關(guān)于某地區(qū)植被NPP變化特征分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u12195關(guān)于某地區(qū)植被NPP變化特征分析案例 1225861植被NPP估算結(jié)果對比 1133962植被NPP時間變化特征 2151283植被NPP空間分布及變化特征 3162624不同植被類型植被NPP變化特征 7271975不同土壤類型植被NPP變化特征 11316246植被NPP變化趨勢分析 1299887植被NPP可持續(xù)性分析 1429228植被NPP變異性分析 141植被NPP估算結(jié)果對比本論文將CASA模型估算結(jié)果與2000-2015年遼河流域MOD17A3NPP數(shù)據(jù)集進(jìn)行對比分析，進(jìn)一步驗(yàn)證結(jié)果的可靠性。將CASA模型模擬得到的植被NPP數(shù)據(jù)與MOD17A3數(shù)據(jù)進(jìn)行均值統(tǒng)計(jì)（表4-9）。通過對比，發(fā)現(xiàn)除了2000年CASA模型模擬的NPP與MOD17A3NPP差值大于100gC/m2，其余年份的差值都在100以內(nèi)，其中2005年的差值最小，約為7.31gC·m2?？傮w上而言，CASA模型模擬的NPP與MOD17A3NPP的誤差不大，總體變化趨勢大致相同，模擬結(jié)果比較可信。雖然模型模擬的結(jié)果會存在誤差，但是諸多學(xué)者的研究證明了CASA模型的適用性。表4-9MOD17A3數(shù)據(jù)與模擬值對比情況年份CASA模擬的NPP（gC·m2·a-1）MOD17A3（gC·m2·a-1）2000293.790190.4222001326.664226.9412002343.443254.2532003313.702262.8732004332.512285.5912005316.548309.2392006318.586274.4822007313.066223.2682008337.251275.4892009334.781241.8072010302.881233.0562011329.230276.6342012380.056303.6502013364.649275.3982014358.451282.9602015265.356298.1292植被NPP時間變化特征2000-2016年，遼河流域植被年均NPP值在265.36-380.06gC·m-2·a-1之間，多年平均值為326.18gC·m-2·a-1，其變化趨勢既有增加也有減少，但整體在波動變化趨勢中呈上升趨勢（表4-3，圖4-10）。研究區(qū)植被年均NPP從2000年的293.79gC·m-2·a-1，增加到2016年的314.01gC·m-2·a-1，17年總體增長幅度約為6.88%，年平均變化率為0.73%。近17年來植被年均NPP最高值為380.06gC·m-2·a-1，出現(xiàn)在2012年；最低值為265.36gC·m-2·a-1，出現(xiàn)在2015年。極大值分別出現(xiàn)在2002年、2004年、2008年、2012年，極小值分別出現(xiàn)在2003年、2007年、2010年、2015年。此外，研究區(qū)植被年均NPP出現(xiàn)了兩次較大的波動，2010-2012年NPP顯著增長，到2012年達(dá)到峰值，2012-2015顯著減少，在2015年達(dá)到波谷。根據(jù)植被年均NPP的變化趨勢，2000-2002年，植被NPP呈增加趨勢，同期降雨量變化較小，而溫度呈上升趨勢，說明在這一時期植被年均NPP變化可能主要受溫度的影響；此后，植被年均NPP呈波動變化趨勢，在2007年和2010年下降到谷值，而在2003-2007年降雨量呈波動下降的態(tài)勢，溫度持續(xù)上升，在2007年達(dá)到峰值，水熱條件不能夠滿足植被的生長條件，使得植被年均NPP下降。2012-2015年，植被年均NPP與降雨量的變化趨勢一致，說明這一時期，植被年均NPP的變化可能受降雨的影響更大。值得注意的是，2010年和2012年，降雨量和溫度范圍波動基本一致時，而植被年均NPP為谷值和峰值，造成這種差異的原因可能是人為因素的影響。說明17年來遼河流域植被年均NPP的變化與溫度、降水和人為因子的綜合影響密切相關(guān)，在不同的時期，所受主要影響因子不同。圖4-102000-2016年遼河流域年均植被NPP變化3植被NPP空間分布及變化特征從像元水平上研究遼河流域植被NPP序列的時間變化，可以直觀反映每個像元的具體變化。遼河流域植被2000-2016年間的平均NPP空間分布見圖4-11，由于地形、氣候和人為因素的影響，植被平均NPP呈“邊緣高、中間低”的特征，均值為219.75gC·m-2·a-1，變化范圍在0-913.02gC·m-2·a-1。將研究區(qū)植被年均NPP劃分為8個等級：0-200、200-300、300-400、400-500、500-600、600-700、700-800、＞800。各等級面積占研究區(qū)總面積的比例分別為22.60%、13.99%、20.67%、27.94%、10.51%、3.00%、0.99%、0.30%。