中国干旱区自然植被降水利用效率的时空格局

• 作者: 潘换换 刘雪佳 杜自强 武志涛 张红
• 来源期刊: 山西大学学报（自然科学版）
• 关键词: 植被降水利用效率 时空格局 自然植被 CASA模型 中国干旱区
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 生命科学与环境科学|Life and Environment Sciences
• 页码范围: 184-193
• 页数: 10页
• 分类号: Q948.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.13451/j.sxu.ns.2019139

摘要

植被降水利用效率(Precipitation utilization efficiency,PUE)是指植物利用水分将其他营养物质转化为有利于自身生长发育的物质的能力,是衡量生态退化、生态环境可持续发展的重要指标.文章利用新一代长时序GIMMS NDVI3g遥感数据和同期气象数据,基于光能利用效率的Carnegie-Ames-Stanford-approach (CASA)模型研究中国干旱区不同类型自然植被净初级生产力,在此基础上计算不同植被生态系统的PUE.采用线性趋势分析和GIS空间分析的方法模拟了1982-2014年中国干旱区自然植被PUE的时空格局以及不同自然植被类型PUE的差异及其动态.结果 表明,(1)1982-2014年中国干旱区自然植被PUE的年平均值为0.47g·C·m-2·mm-1.从空间分布来看,甘肃祁连山脉中东部、新疆阿尔泰山、天山、昆仑山西段及帕米尔高原地区为PUE高值区,平均PUE大于2.0g·C·m-2·mm-1;中值区集中于内蒙古锡林浩特、包头,甘肃兰州、平凉,宁夏银川、固原,新疆阿勒泰、塔城,西藏噶尔北部和青海乌兰等地,平均PUE为0.5～2.0g·C·m-2·mm-1;低值区主要位于内蒙古阿拉善左旗、东胜,新疆哈密、库尔勒大部,宁夏吴忠等,西藏噶尔大部,青海乌兰局部等地,平均PUE＜0.5 g·C·m-2·mm-1;(2)中国干旱区PUE总体上呈现微弱降低的趋势,PUE变化率从东到西逐渐递减,其中内蒙古中部、河西走廊东南部、青藏高原西部和新疆西北部地区PUE呈现递增趋势,变化率为0～0.075,内蒙古西部、河西走廊西北部、柴达木盆地大部、新疆大部分地区呈现递减趋势,变化率为-0.075～ 0;(3)不同自然植被类型相互间PUE差异显著(P＜0.05),草原PUE为0.58g·C·m-2·mm-1,荒漠植被的PUE为0.39g·C·m-2·mm-1,草原显著高于荒漠;从不同类型自然植被的PUE变幅来看,荒漠植被PUE呈减少趋势,草原PUE轻微增加.(4)中国干旱区植被PUE与年降水呈显著的负相关(P＜0.05),与年平均气温呈正相关(P＞0.05).干旱区自然植被PUE主要与区域气候变化、土壤条件、植被群落、人为活动等因素有关.