1992-2015年黃河流域植被凈初級生產力遙感估算及其對氣候變化的響應

發(fā)布時間：2020-04-16 01:48

【摘要】：黃河流域地跨我國干旱、半干旱、半濕潤地區(qū),生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境脆弱,評估其生產力狀況可為區(qū)域生態(tài)資源管理、以及生態(tài)環(huán)境的改善和保護提供科學依據(jù)。本文基于氣象數(shù)據(jù)、NDVI數(shù)據(jù)、高程數(shù)據(jù)和植被類型數(shù)據(jù),分別利用CASA模型和BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型估算黃河流域植被凈初級生產力(NPP),并借助一元線性回歸分析、偏相關分析和R/S分析,在不同空間和時間尺度上,研究黃河流域1992-2015年植被NPP的時空變化及其對氣候變化的響應。主要結論有如下幾點:(1)驗證了CASA模型和BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型對黃河流域植被NPP估算的可行性。(2)植被年均NPP具有較強的空間異質性,由南向北遞減。黃河上、中、下游植被年均NPP呈明顯的梯度分布,即黃河上游黃河中游黃河下游。不同季節(jié)植被NPP差異較大,春夏秋冬各季節(jié)植被NPP對年均NPP總量的貢獻分別為22.85%、48.47%、18.14%、10.53%,植被NPP的積累主要集中在夏季。(3)1992—2015年黃河流域植被年均NPP在227.780~283.407 g C?8)~(-2)?(6~(-1)范圍波動,整體上呈現(xiàn)出顯著的上升趨勢。黃河上游植被NPP在波動中略微增加,黃河中游植被NPP呈現(xiàn)明顯的增加趨勢,黃河下游植被NPP在波動中略微下降。(4)1992-2015年黃河流域植被NPP變化具有空間異質性,以增加趨勢為主,71.20%的區(qū)域具有明顯的變化趨勢。黃河上游和中游植被覆蓋以改善為主,黃河下游植被覆蓋改善和退化的面積相當。植被NPP變化具有較弱的持續(xù)性特征,未來發(fā)展方向以弱不利和弱有利為主,以不確定為輔。(5)在多年尺度上,植被NPP受氣溫的限制比較小,與降水的關系更加密切,黃河上游和中游植被NPP與降水相關性較高,黃河下游則較低。在年尺度上,植被NPP整體上與氣溫呈負相關,與降水呈正相關,但通過顯著性檢驗的地區(qū)較少,黃河上游和中游植被NPP與降水相關性較高,黃河下游與降水和氣溫的相關性偏低。在月尺度上,植被月均NPP與月均溫和月降水的相關性高于年際水平,總體上均呈正相關性,其中與月降水呈現(xiàn)較強的正相關性。(6)黃河流域不同植被類型年均NPP的大小依次為:落葉闊葉林常綠闊葉林常綠、落葉闊葉混交林灌叢耕作植被草地常綠針葉林落葉針葉林,年總NPP的大小依次為:草地耕作植被落葉闊葉林常綠針葉林常綠闊葉林常綠、落葉闊葉混交林灌叢,草地對研究區(qū)植被NPP的貢獻最大,約為總量的一半。草地和灌叢NPP與降水具有較高的正相關性,耕作植被NPP與氣溫相關性不大,與降水呈中度正相關。森林生態(tài)系統(tǒng)植被NPP除了落葉針葉林外,與降水和氣溫的相關系數(shù)均較低。
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