泾河流域植被净初级生产力时空变化特征及其驱动力分析研究 植物学专业VIP免费

摘要植被净初级生产力（NetPrimaryProductivity,NPP）是研究陆地生态系统能量物质循环的重要指标。研究全球或区域植被NPP的变化及其驱动力，将对解决相关生态环境问题提供重要的科学依据。本文以泾河流域为研究区域，利用MODISNPP数据开展2000-2010年间泾河流域植被净初级生产力的时空变化特征研究，同时利用相关性分析法和残差分析法分析气候因子和人类活动对泾河流域植被NPP变化的影响，以期为研究区未来生态建设规划提供科学依据及建议。研究结果表明：（1）2000-2010年间，泾河流域平均植被NPP分布总体呈东南向西北逐渐递减趋势，其年均NPP介于336.49—684.83gC/m2。其中NPP增加区域面积占泾河流域总面积的91.29%，显著增加的面积占研究区总面积的43.53%。（2）2000-2010年间，泾河流域大部分地区温度呈增加趋势，增加面积为79.61%，并且55.4%的区域温度变化与NPP变化呈负相关；大部分地区降水呈下降趋势，面积比例为70.57%，同时83.38%的区域降水与NPP变化呈现正相关关系。总体而言，泾河流域的气候逐渐呈现暖干化趋势，且这种趋势对植被生长起到了一定的抑制作用。（3）2000-2010年间，有93.87%地区的植被NPP变化受到了人类活动的正向影响，各类生态工程建设可能是泾河流域植被NPP增加的主要原因，正向人类活动对泾河流域植被恢复起显著促进作用。因此在今后的生态治理过程中，应重视植被恢复工作的作用，采取切实可行的措施巩固生态建设工程成果，为区域生态的可持续发展打好基础。关键词：泾河流域、植被NPP、时空变化特征、气象因子、人类活动1绪论1.1研究背景及意义植被净初级生产力（NetPrimaryProductivity，NPP）是指植被所固定有机碳中扣除本身呼吸消耗的部分，它是植物生长繁殖的能量来源，是研究陆地生态系统物质能量循环的基础参数，也是研究碳循环的重要环节，能直接反应出区域碳收支水平的平衡及区域生态环境的变化[1]。近些年来，随着社会生产水平的日益提高，人们对自然资源的需求不断增加，生态环境问题日益突出。NPP作为植被及环境变化的指示器，其变化趋势及驱动力分析将为解决相关生态环境问题提供重要科学依据[2]。因此，有关NPP变化模拟及影响因素的研究逐渐成为国内外学者关注的热点内容之一，学者们对全球或区域NPP的研究也越来越得到重视。近年来，随着科学技术的不断发展，遥感影像和GIS技术逐渐取代传统测量方式成为了NPP模拟的主要手段。这样不仅大大减少了研究过程中的工作量，同时实现了区域尺度上的NPP模拟、估算及预测[3]。许多学者们在遥感技术的基础上利用不同估算模型对植被NPP进行估算。如，朴世龙等人[4]利用CASA模型估算了中国陆地净初级生产力并分析其分布情况。Prince等人[5]利用遥感数据，采用GLO-PEM模型估算了植被NPP及其对气象变化的响应。在研究植被NPP变化及驱动力方面，国内外学者普遍认为气候是植被生长和分布的决定性因素，同时植被也反映出区域气候的变化特征，而近年来人类活动的增强同样成为植被NPP变化不可忽略的驱动因素之一[6]，故学者们对植被NPP的变化多从气候和人为活动两方面进行研究。如，Tang等人[7]利用生态模型对新英格兰森林NPP进行估算并分析其对气候的敏感性；潘桂行等人[8]分析人为活动和自然因素对海流兔流域生态的影响，通过区分实际NPP和潜在NPP，发现人为因素是该流域的主要推力；颜凤芹[9]研究发现人类活动是三江平原土地利用发生变化的主要原因，且近年来土地利用的变化使该区域NPP大幅下降。因此，探究植被NPP的变化规律，阐明引起相关变化的驱动因素，将为决策者理解区域环境问题产生的原因，制定解决环境问题的相关对策提供有效的科学依据。泾河是黄河的二级支流，也是黄土高原的重要河流。流域内地貌有山区、丘陵、高原、平原4种类型，其中高原和丘陵区沟壑纵横，沟壑面积占流域总面积50%以上[10]。流域内大多地区经济相对落后，居民生活物质需求和生计来源对当地自然生态系统服务依赖性较大，但由于长期处于粗放经营，生产水平较低，造成植被严重沙化退化。加之泾河以洪水猛烈、输沙量大著称，且区域内地表大多为第四纪黄土覆盖，水土流失愈发严重[11]。随着以退耕还林为代表的一系列生态工程...