生态环境学报 ›› 2021, Vol. 30 ›› Issue (5): 938-948.DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2021.05.006
收稿日期:
2020-02-15
出版日期:
2021-05-18
发布日期:
2021-08-06
作者简介:
田义超(1986年生),男,副教授,博士,主要从事资源环境遥感及海岸带生态环境监测的相关研究。E-mail:tianyichao1314@yeah.net
基金资助:
TIAN Yichao1,2,3(), YANG Tang1, XU Xin1
Received:
2020-02-15
Online:
2021-05-18
Published:
2021-08-06
摘要:
北部湾入海流域处于典型河口-近海岸相互作用地带,是中国南亚热带地区典型的独流入海河流,对该地区的植被净初级生产力(NPP)进行定量化研究,可为中国南亚热带地区典型独流入海流域碳循环研究及其生态恢复提供科学依据。以北部湾典型入海流域为研究对象,基于CASA模型并结合Theil-Sen趋势、Hurst指数、偏相关分析等数理统计方法,定量化分析了流域2000—2017年NPP的时空变化特征、未来趋势及其影响因素。结果表明,时间尺度上,流域多年月均NPP介于8.50—95.86 g∙m-2(以C计,下同)之间,呈倒“V”型结构;年际变化上,多年NPP总体呈现波动上升趋势,增速为8.83 g∙m-2∙a-1,快于广西壮族自治区(增速为0.001 g∙m-2∙a-1)。空间尺度上,典型入海流域NPP呈明显地域分异规律,NPP高值区主要位于西南部的十万大山南麓,低值区散布钦江河道附近、南流江流域的上游以及下游的西南部地区。流域NPP总体上以改善为主,NPP增加区域是减少区域的3.05倍。流域NPP的Hurst指数范围介于0.20973—1之间,总体上以持续序列为主,预示研究区NPP未来处于持续增加趋势。影响因素上,气温是影响NPP的主导因素,NPP与多年平均气温存在正相关关系,与降水存在负相关关系。NPP在不同覆被类型、海拔和坡度梯度上均呈现出显著的地域分异规律以及时空差异性特征。该研究表明北部湾入海典型流域NPP呈逐年增加趋势,气温是流域NPP的主导因素。
中图分类号:
田义超, 杨棠, 徐欣. 北部湾典型入海流域植被净初级生产力时空分布特征及其影响因素[J]. 生态环境学报, 2021, 30(5): 938-948.
TIAN Yichao, YANG Tang, XU Xin. Temporal and Spatial Distribution Characteristics and Influencing Factors of Net Primary Productivity of Vegetation in Typical Basin Entering the Sea in Beibu Gulf[J]. Ecology and Environment, 2021, 30(5): 938-948.
图4 2000—2017年北部湾入海典型流域NPP(a)时间变化特征和(b)NPP空间分布特征
Fig. 4 The temporal variation of NPP (a) and the spatial distribution of NPP (b) in typical basins entering the sea of Beibu Gulf from 2000 to 2017
植被变化趋势 Vegetation change trend | NPP变化趋势 NPP change trend | 面积 Area/km2 | 百分比 Proportion/% | |
---|---|---|---|---|
Sen趋势 Sen trend | P值 P value | |||
明显改善 Significant improvement | >0 | P<0.01 | 6225.88 | 0.33 |
中度改善 Moderate improvement | >0 | 0.01≤P<0.05 | 2195.31 | 0.12 |
轻微改善 Slight improvement | >0 | P≥0.05 | 5667.00 | 0.31 |
轻微减少 Slightly decrease | <0 | P≥0.05 | 3042.25 | 0.16 |
中度减少 Moderate decrease | <0 | 0.01≤P<0.05 | 612.88 | 0.03 |
严重减少 Seriously decrease | <0 | P<0.01 | 970.31 | 0.05 |
表1 2000—2017年北部湾入海典型流域NPP趋势变化统计
Table 1 Statistics of NPP trend changes in typical basins entering the sea of Beibu Gulf from 2000 to 2017
植被变化趋势 Vegetation change trend | NPP变化趋势 NPP change trend | 面积 Area/km2 | 百分比 Proportion/% | |
---|---|---|---|---|
Sen趋势 Sen trend | P值 P value | |||
明显改善 Significant improvement | >0 | P<0.01 | 6225.88 | 0.33 |
中度改善 Moderate improvement | >0 | 0.01≤P<0.05 | 2195.31 | 0.12 |
轻微改善 Slight improvement | >0 | P≥0.05 | 5667.00 | 0.31 |
轻微减少 Slightly decrease | <0 | P≥0.05 | 3042.25 | 0.16 |
中度减少 Moderate decrease | <0 | 0.01≤P<0.05 | 612.88 | 0.03 |
严重减少 Seriously decrease | <0 | P<0.01 | 970.31 | 0.05 |
图8 研究区多年气温(t)和降水(R)变化特征
Fig. 8 Variation trend and spatial distribution of mean value of multi-year temperature (t) and precipitation (P) in research area
土地利用 land use | 年份 Year | 平均值 Average | |||
---|---|---|---|---|---|
2000 | 2005 | 2010 | 2015 | ||