從面積占比來看，研究區(qū)植被年均NPP主要集中分布在0-200、300-400以及400-500的范圍。從空間分布看，植被NPP高值區(qū)域主要分布東遼河流域、柳河口流域、太子河及大遼河干流西部以及流域內(nèi)水系周邊區(qū)域，年均植被NPP在380gC·m-2·a-1以上，植被類型主要是針葉林、闊葉林，低值區(qū)主要分布在烏力吉木仁河、西拉木倫河及老哈河流域，年均植被NPP在200gC·m-2·a-1以下，植被類型主要是草原、草甸。從行政區(qū)劃上看，植被NPP高值主要位于阜新市、沈陽市、鞍山市、鐵嶺市和四平市，低值主要位于赤峰市。按照三級流域劃分，對2000-2016年各子流域年平均NPP進(jìn)行分析（表4-10，圖4-12），結(jié)果表明子流域年均NPP變化趨勢存在差異，柳河口以上、柳河口以下、西拉木倫河及老哈河、西遼河下游及烏力吉木仁河流域植被年均NPP變化趨勢均表現(xiàn)為增長趨勢，其中西遼河下游流域增長趨勢最為顯著，約為2.62gC·m-2·yr-1，其次為西拉木倫河及老哈河流域、烏力吉木仁河流域、柳河口以下流域，增長趨勢最小的為柳河口以上流域。與此同時，東遼河流域、渾河流域、太子河及大遼河干流流域植被年均NPP表現(xiàn)為略微減少趨勢，渾河流域減少趨勢相對較為明顯。烏力吉木仁河流域植被NPP最大值為2012年的361.52gC·m-2·a-1，最小值為2015年的244.16gC·m-2·a-1，極大值分別出現(xiàn)在2001年、2005年、2008年和2012年、極小值分別出現(xiàn)在2003年、2007年、2009年和2015年。西拉木倫河及老哈河流域植被NPP最大值為2012年的355.52gC·m-2·a-1，最小值為2000年的257.98gC·m-2·a-1，極大值分別出現(xiàn)在2002年、2004年、2008年、2012年和2014年，極小值分別出現(xiàn)在2005年2007年2013年、2015年。西遼河下游植被NPP最大值為2012年的355.52gC·m-2·a-1，最小值為2015年的248.46gC·m-2·a-1，極大值分別出現(xiàn)在2002年、2006年、2008年和2012年，極小值分別出現(xiàn)在2003年、2007年、2011年和2015年。東遼河流域植被NPP最大值為2009年的487.06gC·m-2·a-1，最小值為2015年的344.74gC·m-2·a-1，極大值分別出現(xiàn)在2001年、2004年、2009年、2012年和2014年，極小值分別出現(xiàn)在2003年、2005年、2007年、2010年、2013年和2015年。渾河流域植被NPP最大值為2009年的391.49gC·m-2·a-1，最小值為2015年的262.30gC·m-2·a-1，極大值分別出現(xiàn)在2002年、2004年、2009年、2012年和2014年，極小值分別出現(xiàn)在2003年、2005年、2010年和2015年。柳河口以上植被NPP最大值為2009年的430.15gC·m-2·a-1，最小值為2015年的292.28gC·m-2·a-1，極大值分別出現(xiàn)在2002年、2004年、2009年、2012年和2014年，極小值分別出現(xiàn)在2003年、2005年、2010年、2013年和2015年。柳河口以下植被NPP最大值為2009年的485.91gC·m-2·a-1，最小值為290.64gC·m-2·a-1，極大值分別出現(xiàn)在2002年2004年、2009年和2012年，極小值分別出現(xiàn)在2003年、2006年、2010年和2015年。通過對比發(fā)現(xiàn)，烏力吉木仁河、西拉木倫河及老哈河、西遼河下游這三個流域的植被NPP年際變化較為相似，其余五個子流域年際變化比較相似。圖4-11遼河流域年均NPP空間分布表4-102000-2016年遼河流域各子流域植被年均NPP變化情況年份東遼河渾河柳河口以上柳河口以下太子河及大遼河干流烏力吉木仁河西拉木倫河及老哈河西遼河下游2000415.24331.53360.59370.92295.95254.22257.98260.112001461.03327.66381.70391.60310.51317.87290.89291.532002433.76343.58391.48415.40318.14315.21333.36306.272003394.41307.35344.55365.56295.79299.89307.61278.382004461.28353.11385.29406.75320.91298.63314.90284.652005408.12295.54336.00379.29288.31301.68312.75291.962006434.24312.50359.73367.87301.54276.49307.01304.332007426.40332.26381.11401.21302.99264.40281.47291.212008455.67335.02396.40413.03317.31323.22296.22317.122009487.06391.49430.15485.91362.61258.23276.01300.682010384.80300.94357.41377.88286.16263.23277.19