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[期刊] 自然资源学报
[作者]
刘勇洪 权维俊 高燕虎
在CASA模型的基础上,建立了利用NOAA/AVHRR 1B卫星资料和气象资料估算植被净初级生产力(NPP)的技术方法,该方法有3个特色:直接利用NOAA/AVHRR 1B卫星数据,不需要经过大气校正和方向反射率校正来实现NPP估算;考虑了植被覆盖类型对光能利用率的影响;考虑了植被反照率在计算净辐射中的差异。利用该方法对2007年华北地区的NPP模拟结果表明:2007年华北地区植被的年总NPP为3.68×1014gC/a,各省总的NPP贡献率依次为:内蒙古64%、山西20%、河北13%、北京2%和天津1%,各季的贡献率大小依次为:夏季67%,秋季17%、春季15%,冬季1%。不同植被类型年NP...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
谢慧君 谢亚巍 曹聪 何松 杨洵 姜巽 龚思宇 杨正兰
植被净初级生产力(Net Primary Productivity, NPP)是陆地生态系统碳收支的重要指标，研究气候变化和人类活动对NPP的影响规律，对于实现碳中和目标，改善生态系统功能具有重要指导意义。以MOD17A3HGF数据、气象数据、DEM数据和土地覆盖类型数据为基础，采用趋势分析和偏导数分析方法，分析了重庆市2001～2020年植被NPP时空分布格局和变化趋势特征，量化了气候因子和人类活动对NPP变化的贡献，并探讨引起NPP变化的驱动因素。结果表明：(1)2001～2020年重庆市NPP均值为620.29 gC m~(-2),空间上植被NPP呈现沿长江由西南向东北逐渐升高的分布格局。(2)近20 a重庆市NPP整体以5.38 gC m~(-2)a~(-1)速率变化，变化趋势以显著升高为主；岩溶区域NPP升高和降低趋势的面积占比分别为90.04%和9.96%。(3)研究时段内重庆市气候变化对NPP变化的贡献大于人类活动，人类活动对NPP变化的负向作用更为明显。非岩溶区域NPP变化主要气候影响，人类活动对NPP变化的负向作用面积占比更大。岩溶区域气候变化和人类活动对NPP变化的贡献相当，气候因子对NPP变化的负向作用面积占比(33.11%)大于人类活动(28.51%)。生态工程的实施促进了NPP的提高。(4)驱动力分析表明，研究区NPP变化主要受气候和人类活动共同主导作用，但在空间上存在明显差异。重庆西部和东北部NPP升高主要受气候和人类活动共同主导；中部NPP升高主要受气候变化主导；渝东南等岩溶区域NPP升高受人类活动主导作用更为明显，而气候条件对岩溶区域植被NPP的负作用更为明显。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
张少伟 张弓乔 惠刚盈
[目的]通过模型模拟分析内蒙古大兴安岭地区森林生产力时空分布格局及其驱动因子。[方法]利用优化率定后的生理生态过程模型Biome-BGC参数,模拟了内蒙古大兴安岭地区时间序列(2003—2012年)森林净初级生产力(NPP)。基于外业实测数据,在全区域尺度上进行NPP模拟结果验证。[结果]优化率定后的Biome-BGC模拟的该区森林NPP具有较高可靠性,实测数据验证R~2为0.81,RMSE为48.73 g·m~(-2)·a~(-1)。2003—2012年间该区森林NPP为219.3～399.5 g·m~(-2)·a~(-1),其中针叶林NPP为218.6～414.9 g·m~(-2)·a~(-1)、阔叶林为213.7～412.3 g·m~(-2)·a~(-1)、混交林为188.3～404.7 g·m~(-2)·a~(-1)。森林NPP与温度和太阳辐射的相关性较高(R~2分别为0.55和0.49),与降水量和相对湿度的相关性较低。[结论]时间序列上该区森林NPP年平均值总体呈缓慢增长趋势;空间分布呈北高南低,东部偏低的特征。"天然林保护工程"的实施是该区森林NPP增加的主要因素,而火灾则降低了森林NPP,二者造成了该区NPP呈现时空差异;不同森林类型NPP差异主要受温度和太阳辐射的影响。
[期刊] 草业科学
[作者]
龚相文 李玉强 王旭洋 牛亚毅 连杰 罗永清 余沛东
