干旱对湖北省森林植被净初级生产力的影响

20世纪初至今中纬度地区气象干旱频发,而干旱对生态系统生产力及碳循环产生重要影响,森林生态系统作为陆地生态系统最大的碳库,在应对气候变化中发挥着不可替代的作用。净初级生产力作为陆地生态系统碳储备的首要环节,直接表征了区域生产能力和碳平衡调节能力。基于CASA模型估算了2001~2010年湖北省森林植被净初级生产力,基于SPI指数和SAINPP指数探究了干旱对其生产力的影响。结果表明,湖北省气象干旱的范围和强度对森林生态系统净初级生产力影响显著:(1)发生轻度、中度和重度干旱时,NPP分别会降低26.09%,32.67%和38.28%;(2)在大面积遭遇干旱的年份,NPP低值的森林面积明显增加,且干旱范围越广,植被生产力均值越低;(3)森林生态系统生产力降低的面积比例随干旱强度的增加呈线性趋势上升,SPI值小于-0.4,森林生态系统将有一半区域生产力水平降低;当SPI小于-1.6,超过80%的森林生产力都会降低。     

基于遥感的上海崇明东滩湿地典型植被净初级生产力估算

湿地是具有丰富的生物多样性和较高生产力的生态系统,在全球碳循环中占有重要地位。湿地植被净初级生产力（NPP）是衡量湿地生态系统健康状况的重要指标。以上海崇明东滩湿地3种典型植被--芦苇、海三棱藨草、互花米草为研究对象,结合实地调查、实验室测定和遥感技术进行湿地植被净初级生产力估算研究。首先,设置湿地3种典型植被样方,测量植被鲜重、高度、密度、盖度和叶面积指数（LAI）等反映植被生物学特性的特征参数,按不同植被类型分别建立基于LAI的样方NPP回归模型;其次,利用一景相近时相的SPOT5影像,经过几何纠正和辐射定标后,采用面向对象分类方法对影像分类,同时,计算出能较好地反映植被特征和消除土壤背景影响的修正土壤调节植被指数（MSAVI）,建立了基于MSAVI的3种典型植被LAI遥感估测模型;最后,分别根据样方3种典型植被的NPP估测模型以及LAI遥感估测模型,进行尺度化转换,估算出崇明东滩湿地典型植被净初级生产力。模型简单可行,精度较高,可为快速定量评估湿地植被碳贡献及碳储量提供依据     

1996～2015年云贵川草地生态系统生产力的时空格局

云贵川草地是中国草地的重要组成部分,在我国生态文明建设和响应全球气候变化中具有重要的地位,分析其净初级生产力（NPP）变化格局具有重要意义。利用研究区的AVHRR、MODIS遥感影像等数据及周边地区的气象资料,结合改进的CASA模型,对云贵川地区草地1996～2015年20 a间的NPP及草地植被相关生态特征进行估算,并对其时空特征及影响因素进行分析。结果表明：（1）20 a间云贵川草地NDVI值变化规律性明显,97.18%的草地面积年平均NDVImax呈现增加趋势。（2）20 a间云贵川草地NPP总体上呈现出“西北低、西南高、东部居中”的空间格局,年均NPP值为420.85 gC·m-2。 （3）时间格局上,20 a间整个云贵川区域逐年平均NPP值虽然有一定的波动性,但仍以7.2322 gC·m-2·a-1的速率在增加。20 a间夏季NPP平均值最高,为160.25 gC·m-2;春季次之,NPP平均值为 109.10 gC·m-2;秋季与春季相比,NPP值稍低,为106.10 gC·m-2;冬季最低,为54.03 gC·m-2。     

近40年气候变化对江西自然植被净第一性生产力的影响

根据全球气候变化的趋势,采用植被净第一性生产力模型,对江西省南昌、吉安、赣州3地近40年气候变化对自然植被净第一性生产力（NPP）的影响进行研究,并模拟了3地自然植被NPP在未来气候3种水热条件下的变化趋势。此外还以1980年江西全省自然植被NPP为例分析了自然植被NPP的区域分布特征,结果表明：3地近40年自然植被NPP平均值分别为1319 、1311和1320 t/hm2〖DK1〗·a,总体上都呈上升的趋势。 当年均气温增加2℃且降水量增加20%时,NPP值增加了149%~1585%;随着年均气温增加2℃且降水量减少20%,NPP减少了477%~516%;当年均气温增加2℃且降水量不变时,NPP增加了530%~569%。江西自然植被NPP区域分布特征由东、南、西3个方向向北呈放射状分布,随着地形由高山向丘陵、平原的方向变化而减小。     

