鄱阳湖生态经济区净初极生产力时空动态变化研究

　　摘要：本文基于2001-2014年的Modis数据MOD17A3的NPP数据集，采用一元线性回归分析法研究鄱阳湖生态经济区净初极生产力的时空分布及变化趋势。结果显示：14年鄱阳湖生态经济区年均NPP变化范围在501-618gC·m-2，14年平均值为553gC·m-2;从时间变化看，植被NPP发展处于先曲折下降，再缓慢上升的过程。

　　关键词：净初极生产力;鄱阳湖生态经济区;时空分布

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　　净初级生产力(NPP)指的是单位时间植物通过光合作用吸收的有机碳扣除自身呼吸所消耗的碳量。NPP的研究是全球陆地生态系统重要研究内容之一，它是判定生态系统健康状况、能否可持续发展的重要因子[1]。因此，分析研究鄱阳湖生态经济区植被NPP时空分布及变化，对衡量区域生态环境质量有着重要意义。国内外学者采用不同的模型对NPP植被进行研究，Lieth创建了全球第一个全球植被NPP回归模型[2];随着遥感技术的不断进步，学者们又相继研究出CASA等光能利用率模型。与旧的模型相比，新的NPP估算模型相比之前在充分考虑了气候条件、土地利用等参数的同时，去除了一些非必要因子，简化了计算。[3]本文利用MODIS数据分析江西省鄱阳湖经济生态区2001-2014年的NPP变化，以期为区域的生态监测和可持续发展提供依据。

　　1研究区概况

　　鄱阳湖是中国第一大内陆淡水湖，位于长江中下游南岸。2009年《鄱阳湖生态经济区规划》得到国务院批复，规划区域包括南昌、九江、景德镇3个市，及宜春、抚州、上饶、吉安、鹰潭、新余市的部分(市县)。全区范围位于江西省中北部，经纬度范围为北纬27°30′-30°04′，东经114°28′-117°42′，总面积达到5.12万平方千米。

　　2数据来源及研究方法

　　2.1数据

　　本文使用数据为网站(https：//search.earthdata.nasa.gov/search)下载的2001-2014年的MOD17A3数据，时相为一年，空间分辨率为1km*1km，由于数据里存在异常值，经和土地利用数据对比，发现异常值区域位于鄱阳湖水体及部分支流周围，故将异常区域剔除;研究区的行政区规划图来源于网站(http：//www.dsac.cn);土地利用数据来自网站(http：//www.resdc.cn)。

　　2.2方法

　　本文使用一元线性回归模型，将14年的鄱阳湖经济生态区年均NPP空间分布图代入模型计算，得到NPP变化趋势率。变化趋势率的计算公式如下：

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

　　在上式中，k为NPP变化趋势斜率，n为总年数(n=14)，i定义为时间序列所对应的年份(如2001年对应值为1，2002年对应值为2…2014年对应值为14)，NPPi为第i年的NPP平均值。

　　3结果分析

　　3.1鄱阳湖生态经济区时间分布特征

　　14年里，NPP年均值变化范围在501-618gC·m-2之间。从变化趋势线来看，从2001年-2005年NPP年均值呈现较大幅度的波动起伏，达到14年来最高值后又迅速降至最低值，于2006年有所回升，在之后的三年又缓慢下降。到了2009年以后，植被NPP年均值呈现缓慢上升的趋势。

　　3.2鄱阳湖生态经济区空间分布特征

　　14年平均值NPP分布如右图所示。从分布来看，整个区域的NPP分布呈现中间低而四周高的趋势，其中NPP<400gC·m-2的区域主要分布在鄱阳湖水体及其支流周围，占鄱阳湖经济生态区总面积的8.2%;NPP在400-500gC·m-2的区域占總面积的34.1%;NPP在500-600gC·m-2的区域分布范围较广，占总面积的31.3%;NPP在600-700gC·m-2和大于700gC·m-2的区域主要分布在鄱阳湖生态经济区边界附近位置，分别占总面积的10.4%和16%。

　　3.3鄱阳湖生态经济区变化特征

　　通过使用一元线性回归法分析鄱阳湖生态经济区的NPP14年来的变化趋势，根据不同地区的NPP变化情况，将NPP变化趋势分为显著减少，中度减少，轻微减少，轻微增加，中度增加，显著增加。从统计结果看，显著减少区域占总面积0.9%，中度减少区域占总面积2.6%，轻微减少区域占总面积19.3%，轻微增加区域面积最广，占总面积48.4%，中度增加区域占总面积25.3%，显著增加区域占总面积3.5%。

　　4结论

　　本文基于MODIS的MOD17a3数据集，对鄱阳湖经济生态区的NPP时空变化进行研究分析，结论如下：

　　(1)人类活动对NPP有着很重要的影响，14年内植被NPP总体上呈一个缓慢上升的趋势，这与2009年后鄱阳湖经济生态区建立，江西省政府对环境的开发治理息息相关。

　　(2)虽然鄱阳湖经济生态区的NPP总体呈上升趋势，但最近几年，鄱阳湖水位连年降低，枯水期延长，甚至出现频繁的干旱预警情况，导致鄱阳湖周边区域NPP呈递减趋势，形势严峻。鄱阳湖水系的健康状况对区域经济与生态建设至关重要，在注重全区生态治理的同时，更要需加大对鄱阳湖的生态监控和保护力度。

　　参考文献：

　　[1]朱文泉，潘耀忠，张锦水.中国陆地植被净初级生产力遥感估算[J].植物生态学报，2007(03)：413-424.

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

　　[3]孟元可.鄱阳湖湿地植被NPP时空变化及驱动因子分析[D].西南大学，2018.