植被净初级生产力(NPP)是碳收支平衡和气候变化的核心内容之一。本研究基于NPP、气象(气温和降水)和植被类型数据,采用趋势分析、偏相关和回归分析法对2000-2010年科尔沁地区NPP时空格局演变及其气象因子进行分析。结果表明,2000-2010年科尔沁地区植被NPP年均值为121.32 g·(m~2·a)~(-1),增加速率为0.53g·(m~2·a)~(-1),呈增加趋势的面积占总区域的48.77%,其中NPP增加的区域主要集中在科尔沁区[7.46g·(m~2·a)~(-1)]、库伦旗[5.09g·(m~2·a)~(-1)]等地,减少区域主要集中在巴林左旗[-4.64g·(m~2·a)~(-1)]、巴林右旗[-3.53g·(m~2·a)~(-1)]等县域。不同植被的固碳能力存在差异,其中阔叶林最强,栽培植被次之,灌丛最弱。植被NPP受降水量的影响高于气温,降水和气温协同作用的解释率高于单一因子,分别可解释草甸、阔叶林、草原、栽培植被和灌丛的94.70%、87.50%、85.80%、85.30%和76.30%。因此,降水和气温的协同作用对NPP变化的影响不容忽视。
[期刊] 资源科学
[作者]
程春晓 徐宗学 王志慧 刘昌明
本文基于改进的CASA光能利用率模型,利用遥感数据、气象数据、土地覆盖类型数据作为模型输入参数,估算了中国东北三省2001-2010年的植被净初级生产力(NPP),并利用MOD17A3 NPP产品与本文估算NPP进行了精度对比分析。结果表明,东北三省10a平均的植被NPP为304.643g C/(m2·a)。不同土地覆盖类型NPP差异明显,阔叶林>混交林>针叶林>农田>灌木>草地>城镇>未利用地>水体。年NPP在2001-2005年间出现了上下波动的趋势,且不同土地覆盖类型NPP的时空变化趋势不同,森林覆盖区域具有明显的逐年下降趋势(-1.217g C/(m2·a)),未利用地则具有明显的逐年...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
姜春 吴志峰 程炯 钱乐祥
理解土地利用／覆盖变化对植被净初级生产力（Ｎｅｔ Ｐｒｉｍａｒｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，ＮＰＰ）的影响对于全球碳循环和粮食安全具有重要意义。论文采用优化的ｃａＳａ（ｃａｒＮｅｇｉｅ－ａｍｅＳ－ＳｔａＮｆｏｒｄ ａＰＰｒｏａｃｈ）模型估算广东省２０００、２００５和２０１０年ＮＰＰ，分析ＮＰＰ的空间格局和土地覆盖的时空动态，研究土地覆盖变化对ＮＰＰ的影响。结果表明：１）广东省ＮＰＰ空间分布不均，形成一系列高值区和低值区；总体上是粤中区最高，珠三角区最低。２）２０００—２０１０年广东省土地覆盖变化程度增强，城市用地和耕地变化最大，主要集中在珠三角区和粤中区。３）在气候变化条件下，以城市扩张为主导．．．
[期刊] 自然资源学报
[作者]
孙庆龄 冯险峰 刘梦晓 肖潇
论文利用碳水耦合的BEPS遥感过程模型对2010年武陵山区植被NPP进行模拟估算,并利用森林样点实测数据、各县粮食产量统计资料、MODIS NPP产品和已发表文献中各植被类型的NPP模拟值与实测值进行验证。在分析了NPP空间分布格局及其年内变化趋势的基础上,文中还重点分析了NPP与高程、坡度和坡向等主要地形因子间的关系。结果表明:1 2010年武陵山区植被NPP平均值为555.17 g C/(m2·a),年总NPP为92.96 Tg C,与MODIS NPP产品相比,论文模拟的NPP高低值分布更加合理,而且包含了更多地形信息;2月NPP随季节而变化,2010年研究区所有植被类型的NPP季节变化...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
朴世龙 方精云
基于地理信息系统技术和生态学过程模型,利用1982～1999年间NOAA-AVHRR数据(归一化植被指数,NDVI)及其相匹配的温度、降水和太阳辐射等气象数据,结合植被和土壤质地等资料,研究了青藏高原植被的净第一性生产力(NPP)及其动态变化。结果表明:青藏高原植被的总NPP为0.21PgC·a-1(1Pg=1015g),约占全国植被NPP总量的12.43%。NPP的总体分布趋势是,自东南至西北递减,这与水热条件的分布趋势一致。18年来,青藏高原植被的NPP在波动中呈上升趋势,从1982年的0.19PgC增加到1999年的0.24PgC,年平均增加速率约为1%;其中,青海省的东南部、西宁地区和...