2000～2015年江汉平原区域植被NPP时空特征及其对气候变化的响应

植被NPP对气候变化的响应是全球变化与陆地生态系统碳循环研究的重要核心内容之一。利用CASA模型估算了2000~2015年江汉平原植被NPP,并利用线性回归与逐像元相关性分析方法定量研究了江汉平原植被NPP的时空变化特征及其与气候因素的相关性。结果表明：（1）16年来江汉平原植被NPP的年总量在25.43~29.76 TgC之间,呈波动增加趋势;（2）江汉平原NPP的空间分布格局具有明显的不均匀特征,形成一系列的高值中心和低值中心,符合“丘陵-平原-河流-城市”的衰减趋势;（3）江汉平原NPP与年降水量、年均温的相关系数分别为0.183 7和0.498 5;经显著性检验可知,江汉平原NPP的产量与年降水量相关性较弱,而与年均温则呈较强的正相关关系;（4）植被NPP与年降水量、年均温呈正相关的像元面积分别占总面积的69.19%和83.41%,主要分布在江汉平原腹部的农耕区域,说明江汉平原农耕区NPP的产量对年降水量与年均温的依赖性较强。     

人工园林大面积种植区植被净初级生产力时空变化研究

云南西南地区自然资源丰富,近年来,随着社会经济的快速发展,橡胶、茶园和桉树等人工园林大规模种植主要占用了天然林和耕地,土地利用结构和空间布局发生了很大变化。为了探讨土地利用/覆被变化对植被净初级生产力（NPP）的影响,以人工园林大面积种植区西盟县为研究区,运用综合模型、CASA模型和MODIS产品（BIOME-BGC模型）,对西盟县2000年、2005年、2010年和2015年各地类NPP的时间变化和空间分布特征进行分析。结果表明：（1）2000~2015年,CASA模型模拟的西盟县NPP呈先减少后增加的趋势,MODIS模型模拟的NPP值变化趋势与CASA模型一致,综合模型则呈现逐年增加的趋势;（2）西盟县NPP的空间分布形态从西至东均呈“低值-高值-低值-高值-低值”（“M”）变化,与西盟县水热资源的分布特征和土地利用/覆被变化有关,西盟县NPP空间变化主要集中于人工园林种植区;（3）3种模型中,CASA模型和MODIS产品（BIOME-BGC模型）比综合模型更适用于地形气候复杂多样的山区NPP的模拟计算,其中CASA模型空间精度更高。     

生态足迹研究现状及基于净初级生产力的计算方法初探

生态足迹是一种有效的再生资源更新能力的定量测度方法,其主要用于评估给定年,给定技术条件下生物圈的再生能力能否满足人类消费需求。本研究对国内外生态足迹模型的理论假设、生态足迹、生物承载力、生态盈余、生态赤字进行了简要介绍;在对国际组织发布的生态足迹报告以及生态足迹文献发表情况进行统计的基础上,回顾了国内外的生态足迹计算方法——基于净初级生产力的计算方法,并与现有的基于全球农业生态区的计算方法进行了比较,探讨了两种方法的优缺点;最后对生态足迹今后的研究重点提出了一些看法和展望。     

2000～2020年岷江上游植被NDVI时空变化及其地形响应

岷江上游地区承载着不可替代的资源支撑、生态服务与环境调节功能,是国家生态红线的水土流失敏感主控区域,也是国家生存与发展重要的自然基础。目前,该区域生态和经济社会过程在空间上的叠加,不仅影响到资源、环境与生态等功能的发挥,而且对岷江流域乃至长江上游的生态安全和区域的可持续发展均构成严重威胁。认识和理解岷江上游植被NDVI时空变化及其地形响应机制,分析植被变化最佳地形位,可以为该地区生态环境建设提供方向指引与科学参考。综合运用遥感与GIS技术对岷江上游植被NDVI时空变化进行分析,并通过空间叠加分析详细探讨了植被NDVI时空变化对海拔、坡度、坡向与地形起伏度等地形因子的响应,结合不同植被变化类型的分布指数进一步明确了不同地形因子背景下植被变化地域分异规律,得出了不同植被变化类型最佳地形位。结果表明：(1)2000～2020年间,岷江上游地区植被覆盖良好且格局稳定,主要沿河谷地带扩散状分布约有26.62%的区域植被显著增长,仅有1.21%的区域植被显著退化;(2)植被变化趋势类型在高程、坡度、坡向与地形起伏度等不同地形位下具有显著不同的分布格局,整体而言不同地形位下面积占比波动较小,分布指数...     

