韓靜, 張國峰, 李偉光, 張明潔, 趙婷

近20年海南島植被生態(tài)質(zhì)量變化特征分析

韓靜1, 2, 張國峰1,2,*, 李偉光1,2, 張明潔3, 趙婷1,2

1. 海南省氣象科學(xué)研究所, 海口 570203 2. 海南省南海氣象防災(zāi)減災(zāi)重點實驗室, ?？?570203 3. 海南省氣候中心, 海口 570203

海南是國家生態(tài)文明試驗區(qū), 是我國生態(tài)環(huán)境最好的省份之一?；?000—2019年MODIS—NDVI海南島植被覆蓋度、植被凈初級生產(chǎn)力、植被生態(tài)質(zhì)量指數(shù)及地面氣象觀測資料, 分析了海南島植被生態(tài)質(zhì)量變化情況以及氣象條件對植被生態(tài)質(zhì)量的影響。結(jié)果表明: 2000年以來, 海南島植被生態(tài)質(zhì)量指數(shù)呈增大趨勢, 植被生態(tài)質(zhì)量整體向好。海南島植被覆蓋度平均每年增加0.52%, 2019年達(dá)到75.4%; 植被NPP平均每10年增加55.9 g·m–2, 2019年NPP為1139.4 g·m–2; 近20年, 海南島植被生態(tài)質(zhì)量指數(shù)的平均值為75.0。植被覆蓋度和NPP的變化與氣候因子、人類活動等有著密切的關(guān)系。利用遙感手段監(jiān)測海南島植被生態(tài)質(zhì)量對提高決策的科學(xué)性和時效性具有重要意義。

植被覆蓋度; 植被凈初級生產(chǎn)力; 生態(tài)質(zhì)量指數(shù); 海南島

0 前言

植被覆蓋度(Fractional Vegetation Cover, FVC)和植被凈初級生產(chǎn)力(Net Primary Product, NPP)是衡量植被生態(tài)質(zhì)量變化的重要指標(biāo), 國內(nèi)外對其開展了廣泛的研究[1-3]。植被覆蓋度為植被地上部分垂直投影面積占地面面積的百分比[4], 是生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的重要因子, 能夠在一定程度上代表植被的生長趨勢和生長狀態(tài)[5]。目前植被覆蓋度主要測量方法有地面實測法和遙感測量法, 遙感測量方法基于空間連續(xù)數(shù)據(jù), 能準(zhǔn)確、快速地對陸地植被生態(tài)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測, 備受關(guān)注[6]。植被凈初級生產(chǎn)力是指植物在單位面積和單位時間內(nèi)所產(chǎn)生的有機(jī)干物質(zhì)總量[7],是生物圈內(nèi)碳循環(huán)的重要分量, 在全球生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和氣候變化研究中占有重要地位。近年來, NPP 的模擬估算模型主要有氣候生產(chǎn)力模型、生理生態(tài)過程模型和光能利用率模型(遙感數(shù)據(jù)驅(qū)動)3 類[8]。其中, 光能利用率模型操作簡單、大多數(shù)參數(shù)通過遙感手段即可獲得, 且計算準(zhǔn)確度高[9], 已成為NPP模擬估算模型的主要發(fā)展方向。田鵬舉等[10]利用貴州省長時間序列的MODIS—NDVI數(shù)據(jù)研究分析了貴州省與喀斯特石漠化區(qū)植被的時空變化特征。黃林峰等[11]通過分析植被覆蓋度、凈初級生產(chǎn)力以及植被生態(tài)質(zhì)量指數(shù)等數(shù)據(jù), 對赤水河流域植被生態(tài)質(zhì)量的時空變化進(jìn)行了分析。孫應(yīng)龍等[3]利用MODIS和氣象數(shù)據(jù)揭示了臨滄地區(qū)近20年的植被生態(tài)質(zhì)量時空特征及其與氣象條件之間的關(guān)系。