[期刊] 资源科学
[作者]
徐浩杰 杨太保
以2000-2010年MODIS NPP数据为基础,并结合该区同期气温和降水量数据,采用趋势分析和偏相关分析法研究了黄河源区植被NPP年累积量(aNPP)时空变化特征及影响因素。结果表明:受水热条件和植被类型分布的地带性规律影响,黄河源区植被aNPP呈由东南向西北逐渐递减趋势。常绿针叶林aNPP最高,高寒草原aNPP最低。2000-2010年黄河源区植被aNPP呈显著增加趋势,线性增长率为3.64gC/(m2 a),其中高寒沼泽、常绿针叶林、高寒草甸和高寒草原aNPP的增长率分别为4.47gC/(m2 a)、4.08gC/(m2 a)、3.61ggC/(m2 a)和3.53gC/(m2 a)。...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
黄耀 王 张稳 于永强 王平
以业已建成的稻麦作物净初级生产力模型为基本框架,建立了一个具有普适性的中国农业植被净初级生产力模型(CropC-)。CropC-的模拟对象为占我国农作物总播种面积2/3的水稻、小麦、玉米、棉花、油菜和大豆。该模型包括2个主要功能模块:光合作用和呼吸作用;土壤-作物系统氮素运移。前者综合考虑了环境因子和氮素的影响,后者包括了作物氮素吸收、土壤氮矿化和化肥氮释放。灵敏度分析表明,在输入参数变化±10%时,CropC-对6个主要输入参数响应的敏感性依次为温度>光合有效辐射>大气CO2浓度>土壤全氮含量>施氮量>降水。模型分析表明,气候变暖将降低作物净初级生产力。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
王彧 黄耀 张稳 于永强 王平
利用我国若干代表性区域6种主要作物(水稻、小麦、玉米、棉花、大豆、油菜)生产力的田间试验及统计数据,对中国农业植被净初级生产力模型Crop鄄C进行了验证。结果表明,该模型能利用常规的气象和土壤资料、化肥氮施用量等较好地模拟我国6种作物主产区的净初级生产力,模拟值与观测值的相关系数(R2)为0.80(n=786)。将Crop鄄C模型与GIS空间数据库耦合,估计了1980—2000年中国农业植被净初级生产力。模拟结果表明,自1980年以来,中国农业植被净初级生产力呈增加趋势,从1980年的472.9TgC增加到2000年的607.2TgC,秦岭淮河以北的华北地区和西北部分地区增加最为明显。
关键词：
作物 模型 验证 地理信息系统
[期刊] 草业科学
[作者]
孙强 张立峰 何毅 姚圣 曹胜鹏 赵占骜
自2003年开始甘南藏族自治州推行了“退耕还草”等一系列生态保护政策，对区域植被状态产生了一定的影响。目前针对甘南州不同植被类型下植被净初级生产力(NPP)与归一化植被指数(NDVI)、太阳辐射、气温、降水间响应机制的研究尚不明晰，且关于该区域植被NPP时空特征变化及重心迁移的探讨尚少。本研究基于MODIS遥感数据、气象数据、植被类型数据，利用Carnegie-Ames-Stanford Approach (CASA)模型估算了甘南州2000-2019年植被NPP，分析了NPP时空变化特征，探讨了不同植被类型下植被NPP与NDVI、气温、降水以及太阳辐射之间的响应关系。结果表明：1) 2000-2019年植被NPP年均值为621.79 g·m~(-2),96.63%区域呈现为增长趋势。2) 2000-2019年植被NPP重心整体呈现西北向东南迁移，东南部植被NPP增速高于西北部。3)植被NPP与气温、降水、太阳辐射间整体上呈明显的正相关关系，北部边缘及东部中心地带呈负相关关系。4)林地、灌丛、草地的NPP均呈稳定增长，湿地类型下除NPP外气温亦呈明显增长。本研究可为评价生态质量及生态工程的实施效果提供理论支撑。
