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干旱区研究 2022年第5期39卷 1673-1683页

作者：冶晓娟王永辉潘红忠白钰董得福姚华明长江大学油气地球化学与环境湖北省重点实验室湖北武汉430000 黄河上游水电有限责任开发公司青海西宁810000 中国长江电力股份有限公司湖北宜昌443000

为探究青海省植被固碳量时空演变及其驱动因子,基于2000—2020年净初级生产力(NPP)数据和土壤呼吸模型计算得到植被净生态系统生产力(nep),采用趋势分析、偏相关分析及地理探测器等方法对青海省植被nep时空演变及驱动因子进行定量分析... 详细信息

为探究青海省植被固碳量时空演变及其驱动因子,基于2000—2020年净初级生产力(NPP)数据和土壤呼吸模型计算得到植被净生态系统生产力(nep),采用趋势分析、偏相关分析及地理探测器等方法对青海省植被nep时空演变及驱动因子进行定量分析。结果表明:青海省植被nep在近20 a间波动上升,年均增幅为1.54 g C·m^(-2)·a^(-1);年均植被nep空间变化差异较大,由东南向西北递减,71.08%的区域保持不变或增加;对植被nep解释力最强的是NDVI,降水、气温、人口密度等气候与人为因子对nep的空间分异解释力较强;由于双因子交互作用会增强对植被nep空间分异的解释力,因此在未来提升青海省固碳能力时,要注意多因子协同作用。

关键词：青海省植被nep 时空变化驱动力

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陆地生态系统碳收支时空变化及影响因素——以湖南省郴州市为例

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长江流域资源与环境 2024年第5期33卷 1066-1075页

作者：杨卓琳刘荣波逄锦光王姝王诗涵冯徽徽中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083 山东省第四地质矿产勘察院山东潍坊261021

陆地生态系统碳收支不仅是衡量地表生态环境的重要参数,也是全球碳循环的关键变量。以国家低碳试点城市、可持续发展创新示范区——湖南省郴州市为研究区域,耦合多源遥感数据,结合土壤呼吸地统计模型、趋势分析、地理探测器和残差分析... 详细信息

陆地生态系统碳收支不仅是衡量地表生态环境的重要参数,也是全球碳循环的关键变量。以国家低碳试点城市、可持续发展创新示范区——湖南省郴州市为研究区域,耦合多源遥感数据,结合土壤呼吸地统计模型、趋势分析、地理探测器和残差分析等方法,系统开展了2001~2020年植被净生态系统生产力(nep)时空变化特征分析及影响因素探究。结果表明:(1)在时间上,2001~2020年郴州市总体表现为碳汇,年均固碳总量达5.943×106 T Ca^(-1),nep均值310.351 g Cm^(-2),平均增长速率2.066 g Cm^(-2)a^(-1)。(2)在空间上,nep总体呈西高东低、北高南低分布,显著增加(P植被类型碳汇水平差异表现为:林地(328.100 g Cm^(-2))>草地(318.650 g Cm^(-2))>耕地(257.509 g Cm^(-2))。(3)郴州市生态系统碳收支驱动机制复杂。nep与气温、日照时数、相对湿度和高程等因子呈正相关,而与降水量和地表净辐射呈负相关,双因子对nep空间分异性的交互作用明显高于单因子。(4)自然因子是郴州市植被nep变化的主导因素(95.896%),但在城市边缘区等人类活动剧烈的区域,土地利用/覆被变化平均贡献率达59.761%。研究结果有助于准确把握区域陆地生态系统碳收支时空特征及其内在驱动机制,并为区域生态系统管理与可持续发展提供科学依据。

关键词：碳收支植被nep 土地利用/覆被变化地理探测器土壤呼吸地统计模型

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中国西北地区气象—农业干旱与陆地植被碳汇的响应关系

中国西北地区气象—农业干旱与陆地植被碳汇的响应关系

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作者：曹胜鹏兰州交通大学

学位级别：硕士

全球变暖加剧了干旱问题,造成植被退化,导致植被生产力和碳汇功能下降。中国西北是干旱发生最频繁、受灾最严重的地区之一。近年来,由于区域降水分布不均,植被季节性或间歇性缺水,干旱频发,植被碳汇功能退化显著。因此,迫切需要全面准... 详细信息

