基于CASA模型长江流域植被NPP时空演变及与地形因子的关系

植被净初级生产力(net primary productivity, NPP)是评价生态系统固碳能力的重要指标。长江流域作为中国重要的农业生产区和生态安全屏障，深入开展长江流域植被NPP时空变化特征的研究，对了解流域植被生长情况和生物固碳能力具有重要意义。基于CASA模型，反演长江流域植被NPP,分析长江流域2001—2018年不同时空尺度下的植被NPP的演变特征以及与地形因子的关系。结果显示：CASA模型对于长江流域植被NPP的反演效果较好，可以反映研究区的植被NPP的实际状态，长江流域多年植被NPP为572.72 gC/(m²·a)。时间上，长江流域植被NPP年际变化可分为2个阶段，2001—2007年NPP年均值变化明显，呈波动式上升；2008—2018年相对变化趋于平稳，植被NPP年内变化层次感比较明显，夏半年(4—9月)NPP月均值较高，对全年NPP总量的贡献率为77.61%。长江流域植被NPP空间格局上具有明显的差异性，总体呈现自西北向东南递增，长江流域在18年间植被NPP增加的面积大于减少的面积，NPP增加趋势主要分布在岷沱江水系南部、嘉陵江水系西部...     

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%。     

基于MODIS的广西植被NPP时空分异及驱动力分析

为探索广西植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)变化规律及驱动因子,利用遥感数据、土壤数据和海拔高程数据,运用统计学分析方法,对比分析不同城市、土壤、海拔高度的植被NPP变化。结果表明:(1)2000—2015年广西植被NPP值(以碳累积量计)在578.51～870.48 g·m~(-2)·a~(-1)波动变化,总体呈下降趋势。梧州、防城港的植被NPP值较高。(2)广西6.45%区域的植被NPP处于重度变异状态,65.25%区域的植被NPP处于中度变异,28.30%区域的植被NPP处于轻度变异状态。(3)植被NPP对气温降水的变化响应不够显著。(4)红壤、石灰土、粗骨土地区的植被NPP呈下降趋势,而砖红壤地区的植被NPP呈增加趋势。(5)不同海拔高度的植被NPP差异较大,总体变化呈"增加-下降-增加-下降"的趋势。     

喀斯特断陷盆地土地利用对生态系统生产力的影响

为了客观地评估断陷盆地土地利用对生态环境的影响, 从生态系统服务变化反映更深层次的人地之间复杂关系, 本文基于断陷盆地多时间序列土地利用数据和陆地植被净生产力(NPP), 阐明断陷盆地NPP时空变化趋势, 揭示多年间土地利用变化的地类层次变化特征; 运用生命周期评估方法, 定量地分析土地占用和土地转化对石漠化地区陆地植被净生产力的影响, 探讨石漠化治理的生态效益。结果表明: 1) 2000—2015 年间, 断陷盆地大部分区域NPP变化不显著, 少部分区域变化显著, 以上升趋势为主; 2) 在6种地类中, 林地变化平稳, 建设用地增加趋势活跃且强烈, 草地减少趋势活跃且强烈; 3) 林地占用潜在植被生产力与现有NPP之间的差值由西向东逐渐增加, 与林地占用面积减少的空间分布一致, 林地分布影响林地植被净生产力水平; 4) 研究区北部植被自然生长情况较好, 东部地区六盘水市、普安县和陆良县石漠化区域林地植被存在一定程度的天然退化, 林地生态恢复工程效果不明显; 5) 研究区80%的土地转化类型使得NPP增益, 其中使NPP明显提升、有效而普遍的方式是草林转换和退耕还林; 林地转为建设用地则对NPP的损害最大。     

