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植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)是表征生态环境质量的关键指标之一,而长白山区作为国家“两屏三带”生态格局中的重要生态屏障,对其森林生态系统的规律展开探究可为该区域甚至全国的森林生态系统管理及可持续发展提供重要参考。本研究基于遥感数据驱动的GLO-PEM模型,首先对2001–2015年间长白山区林地以8天为周期的林地NPP进行了估算,然后基于Sen-Mann-Kendall趋势分析、自相关分析以及Hurst指数方法解析了长白山区林地NPP的时空演变、空间集聚特征以及未来可持续性规律;其次,通过生长初、中、末期每8天的NPP累积量的变化趋势揭示了长白山林地的物候变化规律;最后,基于多层统计分析模型(HLM)重点探讨了不同层次下林地NPP的驱动机制以揭示潜在驱动因素对不同层次下长白山区森林生态环境质量的综合影响。研究结果如下:(1)从GLO-PEM模型的构建与分阶段验证的结果来看:估算的2008年晴空辐射空间分布数据与实际观测的逐日太阳辐射最大值的空间分布趋势大致相似一致;采用MOD17的NPP与本研究采用构建模型模拟NPP值进行对比结果发现,2003年和2008年基于GLO-PEM模型反演的林地NPP与MOD 17产品NPP的相关系数分别为0.9121、0.8902,表明模型估算的NPP精度较高。因此,该模型可用于长白山区林地NPP的估算。(2)2001–2015年长白山区林地NPP的时空演变特征显示,长白山区林地NPP总体上呈波动上升的趋势,其中,2007和2008年明显高于其它年份,随后发生逆转,特别是2009年在研究区遭受严重夏旱,致使林地NPP大幅下降。从空间演变特征来看,长白山区2001–2015年植被NPP整体呈由东南向西北逐级递减态势,整个研究区林地NPP均值为765.66 g C?m-2?a-1。从2001–2008阶段到2008–2015年期间,主要分布在西北和长白山区的NPP低值区(300–500 g C?m-2?a-1)向中值区(500–700g C?m-2?a-1)转移较为明显,同时,介于高值区900–1200 g C?m-2?a-1的NPP也下降了4.25%。因此,在此期间长白山区的NPP仍呈现一定的下降趋势,表明长白山区部分地区的植被仍有退化的趋势,应更多的注重于高-中-低值区的合理规划与分布。从不同类型林地NPP的变化来看,温带落叶灌丛、温带落叶阔叶林NPP呈减少趋势,而其余类型林地NPP均呈不同程度的增加趋势,尤其是针叶林NPP增加较为明显。(3)长白山区不同时间段林地NPP的空间自相关特征的研究显示,2001–2008年到2008–2015年的全局自相关指数均在0.8以上,但后一阶段的指数要略低于前一阶段的指数,表明随着时间的推移,长白山区生态环境的空间集聚性有一定的下降,区内的空间差异性有所增强;此外,低-低(L-L)和高-低(H-L)类型的集聚区域从2001-2008年的27.56%扩大到2008-2015年的28.21%,建议地方部门重点优化这些区域,加强年龄差异较大的复合林建设,使生态环境更加健康。(4)长白山区林地NPP的Sen-Mann-Kendall变化趋势结果显示,2001–2015年间长白山区林地NPP整体呈不显著增加趋势,其增加和减少趋势的面积分别占52.58%和47.42%,这表明仍有较大比例的区域呈现出退化趋势。其中45.22%的区域呈轻微退化趋势,主要呈星状分布于张广才岭以南地区;而严重退化的区域占2.20%,主要零散分布于长白山区东部的龙井市南部、和龙市以及研究区中部的蛟河市。长白山区森林生态系统Hurst指数可持续性结果显示,未来长白山区林地NPP变化的反向特征要略高于同向特征,其中30.68%的区域将由改善转为退化,主要呈带状分布于张广才岭的北部东部以及长白山脉的东南部地区;未来呈持续退化的区域占到全区的22.22%,主要分布于长白山区域中部的蛟河市、敦化市等地,以上研究表明未来长白山森林生态系统退化趋势较为明显,应注重对长白山退化区域的林地类型的格局优化整治。(5)从物候规律探究,NPP积累期主要发生在水热搭配较好的第145-257天(5-9月);从每8天的生长初期变化趋势可以看出,大部分森林生长发生了明显的提前趋势;从生长末期看:长白山大部分森林生长的结束日期的NPP呈略微增加的趋势,表明其结束的生长日期呈滞后趋势。因此长白山森林的生长期随着物候的变化呈延长态势。(6)HLM模型的结果显示:在栅格层次上,降水因子对长白山地区植被的恢复有显著的促进作用,同时植被覆盖率比较高的地区其生态恢复能力也相对较强;而土壤有机质含量、到高速公路的距离、灌溉率、受灾害的面积比例等要素对流域内植被有不可忽视的抑制作用,尤以土壤有机质含量较为严重(p<0.01),这可能是由于土壤肥力较高的区域被逐渐开垦为农田等用地,致使该地区NPP有所下降。最后,生态林业工程投资总额的增加不仅可直接促进县域内植被的恢复,也可通过对人口和GDP的影响,间接促进其植被的恢复。根据上述研究:GLO-PEM模型总体上适用于长白山区植被NPP的估算,而且长白山区森林生态系统的时空演变特征、未来可持续性规律探究、物候变化以及多层驱动研究不仅可以更好地为长白山区森林生态环境建设和可持续发展提供重要参考,在某种程度上对缓解气候变化和生态文明建设也具有重要作用。