全球变暖加剧了干旱问题,造成植被退化,导致植被生产力和碳汇功能下降。中国西北是干旱发生最频繁、受灾最严重的地区之一。近年来,由于区域降水分布不均,植被季节性或间歇性缺水,干旱频发,植被碳汇功能退化显著。因此,迫切需要全面准确地认识和评估中国西北地区干旱与陆地植被碳汇的变化特征及其响应关系,为提高人类社会适应气候变化的能力,实现区域碳汇管理提供重要的科学依据。然而,目前对中国西北地区干旱与陆地植被碳汇变化特征的分析还不够精细,未考虑气候条件和土地覆盖类型的多样性特征,亦未确定干旱与植被碳汇之间的定量化响应关系。本文以多源遥感和气象数据为基础,计算标准化降水蒸散发指数（Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI）和植被状态指数（Vegetation Condition Index,VCI）,用其分别表征气象干旱和农业干旱,利用Theil-Sen与Mann-Kendall（TS-MK）方法分析2000–2019年中国西北地区气象干早和农业干旱时空变化规律。此外,基于修正的光能利用率模型（Carnegie-Ames-Stanford-Approach,CASA）和土壤异养呼吸模型,估算中国西北地区植被净生态系统生产力（Net Ecosystem Productivity,nep）,同时引入日光诱导叶绿素荧光（Solar-induced Chlorophyll Fluorescence,SIF）,将其作为指示植被碳汇的指标,利用TS-MK方法分析中国西北地区植被碳汇的时空变化规律。基于以上分析结果,联合小波相干分析、Spearman相关性和赤池信息准则（AIC）等方法评估中国西北地区气象干旱和农业干旱与植被碳汇的定量化响应关系。主要结论如下:（1）中国西北地区2000–2019年SPEI和VCI整体分别以0.028 yr和0.002 yr速率呈现上升趋势,同时轻微干旱、中等干旱和严重干旱的发生频率、持续时间和所占比例均呈下降趋势,表明中国西北地区气象-农业干旱程度减缓,气候向湿润转变。但不同气候带和土地覆盖类型的SPEI和VCI呈现出不同的规律,SPEI对半干旱和半湿润地区气象干旱高度敏感,而VCI对干旱和半干旱地区的农业干旱高度敏感;草地对气象干旱和农业干旱较为敏感,而林地不易受气象干旱和农业干旱的影响。（2）中国西北地区2000–2019年植被nep和SIF整体分别以7.09 g C myr和0.001 W mμmsryr的速率呈现显著的上升趋势,空间上主要分布在陕北、甘肃东部和南部以及宁夏南部（pnep和SIF趋势变化不同,不同气候带nep趋势变化由大到小为:半干旱区>湿润区>半湿润区>干旱区,而SIF趋势变化由大到小为:湿润区>半湿润区>干旱区>半干旱区;不同土地覆盖类型nep趋势变化从大到小为:耕地>林地>草地,而SIF趋势变化从大到小为:林地>耕地>草地。此外,林地、耕地和草地nep和SIF会沿着干旱梯度呈现不同的趋势变化,说明不同气候带和土地覆盖类型的碳汇能力存在差异,表现为湿润区和林地的碳汇能力最强,干旱区和草地的碳汇能力最弱。（3）中国西北地区植被SIF-SPEI、SIF-VCI的响应规律与植被nep-SPEI、nep-VCI的类似,在不同气候带和不同土地覆盖类型中均呈正相关。2000–2019年期间,中国西北地区植被nep、SIF与SPEI表现出显著的正相关（相干性大于0.8）,但在2003–2007年间存在一定的滞后效应。而植被nep、SIF与VCI表现出8–20个月周期性的显著正相关。中国西北地区大部分地区的SPEI、VCI与植被nep、SIF呈显著正相关（p植被nep、SIF与SPEI、VCI相关性沿干旱梯度呈非线性变化,体现为多重趋势差异,尤其是草地,而草地nep、SIF与VCI的相关性最高,说明草地碳汇对农业干旱的变化最敏感。