黑河流域年NPP时空变化及其对气候因子的响应

近几十年，生态环境发生明显改变，植被净初级生产力(NPP)成为表征陆地生态系统碳汇状况的重要指标.以中国内陆干旱区黑河流域为研究区，使用1985～2015年逐月栅格NPP、降水和平均气温数据，分别采用Mann-Kendall趋势检验法、Pettitt突变点检验法分析年NPP时空变化特征，基于渔网分析和重心转移模型探索不同空间位置上年NPP重心转移对气候因子重心转移的响应规律，同时揭示年NPP与气候因子的相关响应，最后探讨了地貌分布和气候因子对年NPP变化的影响.结果表明：(1)1985～2015年，黑河流域年NPP显著增加和显著减少面积分别占总面积44.98%和35.27%;(2)黑河流域总面积的80.12%区域年NPP变化存在显著突变点，主要发生在1989～2010年；(3)与1985年相比，2015年在全流域分别有21.69%和26.78%网格数目上年NPP重心转移方向与年降水量和年平均气温重心转移方向一致；(4)气候因子和非气候因子对年NPP变化贡献率的平均值分别为16.13%和83.87%.研究成果有利于了解黑河流域植被碳汇时空特征，从而进一步为黑河流域环境保护政策和规划的制定...     

伊犁地区植被生产力的时空分异及其与地形因子关系研究

基于MODIS·NDVI数据、气象数据和土地利用等数据采用CASA模型定量反演得到2012年—2014年伊犁地区以月为周期,空间分辨率为500 m的植被NPP.分析了研究区植被NPP的时空分布特征,探讨了不同植被类型对NPP的贡献率以及地形因子对NPP的影响.研究结果表明：2012年—2014年伊犁地区植被NPP的年平均值为200 gC·m－2·a－1,空间上呈现出东部大于西部的特征;不同植被类型的月均NPP呈现3～7月增加,7～11月下降的趋势.但不同植被类型月均NPP的变化速率和变换幅度存在较大差异;草地对研究区NPP总量贡献率最大为58.59%,其次是农作物,贡献率为31.45%;针叶林和阔叶林对研究区的贡献率基本相同,分别为3.75%、3.60%;稀疏植被贡献率最小仅为2.61%;研究区年均NPP随海拔和坡度的增加均呈现出先增加后减小的特征;通过验证表明,利用CASA模型对伊犁地区植被NPP估算的结果与MOD17A3产品一致性较好.     

黄土高原植被净初级生产力动态变化研究

植被是陆地生态系统的一个重要组成区域,在区域气候变动和全球碳循环变化中有着重要的角色,而净初级生产力（NPP）是生态系统中进行物质与能量循环所必需的条件,植被净初级生产力的研究已成为生态系统生态学的重要研究领域。本研究采用MOD17A3的数据,运用趋势线性分析的方法、线性回归法,对中国黄土高原地区2000—2015年的陆地植被NPP时空格局和变化情况进行了研究,并研究了影响NPP变化的主要因素,结果显示：中国黄土高原地区植被NPP值在2000—2015年期间变化比较大,总体上呈增加趋势;因受气候变化、人类活动以及地形等因素影响,中国黄土高原陆地植被NPP在不同地区上表现出极为明显的差异,大体上表现出由西至东、由北至南逐渐递增的趋势;2000—2015年来我国黄土高原多数地区的年均植被净生产力与年平均气温、年平均降水量之间均呈现正相关,对植被NPP的影响为正效应。此项研究对我国黄土高原地区生态系统建设的可持续发展具有一定的理论指导意义。     

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.     

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模型的广西植被NPP季节变化研究

植被净初级生产力（Net Primary Productivity，NPP）是判定陆地生态系统碳汇/源的关键要素，不仅直接代表了自然环境条件下植被群落的生产能力，还体现了陆地生态系统的质量水平。本文基于陆地生态系统碳汇模型（CASA模型），利用2019年中分辨率成像光谱仪（MODIS）归一化植被指数（NDVI）数据和其他气象数据，对月、季节、年尺度上的广西植被NPP的空间变化进行估算，分析其时空变化特征，并探讨不同植被类型、气象因子和地形地貌对其的影响。结果表明：2019年广西整体区域的植被NPP平均值为880.56 g C·m^-2·a^-1，植被NPP空间分布呈内陆中心向四周递增、东北部向西南部递增的特点。月植被NPP在时间序列上总体呈现正弦曲线的变化特征，1-8月的植被NPP呈上升趋势，在8月达到峰值，而且9月仍然维持较高值；之后至12月，植被NPP逐步下降。广西植被NPP的季节变化明显，冬季的植被NPP整体最低，区域差异性不突出；夏季的植被NPP整体最高，区域差异性突出。常绿阔叶和混交林分布面积广且其光能利用率较大，对广西植被NPP贡献较大。从月尺度上来看，月植被NPP与月累计降水量主要呈负相关关系，与月平均气温主要呈正相关关系；月平均气温与月植被NPP的偏相关性比月累计降水显著，月平均气温是广西月植被NPP的主要影响因子。在中海拔地区（700-1 300 m），植被NPP并不受喀斯特地质环境背景的影响，喀斯特地区和非喀斯特地区植被NPP相差不大且随着海拔高度的上升趋于稳定。在全球变化背景下，分析广西植被NPP的时空演变规律及其与环境要素之间的关系，可为广西生态环境监测与管理、生物多样性保护、生态服务评估等提供科学参考。     

