气候因素和人类活动对砒砂岩区植被净初级生产力的影响

砒砂岩区是黄土高原水土流失最严重的地区之一,其植被生长状况对该区控制土壤侵蚀和维护生态平衡起着重要作用。本文基于CASA模型和Rclimdex 1.0分别计算了2001—2021年砒砂岩区植被净初级生产力NPP和18个极端气候指数,采用趋势分析、相关分析、随机森林重要性排序、残差分析等研究了砒砂岩区NPP时空变化及其对气候因素的响应特征,并量化了气候因素和人类活动对砒砂岩区NPP的相对贡献。结果表明:(1)2001—2021年砒砂岩区NPP变化呈显著增加趋势,但未来82.5%的区域NPP将由增加趋势变为减少趋势。(2)年际尺度上,砒砂岩区NPP与年均气温、年总降水量、极端强降水指数主要呈正相关,与冷夜日数TN10P、气温日较差DTR呈负相关。季节尺度上,春季均温以及暖夜日数增加有利于NPP增加,且存在滞后影响。夏季暖昼日数增加不利于植被生长,且NPP对夏季暖昼日数存在3个月的滞后响应。夏季极端强降水有利于NPP增加,而夏季干旱不利于植被生长,且NPP对持续干燥日数CDD存在3个月的滞后响应。(3)气候因素和人类活动共同促进了砒砂岩区NPP增加,裸露区和覆沙区气候贡献占主导地位,气候因素相对贡献为62.13%和60.06%,覆土区以人类活动贡献为主导,人类活动贡献率为60.40%。

基于MODIS的大别山区NPP及NDVI时空动态及相关性研究

利用2000—2019年MOD13Q1 NDVI和MOD17A3 NPP遥感数据,在GIS空间分析技术支持下,利用相关分析、回归分析等方法,分析了该时段内大别山区归一化植被指数NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)与植被净初级生产力NPP(Net Primary Productivity)的时空变化特征,探讨了该区NPP与NDVI之间的相关性。研究结果表明:①近20年来大别山区NDVI变化于0.73~0.81,多年均值为0.78,空间分布上呈现出由中心向四周边缘递减的趋势,大别山区在研究时段内植被NDVI呈现出波动上升的趋势,78.88%的大别山区植被处于改善趋势。②NPP均值为497 g/(m^(2)·a),变化于402~576 g/(m^(2)·a),整体上呈现出“中间高、边缘低”的空间分布特征。自2000年以来,大部分区域的NPP都呈增加的趋势。③NPP与NDVI在时间变化上呈显著正相关,空间分布上绝大部分区域呈正相关,但不同植被类型上相关系数有所差别,其中针叶林的最高,其次为阔叶林、灌丛和草丛,栽培植被最低。