关键词：干旱指数植被nep 日光诱导叶绿素荧光遥感中国西北地区

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高植被覆盖区陆地生态系统碳收支时空特征及影响因素研究——以湖南省郴州市为例

高植被覆盖区陆地生态系统碳收支时空特征及影响因素研究——以湖...

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作者：杨卓琳中南大学

学位级别：硕士

陆地生态系统碳收支不仅是衡量地表生态环境的重要参数,也是全球碳循环关键变量,科学评估碳收支水平并开展其驱动因子探究是当前可持续发展的热门课题。本文以典型高植被覆盖区湖南省郴州市作为研究区域,耦合MODIS NPP产品、土壤属性、... 详细信息

陆地生态系统碳收支不仅是衡量地表生态环境的重要参数,也是全球碳循环关键变量,科学评估碳收支水平并开展其驱动因子探究是当前可持续发展的热门课题。本文以典型高植被覆盖区湖南省郴州市作为研究区域,耦合MODIS NPP产品、土壤属性、气象、土地利用等遥感数据,结合相关分析、地理探测器、残差分析和FLUS模型等方法分析2001-2020年郴州市碳收支的时空变化特征,识别不同用地类型固碳水平,定量解析土地利用对碳收支的贡献量,开展不同土地利用变化情景下的碳收支响应特征模拟与预测。主要研究结果如下:(1)基于2001-2020年长时序NPP数据,结合土壤呼吸地统计模型估算郴州市净生态系统生产力(nep)并分析其时空演化特征。结果表明,郴州市nep总体较为稳定,多年平均固碳总量5.943×10 T C·a,nep均值310.351 g C·m,平均变异系数0.247,呈西高东低、北高南低分布。时间上,郴州市nep总体呈现微弱上升趋势(y=2.066x+288.724,R=0.153),63.264%面积植被nep增加(40.314%地区增加较显著),主要分布在西部。(2)土地利用变化格局与固碳能力分析结果表明,郴州市以林地和耕地为主,建设用地面积持续扩张。区域内用地类型转移以“林地(?)耕地”、“林地(?)草地”、“林地→建设用地”和“耕地→建设用地”为主。不同用地类型固碳水平差异明显,林地最高(328.100 g C·m),草地(318.650 g C·m)次之,耕地(257.509 g C·m)最弱。(3)郴州市碳收支影响因素较复杂,nep与气温(0.397)、日照时数(0.283)、相对湿度(0.111)和高程(0.454)总体上呈正相关,而与降水量(-0.219)和地表净辐射(-0.398)则呈负相关。不同因子对植被nep空间分异的解释力存在差异,且交互作用明显。自然因子是郴州市碳收支变化的主导因素,平均贡献率95.896%,土地利用贡献率约为4.104%。然而在城市边缘区等人类活动剧烈区域,土地利用贡献率显著提升,平均贡献率可达59.761%。(4)nep多情景模拟预测结果表明,自然增长情景、经济发展与绿色低碳情景下,郴州市2030年碳收支分别为5.886×10 T C、5.869×10 T C和5.900×10 T C。低碳情景最高可增加1.421×10T C,双碳效应显著。本研究揭示了郴州市2001-2020年碳收支时空变化特征及未来变化趋势,定量解析了自然因子与LUCC对植被nep的贡献特征及驱动机制,分析了不同情景下碳收支变化特征。研究结果可为把握郴州市植被nep演化规律、理解nep影响因素驱动机制提供参考依据,同时可为区域实现双碳目标与区域可持续发展提供理论支撑。图27幅,表13个,参考文献109篇

关键词：碳收支植被nep 土地利用/覆盖变化地理探测器 FLUS模型情景预测

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