近20年中国西南地区植被碳利用率时空变化特征及驱动因素

植被碳利用率作为生物圈与大气圈碳循环的关键参数之一,对了解生态系统碳源和碳汇具有重要作用。本文基于MOD17A2H数据,采用Theil-Sen media趋势分析、空间插值以及偏相关分析法,分析2001~2020年西南地区植被碳利用率(Carbon Use Efficiency,CUE)时空分布格局及变化趋势,根据气象数据和数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)数据,重点研究了西南地区植被CUE对气候变化的响应。结果表明:(1)2001~2020年西南地区不同植被类型年内CUE整体呈上升—下降—再上升—再下降的变化特征,整体上各植被类型CUE呈下降趋势,下降速率依次为:灌木>森林>草地>农作物。(2)近20年西南地区植被CUE多年均值约为0.75,植被固碳能力较强,空间上表现出由南部和东北部向西北部递增的空间分布格局,趋势分析表明西南地区植被CUE整体表现为微弱下降趋势。(3)2001~2020年西南地区植被碳利用率与气温、降水以及日照时长均呈负相关关系,整体上西南地区植被CUE主要受气温和日照时长影响,其次为降水。

东北地区植被碳利用率时空变化及其影响因子分析

[目的]揭示东北地区植被碳利用率的时空分布特征,探明植被CUE与影响因子间的关系,为监测区域生态环境质量和植被生态系统状况提供参考。[方法]基于MODIS GPP和NPP数据,结合气象数据,采用一元线性回归分析、Mann-Kendall显著性检验和偏相关分析等方法,探讨了2000—2020年东北地区植被CUE的时空变化特征,分析了植被CUE与气候因子的相关关系及时滞效应,揭示了影响植被CUE变化的气候驱动机制的空间分布特征。[结果]2000—2020年东北地区多年平均植被CUE为0.64,在空间上呈现东高西低的分布格局。近21年,东北地区植被CUE呈缓慢上升趋势,变化斜率为0.002/a。变化斜率大于0的区域占69.22%,植被CUE呈极显著上升和极显著下降的占比分别为6.28%,1.11%,极显著下降区域主要位于黑龙江省的东北部地区。植被CUE与气温、日照时数和相对湿度整体呈负相关,与降水整体呈正相关,且降水对植被CUE的影响强于其他气候因子。东北地区植被CUE主要响应于当月气温、降水、日照时数和相对湿度的变化,且植被CUE主要受气温、降水、日照时数、相对湿度弱驱动。[结论]东北地区植被CUE总体呈上升趋势,且主要受当月气候因子的影响。研究结果可为制定东北地区植被生态系统可持续发展方针提供参考依据。

三江源植被碳利用率动态变化及其对气候响应

本文基于MODIS GPP/NPP数据估算了三江源植被碳利用率(CUE),结合气象数据和高程数据采用一元线性回归和相关分析法,探讨了2001~2017年三江源植被CUE的时空变化特征及植被CUE对气温、降水量和蒸散量变化的响应.结果表明:(1)三江源植被CUE年内3~10月表现为先增加后降低的变化趋势,其中6月植被CUE最高.(2)三江源年植被碳利用率位于0.73~1,平均水平为0.85;植被CUE空间上呈现北高南低,西高东低的分布特征.(3)整体上,三江源4~10月植被碳利用率与同期气温、降水量和蒸散量分别呈现正相关、负相关和负相关关系,降水量是影响三江源植被CUE变化的主要影响因素,气温为次要因素,蒸散量影响程度最小.

粤港澳大湾区植被CUE变化及与气候变化的关系

基于MOD17数据,采用趋势分析和相关分析法,研究了2000~2019年粤港澳大湾区植被生产力和植被碳利用率(CUE)变化及其与气候变化的关系.结果表明,粤港澳大湾区总初级生产力(GPP)和净初级生产力(NPP)均值分别为1.80和0.89kg·C/m^(2),呈中部低四周高的空间格局,CUE均值为0.51,呈中部和东南部略高于四周的空间格局;GPP和NPP总体呈增加趋势,其年际变化率均值分别为0.01和0.001kg·C/(m^(2)·a),GPP年增长率远高于NPP年增长率,不同植被类型GPP和NPP也呈增加趋势.植被CUE则呈逐年下降趋势,其年际变化率均值为-0.002a-1,由于气候因子变化对光合作用速率和呼吸作用速率产生的不同程度影响,从未来发展趋势看,68.22%的区域表明CUE仍呈下降趋势,植被碳固定能力减弱;不同植被类型CUE存在差异,其中农田CUE平均值最高,为(0.511±0.014),森林和草地CUE分别为(0.500±0.019)和(0.501±0.020),从变化趋势看,不同植被类型CUE呈极显著下降趋势(P<0.01);GPP与气温、累积降雨和累积净太阳辐射量总体呈正相关关系,其所占比例分别为94.52%、53.36%和90.58%,NPP与气温、累积降雨和累积净太阳辐射量总体上也表现为正相关关系,其所占比例分别为86.86%、71.10%和85.97%.然而,CUE与气候因子的关系却有所不同.CUE与气温和累积降雨呈正相关关系,但与累积太阳辐射呈负相关关系,不同植被类型GPP、NPP和CUE与气温、累积降雨量呈正相关关系,GPP和NPP与累计净太阳辐射呈正相关关系,但CUE与累积太阳辐射却呈负相关关系.