湿沉降对湖泊水质及初级生产力的影响

研究大气湿沉降对湖泊水质及初级生产力的影响对于探讨湖泊富营养化形成机理及其治理和修复具有重要意义。通过控制其是否接受湿沉降来探讨其对湖泊水质及初级生产力的影响,结果表明：(1)湿沉降以N沉降为主,两次湿沉降中N沉降分别占9912%和9893%,其中N沉降中NH4+ N含量较高,分别为190和269 mg/L,P沉降以及Si沉降相对较少;(2)湿沉降所携带的高浓度NH4+ N使得接受湿沉降围隔水体中NH4+ N浓度在降雨前后变化十分显著,在两次湿沉降中分别增长了231倍和187倍,而风浪促使沉积物DSi释放使得未接受湿沉降围隔水体中DSi浓度在降雨前后变化显著,在两次湿沉降中分别增长了158倍和162倍;(3)正常接受湿沉降围隔组在降雨前后其初级生产力有显著差异,初级生产力增长明显：第一次湿沉降实验中,3个时间段分别增长了19130%、5208%和10000%,第二次湿沉降中,3个时间段的初级生产力分别增加了10542%、7396%和6162%;而未接受湿沉降的围隔组其初级生产力变化无显著性差异。分析结果表明大气湿沉降对湖泊水体水质、初级生产力及其日变化影响显著     

植被净初级生产力对极端寒冷天气事件的响应——以2008年贵州省凝冻为例

为揭示区域植被净初级生产力(NPP)对极端寒冷天气事件的响应及恢复过程,以2008年初发生在中国南方的特大凝冻事件为例,基于GIS空间分析技术,以贵州高原为研究对象,利用MODIS250m分辨率NDVI生成的NPP数据,探讨了不同岩性、地貌、植被类型的NPP对极端寒冷天气事件的时空响应特征。结果表明:1)本次凝冻事件导致贵州NPP共损失0.77×106t C,主要分布黔中、黔南和黔西南等喀斯特集中连片区;2)喀斯特岩性区受损程度较非喀斯特岩性区明显严重,受损率分别为28.62%、21.92%,恢复程度差,恢复率分别为91.29%、95.76%;3)在不同喀斯特地貌区内,岩溶高原受损最严重,岩溶槽谷区受损最小,受损率分别为33.00%、21.40%,岩溶断陷盆地恢复最好,岩溶槽谷恢复最差,恢复率分别为106.65%、88.41%;4)各植被类型中灌丛损失最大,混交林最小,损失率分别为28.49%和21.79%,草丛恢复程度最好,灌丛最差,恢复率分别为97.63%、91.33%。综上所述,不同植被在不同岩性、地貌条件下,对极端寒冷天气事件的时空响应特征明显不同,其恢复过程也存在巨大差异。     

近16年金沙江流域植被覆盖时空特征及其对气候的响应

植被覆盖度是生态系统变化的主要指标之一.改善植被观测的时空尺度和植被动态变化及其驱动因素的方法,能够为我们提供更多植被变化的信息,有利于更好地了解该地区生态环境的特征和变化.基于MODIS-EVI数据,使用Sen和Mann-Kendall模型,结合偏相关分析和灰色关联分析(GRA)等方法,探索了金沙江流域近16年植被覆盖的时空演变特征及其气候驱动力.结果表明:(1)在近16年中,金沙江流域的植被覆盖总体上呈增加的趋势,EVI增速为0.011/10a;(2)植被覆盖改善区和退化区面积分别占总面积的55.53％和28.95％;(3)植被覆盖受气温和降水驱动的区域分别占总面积的32.627％和28.265％.在半干旱区,植被覆盖变化主要受降水的影响,而在半湿润和湿润区主要受温度的影响,但地形和植被类型会改变气候与植被覆盖之间的相关性;(4)半干旱区植被覆盖对气候的响应不明显,在半湿润和湿润区植被覆盖对温度的响应要慢于降水,响应时间也随海拔和植被类型的不同而变化.高海拔地区的植被对气候因素的响应要快于低海拔地区,农作物和草地对气候的响应更快,针叶林和混交林对温度的响应要快于降水.     

我国南方不同类型草地生产力及对气候变化的响应

为进一步明晰南方不同类型草地的碳源汇关系,预测未来气候情景下可能的碳循环特征,利用本地参数化的BIOME-BGC模型对2001~2010年低山丘陵草原化草甸、典型草山草坡和典型山地草甸样地净初级生产力(NPP)与净生态系统生产力(NEP)进行了模拟估算。不同类型草地的NPP和NEP 10年间变化趋势不同,低山丘陵草原化草甸、典型草山草坡和典型山地草甸的NPP平均值分别为357.17、232.4和191.96gC/(m2·a);NEP的平均值分别为3.25、21.28和81.96gC/(m2·a)。3种类型草地NPP与温度之间存在显著的正相关关系,NEP与温度之间存在着显著的负相关关系;本模型模拟的NPP和NEP与年平均降水量之间相关性不明显。未来气候情景C1P-1T1下(CO2浓度倍增,年均温增加2℃,降水减少10%),低山丘陵草原化草甸样地NPP增加26.93%,NEP增加160%;典型草山草坡样地NPP增加62.20%,NEP增加153%;典型山地草甸样地NPP增加135%,NEP增加206%。3种南方草地类型在未来气候情景下都将有一定的碳汇增长潜力,其中以典型山地草甸的碳汇潜力最为明显,与降水量相比受温度变化的影响相对较大。     