[期刊] 资源科学
[作者]
宋国宝 潘耀忠 张树深 朱文泉
北京地区城市化进程迅速,自然植被萎缩和生产力下降是城市化进程的重要特征。本文基于光能利用率模型对北京范围内的植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)进行模拟,并分析植被净生产力模拟结果的季节性变化和空间格局。结论如下:①2007年北京市植被净生产力模拟总量为7.62×106tC,植被NPP在空间上分布非常不均匀,主城区是全市巨大的绿色消费区NPP模拟结果较低,不均匀的NPP状况在空间形成一系列等值线,其中生产力为4200tC的等值线基本与全市山体高程线平行,这反映出全市NPP空间分布具有明显的地貌分异特征;②一年内植被NPP在4月、5月份增加最快,7月、8月...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
吴楠 高吉喜 苏德毕力格 罗遵兰 李岱青
在GIS系统支持下,利用遥感和气象资料,构建了基于光能利用率的植被净初级生产力(NPP)模型,估算了1981～2000年长江上游地区植被年NPP分布。分析了不同植被类型NPP的年际变化规律,基于像元空间尺度讨论了植被NPP对气候的响应关系。结果表明:除农作物外,各植被类型NPP均呈增长趋势,其中针叶林增幅最大。NPP出现较明显变化地区可能主要与人为因素作用有关。长江上游年降水量和年均温分布均与年NPP分布相似,从西北向东南逐步递增趋势。长江上游NPP与降水和均温的年际相关性整体不强。呈强正相关性(相关系数大于0.2)的区域,其面积均占据了总面积的近一半,其分布呈现互补关系。呈强负相关性(相关系...
[期刊] 淡水渔业
[作者]
吴嘉伟 彭梦 李罗新 谭凤霞 何秋杰 吴泽成 柴毅
为了解澜沧江小湾库区浮游植物初级生产力及其时空变化,于2017-2019年8月使用叶绿素a法、黑白瓶法和生物量法对小湾库区进行初级生产力测定、估算。结果显示:2017-2019年小湾水库初级生产力(以C计)为0.17～5.26 mgC/(m~3·d),三年平均值分别为(2.67±1.10)、(2.68±1.14)、(2.38±1.11) mgC/(m~3·d);黑白瓶法测得初级生产力(以溶氧计)为0.87～2.31 mgO_2/(L·d),三年平均值分别为(1.23±0.19)、(1.51±0.40)、(1.45±0.33) mgO_2/(L·d);生物量变化范围为0.16～5.49 mg/L,三年平均值分别为(1.51±0.56)、(2.42±1.19)、(2.95±1.12) mg/L。三种测量方法中叶绿素a法估算各年份结果最稳定,可作为周年代表值;黑白瓶法测量结果空间变化范围最小,可作为库区均值,生物量易受环境因子影响,不宜估算全年生产力终值。从时空分布看,连续三年黑惠江生产力最高,澜沧江上游最低,三种测量结果呈现出支流>下游>中游>上游的变化趋势,不同年份的初级生产力水平分布基本一致,小湾水库营养盐与透明度是各江段初级生产力主要影响因子。
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