订提供科学依据,基于MODIS NPP、年均气温、年降水量和年累计日照时数数据,采用重心法和相关分析研究了2000—2020年涪江流域植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)时空变化及对气候的响应。结果显示：在研究时段内涪江流域植被NPP呈“西北高东南低”的空间格局,多年平均NPP值以植被的碳质量计为56822 g·m-2·a-1,以年均825 g·m-2(R2=0802 3)速率呈波浪式递增趋势,流域植被NPP重心总体向东南方向演进。涪江流域内面积占比为6496%的区域植被NPP变化受气候的影响,植被NPP与气候因子的相关性在宏观上都表现为正相关与负相关并存的空间格局,气候因子对流域植被NPP的影响程度和范围最大的为降水,然后依次是气温和日照。由上述结果可知,2000—2020年涪江流域植被NPP的时序变化存在波动性、空间分布及变化存在不均衡性;降水是影响流域内植被NPP时空变化的主要气候因子;建议在该流域上游地区侧重进行植被恢复、生态保护和预防灾害工作而在中、下游地区注重气象的定点预测与预报工作。     

陆地植被净初级生产力估算及影响因素研究现状

植被净初级生产力(NPP)是植被在自然条件下的生产能力,是表征生态系统质量与功能、研究生态系统碳循环的重要指标.在总结NPP估算方法的基础上,分析了实测法、气象模型、光能利用模型、过程模型的特点;探讨了自然及人为因素对NPP的影响,以期为今后的研究工作起到一定借鉴作用.     

2002-2010年中国陆域植被净初级生产力模拟

基于时间序列MODIS数据和气象数据驱动遥感NPP模型,模拟了2002-2010年的中国陆域植被净初级生产力.采用了重建后的NDVI数据作为模型输入,对不同类型NDVI序列数据的比较发现,重建后的NDVI数据有效地校正了时序MODIS NDVI数据集中的噪声,有助于提高模型模拟的精度.模拟结果表明,中国陆域生态系统净初级生产力的空间分布格局呈现出明显的地带性分异特征.2002-2010年中国陆域植被的年总初级生产力约为3.78×10¹⁵gC/a,春、夏、秋季的植被NPP均值分别为6.40×10¹⁴,1.59×10¹⁵,8.10×10¹⁴gC/a.     

北京市门头沟区2003-2014年植被初级生产力时空变化

采用CASA模型和30 m分辨率Landsat数据生成了门头沟区2003—2014年的植被净初级生产力(NPP)产品,分析了门头沟区NPP的空间分异特征,基于MODIS年NPP产品分析了门头沟区2003—2014年NPP的年际变化特征,基于MODIS植被总初级生产力(GPP)时间序列数据分析了门头沟区典型年份的年内GPP变化特征.结果表明:2003—2014年门头沟区NPP受地形及人为因素影响,低值区主要沿河流谷地及东部河流出山口处分布,在整体区域上呈现四周高、中间低的特征;自2005年以来年际NPP总体平稳,没有明显的增加或减少趋势;GPP年内波动明显,5—9月GPP/NPP的差异对不同年份间GPP/NPP差异的贡献最大.     

基于GIS和RS的河南省植被净初级生产力估算

在GIS和RS支持下,利用改进的CASA模型、地面气象数据和高时空分辨率的SPOT/VEGETATION遥感数据以及河南省土地利用图,研究了2006年河南省植被净初级生产力(NPP)及其时空分布,并对其植被生产总值进行了估算.结果表明,河南省NPP在空间分布上主要受植被类型的分布限制,在时间分布上主要受农业生产影响,河南省2006年植被生产总值约为1 000亿元.该研究结果可以为河南省生态环境的可持续发展及其规划提供科学的数据依据.     

深圳市植被净初级生产力动态及其与气候因子的关系分析

以深圳市为研究区,利用土地利用/覆盖分类数据、MODIS NDVI数据、气象数据,基于光能利用率(carnegieames-stanford approach,CASA)模型对深圳市2000—2014年的净初级生产力(net primary production,NPP)进行了估算,并分析了NPP的时空分布特征及其对气候因子的响应关系.结果表明:深圳市面积NPP为544.19~884.93g·m-2·a-1,总体以2.40g·m-2·a-1的趋势增加,空间分布格局呈西北低、东南高的特点,不同行政区的年均NPP存在明显差异;15a来深圳市NPP的变化呈现出南部增加北部减少的趋势,且增加区域面积是减少区域的1.4倍,其中城镇用地、林地呈增加趋势,耕地、果园、湿地、未利用地呈减少趋势;NPP对温度、降水、太阳辐射的响应存在显著差异,光明新区、龙华新区、龙岗区等北部区域NPP与温度、降水呈现明显的正相关关系,最大偏相关系数分别为0.92、0.95,南山区、福田区、罗湖区等南部区域是城市不透水层、水体高覆盖区,NPP与温度、降水的相关关系较弱.宝安区、南山区、龙华新区交界处的NPP与太阳辐射呈现明显的正相关关系,最大偏相关系数为0.95,龙华新区南部、坪山新区北部等部分区域分布着大面积的城市不透水层,NPP值较低.深圳地区植被NPP动态是受温度、降水、太阳辐射等气候要素变化及城市化引起的土地利用变化等因素共同作用的结果.     