基于MODIS17A3的呼伦贝尔沙地植被NPP时空格局变化分析

植被净初级生产力(NPP)可以直接反映植物的生产能力.为研究呼伦贝尔沙地植被NPP时空变化情况,本文选用NPP产品数据MODIS17A3进行处理后,结合气温降水以及经济产业数据,利用简单差值法、一元线性回归分析的方法对该地区沙地植被NPP的时空变化以及驱动力进行了分析.经过研究发现:(1)呼伦贝尔沙地地区植被NPP呈现由东向西递减的趋势;(2)植被NPP增长最大的是鄂温克族自治旗与新巴尔虎右旗,而满洲里与海拉尔地区呈现负增长比重较大,分别占到12.2%、6.33%;(3)15年以来该地区总体NPP呈现增长模式,生态恢复比较好.     

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.     

基于TM和ASTER影像的福州市土地利用变化分析

20世纪80年代以来,福州市作为我国首批14个沿海开放城市之一,经历了快速发展时期,其土地利用发生了巨大变化.研究较长时期区域土地利用的时空变化,需要多源遥感数据结合应用.文章基于TM和ASTER遥感影像,提取福州市1988~2004年16年的土地利用变化信息,分析土地利用变化的数量、速率和空间特征.结果表明,福州市在这16年间耕地面积比基期减少了33%,建设用地比基期增加了88%,土地利用类型转换的空间特征反映地貌条件和城市扩展策略的共同制约.研究采用多源遥感数据结合应用的方法,有助于延长区域土地利用变化监测数据的时间序列,可供同类研究借鉴.     

漓江上游水源林地区植被净初级生产力的时空变化

为了定量评估漓江上游水源林地区植被的恢复状况,在森林叶面积指数、生物量等观测数据的基础上,提出多植被指数和地形因素输入神经网络估算山区复杂地形森林叶面积指数方法,修正BEPS模型参数,利用模型和Landsat卫星时序数据估算年净初级生产力NPP,并分析时空变化规律.结果表明,2000～2016年研究区植被NPP整体保持...     

山地新城土地利用/植被覆盖的时空演变规律——以重庆渝北区为例

为探求山地新开发区城市化进程中的土地利用/植被覆盖时空演变规律,以重庆市渝北区为研究对象,利用遥感手段对渝北区1995—2020年历史影像进行解译,结合土地利用转移矩阵,城市空间扩张分异变化分析了渝北区6期的土地利用(land use and climate change, LUCC)时空演变特征;利用高光谱遥感影像分析归一化植被指数(normalized digital vegetation index, NDVI)的时空演变规律,定量评估了LUCC变化对NDVI的影响。结果表明：1995—2020年间渝北区城市建设用地不断扩张以占用农田为主;城市重心略向西南部移动,建设用地偏离紧凑,形状扩张往复杂化发展。渝北区NDVI在1995—2020年间以1%/a的趋势下降,所有土地类型的NDVI均减小;空间上整体呈先增大再减小趋势,2010年后西南部和中东部区域减小明显;夏季NDVI波动最大,冬季最小,夏季植被覆盖主要受气温的影响,秋季主要受降水的影响;四季的NDVI在空间均呈中部向南、北部递增的趋势,与城市空间扩张规律类似。气候波动对渝北区植被覆盖总变化的贡献率为14.22%,其中温度是气...     

