Predicting and assessing changes in NPP based on multi-scenario land use and cover simulations on the Loess Plateau     

JIANG Xiaowei  BAI Jianjun 《地理学报(英文版)》2021,31(7):977-996

Land use/cover change(LUCC)is a major factor affecting net primary production(NPP).According to the LUCC of the Loess Plateau from 2005 to 2015,the LUCC patterns in 2025 in three scenarios were predicted by using the Future Land Use Simulation(FLUS)model.Furthermore,taking the average NPP of various land use/cover types in 16 years as the reference scale,the changes in NPP in multi-scenario simulations are predicted and an-alyzed,and the impact of different land use/cover transfers on NPP is quantified.The results are as follows:(1)The land use/cover changes greatly in the baseline and fast development scenarios,and changes relatively little in the ecological protection scenarios.(2)The changes in NPP in different scenarios reflected the significant difference in the ecological protection effect.All the three scenarios promote an NPP increase,but the ecological protection sce-nario can promote NPP increases the most.(3)The changes in NPP caused by LUCC in the three scenarios reflected the significant difference in the various land use/cover types pro-tection effect.Analyzing and predicting NPP changes in multi-scenario LUCC simulations in the future can provide a theoretical basis for decision makers to judge the future changes in ecological environments and ecological protection effects against different policy back-grounds.  相似文献   

亚热带山地丘陵区植被NPP时空变化及其与气候因子的关系————以湖南省为例   总被引：6，自引：0，他引：6  

陈晓玲  曾永年 《地理学报》2016,71(1):35-48

以湖南省为研究区,采用250 m×250 m空间分辨率的MODIS-NDVI数据,结合相应时间段的气象数据,使用改进的CASA模型,模拟并分析该区域2000-2013年间的植被NPP的时空变化特征,并借助统计分析方法对不同土地覆盖类型中植被NPP的变化趋势及其显著性,NPP与气候因子的相关性进行量化分析.结果表明:① 该区域的净初级生产量年际变化特征明显,年净初级生产量分布在41.62~125.40 Tg C/yr之间,平均值为86.34 Tg C/yr,总体来看,14年间湖南省植被净初级生产量呈波动减少趋势,年际减少趋势为2.70 Tg C/yr;② NPP空间分布差异较大,基本特点是西高东低,南高北低,从西南向东北呈逐渐递减趋势,其中,各植被分区的NPP有明显差异;③ 2000-2013年,湖南省植被NPP呈极显著增加(slope >0,p < 0.01),显著增加(slope > 0,0.01 ≤ p < 0.05),无明显变化(p ≥ 0.05),极显著减少(slope < 0,p < 0.01)和显著减少(slope < 0,0.01 ≤ p < 0.05)的区域分别占总面积的比例为5.40%,2.02%,61.64%,16.79%和14.15%.植被NPP变化趋势总体上显示为减少的趋势,而不同土地覆盖类型的植被NPP变化趋势及显著性存在较大差异,其中草地的NPP变化趋势最为显著,接着依次是森林,其他土地,建设用地和农田;④ 分析不同土地覆盖类型的植被NPP对气候因子的响应,发现NPP与降水量之间的相关关系强于其与温度的相关关系.  相似文献   

过去50年气候变化下中国潜在植被NPP的脆弱性评价   总被引：4，自引：1，他引：3  

苑全治  吴绍洪  戴尔阜  赵东升  任平  张学儒 《地理学报》2016,71(5):797-806

借助动态植被模型IBIS,首先模拟了过去50年（1961-2010年）气候变化下中国潜在植被NPP的动态变化,然后采用IPCC第五次评估报告选定的标准气候态时段（1986-2005年）平均气候状态作为“标准年气候”,并将该气候条件下的潜在植被NPP作为评价基准。通过与基准进行比较,计算每一年潜在植被NPP的波动情况,进而评价该年的气候条件是否使潜在植被“不适应”以及“不适应”的程度,最后根据过去50年的“不适应”次数和程度综合判断气候变化下潜在植被NPP的脆弱性。评价结果显示：在过去50年的气候变化下,天山以南的暖温带荒漠生态系统、北方温带草原生态系统以及青藏高原西部的高寒草原生态系统更容易受到气候变化的不利影响,NPP呈现出较高的脆弱性;而大部分以森林为主的生态系统则不容易受到气候变化的影响,NPP脆弱性较低,其中以常绿阔叶林和针叶林为主的生态系统NPP脆弱性更低。此外,天山以北的温带荒漠生态系统以及青藏高原中部和东部的高寒草原草甸生态系统NPP也呈现出较低的脆弱性。  相似文献   