耕地 Arable land | 383.16 | 428.70 | 451.52 | 468.61 | 433.00 |
灌木 Bushwood | 605.96 | 669.00 | 721.35 | 798.66 | 698.74 |
林地 Woodland | 651.18 | 732.47 | 759.20 | 846.37 | 747.31 |
草地 Grassland | 345.15 | 389.14 | 385.58 | 338.38 | 364.56 |
湿地 Wetland | 289.36 | 269.49 | 290.12 | 309.15 | 289.53 |
其他用地 Other land | 256.50 | 273.68 | 211.55 | 187.14 | 232.22 |
表2 北部湾入海典型流域不同覆被类型的NPP平均值
Table 2 Average NPP of different covering types in typical basins entering the sea of Beibu Gulf g·m-2·a-1
土地利用 land use | 年份 Year | 平均值 Average | |||
---|---|---|---|---|---|
2000 | 2005 | 2010 | 2015 | ||
耕地 Arable land | 383.16 | 428.70 | 451.52 | 468.61 | 433.00 |
灌木 Bushwood | 605.96 | 669.00 | 721.35 | 798.66 | 698.74 |
林地 Woodland | 651.18 | 732.47 | 759.20 | 846.37 | 747.31 |
草地 Grassland | 345.15 | 389.14 | 385.58 | 338.38 | 364.56 |
湿地 Wetland | 289.36 | 269.49 | 290.12 | 309.15 | 289.53 |
其他用地 Other land | 256.50 | 273.68 | 211.55 | 187.14 | 232.22 |
海拔类别 Gradient classfication | 年份 Year | 平均值 Average | |||
---|---|---|---|---|---|
2000 | 2005 | 2010 | 2015 | ||
第一梯度 First gradient (<250 m) | 441.23 | 495.07 | 529.13 | 566.05 | 500.62 |
第二梯度 Second gradient (250‒500 m) | 799.81 | 863.38 | 870.13 | 971.28 | 853.54 |
第三梯度 Third gradient (500‒800 m) | 828.25 | 884.71 | 883.75 | 974.88 | 865.89 |
第四梯度 Fourth gradient (>800 m) | 768.98 | 848.74 | 750.80 | 890.09 | 776.52 |
表3 北部湾入海典型流域NPP海拔梯度差异
Table.3 Altitude gradient difference of NPP in typical basins entering the sea in Beibu Gulf g∙m-2∙a-1
海拔类别 Gradient classfication | 年份 Year | 平均值 Average | |||
---|---|---|---|---|---|
2000 | 2005 | 2010 | 2015 | ||
第一梯度 First gradient (<250 m) | 441.23 | 495.07 | 529.13 | 566.05 | 500.62 |
第二梯度 Second gradient (250‒500 m) | 799.81 | 863.38 | 870.13 | 971.28 | 853.54 |
第三梯度 Third gradient (500‒800 m) | 828.25 | 884.71 | 883.75 | 974.88 | 865.89 |
第四梯度 Fourth gradient (>800 m) | 768.98 | 848.74 | 750.80 | 890.09 | 776.52 |
坡度分类 Slope classification | 坡度 Slope/ (°) | NPPave/ (g∙m-2∙a-1) | 面积 Area/ km2 | 比例 Proportion/% |
---|---|---|---|---|
缓倾斜坡 Gentle slope | <5 | 454.95 | 13449.44 | 71.87 |
中等斜坡 Medium slope | 5‒8 | 684.08 | 1868.75 | 9.98 |
斜坡 Slope | 8‒15 | 789.30 | 2288.38 | 12.23 |
陡坡 Steep slope | 15‒25 | 887.06 | 914.69 | 4.89 |
急坡 Sharp slope | 25‒35 | 905.10 | 187.50 | 1.00 |
急陡坡 Sharp steep slope | >35 | 842.96 | 4.88 | 0.03 |
表4 北部湾入海典型流域坡度梯度差异
Table 4 Gradient difference of slope in typical Basins entering the sea in Beibu Gulf
坡度分类 Slope classification | 坡度 Slope/ (°) | NPPave/ (g∙m-2∙a-1) | 面积 Area/ km2 | 比例 Proportion/% |
---|---|---|---|---|
缓倾斜坡 Gentle slope | <5 | 454.95 | 13449.44 | 71.87 |
中等斜坡 Medium slope | 5‒8 | 684.08 | 1868.75 | 9.98 |
斜坡 Slope | 8‒15 | 789.30 | 2288.38 | 12.23 |
陡坡 Steep slope | 15‒25 | 887.06 | 914.69 | 4.89 |
急坡 Sharp slope | 25‒35 | 905.10 | 187.50 | 1.00 |
急陡坡 Sharp steep slope | >35 | 842.96 | 4.88 | 0.03 |
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