基于CASA模型的陕西省NPP反演及其与气象因子的关系

植被净初级生产力(Net Primary Production, NPP)一方面直接反映了在自然条件下植被群落的生产能力,从而可以表征陆地生态系统的质量状况；另一方面其同时也是判定生态系统中碳源、碳汇以及调节生态过程的重要因子,在碳平衡和全球变化中扮演着相当重要的角色。本文以CASA模型为基础,运用遥感和GIS手段,结合MODIS/NDVI数据、气象数据以及土地利用数据,估算得到陕西省2000-2013年的NPP数据,通过计算得出结果进而对陕西省NPP进行时空分析。结果表明：(1)空间分布上,其特点大致表现为纬度分布,由陕南向陕北递减,而且空间变化的特征与植被类型的分布有较好的一致性；时间分布特点表现为明显的季节变化,呈单峰型曲线。从这14年的NPP总体分布上看：2000-2013年的NPP年平均总量为1.30×108gC.a-1,年平均值为633.15 gC·m-2·a-1,总体呈现随着纬度升高NPP逐渐减小的变化趋势,其中陕南>关中>陕北；(2)从年际变化上看：2000-2013年总体呈现增长趋势,全省各年年均NPP值的变化范围在550.03 gC·m-2·a-1到671.95 gC·m-2·a-1之间,总量变化范围在1.13×108 gC·a-1到1.38×108 gC·a-1之间,其中最大值出现在2012年,最小值出现在2001年,区域上陕南地区NPP均值与关中和陕北地区相比,起伏比较大,关中和陕北地区变化趋势比较平缓；(3)从年内变化上看：14年月平均NPP呈现单峰曲线变化趋势,范围大小在10.21 gC·m-2·mon-1到109.94 gC·m-2·mon-1之间,最大值出现在七月份,最小值出现在一月份,陕北地区NPP年内变化范围在6.53 gC·m-2·mon-1到85.18gC·m-2·mon-1之间,最大值出现在八月份,最小值出现在一月份,关中地区NPP年内变化范围在11.85 gC·m-2·mon-1到113.23 gC·m-2·mon-1之间,最大值出现在七月份,最小值出现在一月份,陕南地区NPP值范围大小在13.17 gC·m-2·mon-1到144.67 gC·m-2·mon-1之间,最大值出现在七月份,最小值出现在一月份,另外2000-2013年每年的NPP年际内变化情况各不相同；(4)从不同植被类型上分析：混交林>落叶阔叶林>稀树干草原>耕地>灌丛>草地。植被净初级生产力的时空分布受多种不同原因的综合影响,包括人为因素造成的土地覆盖的变化、城市发展以及气象因素,由于陕西省南北狭长,气候差异较大,横跨了三个气候带,总体属北亚热带气候,关中及陕北大部属于暖温带气候,陕北北部长城沿线属于中温带气候,所以年际植被NPP值的变化受气象条件影响较大,本文在分析降水和气温这两个气象因素时,发现这两个气象因子与植被NPP值都具有极显著的相关性,并且气温的相关性高于降水。