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单位时间单位面积上植物光合作用扣除自养呼吸后的剩余部分,即植物光合作用吸收的碳与呼吸作用释放的碳的差值,称为植物净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)。NPP在碳循环中发挥着重要作用,既可以反映植被本身生产能力,又具有固定大气中二氧化碳的能力。因此,在全球变暖的背景下,研究NPP对碳循环变化和陆地生态环境问题具有重要的意义。本文利用2000-2014年空间分辨率为1km的MOD17A3数据集分析了京津冀地区植被NPP的时间变化和空间分布特征,结合地形数据,分析了植被NPP与地形因子的相关性。同时,基于植被NPP、MCD12Q1数据、北京市统计年鉴、天津市统计年鉴和河北省经济年鉴,计算了2001-2013年京津冀地区的均衡因子和产量因子,由此得出了2001-2013年京津冀地区的人均生态足迹、人均生态承载力和人均生态赤字/盈余的时空分布。主要结论如下:(1)分析了2000-2014年京津冀地区植被NPP的空间分布特征和时间变化趋势。京津冀地区植被NPP符合地带分异规律。京津冀北部年均NPP表现为由东向西逐渐减少,与经向地带性一致。京津冀西部年均NPP符合纬向地带分异规律,由南向北递减。京津冀中部地区太行山东部有NPP高值区。2000-2014年年均NPP主要集中在200-300gC/(m~2·a)。2000-2014年京津冀地区植被NPP波动变化,并呈增长趋向。2004年植被NPP均值最高,高达356 gC/(m~2·a),其次是2008年,为313 gC/(m~2·a),最低是2001年,为223 gC/(m~2·a)。(2)分析了2000-2014年京津冀地区植被NPP的年际变化率。2000-2014年京津冀地区植被NPP变化中,极显著增加的区域达到整个地区的68%,显著增加的地区占8%,极显著减少的地区占15%。NPP增加的地区(占76%)大于减少的地区(占24%),由此可见15年间京津冀地区植被NPP呈增长趋势。(3)分析了京津冀地区植被NPP与地形因子的关系。2000-2014年京津冀地区各高程区间和坡度区间植被NPP变化趋势与京津冀地区植被NPP年际变化趋势一致,都呈现波动性。高程和坡度是植被NPP变化的重要因子,并且随着高程和坡度升高,植被NPP降低。(4)计算了2001-2013年京津冀地区的均衡因子和产量因子。2001-2013年京津冀地区6类生物生产性土地的均衡因子每年不同,大体呈现水域>耕地(建筑用地)>草地>林地(能源用地)的规律。2001-2013年京津冀地区6类生物生产性土地的产量因子均有不同变化,大体呈现水域>草地>耕地(建筑用地)>林地(能源用地)的规律。(5)基于均衡因子,分析了2001-2013年京津冀地区人均生态足迹的时间变化和空间分布特征。结果表明,2001-2013年京津冀地区人均生态足迹呈现不规则变化,但总体呈上升趋势。其中,2013年京津冀地区人均生态足迹最高,高达0.946 km~2;最低值出现在2002年,为0.381 km~2。2001-2013年京津冀地区人均生态足迹空间分布符合地理分异规律,总体保持稳定,大部分地区人均生态足迹在0.2-0.4 km~2。沿海地区人均生态足迹数值较高,而山地地区的人均生态足迹数值较低。(6)基于均衡因子和产量因子,分析了2001-2013年京津冀地区人均生态承载力的时间变化和空间分布特征。结果表明,2001-2013年京津冀地区各类生产性土地人均生态承载力略有变化,总体呈上升趋势。其中,2012年京津冀地区生态承载力最高,高达1.4227 km~2;2002年生态承载力最低,为0.3570 km~2。2001-2013年京津冀地区人均生态承载力空间分布符合地理分异规律,总体保持稳定,大部分地区人均生态承载力较低,在0.0005-0.0015 km~2。其中,京津冀东北沿海地区(秦皇岛市)产生一个高值区,人均生态承载力在0.003 km~2以上。(7)基于生态足迹和生态承载力的结果,分析了2001-2013年京津冀地区人均生态赤字/盈余的时间变化和空间分布特征。结果表明,2001-2013年京津冀地区生态盈余出现明显波动,但总体呈上升趋势。2001-2013年京津冀地区人均生态赤字/盈余空间分布符合地理分异规律,总体保持稳定,呈现不规则变化,大部分地区出现生态赤字,人均生态赤字在0.03-0.02 km~2。并且,2001-2013年京津冀地区生态环境明显好转,人均生态盈余逐渐增加,张承地区出现明显的生态盈余。