黄河流域生态功能区植被NPP时空变化及驱动因素分析（2001-2020年）

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中文摘要：植被是陆地生态系统中的一个重要碳库，在降低大气中温室气体浓度、减缓全球气候变暖中，具有十分重要的独特作用，在”双碳”目标背景下，生态系统碳汇是实现碳中和目标的必要途径之一。黄河流域是我国重要的生态屏障和经济开发区，健康稳定的生态环境是实现黄河流域高质量的基础，植被NPP（Net Primary Productivity）的变化受到多重因素的干扰且存在驱动机制尚不明确问题，因此研究黄河流域植被碳汇的时空特征对于了解区域碳循环的变化具有重要意义。本文基于谷歌地球引擎Google Earth Engine（GEE）平台，以黄河流域为研究对象，基于生态功能区划方案，结合Mann-Kendall突变检验、Theil-Sen Median趋势分析和Mann-Kendall test检验、变异系数（Cv）、莫兰（Moran''s I）指数、Spearman相关性分析等方法，解释黄河流域植被净初级生产力的时空变化特征和驱动因素。结果表明: （1）2001-2020年，黄河流域年均植被NPP增长率为57.98％，植被NPP年总量增长率为 41.9％,均有显著上升趋势（p＜0.001）。所有11个生态区的年均植被NPP和植被NPP年总量均呈上升趋势。其中，2001-2020年黄土高原农业与草原生态区（Ⅰ-12）年均植被NPP的均值为 324.65 gC m-2a-1，增长速度和增长率最快（8.74 gC m-2a-1和94.5％）。江河源区—甘南高寒草甸草原生态区（Ⅲ-4）的增长速度最慢（1.60gC m-2a-1）。（2）黄河流域植被NPP多年均值具有南高北低的空间分布特征，空间差异性显著，高值区域集中在汾渭盆地农业生态区（Ⅰ-11）、黄土高原农业与草原生态区（Ⅰ-12）、秦巴山地落叶与常绿阔叶林生态区（Ⅰ-15）。黄河流域植被NPP多年均值的空间分布具有明显的空间聚集性和异质性。黄河流域植被NPP多年均值整体表现为改善趋势（面积占比93.01％）,整体稳定性高（表现为低波动和较低波动的区域面积占比79.73％）。植被NPP多年均值呈现明显的空间正相关性（Moran''s I指数均值为0.892）,且以高-高和低-低聚集为主，面积占比均值分别为17.64％和 34.75％。（3）温度（TEMP）、降水（PRE）、林地（FOR）、人口（POP）和坡度（SLO）对NPP 有显著的正影响，耕地（FAR）对NPP有显著的负影响，草地（GRA）和高程（DEM）对NPP 无显著影响。温度（TEMP）、降水（PRE）、林地（FOR）、人口（POP）是影响黄河流域植被 NPP的主要驱动因素。（4）地理探测器中因子探测结果q值从大到小排序为温度（0.678）,降水（0.677），林地（0.656）,人口（0.455）,草地（0.366）,坡度（0.275）,高程（0.268）,耕地（0.230）, 且因子间交互作用存在复杂的耦合作用，使因子间呈现相互增强的效应，并引起了植被NPP在空间上的分异。综上所述，黄河流域年均植被NPP和NPP年总量显著增加，11个生态分区的年均植被NPP 和植被NPP年总量均表现为上升趋势。黄河流域植被NPP多年均值在空间分布上差异显著，存在着南高北低的分布特点，在空间上整体稳定性高，呈现明显的空间正相关性且以高-高和低-低聚集为主。温度（TEMP）、降水（PRE）、林地（FOR）、人口（POP）是影响黄河流域年均植被NPP的主要驱动因素。本研究针对性地分析了生态区植被差异的原因，为该地区生态文明建设、可持续经营管理提供理论支持和决策依据。

作者：

王颖轩

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关键词：

黄河流域生态功能区植被净初级生产力时空变化特征

授予学位：

硕士

学科专业：

林业

导师：

田佳

学位年度：

2024

学位授予单位：

宁夏大学

语种：

中文

中图分类号：

Q94