新疆植被净初级生产力时空分布格局及气候和人为贡献度

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新疆是“一带一路”的重要枢纽,在“一带一路”倡议的不断推进下,新疆经济得以高速发展。这同时也给新疆地区的生态保护带来了压力,因此加强新疆地区的环境保护势在必行。NPP是地表碳循环过程中的一个重要环节,它不仅能直接反映自然状态下植被的生产力,还能衡量生态系统的环境质量。因此,在新疆“暖湿”的背景下,研究气候变化和人类活动对NPP的影响机制,对新疆生态恢复和环境的健康发展具有非常重要的意义。本文使用2001-2018年NDVI数据、气象和土地利用等相关数据,基于变异系数的人为影响模型和改进的CASA模型,对新疆近18年NPP时空变化格局和土地利用变化对NPP的影响进行了分析,并在此基础上,计算了气候变化和人类活动对新疆NPP的相对贡献。主要研究结果如下:(1)从新疆NPP的时间变化来看,2001-2018年,新疆NPP总体上表现出波动上升的趋势,其中草地和耕地的年总量均值最大;从新疆NPP的空间变化来看,18年间NPP大体上表现出北高南低,西高东低的趋势,且NPP增加的面积要大于减少的面积。18年间新疆NPP处于相对稳定的状态,在未来一段时间内将继续保持上升趋势,生态环境持续改善。(2)从新疆土地利用类型的变化来看,2001-2018年,草地和未利用地是新疆面积占比最大的地类,也是土地利用转化的主要贡献者,其他四种土地利用类型,按面积大小依次为耕地、水域、林地、城镇。从新疆土地利用类型对NPP的影响来看,相较于2001年,2018年草地、城镇、耕地的NPP总量增加,林地、水域、未利用地NPP总量减少。未发生变化的土地利用类型对新疆NPP总量变化的贡献最大,贡献率为60.88%,变化土地利用类型中,草地、未利用地和林地向耕地转化是NPP总量增长的主要影响因素,而林地向草地和水域向未利用土地的转化对NPP总量的变化有负面影响。(3)从气候变化对新疆NPP的影响来看,2001-2018年,新疆气温、降水、太阳辐射均表现出上升的趋势,且与NPP之间均以正相关为主;从人类活动对NPP的影响来看,2001-2018年,人类对新疆植被NPP的影响以人为负影响为主,正影响仅为27.45%,其中仅耕地和沼泽的人为影响为正,林地、灌丛、草地、荒漠均为负值。(4)从气候变化和人类活动对新疆NPP的相对影响来看,对于NPP增加的情况来说,2001-2018年,人类活动对新疆植被NPP增加的贡献高于气候变化,贡献比分别为64.62%、35.38%,对于NPP减少的情况来说,新疆植被NPP减少的面积要小于增加的面积,人类活动对NPP减少的影响更大;从气候变化和人类活动在土地利用转移中对NPP增加的影响来看,在未发生转化的土地类型中,除耕地和水域外,其他土地利用类型里气候变化对植被NPP增加的贡献均高于人类活动的贡献,在发生转变的土地利用类型中,对于草地向城镇、林地向草地、水域向草地、水域向林地、水域向未利用地的转化中,气候变化是植被NPP增加的主导因素,除此之外,人类活动是植被NPP增加的主导因素;从气候变化和人类活动在土地利用转移中对NPP减少的影响来看,人类活动在各土地利用转移中的贡献远高于气候变化的贡献,人类活动是土地利用转移中植被NPP减少的主要因素。
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