黑龙江流域植被净初级生产力估算及影响因素研究

来源 :哈尔滨师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:candry
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黑龙江流域面积广阔,植被类型复杂多样,生物多样性丰富,研究区植被及其生态功能对全球气候变化非常敏感。植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)是一个用来表示地表植被生长状况的指标,对评估生态系统的结构方面起到重要的作用,植被在生态系统碳循环以及维持系统碳平衡中的作用越来越重要。本文基于CASA模型,利用2001-2020年MODIS13A3-NDVI数据、植被覆盖类型数据、降水、温度和太阳辐射数据,对黑龙江流域植被净初级生产力进行模拟,探究长时间序列下黑龙江流域内植被NPP的时空分布格局和变化特征,运用相关分析法,结合气温、降水和植被覆盖度数据,探讨植被NPP变化的驱动力因素,对黑龙江流域植被生产力的提高、环境保护以及今后的发展规划等方面都具有重要的参考意义。通过研究得到以下3个方面的结论:1、黑龙江流域植被NPP时空变化特征及稳定性(1)从NPP的时间变化上看,黑龙江流域植被NPP时间变化呈上升趋势,且变化波动较为稳定。(2)从NPP的空间分布及变化趋势上看,近20年来黑龙江流域植被NPP整体特点为“南高北低、东高西低”。黑龙江流域植被净初级生产力年均值为302.34g C·m-2·a-1,2001-2020年黑龙江流域年均植被NPP范围为0-615.29g C·m-2·a-1。研究区呈增加趋势和减少区域比例分别为65.97%和34.03%。(3)从NPP的空间变化稳定性上看,变化呈稳定和非常稳定的区域覆盖面积分别占67.62%和0.58%。2、不同影响因子的时空变化特征(1)2001-2020年黑龙江流域的年平均气温整体呈现出不显著增加的趋势,多年平均气温为-0.62℃。东南部区域呈增加趋势区域,占比30.79%,在研究区北部有69.21%的区域气温呈减少趋势。(2)2001-2020年黑龙江流域降水量整体呈现出缓慢增加的趋势,多年平均年降水量为599.07mm。西北部和东部的大部分区域降水呈减少趋势,占比51.32%,呈增加趋势的区域大多在研究区中部,占比48.68%。(3)从FVC的时间变化上看,呈显著增长趋势变化较小,基本保持在一个较为稳定的状态。从FVC的变化趋势上看,研究区东部地区的植被覆盖水平整体较高;FVC近20年来呈增加趋势的区域面积比例为84.7%,而有15.3%的区域FVC呈减少趋势;从FVC的空间变化稳定性上看,非常稳定的区域覆盖面积最大,占66.59%,呈稳定的区域面积为29.38%。3、不同因子与植被NPP的相关关系(1)气温和降水对黑龙江流域地区NPP的增长产生积极和消极影响的区域分别为研究区面积的61.91%和36.65%。(2)气温和降水对黑龙江流域地区FVC的增长产生积极和消极影响的区域分别为研究区面积的83.52%和44.35%。(3)NPP与FVC的相关性在空间分布上呈现“东南正西北负”的状况,黑龙江流域地区有88.17%的区域植被NPP与FVC之间呈正相关关系,并且中覆盖区和高覆盖区的FVC与植被NPP之间的相关性最强,相关系数为0.38。结果显示,影响黑龙江流域地区植被NPP和FVC变化的主要气象影响因子是年均气温。而FVC与NPP的时空变化和对气象因子的响应具有一定的一致性,这更能证明,年均气温是影响黑龙江流域植被NPP的主要气象因子。
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