297.622011436.26334.76379.55424.96317.30279.19316.05297.772012466.15351.80425.01459.72335.02361.52355.52377.982013451.61345.85407.40431.93321.55359.30336.78356.282014479.55346.23414.50424.68312.97329.01340.69335.392015344.74262.30292.28290.64247.46244.16260.63248.462016400.98288.51349.08366.17272.50284.44305.13312.75圖4-122000-2016年遼河流域各子流域植被NPP均值變化4不同植被類型植被NPP變化特征對遼河流域2000-2016年17年間9種不同植被類型年均NPP及總量變化情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（表4-11，表4-12，圖4-13），結(jié)果表明，遼河流域不同植被類型栽培植被植被NPP均值最高，為366.10gC·m-2·a-1，針葉林植被NPP均值為364.47gC·m-2·a-1，沼澤植被NPP均值為349.71gC·m-2·a-1，灌叢植被NPP均值為336.07，闊葉林植被NPP均值為302.45gC·m-2·a-1，草叢植被NPP均值為296.93gC·m-2·a-1，草甸植被NPP均值為286.63gC·m-2·a-1，草原植被NPP均值為286.43gC·m-2·a-1，針闊葉混交林植被NPP均值為101.04gC·m-2·a-1，NPP均值排序?yàn)樵耘嘀脖唬踞樔~林＞沼澤＞灌叢＞闊葉林＞草叢＞草甸＞草原＞針闊葉混交林。研究區(qū)不同植被類型植被NPP總量存在差異，栽培植被NPP總量最高，為3193.53×104gC·a-1，草原植被NPP總量為1667.56×104gC·a-1，闊葉林植被NPP總量為1173.15×104gC·a-1，灌叢植被NPP總量為625.25×104gC·a-1，草甸植被NPP總量為316.70×104gC·a-1，針葉林植被NPP總量為157.96×104gC·a-1，沼澤植被NPP總量為21.4×104gC·a-1，草叢植被NPP總量為5.85×104gC·a-1，NPP總量排序?yàn)樵耘嘀脖唬静菰鹃熑~林＞灌叢＞草甸＞針葉林＞沼澤＞草叢。不同植被類型NPP總量與年均NPP面積有關(guān)，從NPP總量及均值排序中可以看出，遼河流域栽培植被、草原、闊葉林面積占比較大，是流域主要的固碳植被類型，而固碳能力較強(qiáng)的為栽培植被和針葉林。在9種不同的植被類型中，森林生態(tài)系統(tǒng)（其中包括闊葉林、針葉林、針闊葉混交林、灌叢）植被NPP總量為1958.85×104gC·a-1，占比27.25%；草地生態(tài)系統(tǒng)（其中包括草原、草甸、草叢、沼澤）植被NPP總量為2011.51×104gC·a-1，占比27.99%；栽培植被NPP總量為3193.53×104gC·a-1，占比44.43%；整個遼河流域植被NPP總量為7187.33×104gC·a-1。表4-112000-2016年遼河流域不同植被類型NPP均值變化情況年份針葉林闊葉林針闊葉混交林草原草甸草叢灌叢栽培植被沼澤2000340.62285.97145.51241.82255.50266.39304.77337.97375.162001356.89306.75145.14287.78294.01280.64337.77366.70351.942002382.39316.46142.47306.58302.52305.65356.05386.55365.282003340.70290.30129.04284.24276.69267.51333.45350.48339.832004371.81301.77136.75285.10284.15287.75347.59385.21361.562005341.25285.44130.00289.38283.19289.40329.71355.99347.012006360.89300.88139.76279.34281.42272.98336.66355.40340.212007367.44292.97143.26259.64270.92296.62319.44365.62368.392008374.22313.12148.42299.32304.94309.62341.87379.86366.862009395.83307.05153.30259.78284.67333.86327.04413.01419.692010346.59284.61141.87263.56268.86289.99308.69343.30349.892011369.32299.78141.79285.01283.31321.38333.01382.77375.442012405.67348.07158.65349.89345.66353.10381.97420.18394.582013392.48337.22146.63335.93335.15325.53377.69397.26369.212014400.79331.87155.96319.40