杭州湾地区生态-气候监测预警系统及其应用

基于3S技术、中尺度模式及动态植被模式建立了生态-气候监测预警系统,其中包括4个子系统:土地覆盖动态监测系统、城市热岛动态监测系统、城市气候监测系统和植被NPP模拟与监测系统.利用土地覆盖监测系统可以精确地获取各种土地覆盖类型,并分析土地利用覆盖变化;利用土地覆盖监测系统结果、Landsat-TM红外影像及常规气象资料构建城市热岛监测系统,分析该地区城市热岛效应的时空变化:利用土地覆盖分类结果,对改变下垫面进行敏感性试验,模拟城市发展对城市气候的影响,构建城市气候监测系统:利用LPJ模拟杭州湾地区植被NPP及对气候变化的响应,构建植被NPP模拟与监测系统.生态预警系统可以实时监测土地覆盖、城市热岛、城市气候、植被NPP变化.对保护耕地资源、改善生态环境、提高城市人居环境、合理利用气候资源、保持农林业的可持续发展有着重要的指导和现实意义.     

多源数据支持下南昌市2003—2021年城市扩张与植被变化分析

以Landsat数据、DMSP/OLS、NPP/OLS夜间灯光数据、土地利用数据为基础,运用辅助数据比较法提取南昌市城市建成区边界,并从城市空间扩张特征、扩张速度、动态度以及紧凑度4个方面对城市扩张特征进行分析;同时引入NDVI值,提取出城市建成区的平均NDVI值,从建成区NDVI的均值、NDVI比值以及稳定性3个方面...     

基于RS和GIS鄱阳湖湿地生态系统NPP时空分布特征研究

利用MODIS17数据研究鄱阳湖湿地净初级生产力(NPP)时空变化特征,探讨气温和水位变化对鄱阳湖湿地生态系统植被NNP时空分布特征的相关性。研究结果表明,鄱阳湖湿地生态系统NPP时空变化特征为:1)从量的角度来看,其年际变化较小,季节性变化较大;2)时空间分布上,其季节性变化较大,而变异系数高值区主要分布在枯水期的水面淹没范围内;3)主要影响因素为气温、水位,其变化具有较为显著的相关性,且受水位变化的影响大于受气温变化的影响。     

吉林省伊通县植被净初级生产力遥感估算及土壤有机质反演

利用基于过程的Carnegie-Ames-Stanford方法(CASA)模型估算吉林省伊通县2006—2016年植被净初级生产力(NPP),并分析其时空变化情况以及空间分布特征,然后通过分析土壤有机质含量与NPP之间的关系,构建基于NPP的土壤有机质反演模型,利用该模型分析该县土壤有机质的时空分布情况。结果表明:伊通县NPP年积量总体上有所增长,并且一年四季不同时期NPP的积累量变化明显,在春、夏季节增大,夏末秋初时达到峰值,秋季减小,冬季不生产NPP;县域尺度NPP空间分布主要受土地利用类型的影响,具体表现为林地覆盖区NPP值最大,农地耕地分布区的次之,NPP低值集中在居民、工矿用地及未利用地区域;反演的土壤有机质含量数据与NPP数据变化趋势基本一致,说明NPP估算的土壤有机质数据具有参考价值。     

河北省2001-2010年植被NPP时空变化及与气候因子相关性分析

利用中分辨率成像光谱仪MODIS (moderate resolution imaging spectroradiometer)的MOD17A3数据集及气象数据,采用一元线性回归法及相关系数法对河北省2001-2010年植被净初级生产力(NPP)时空动态变化及与气候因子的相关性进行了分析.结果表明:河北省植被NPP多集中在200～400 g/(m2·a).从时间上看,10年间NPP年均值和最大值呈现一定的波动性变化,并呈下降趋势.2004年NPP均值最大,为356.42g/(m2·a),其次是2008年,为314.87 g/(m2·a),2001年最小,为225.13 g/(m2·a).从空间上看,河北省北部年均NPP值呈现从东向西递减、西部从南向北递减的趋势,中部太行山东部分布有1个NPP高值带.2001-2010年10年间河北省植被NPP在0.01检验水平下呈减少趋势的区域占全区植被面积的48.79％,增加的区域占45.54％,大部分地区呈减少趋势.NPP与气温和地温主要为负相关,与降水主要为正相关.总体上看,NPP与地温的相关性最高,与气温的相关性最低,但在局部地区并非如此.