陕北风沙过渡带植被净初级生产力变化特征及原因   总被引：2，自引：2，他引：0  

倪向南  郭伟  乔凯 《中国沙漠》2018,38(4):889-898

基于光能利用率原理,采用CASA（Carnegie-Ames-Stanford-Approach）模型,实现了2000—2014年陕北风沙过渡带地区植被净初级生产力（NPP）估算,对该地区NPP时空变化以及驱动机制进行了定量化分析。结果表明：（1） 2000—2014年陕北风沙过渡带NPP为6.71×10¹²gC·a^-1,单位面积值为202.57gC·m^-2·a^-1,受地貌和气候特征影响,植被空间异质性强,黄土区植被明显优于风沙区;（2）近十几年来该区域植被得到明显改善,NPP总体增速为10.98gC·m^-2·a^-1（R=0.85,P<0.01）,植被增速存在空间差异,东南部的黄土区植被增长较快,西北风沙区植被增长较慢;（3）2000—2014年,降水、气温和辐射与NPP的相关系数分别为0.54（P<0.05）、-0.25、0.35,三者对植被增长的贡献量分别为3.95、0.71、2.75gC·m^-2·a^-1。这说明降水是气候因素中影响陕北风沙过渡带植被变化的主要因素;（4）近15年的植被恢复过程中,气候和人类活动都是重要的驱动因素,气候因子对植被增长的贡献更大,相对作用达到67.49%。区域内部,不同地区植被的主要驱动源存在差异,东部地区植被受气候因子主导,西部地区植被受人类活动主导。  相似文献   

利用气象卫星资料估算全球作物总产研究   总被引：9，自引：1，他引：8  

侯英雨  王建林 《气象》2005,31(8):18-21

以美国为例,利用1996～2000年每旬的全球植被指数卫星遥感资料,计算出每年耕地上作物生长季内的总NPP（Net Primary Production）。农作物总产是耕地上总NPP的一部分,根据NPP与作物总产的关系,确定作物的产量转换系数,然后利用当年耕地的总NPP值来估算当年作物的总产。通过研究表明,该方法的预测精度较高,可操作性强,能够投入业务应用。  相似文献   

2000-2014年人类活动对贵州省植被净初级生产力的影响   总被引：2，自引：0，他引：2  

盛叶子  曾蒙秀  林德根  彭海军  朱丽东  李凤全  余奕泓  王能静 《中国岩溶》2020,39(1):62-70

利用MODIS实际净初级生产力数据与CASA模型估算得到的潜在净初级生产力,建立贵州省2000-2014年人类活动相对贡献指数(RCI),并依据各县喀斯特地貌面积和等级比例探究其年际变化及空间分布特征,再通过相关分析辨析选定的人类活动因子对其的影响。结果表明:(1)贵州省RCI均小于-0.5,人类活动促进了植被净初级生产力的增加,以2007年为转折点,影响程度先增强后减弱;(2)贵州省东北部、中部及西部地区的RCI多大于0,人类活动对生态环境有负面干扰作用;东南部及北部边缘地带的RCI多小于-1,人类活动的正面影响较强;(3)贵州省中部、北部大部分地区的RCI缓慢下降,人类活动对植被的正面影响增强;东南部部分区域的RCI由负转正,人类活动负面干扰作用增强;西南边界地区的RCI呈上升趋势却仍为负值,人类干预程度呈减弱趋势;(4)贵州省农业活动在人类活动的负面影响中有重要作用;城镇化与经济发展对生态环境既有正面影响,也有不可避免的负面干扰。  相似文献   

藏北高寒牧区NPP的时空变化特征及2 ℃全球变暖背景下的预估     

罗布  边多  白玛  拉巴 《冰川冻土》2020,42(2):653-661

利用多源气象要素数据估算了1998 - 2016年的藏北高寒牧区植被净初级生产力（Net Primary Productivity, NPP）的变化特征并预估了其在2 ℃全球变暖背景下的变化趋势, 结果表明： 研究区域71.9%的NPP呈上升趋势, 仅中部部分区域有下降趋势; 平均NPP以每年0.54%速率增加, 同期气温和降水均呈增加趋势, NPP和气温在2007前后有显著增加趋势; 总体来说降水是影响NPP的最主要气候因子, 且随着纬度升高其影响越来越大, 气温对于NPP的影响从东南向西北依次递减, 在西北地区出现弱的负相关; 在2 ℃全球变暖大背景下, 分析得出IPCC“典型浓度路径”（Representative Concentration Pathways, 简称RCPs）三种温室气体排放情景下（RCP2.6、 RCP4.5、 RCP8.5）的NPP平均状态几乎没有变化, 其影响仅限于对研究区东南部的较高NPP有较小的改善作用, 其作用依次为\mathrm{高}\mathrm{浓}\mathrm{度}\mathrm{排}\mathrm{放}\approx \mathrm{中}\mathrm{浓}\mathrm{度}\mathrm{排}\mathrm{放}>\mathrm{低}\mathrm{浓}\mathrm{度}\mathrm{排}\mathrm{放}, 表明气候变暖对研究区NPP影响有限, 预估结果对认清高原地区气候变化下NPP时空变化特征有重要意义。  相似文献   