316.13327.86379.25394.50377.622015304.76252.91124.84236.97237.28231.50292.55287.19278.992016346.66291.11138.91288.88282.45288.54321.66344.49317.62表4-122000-2016年遼河流域不同植被類型NPP總量變化情況年份針葉林闊葉林針闊葉混交林草原草甸草叢灌叢栽培植被沼澤20001475.5511097.4935.5014079.012824.2853.015675.0414573.32231.8520011546.0511903.8035.4116755.043249.9555.856289.5515896.76217.5020021656.5212280.7234.7617849.543344.0960.836629.9616714.15225.7420031475.9011265.3631.4916549.043058.5453.236209.2215057.85210.0220041610.6811710.3133.3716599.043141.0357.266472.4716635.31223.4520051478.2711076.6031.7216847.993130.3857.596139.5115332.28214.4620061563.3911675.8234.1016263.453110.8754.326269.0215443.41210.2520071591.7511369.1334.9615116.782994.7559.035948.2315741.14227.6620081621.1212150.7636.2217427.233370.7961.616365.9616443.85226.7220091714.7411915.3937.4115124.763146.7066.446089.8517614.92259.3720101501.4211044.6234.6215344.922971.9857.715748.2014833.73216.2420111598.4211630.4534.6016592.133130.3263.956199.3116443.11231.2720121757.3613507.3038.7120371.013820.8970.277112.5818312.65243.8520131700.2413086.0435.7819558.783704.7564.787032.9517389.54228.1720141736.2412878.6938.0518596.373494.5165.247061.9817357.96233.3720151320.239814.6030.4613797.092622.8546.075447.5312542.61172.4220161501.7311296.6733.8916819.463122.1957.425989.6115019.99196.29圖4-13遼河流域不同植被類型的NPP均值及總量5不同土壤類型植被NPP變化特征統(tǒng)計(jì)不同土壤類型的植被NPP狀況，見表4-13和圖4-14，褐土植被NPP均值最高，為366.228gC·m-2·a-1其次是草甸土，為365.636gC·m-2·a-1，潮土植被NPP均值為649.253gC·m-2·a-1，棕壤植被NPP均值為329.255gC·m-2·a-1，栗鈣土植被NPP均值為283.755gC·m-2·a-1，風(fēng)沙土植被NPP均值為262.508gC·m-2·a-1。棕壤植被NPP總量最多，為1122.956gC·a-1，其次為栗鈣土，為1028.356gC·a-1，潮土植被NPP總量為974.593gC·a-1，風(fēng)沙土植被NPP總量為952.273gC·a-1，草甸土植被NPP總量為949.117gC·a-1，褐土植被NPP總量為560.659gC·a-1。表4-13遼河流域不同土壤類型植被NPP變化情況土壤類型植被NPP均值/gC·m-2·a-1植被NPP總量/gC·a-1棕壤329.251122.96褐土366.23560.66栗鈣土283.751028.36風(fēng)沙土262.51952.27草甸土365.64949.12潮土349.25974.59圖4-14不同土壤類型植被NPP6植被NPP變化趨勢分析為定量化描述植被NPP的變化趨勢，對遼河流域2000-2016年17年間年均NPP進(jìn)行逐像元一元線性回歸趨勢分析。計(jì)算結(jié)果表明（圖4-15），研究區(qū)年均NPP變化斜率為0.725，表明2000-2016年遼河流域植被NPP整體呈增加趨勢。植被NPP的變化斜率在-51.74-47.01之間，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，趨勢值為負(fù)的區(qū)域占研究區(qū)的面積比例為36.67%，主要分布在東遼河、渾河、太子河及大遼河干流，其中有3.08%的區(qū)域通過P＜0.05的顯著性檢驗(yàn)，斜率為正的區(qū)域占43.67%，主要分布在西遼河下游、柳河口以上流域的西部、西拉木倫河及老哈河?xùn)|南部以及烏力及木仁河?xùn)|部，其中有10.78%通過P＜0.0