【摘 要】
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陆地生态系统是碳元素的重要来源,在全球碳循环中发挥着重要作用。植物作为陆地生态系统的主体,在维持全球陆地生态系统物质循环和能量流动的生态平衡中发挥着重要的作用。新疆属于典型的干旱半干旱气候区,基于气候干燥、水资源贫乏、降水稀少等因素,新疆的干旱特征更为明显,进而造成干旱灾害频繁发生的局面,严重威胁着新疆社会经济发展。而生态系统植被净初级生产力（NPP）能直观地反映干旱所造成的影响。通过定量分析干旱
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陆地生态系统是碳元素的重要来源,在全球碳循环中发挥着重要作用。植物作为陆地生态系统的主体,在维持全球陆地生态系统物质循环和能量流动的生态平衡中发挥着重要的作用。新疆属于典型的干旱半干旱气候区,基于气候干燥、水资源贫乏、降水稀少等因素,新疆的干旱特征更为明显,进而造成干旱灾害频繁发生的局面,严重威胁着新疆社会经济发展。而生态系统植被净初级生产力（NPP）能直观地反映干旱所造成的影响。通过定量分析干旱对新疆植被NPP的影响,可以揭示新疆不同类型植被NPP与干旱变化的特征,为区域生态文明建设提供参考。本文利用MODIS NPP、GLASS NPP、气象数据、土地利用数据等,使用气象干旱综合指数（MCI）、M-K检验、趋势分析法、标准化异常指数法定量解析了新疆2000-2019年干旱时空分布特征、NPP时空特征以及MCI与新疆植被NPP的相关关系和影响。得到的主要结论如下:（1）2000-2019年近20年新疆MCI平均干旱强度为-43.6。由趋势线可知,随着年份的变化,干旱强度逐渐减弱,经对干旱强度M-K检验可得,其突变点出现在2012年。MCI干旱强度与其干旱覆盖范围呈现正相关关系,即干旱强度越强,覆盖范围就越广。新疆年均干旱日数呈由南向北逐渐增加的趋势,年均干旱强度变化南北差异明显,强度空间变化趋势呈自北向南逐渐减弱的状态。春夏秋季新疆地区区域间干旱强度差异较小。南疆地区年平均干旱日数少于北疆地区,此变化与南疆增湿有一定关系。通过旋转经验正交函数（REOF）的时空分析,将新疆分成三个模态:第一模态为主模态,呈北疆西部与其他地区相反格局的分布特征;第二模态为南北疆相反的分布特征;第三模态呈东西部相反格局的分布特征,且各模态干旱强度随时间变化趋势不同。（2）经由MODIS NPP计算得出,NPP均值在2000-2019年间呈增加的趋势,多年间年均值为175.5g C·m-2·a-1,在空间上呈西北高东南低的分布格局,不同植被类型均值大小顺序为林地(214.8g C·m-2·a-1)＞耕地(156g C·m-2·a-1)＞草地(105g C·m-2·a-1)。由多年间NPP变化率及趋势的显著性进行检验可知,新疆NPP变化率大面积呈减少趋势,但趋势并不显著。从海拔和坡度的角度来探讨其对新疆植被NPP的影响,对认识研究区不同海拔和坡度植被固碳分布规律具有积极意义。年均NPP呈随海拔增高而先增后减的特征,在海拔0-1200m范围内NPP值较高,集中在107-135g C·m-2·a-1,占海拔梯度内的比例为41.1%;NPP呈随坡度上升而先增后减的趋势特征,坡度在15-35°范围的NPP较高,为202.1-221.3g C·m-2·a-1。经对MODIS NPP和GLASS NPP产品进行一致性验证,其在空间趋势变化上具有大致相同的分布趋势,有较高的一致性。且经前人利用模型对其进行研究的结果相比,一致性较高,说明利用MODIS数据对新疆植被净初级生产力进行研究,其结果是可行的。（3）本文中对干旱年的定义与前人研究中一致,将2008年定义为干旱年,干旱年发生前,NPP与MCI变化趋势相关性较弱,干旱年后两者相关性增强。多年间NPP变化率大面积呈减少趋势,北疆与南疆具有差异性。研究区多年间夏季NPP均值最高,秋季最低。干旱期间和干旱后MCI与NPP在空间上正负相关系数占比有一定变化,干旱后两者负相关关系占比增加。由干旱期和干旱后不同植被类型与当前年干旱相关关系相比,文中所取的植被类型NPP与前一年干旱之间的相关关系更高,干旱结束后,当前年与前一年的相关系数较干旱期有增加趋势,其中与当前年相关系数更高些,由此可初步判定干旱滞后效应对NPP与MCI间的相关关系具有一定影响。（4）通过干旱对NPP的影响评价,2000-2019年全疆标准化异常指数变化波动幅度较大,整体呈上升趋势。通过计算分析5个典型干旱年份SAINPP的平均值,得出其值为-0.6,其他15a的平均值为0.21,因此,干旱会导致NPP的下降;通过SAINPP和MCI间的相关系数来评价干旱对NPP影响累积滞后效应,干旱对NPP的影响一般发生在当月至9个月范围内,滞后时间长度为3、6、9个月的地区在研究区占比分别为2.05%、28.95%、68.99%。通过SAINPP和MCI间的相关系数来评价干旱对NPP影响累积滞后效应,干旱对NPP的影响一般发生在当月至9个月范围内,滞后时间长度为3、6、9个月的地区在研究区占比分别为2.05%、28.95%、68.99%。
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