鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)凈初極生產(chǎn)力時空動態(tài)變化研究

　　摘要：本文基于2001-2014年的Modis數(shù)據(jù)MOD17A3的NPP數(shù)據(jù)集，采用一元線性回歸分析法研究鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)凈初極生產(chǎn)力的時空分布及變化趨勢。結果顯示：14年鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)年均NPP變化范圍在501-618gC·m-2，14年平均值為553gC·m-2;從時間變化看，植被NPP發(fā)展處于先曲折下降，再緩慢上升的過程。

　　關鍵詞：凈初極生產(chǎn)力;鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū);時空分布

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　　凈初級生產(chǎn)力(NPP)指的是單位時間植物通過光合作用吸收的有機碳扣除自身呼吸所消耗的碳量。NPP的研究是全球陸地生態(tài)系統(tǒng)重要研究內(nèi)容之一，它是判定生態(tài)系統(tǒng)健康狀況、能否可持續(xù)發(fā)展的重要因子[1]。因此，分析研究鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)植被NPP時空分布及變化，對衡量區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有著重要意義。國內(nèi)外學者采用不同的模型對NPP植被進行研究，Lieth創(chuàng)建了全球第一個全球植被NPP回歸模型[2];隨著遙感技術的不斷進步，學者們又相繼研究出CASA等光能利用率模型。與舊的模型相比，新的NPP估算模型相比之前在充分考慮了氣候條件、土地利用等參數(shù)的同時，去除了一些非必要因子，簡化了計算。[3]本文利用MODIS數(shù)據(jù)分析江西省鄱陽湖經(jīng)濟生態(tài)區(qū)2001-2014年的NPP變化，以期為區(qū)域的生態(tài)監(jiān)測和可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。

　　1研究區(qū)概況

　　鄱陽湖是中國第一大內(nèi)陸淡水湖，位于長江中下游南岸。2009年《鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)規(guī)劃》得到國務院批復，規(guī)劃區(qū)域包括南昌、九江、景德鎮(zhèn)3個市，及宜春、撫州、上饒、吉安、鷹潭、新余市的部分(市縣)。全區(qū)范圍位于江西省中北部，經(jīng)緯度范圍為北緯27°30′-30°04′，東經(jīng)114°28′-117°42′，總面積達到5.12萬平方千米。

　　2數(shù)據(jù)來源及研究方法

　　2.1數(shù)據(jù)

　　本文使用數(shù)據(jù)為網(wǎng)站(https：//search.earthdata.nasa.gov/search)下載的2001-2014年的MOD17A3數(shù)據(jù)，時相為一年，空間分辨率為1km*1km，由于數(shù)據(jù)里存在異常值，經(jīng)和土地利用數(shù)據(jù)對比，發(fā)現(xiàn)異常值區(qū)域位于鄱陽湖水體及部分支流周圍，故將異常區(qū)域剔除;研究區(qū)的行政區(qū)規(guī)劃圖來源于網(wǎng)站(http：//www.dsac.cn);土地利用數(shù)據(jù)來自網(wǎng)站(http：//www.resdc.cn)。

　　2.2方法

　　本文使用一元線性回歸模型，將14年的鄱陽湖經(jīng)濟生態(tài)區(qū)年均NPP空間分布圖代入模型計算，得到NPP變化趨勢率。變化趨勢率的計算公式如下：

　　k=n×∑ni=1NPPi×i-∑ni=1NPP∑ni=1in×∑ni=1i2-(∑ni=1i)2

　　在上式中，k為NPP變化趨勢斜率，n為總年數(shù)(n=14)，i定義為時間序列所對應的年份(如2001年對應值為1，2002年對應值為2…2014年對應值為14)，NPPi為第i年的NPP平均值。

　　3結果分析

　　3.1鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)時間分布特征

　　14年里，NPP年均值變化范圍在501-618gC·m-2之間。從變化趨勢線來看，從2001年-2005年NPP年均值呈現(xiàn)較大幅度的波動起伏，達到14年來最高值后又迅速降至最低值，于2006年有所回升，在之后的三年又緩慢下降。到了2009年以后，植被NPP年均值呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢。

　　3.2鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)空間分布特征

　　14年平均值NPP分布如右圖所示。從分布來看，整個區(qū)域的NPP分布呈現(xiàn)中間低而四周高的趨勢，其中NPP<400gC·m-2的區(qū)域主要分布在鄱陽湖水體及其支流周圍，占鄱陽湖經(jīng)濟生態(tài)區(qū)總面積的8.2%;NPP在400-500gC·m-2的區(qū)域占總面積的34.1%;NPP在500-600gC·m-2的區(qū)域分布范圍較廣，占總面積的31.3%;NPP在600-700gC·m-2和大于700gC·m-2的區(qū)域主要分布在鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)邊界附近位置，分別占總面積的10.4%和16%。

　　3.3鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)變化特征

　　通過使用一元線性回歸法分析鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)的NPP14年來的變化趨勢，根據(jù)不同地區(qū)的NPP變化情況，將NPP變化趨勢分為顯著減少，中度減少，輕微減少，輕微增加，中度增加，顯著增加。從統(tǒng)計結果看，顯著減少區(qū)域占總面積0.9%，中度減少區(qū)域占總面積2.6%，輕微減少區(qū)域占總面積19.3%，輕微增加區(qū)域面積最廣，占總面積48.4%，中度增加區(qū)域占總面積25.3%，顯著增加區(qū)域占總面積3.5%。

　　4結論

　　本文基于MODIS的MOD17a3數(shù)據(jù)集，對鄱陽湖經(jīng)濟生態(tài)區(qū)的NPP時空變化進行研究分析，結論如下：

　　(1)人類活動對NPP有著很重要的影響，14年內(nèi)植被NPP總體上呈一個緩慢上升的趨勢，這與2009年后鄱陽湖經(jīng)濟生態(tài)區(qū)建立，江西省政府對環(huán)境的開發(fā)治理息息相關。

　　(2)雖然鄱陽湖經(jīng)濟生態(tài)區(qū)的NPP總體呈上升趨勢，但最近幾年，鄱陽湖水位連年降低，枯水期延長，甚至出現(xiàn)頻繁的干旱預警情況，導致鄱陽湖周邊區(qū)域NPP呈遞減趨勢，形勢嚴峻。鄱陽湖水系的健康狀況對區(qū)域經(jīng)濟與生態(tài)建設至關重要，在注重全區(qū)生態(tài)治理的同時，更要需加大對鄱陽湖的生態(tài)監(jiān)控和保護力度。

　　參考文獻：

　　[1]朱文泉，潘耀忠，張錦水.中國陸地植被凈初級生產(chǎn)力遙感估算[J].植物生態(tài)學報，2007(03)：413-424.

　　[2]LIETHH.Modelingtheprimaryproductivityoftheworld[J].NatureandResources，1972，8(2)：5-10.

　　[3]孟元可.鄱陽湖濕地植被NPP時空變化及驅動因子分析[D].西南大學，2018.