鄱陽湖生態經濟區凈初極生產力時空動態變化研究

吳越　戴曉愛

摘要：本文基于2001-2014年的Modis數據MOD17A3的NPP數據集，采用一元線性回歸分析法研究鄱陽湖生態經濟區凈初極生產力的時空分布及變化趨勢。結果顯示：14年鄱陽湖生態經濟區年均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發展處于先曲折下降，再緩慢上升的過程。

關鍵詞：凈初極生產力;鄱陽湖生態經濟區;時空分布

凈初級生產力（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系統重要研究內容之一，它是判定生態系統健康狀況、能否可持續發展的重要因子[1]。因此，分析研究鄱陽湖生態經濟區植被NPP時空分布及變化，對衡量區域生態環境質量有著重要意義。國內外學者采用不同的模型對NPP植被進行研究，Lieth創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數據分析江西省鄱陽湖經濟生態區2001-2014年的NPP變化，以期為區域的生態監測和可持續發展提供依據。

1研究區概況

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

2數據來源及研究方法

2.1數據

本文使用數據為網站（https：//search.earthdata.nasa.gov/search）下載的2001-2014年的MOD17A3數據，時相為一年，空間分辨率為1km*1km，由于數據里存在異常值，經和土地利用數據對比，發現異常值區域位于鄱陽湖水體及部分支流周圍，故將異常區域剔除;研究區的行政區規劃圖來源于網站（http：//www.dsac.cn）;土地利用數據來自網站（http：//www.resdc.cn）。

2.2方法

本文使用一元線性回歸模型，將14年的鄱陽湖經濟生態區年均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（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鄱陽湖生態經濟區時間分布特征

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年均值呈現緩慢上升的趨勢。

3.2鄱陽湖生態經濟區空間分布特征

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

3.3鄱陽湖生態經濟區變化特征

通過使用一元線性回歸法分析鄱陽湖生態經濟區的NPP14年來的變化趨勢，根據不同地區的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。從統計結果看，顯著減少區域占總面積0.9%，中度減少區域占總面積2.6%，輕微減少區域占總面積19.3%，輕微增加區域面積最廣，占總面積48.4%，中度增加區域占總面積25.3%，顯著增加區域占總面積3.5%。

4結論

本文基于MODIS的MOD17a3數據集，對鄱陽湖經濟生態區的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年后鄱陽湖經濟生態區建立，江西省政府對環境的開發治理息息相關。

（2）雖然鄱陽湖經濟生態區的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，甚至出現頻繁的干旱預警情況，導致鄱陽湖周邊區域NPP呈遞減趨勢，形勢嚴峻。鄱陽湖水系的健康狀況對區域經濟與生態建設至關重要，在注重全區生態治理的同時，更要需加大對鄱陽湖的生態監控和保護力度。

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力遙感估算[J].植物生態學報，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.

作者簡介：吳越（1995-），男，碩士研究生。

*通訊作者：戴曉愛（1979-），女，博士，副教授。