基于夜间灯光数据的东北三省城市空间格局演变研究     

徐杰佳  臧淑英  那晓东 《冰川冻土》2020,42(2):693-703

基于1992年、 1997年、 2002年、 2007年、 2012年和2017年夜间灯光数据提取得到东北三省的城市建成区, 计算了各省及整体灯光重心位置, 统计了各类资源型城市的灯光总量等指标的变化情况并讨论了灯光变化的影响因素。利用对数变换将DMSP和VIIRS夜间灯光数据的DN值变换到同一范围, 从而提高了研究的时效性。结果表明： 得益于区位、 交通、 政策等优势, 近25年来, 沈阳、 大连、 哈尔滨和长春等区域中心城市持续发展, 对灯光重心的拉动作用明显且不断增强, 各省的灯光重心及东北三省整体灯光重心均向哈尔滨 - 长春 - 沈阳一线靠拢。非资源型城市与资源型城市的发展差距逐步加大, 且资源型城市整体发展较为缓慢。在非资源型城市中, 沈阳、 大连、 哈尔滨和长春的灯光总量始终保持较快增长, 与其他城市相比始终保持绝对优势。资源再生型城市的发展情况各不相同, 内部差异尚不明显。资源成熟型城市个体间差异逐步加大, 而资源衰退型城市之间的差异较小。整体上, 东北三省城市发展的两极分化和区域不均衡现象愈加突出。  相似文献   

Observation and modeling of NPP for Pinus elliottii plantation in subtropical China     

《中国科学D辑(英文版)》2008,(7)

Based on the stem analysis of 59 individuals of Pinus elliottii in combination with tree biomass models, we calculated annual biomass increment of forest plots at Qianyanzhou Ecological Station, Chinese Academy of Sciences in subtropical China. In addition, canopy layer and community NPP were calcu- lated based on 12 years’ litter fall data. NPP of the 21-year-old forest was estimated by using the BIOME BGC model; and both measured NPP and estimated NPP were compared with flux data. Community biomass was 10574 g·m-2; its distribution patterns in tree layer, shrub layer, herbaceous layer, tree root, herbaceous and shrub roots and fine roots were 7542, 480, 239, 1810, 230, 274 and 239 g·m-2, respectively. From 1999 to 2004, the average annual growth rate and litter fall were 741 g·m-2·a-1 (381.31 gC·m-2·a-1) and 849 g·m?2·a?1 (463 gC·m-2·a-1), respectively. There was a significant corre- lation between annual litter fall and annual biomass increment; and the litter fall was 1.19 times the biomass increment of living trees. From 1985 to 2005, average NPP and GPP values based on BGC modeling were 630.88 (343.31 - 906.42 gC·m-2·a-1) and 1 800 gC·m-2·a-1 (1351.62 - 2318.26 gC·m-2·a-1). Regression analysis showed a linear relationship (R2=0.48) between the measured and simulated tree layer NPP values. NPP accounted for 30.2% (25.6%-32.9%) of GPP, while NEP ac- counted for 57.5% (48.1%-66.5%) of tree-layer NPP and 41.74% (37%-52%) of stand NPP. Soil respi- ration accounted for 77.0% of measured tree NPP and 55.9% of the measured stand NPP. NEE based on eddy covariance method was 12.97% higher than the observed NEP.  相似文献   

基于遥感技术的生态系统服务价值动态评估模型研究   总被引：8，自引：1，他引：7  

王建  祁元  陈正华  马明国  李净  黄春林 《冰川冻土》2006,28(5):739-747

以甘肃省草地生态系统为例,利用多学科的知识综合发展了一个针对生态系统服务价值评估的动态模型,提出了一种适宜于地区性评估技术的单位价值计算方法,并构建以生物量比值系数以及货币变化指数为调节因子的动态监测模型结构.选择建立在植被机理基础上的CASA模型,模拟植被所吸收的光合有效辐射、植被层对入射光合有效辐射等,利用遥感技术反演了甘肃省年际植被净初级生产力NPP,并进行了验证.根据建立的动态模型分别评估了1999年和2002年甘肃省草地生态系统服务价值.结果表明:1985年甘肃省草地生态系统服务价值为283.6×10⁸元,1999年为1 403.7×10⁸元,2002达到1 308.6×10⁸元,全省草地生态系统服务价值呈现逐步增加的趋势.生态系统服务价值存在地域性特征并随时间而变化,目前的生态系统服务价值评估研究存在着众多不确定因素,进一步加快定量化研究深度,同时寻找有效的验证方法将是未来生态学乃至其它相关学科研究的重要主题之一.  相似文献