基于地理探测器的山地城市植被净初级生产力时空演变及驱动因素研究——以重庆市为例

为探究植被净初级生产力（net primary productivity, NPP）时空演变特征和主要驱动情况,本研究基于2000—2020年的GLASS-NPP数据,并结合气象、高程（digital elevation model, DEM）、人口密度、土地利用和归一化植被指数（normalized difference vegetation index, NDVI）数据,采用趋势分析、相关性分析和地理探测器模型,定量研究了重庆市2000—2020年间植被NPP的时空演变和影响因子的驱动情况。结果表明：1)2000—2020年,重庆市植被NPP随时间变化呈现出波动上升的趋势,值处于567.56～756.32 g·C/m²/a之间。2)在空间上呈现出“两高一低”的分布状况,全市植被NPP最高值为968.34 g·C/m²/a,最低值为76.23 g·C/m²/a。3)重庆市植被NPP与气温、降水之间均存在显著的相关性,相关系数的均值分别为-0.22和0.31。4)对重庆市植被NPP起主导作用的影响因子为植被覆盖因子、气温因子、海拔因子,并且任意两个因子之间的作用表现为非线性增强,表明多因子之间交互作用为协同交互。文章旨在为地方监测森林植被高质量发展和同类型城市实施生态环境保护提供科技支撑和行动参考。     

贵阳市植被净初级生产力与景观格局时空分布及相关性研究

为研究贵阳市的净初级生产力(NPP)及景观格局时空分布及相关性,采用CASA估算、景观格局指数、空间自相关方法对2000—2019年的遥感数据进行分析.结果表明:贵阳市净初级生产力总体水平较高,多年均值为678.1 g C·(m2·a)-1,由421.1 g C·(m2·a)-1增长到894.9 g C·(m2·a)-...     

1981—2000年内蒙古中部地区植被净初级生产量变化研究

基于AVHRR GLOPEM NPP数据集及相应时段的气候数据集,通过对逐个像元信息的提取与分析,研究了1981—2000年内蒙古中部地区植被净初级生产量退化的状况及其与气候变化的相关性。结果显示:1)该区植被净初级生产量的空间分布大致由东向西呈减少的趋势,年际变化比较明显,尤其是在1990—2000年,减少率达10.32gC/m2.a;2)1981—2000年,植被净初级生产量年际变化的区域差异比较明显;3)植被净初级生产量年际变化与气候因子年际变化的相关性存在比较明显的区域差异;4)不同植被类型对气候变化表现出不同的响应特征,该区降水量年际变化对植被的影响要高于气温年际变化对其的影响。本研究有助于了解内蒙古中部地区植被净初级生产量退化的状况以及影响其退化的气候因素,可为退化植被的生态修复提供有意义的参考。     

干旱对云南省植被净初级生产力的影响研究

基于CASA模型估算云南省1982—2019年植被净初级生产力（NPP）,分析其时空变化特征,并结合标准降水蒸散指数SPEI,探讨不同时间尺度干旱与NPP的关系. 结果表明,随着SPEI积累程度增加,干旱频率大于30%的面积比例也在增加;遭受大规模干旱的年份,植被NPP相对较低,年均NPP与干旱影响范围整体上呈负相关关系,主要集中在滇中高原地区;当干旱面积比例从小于30%上升至30%～40%、40%～50%、50%以上时,NPP分别下降3.3%、4.5%、8.7%;12个月尺度的长期干旱对植被NPP的影响大于中短期干旱;整体上植被NPP对干旱的敏感期出现在5月份和10月份. 但是,不同植被类型对干旱的敏感性响应存在差异,热带森林在6月份对于3个月尺度干旱最为敏感;在8月份对于12个月尺度干旱最为敏感,灌丛、草地、农业植被对3个月尺度干旱最为敏感,高山植被对6个月尺度干旱最为敏感.       

