湘江流域不仅是全国重要的商品粮基地,同时也是我国城市化发展速度较为突出和生态环境变化较为剧烈的地区之一。近年来,工业化和城市化速度加快,传统粗放型经济模式没有得到根本性转变,导致湘江流域的土地利用结构急剧变化,引发诸多严重的生态环境问题,威胁湘江流域经济的可持续发展,危及流域人类的生存基础平台。NPP作为陆地生态系统状况的重要指示器,在全球变化及生态系统碳平衡中起着重要作用;通过研究区内NPP的时空动态及其变化的驱动因子,可以客观反映湘江流域生态环境的现状、变化情况及空间异质性,从而为该区生态系统功能的完善与协调、自然资源的管理与利用以及主体功能区的规划提供依据,支持流域的可持续发展以及湖南省“两型社会”的建设。论文以湘江流域遥感数据(DEM、NPP、TM/ETM+影像)、气象数据、社会经济统计数据以及其它辅助数据为数据源,从像元、子流域等多个尺度分析了湘江流域植被NPP的空间格局及时空动态变化特征;然后从气候及土地利用/覆被变化(LUCC)两个方面研究流域NPP变化的驱动力,利用Pearson相关系数法从整体和像元两个尺度分析了气候变化与湘江流域植被NPP的关系;同时,运用图谱分析方法从子流域、上中下游及整个流域等角度分析湘江流域土地利用的时空动态对植被NPP的影响。研究得出了如下结论:1)从像元尺度分析,2010年湘江流域较大NPP值主要位于各大山脉及大型森林自然保护区,较小值主要分布于城市及城市周边、湘江河流沿岸、湖泊附近地区;从子流域尺度分析,2010年各子流域中年均NPP大于580 g C﹒m-2﹒a-1的有紫溪河、涓水、渌水、浏阳河、捞刀河、石溪河等6个子流域,年均NPP小于520 g C﹒m-2﹒a-1的有舂陵水、宜水、祁水、栗江、滨湖、白河等6个子流域,其中最大为浏阳河流域(616 g C﹒m-2﹒a-1的),最小为滨湖流域(471 g C﹒m-2﹒a-1);从流域尺度分析,2010年湘江流域NPP呈现从东南向西北递减趋势,全区的年均NPP为549 g C﹒m-2﹒a-1,其中NPP在300~700 g C﹒m-2﹒a-1范围的区域约占总面积的91%。2)从像元尺度上看,2000-2010年湘江流域植被NPP的变化主要以不显著减少趋势(66.57%)为主,其中长沙市辖区的NPP呈现极显著减少趋势;从流域尺度上看,2000-2010年湘江流域各子流域的年均NPP均随时间在一定数值范围内上下波动且具有相似的变化特点,总体呈现下降趋势,虽然在某些特定时间点上变化剧烈,但相对变率均处于0.07~0.095,整体上的年际波动程度较小。3)2000-2010年间,流域全区NPP与年均气温、年降水量的相关系数分别为0.132、0.318,整体相关性不显著;从逐像元分析,湘江流域NPP与年均气温和年降水量的相关性均呈现正、负相关性共存,局部地区呈现出较为显著的相关性。经分析可知,极少局部地区(8.91%和5.38%)的植被NPP受气候影响较大,大部分地区的NPP基本不受气候变化的影响或影响非常微小。4)2000-2005年,上游地区土地利用变化不明显,对NPP的影响较小,各子流域NPP上升主要是流域内大范围森林植被长势较好所致。中下游地区由于“退耕还林”或大面积森林植被有效保护和管理,区内子流域NPP有所上升。整体上生态环境有所改善,但是人均NPP离全国人均NPP(1921kg C﹒a-1)还有一定的差距,部分地区(如长沙市辖区)的生态环境问题不容忽视;2005-2010年,城市扩张范围和速度的加大导致中游地区大部分子流域的耕地和林草地向建设用地转换,区内大部分子流域年均NPP都出现下降。下游地区,“退耕还林”政策进一步实施,部分子流域年均NPP比2005年有所上升。在整体变化上,尽管“退耕还林”促进部分地区NPP上升,但由于城市扩张加剧、土地变化范围扩大以及人类活动进一步干扰,整体的年均NPP和人均NPP都下降;2000-2010年,“退耕还林”逐渐深入,尤其后五年林草增幅更大,2010年绝大多数子流域年均NPP比2000年高,但NPP并不全是逐年向好,部分子流域年均NPP在前五年间有所上升,却在后五年下降,这主要是各时段土地利用变化所致。整个流域2010年的平均NPP比2000年高23g C,比2005年低13g C,整体NPP呈现一个先上升后下降的变化过程,城市扩张和“退耕还林”较大程度左右其变化。此外,人口增加、人类活动加剧影响了全区NPP变化,加剧了该区环境承载力,尽管2010年平均NPP高于2000年,但人均NPP却基本持平;整个研究时段内,全区生态系统服务呈潜在下降趋势。本文在如下几个方面有所创新:1)从子流域尺度分析了湘江流域植被NPP的时空动态及其与气候和LUCC的关系。2)湘江流域有关净初级生产力的相关研究还比较少,本文基于MOD17A3数据对此作了初步探索和研究。