贵州省不同地貌类型下植被物候时空变化及其对气候的响应

为研究贵州省物候变化特征及其影响因素,基于2002～2017年MCD12Q2数据和气候资料,采用数理统计方法对贵州省植被变化及其对气候变化的响应进行探讨。结果显示:(1)贵州省植被生长始期(SOS)呈现出由东向西逐渐延迟的经向空间分布特征;在各地貌区中,SOS相对较早的是Ⅰ区,而相对较晚的是Ⅵ区。生长末期(EOS)较早的地区相对集中于Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ区的西部地区,而较晚集中于Ⅴ区的东部及北部和IV的西南部。生长季长度(LOS)偏短的地区集中分布于III、Ⅴ区的西部及Ⅵ区,LOS较长的地区集中分布于Ⅰ、Ⅳ区的西部及Ⅴ区的东部。(2)贵州省多年平均SOS为第86 d,Ⅵ区最晚,Ⅰ区最早。多年平均EOS为第333 d,其中Ⅴ区最晚,Ⅱ区最早。16年平均LOS为247 d,Ⅳ区最长,Ⅵ区最短。(3)SOS平均以4.2d·(10a)^-1的速率不显著提前;Ⅵ区提早速率最大;Ⅳ区提早速率最小。EOS以3.9 d·(10a)^-1的速率不显著推迟,Ⅴ区的推迟速率最大,Ⅱ区推迟速率最小。LOS以2.8 d·(10a)^-1的速率延长;Ⅵ区延长速率最...     

鄱阳湖出流水质2004~2014年变化及其对水位变化的响应:对水质监测频率的启示

通过对鄱阳湖湖口2004~2014年以周为单位的水质指标,包括溶解氧（DO）,氨氮（NH₄⁺-N）和高锰酸盐指数（COD_Mn）的变化特征及其与水位响应关系进行分析,并对合理的监测频率进行了探讨。结果表明：（1）就DO,NH₄⁺-N和COD_Mn而言,鄱阳湖出湖水质在2004~2014年没有显著恶化的趋势,然而在年内呈现明显的周期性变化,其浓度与湖泊水位波动有较显著的负相关性（p<0.01）,相关系数分别达到-0.63,-0.67和-0.36;（2）考虑水质指标在湖相状态与河相状态存在显著的差异（p<0.01）,概率密度分布曲线进一步表明,在鄱阳湖呈湖相时,湖口NH₄⁺-N浓度小于0.25 mg/L的概率为93%,而在河相时仅为32.8%。DO与COD_Mn浓度在河湖相的特征与NH₄⁺-N相似。因此,在湖相状态下,鄱阳湖出流水质良好的概率更大,而高水位下的稀释作用可能是影响湖泊年内变化的主要控制因素;（3）时间序列分析表明DO,NH₄⁺-N和COD_Mn存在明显的自相关性,1~2月一次的监测频率基本能够准确的描述NH₄⁺-N和DO的动态变化特征,而COD_Mn仍需要1~2周一次的监测,从而避免过多的损失动态信息。能够为将来更深入的研究湖泊水情与水质定量关系提供基础和思路,从而为湖泊水环境管理和调控提供对策和建议。     

2000～2015年川西高原植被EVI海拔梯度变化及其对气候变化的响应

川西高原植被系统受地形因子影响在垂直方向上空间特征差异明显。以MODIS EVI遥感数据作为植被动态监测指数,结合高程数据分析2000～2015年川西高原植被EVI沿海拔梯度的变化规律,然后根据川西高原内部及附近39个气象站点的气温和降水资料开展川西高原植被EVI变化对气候变化的响应研究。结果表明:(1)川西高原近16年生长季植被EVI以0.8%/10 a的速率波动增加,沿海拔梯度具有先升高后降低的特点,垂直分布特征差异显著;(2)川西高原植被EVI变化趋势整体处于稳定状态,改善面积多于退化面积。在1 000 m的低海拔区域,由于人类活动的干扰,植被退化严重;中等海拔范围内水热条件充足,利于植被生长,植被逐渐得到改善,局部地区有轻微退化现象;在4 000 m的高海拔地带,植被EVI波动幅度较低并趋于稳定;(3)不同高程区间内植被EVI变化受气候影响不同,川西高原高海拔地区植被生长主要受气温控制,而中等海拔地区受降水影响较大。(4)在0.05显著性水平下,川西高原植被EVI变化受非气候因子驱动的面积分布较广,约84.22%;受气候因子驱动的面积占比为15.78%,气温对植被生长和分布的驱动作用强于降水驱动作用。