1981-2000年内蒙古中部地区植被净初级生产量变化研究

基于AVHRR GLOPEM NPP数据集及相应时段的气候数据集,通过对逐个像元信息的提取与分析,研究了1981-2000年内蒙古中部地区植被净初级生产量退化的状况及其与气候变化的相关性。结果显示：1）该区植被净初级生产量的空间分布大致由东向西呈减少的趋势,年际变化比较明显,尤其是在1990-2000年,减少率达10.32gC/m²?a;2）1981-2000年,植被净初级生产量年际变化的区域差异比较明显;3）植被净初级生产量年际变化与气候因子年际变化的相关性存在比较明显的区域差异;4）不同植被类型对气候变化表现出不同的响应特征,该区降水量年际变化对植被的影响要高于气温年际变化对其的影响。本研究有助于了解内蒙古中部地区植被净初级生产量退化的状况以及影响其退化的气候因素,可为退化植被的生态修复提供有意义的参考。     

浑善达克沙地稀树疏林草地植被生物量及净初级生产力

 森林和草原等陆地生态系统在全球碳循环中扮演非常重要的角色,而发育在半干旱地区沙地上的疏林草地植被在这方面的作用还不清楚.本文对内蒙古浑善达克沙地榆树(Ulmus pumila L.)疏林草地的生物量、生产力(NPP)以及降水利用效率(RUE)区分不同生境,即固定沙地、半固定沙地、流动沙地、丘间低地、柳灌丛和低湿地进行了研究;分析和比较了植被碳库及NPP的分配情况.结果表明,疏林草地的平均生物量(21.30Mg·hm^-2)与NPP(11.06Mg·hm^-2·a^-1)分别比典型草原地带的平均值高90%和59%,RUE近于后者的2倍,沙地水平上的地下与地上生物量之比为2.9,说明大量的植被碳贮藏于地下,沙地中乔木对生物量和NPP的贡献不大,分别为10%和1.3%,但对于维持疏林草地的完整性具有重要功能.浑善达克沙地的疏林草地生态系统与地带性的典型温带草原不同,应属于一类温带萨王那生态系统类型,合理的管理和恢复措施将有助于其在畜牧业和碳固持方面生态系统服务功能的实现.     

结合冠层密度的森林净初级生产力遥感估测

【目的】 森林冠层密度与林分年龄、植被生长状况有关,在区域森林净初级生产力遥感估测中,结合森林冠层密度以期提高估测精度。【方法】 以广东省韶关市为研究对象,选用2017年Landsat-8 OLI影像、2017年357块森林资源连续清查固定样地数据为主要信息源,分别采用随机森林、多元线性回归、人工神经网络和K最近邻分类法等4种模型,结合森林冠层密度制图器(FCD)进行区域森林净初级生产力特征变量的选取、参数建模、模型精度评价和森林净初级生产力空间制图。【结果】 特征变量中,红光波段(B4)、归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)、叶面积指数(LAI)、缨帽变换土壤植被因子、纹理特征和地形特征在森林净初级生产力反演中有重要作用。将森林冠层密度因子加入反演模型后,4种遥感估测模型精度均有大幅度提高。对4种遥感估测模型进行性能比较,随机森林模型精度最高,其次是多元线性回归模型、人工神经网络模型,K-最近邻分类模型精度最低。研究区内森林净初级生产力平均值为10.689 t/(hm²·a),高森林净初级生产力 [≥18 t/(hm²·a)]林分面积仅占研究区的19.61%,主要分布在海拔较高的西北部。【结论】 结合冠层密度进行森林净初级生产力的建模,可有效提高模型估测精度。     

基于净初级生产力的广西喀斯特区生物多样性维护功能评价

采用MODIS-NDVI数据、气象数据、土地覆被数据,利用光能利用率模型,估算2000～2017年的广西喀斯特区的植被净初级生产力（NPP）,分析广西喀斯特区植被NPP时空演变特征;运用气候方程法,构建广西喀斯特区气候资源空间分析模型,分析广西喀斯特区气候资源时空分布特征;在此基础上,结合地形因子,构建基于 NPP的广西喀斯特区生物多样性维护功能定量评价模型,分析广西喀斯特区生物多样性维护功能空间分布特征。结果表明：广西喀斯特区大部分为生物多样性维护功能重要区,以植被生态系统类型为空间尺度,生物多样性维护功能重要性特征表现为,灌丛＞农田植被＞草丛＞其他;以市县为空间尺度,生物多样性维护功能重要性特征表现为,由南向北、由东向西逐步递增趋势,重要、极重要区占50.6%,主要分布在百色、河池、崇左等国家级、市级山地自然保护区,一般重要区只占24.5%,主要分布贵港、玉林、桂林、贺州、来宾等地市自然灾害发生频繁、人类活动干扰频繁地区。基于较高空间分辨率的NPP,采用“3S”技术开展生物多样性维护功能定量评价,可以为区域生态保护空间精准定位提供技术支撑。