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净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)不仅直接反映了植被群落在自然环境条件下的生产能力,而且是判定生态系统碳源/汇和调节生态过程的主要因子。深入研究植被生产力的动态变化,分析其对环境因子的响应模式,预测其未来的变化趋势,对于明确流域植被动态变化特征和机理,评估流域生态环境风险并制定合理的保护措施具有现实意义。本文基于渭河流域2000-2020年MODIS NDVI产品数据、DEM数据、气象数据、土地利用数据等,利用CASA模型估算了2000年、2005年、2010年、2015年及2020年NPP空间分布。首先采用相关性分析、显著性分析等方法研究了NPP时空演变特征及其对各环境因子的响应方式;然后通过设置情景,分析了植被恢复及退化对气候变化及人类活动的响应模式;最后利用CA_Markov模型预测了现有环境条件下,未来十年的NPP空间分布格局。本文得出的主要结论如下:(1)渭河流域NPP总体呈增加趋势,但具有一定的空间差异性。时间上,NPP年均增长19.25C/m2a,各子流域中北洛河状头以上增速最大为2.43g C/m2a,NPP年内变化具有明显的季节性特征,其变化曲线波动规律与物候特征相吻合;空间上,流域NPP整体呈南高北低、东高西低的分布特征,渭河宝鸡峡以上和北洛河状头以上子流域的增长最为显著。表明流域生态系统状况不断得到改善。(2)渭河流域NPP对各环境因子的响应存在一定差异。时间尺度上,NPP对气温变化的响应最为敏感,降水及总太阳辐射的响应程度次之,说明流域植被更易受到气温变化的影响;空间尺度上,流域西部对气温呈显著正响应关系,说明该区域温度的升高会提高植被活跃度,流域中部对降水呈正响应关系,降水的增加为区域植被生长提供了充足的水分,流域西部总太阳辐射呈显著正响应,说明充分的光照作用提升了植被的固碳能力。NPP对高程、坡度、坡向等地形因子的响应明显。NPP随海拔的升高呈双峰型波动曲线,海拔1200-1700m占流域面积比重最大为50.32%,主要分布于流域北部的黄土沟壑区,该区域NPP数值稳定,均值为722.87g C/m~2a。NPP在0-37°的坡度区间随坡度的增加而增加,其中22-37°为NPP高值区间,主要分布于秦岭、子午岭等山脉,在坡度大于37°时NPP随坡度的增加波动性下降。NPP对坡向的响应差异较小但符合水热条件的分布特征,北坡和西坡NPP高于南坡和东坡。NPP对人类活动的响应具有两面性,人口密度的增长对城市建设区NPP具有抑制作用,对城市建成区NPP具有促进作用。土地利用类型变化中,耕地面积的减少、草地面积的增加以及草地NPP均值的增长体现着“退耕还林、还草”以及“宜居城市”政策牵引下人类活动对植被生态的恢复作用,城镇面积的增加体现着城市扩张下人类活动对植被生态的抑制作用。(3)2000-2020年间,渭河流域植被生态主要呈恢复趋势,其中人类因素对植被恢复的影响范围最广,占流域面积的43.48%;气候变化和人类因素共同作用对植被恢复的影响最显著,所导致的NPP恢复速率达26.92g C/m~2a。渭河流域呈植被退化的面积占比较少,仅3.38%,其中人类因素对植被退化的影响最为显著,所导致的NPP年损失率达7.76g C/m~2a。(4)2025年及2030年渭河流域NPP空间分布格局的预测结果表明,在现有环境条件下,未来十年的植被生态仍保持不断改善的趋势。NPP保持不变的区域主要分布于流域东南部关中平原及流域中部黄土高原沟壑区,相比于2020年NPP显著性分析结果,2030年NPP基本不变的类型斑块面积减少47.22%,主要向轻度增加与显著增加转移;呈减少趋势的NPP面积占比约0.18%,主要分布于秦岭南侧渭河支流的城市建设区。整体来看,较高生产力类型与高度生产力类型不断向西、北方向扩张,流域NPP重心向西北部低值区迁移,NPP总体发展状况良好。