生态环境 | 2000—2020年我国西南地区植被NEP时空变化及其驱动因素的相对贡献

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2000—2020年我国西南地区植被NEP时空变化及其驱动因素的相对贡献

徐勇,黄雯婷,郭振东,郑志威,李欣怡,盘钰春,戴强玉

桂林理工大学测绘地理信息学院，广西 桂林　541006

摘要西南地区作为我国重要的生态安全屏障，探究其植被净生态系统生产力(net ecosystem productivity，NEP)的时空演变规律对该地区乃至我国的可持续发展都具有重要意义. 基于MODIS数据、气象数据、DEM数据和土地利用数据等，首先，利用改进的Carnegie Ames Stanford Approach (CASA)模型和土壤微生物呼吸方程，估算2000—2020年我国西南地区植被NEP；其次，结合Theil-Sen Median趋势分析、偏相关分析和复相关分析等方法，研究西南地区植被NEP时空变化及其对气候变化和土地利用变化的响应机制；最后，利用基于情境分析的相对贡献分析法，定量评估气候变化和土地利用变化对西南地区植被NEP变化的相对贡献.结果表明：时间上，2000—2020年我国西南地区及其五省份(云南省、贵州省、四川省、重庆市和西藏自治区)生态系统植被NEP均表现为上升趋势，其中，西南地区植被NEP上升速率为4.74 g/(m²·a). 空间上，西南地区及其五省份植被NEP呈上升趋势的面积均大于呈下降趋势的面积，其中，西南地区植被NEP呈极显著上升的面积占45.41%，主要分布在云南省南部、贵州省西部、四川省东部和重庆市南部. 西南地区植被NEP与降水量的偏相关系数平均值为0.13，大于其与气温和太阳辐射的偏相关系数平均值，由此可知，降水量对西南地区植被NEP增长的促进作用大于气温和太阳辐射. 西南地区植被 NEP 变化受气候变化影响的区域中，受气温、降水量、太阳辐射弱驱动的区域最大，占研究区总面积的23.63%. 2000—2020年西南地区土地利用变化使得植被NEP总量增加了96.64 Tg，其中，草地转化为林地使得植被NEP增加的总量最大. 在碳汇区，各土地利用类型中土地利用变化对建设用地植被NEP变化的贡献率最大，为69.38%；在碳源区，各土地利用类型中气候变化对耕地的植被NEP变化的贡献率最大，为50.08%.
研究显示，2000—2020年我国西南地区及其五省份的生态系统整体均表现为碳汇，且碳汇功能呈增强趋势，气候变化和土地利用变化共同影响着西南地区的碳汇功能.