1999年, 海南省為了實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提出了建立“生態(tài)省”的設(shè)想, 海南省生態(tài)可持續(xù)性受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注[12]。馬榮華等[13]基于RS和GIS方法對海南建省前后的植被變化進(jìn)行了分析。劉少軍等[14]應(yīng)用MODIS 數(shù)據(jù)提取了2004年海南島的月平均植被指數(shù)集, 探討了植被指數(shù)變化及其與驅(qū)動因子的關(guān)系。李偉光等[15]分析了海南島熱帶雨林、橡膠林及農(nóng)田3種典型植被覆蓋區(qū)的EVI時空變化特征對氣象因子的響應(yīng)。羅紅霞等[16]分析了海南島月平均NDVI以及氣溫降水變化趨勢, 探討了NDVI對氣溫降水的響應(yīng)。劉少軍等[17]基于NPP數(shù)據(jù)集, 分析了海南島植被凈初級生產(chǎn)力的時空分布特征。

本研究采用2000—2019年基于MODIS-NDVI的海南島植被覆蓋度、植被凈初級生產(chǎn)力資料及地面觀測資料, 研究分析海南島植被生態(tài)質(zhì)量變化情況以及氣象條件對植被生態(tài)質(zhì)量的影響。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

海南島位于中國最南端, 陸地面積3.39萬km2, 長軸作東北至西南向, 長約290 km, 地形為穹形山體, 四周地平, 中間高聳[18]。海南島由山地、丘陵、臺地、平原等環(huán)形層狀梯級結(jié)構(gòu)組成, 中部高四周低, 較大的河流大多發(fā)源于中部山區(qū), 組成輻射狀水系。

海南屬于熱帶季風(fēng)海洋性氣候, 長夏無冬, 光熱豐富, 雨量充沛。各地年平均氣溫23.1—27.0 ℃, 受地形影響, 分布呈中間低四周高的環(huán)狀分布, 而受緯度影響, 南部地區(qū)高于北部; 年降水量940.8—2388.2 mm, 降水總量多, 時空分布不均, 山區(qū)多于平原, 東部多于西部。

受熱帶季風(fēng)氣候和復(fù)雜地形影響, 海南島植被組成種類繁多, 群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜。植被的外貌和結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出非常明顯的熱帶林特征, 原生性森林終年常綠。近年來, 全省森林覆蓋率穩(wěn)定在62.1%以上, 熱帶天然林約占全省森林面積的一半。

1.2 數(shù)據(jù)與方法

本研究基于國家氣象中心采用NASA提供的MOD13A3植被指數(shù)產(chǎn)品估算的植被覆蓋度、NPP、植被生態(tài)質(zhì)量指數(shù), 以及海南島逐日氣溫、降水等氣象數(shù)據(jù), 形成海南生態(tài)氣象要素年值時間序列。所用數(shù)據(jù)的時間范圍為2000—2019年。

1.2.1 FVC計算

目前, 估算植被覆蓋度的方法主要是遙感測量法, 較為實用的是基于歸一化植被指數(shù)(NDVI),建立的FVC計算模型[19-20]。

利用月NDVI合成數(shù)據(jù), 計算月植被覆蓋度, 計算公式為:

1.2.2 植被凈初級生產(chǎn)力(NPP)計算

利用太陽光合有效輻射、植被有效光合輻射吸收比例FPAR[22]、實際光能利用率等數(shù)據(jù), 根據(jù)陸地生態(tài)系統(tǒng)探聽量TEC模型[23-24], 計算月植被NPP, 主要公式如下:

式中,、、R、R分別表示植被凈初級生產(chǎn)力、總初級生產(chǎn)力[23]、生長呼吸消耗量[25]和維持呼吸消耗量[26](g·m-2·month-1);為最大光能利用率(g·MJ-1), C3植物為1.8(g·MJ-1), C4植物為2.76(g·MJ-1);T為溫度脅迫系數(shù);為水分脅迫系數(shù);表示植被吸收光合有效輻射的比例;為入射光合有效輻射(MJ·m-2·month-1)[27];R為太陽總輻射(MJ·m-2·month-1);T為月平均氣溫(℃)。

以月植被NPP為基礎(chǔ), 對全年各月植被NPP進(jìn)行累積, 得到全年的植被NPP。

1.2.3 植被生態(tài)質(zhì)量指數(shù)Q計算

基于全年的植被NPP和平均植被覆蓋度, 計算得到反映該年的植被生態(tài)質(zhì)量指數(shù)[28], 綜合監(jiān)測評估植被生態(tài)質(zhì)量的優(yōu)劣, 其值越大, 表明植被生態(tài)質(zhì)量越好。其計算公式為:

式(8)中,Q為第年的植被生態(tài)質(zhì)量指數(shù);f為植被覆蓋度的權(quán)重系數(shù);FVC為第年的平均植被覆蓋度;f為植被凈初級生產(chǎn)力的權(quán)重系數(shù);NPP為第年的植被累計凈初級生產(chǎn)力;NPP為監(jiān)測年份中NPP最大值, 即當(dāng)?shù)刈詈脷庀髼l件下該時段的植被NPP。f和f之和約定為1。

1.2.4 變化趨勢率計算

利用一元線性回歸方程的斜率進(jìn)行變化趨勢分析[29]。方程斜率采用最小二乘法來估算, 其值的大小反映該關(guān)注對象(植被覆蓋度、植被NPP等)變化的速率(“正”表示增加、提高, “負(fù)”表示減少、下降; “絕對值”表示變化的快慢和程度)[30]。

2 結(jié)果與分析

2.1 植被覆蓋度變化分析

2000—2019年, 海南島植被覆蓋度在64.1%—75.4%之間(圖1), 多年平均值為70.7%。2000年以來, 海南島植被覆蓋度呈顯著上升趨勢, 2019年植被覆蓋度為20年來最高, 達(dá)75.4%。從圖1中可以看出, 2005年和2011年, 植被覆蓋度明顯下降, 僅為64.1%和68.9%, 低于其前后兩年。2005年, 海南先后遭遇0508號強(qiáng)熱帶風(fēng)暴“天鷹”、0516號熱帶風(fēng)暴“韋森特”和0518號臺風(fēng)“達(dá)維”, 特別是臺風(fēng)“達(dá)維”, 在萬寧市登陸后, 繼續(xù)西移, 對海南島的植被產(chǎn)生較大破壞[31]。而2011年春季, 海南出現(xiàn)中到重度的低溫陰雨天氣過程, 秋季降水量又明顯偏多, 加上全年日照時數(shù)較常年偏少, 對海南島植被的生長產(chǎn)生了一定影響, 當(dāng)年植被覆蓋度略低。

各市縣植被覆蓋度年際變化與全省植被覆蓋度變化趨勢基本一致(圖2), 呈上升趨勢, 但各市縣間存在顯著差異。其中, 五指山、保亭、瓊中和白沙四市縣的植被覆蓋度年均超過80%, 而?？谧畹? 植被覆蓋度年均52%。人類活動往往反作用于植被生長, 快速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化導(dǎo)致?？谥脖幻娣e降低。近年來, ?？谑姓哟罅松鷳B(tài)修復(fù)的力度, 建設(shè)了一批國家級和省級濕地公園, 推動了東寨港樹林等生態(tài)修復(fù)項目, 積極創(chuàng)建“海南省森林城市”。這一系列舉措使?？谑械闹脖桓采w度逐步提升。

從空間分布上看, 海南島大部分地區(qū)植被覆蓋度在2000—2019年間呈增加趨勢(圖3), 平均每年增加0.52%。經(jīng)統(tǒng)計, 超過93.86%面積的植被覆蓋度呈現(xiàn)增長趨勢, 遠(yuǎn)超過植被覆蓋度呈減少趨勢的面積。進(jìn)一步的分析表明, 植被覆蓋度呈減少趨勢(<0)的區(qū)域, 主要分布在?？诒辈?、三亞南部和文昌東部。而上述地區(qū)正是海南經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的地區(qū),高強(qiáng)度的房地產(chǎn)開發(fā)、旅游業(yè)的發(fā)展和城市擴(kuò)張對植被產(chǎn)生了不利影響。

從2019年海南島植被覆蓋度的空間分布(圖4)來看: 2019年海南島植被覆蓋度較高, 大部分區(qū)域都在70%—80%之間; 中部山區(qū)植被覆蓋度超過80%。雖然整體較高, 但西部沿海(東方、樂東)、海口北部、三亞南部、陵水沿海等地的植被覆蓋度相對較低, 低于50%。

以“大語文”觀為先導(dǎo)，《語文課程標(biāo)準(zhǔn)》中“努力建設(shè)開放而有活力的語文課程”及綜合性學(xué)習(xí)的要求，都昭示著語文作業(yè)的開放性勢在必行，多姿多彩的自然社會及網(wǎng)絡(luò)的普及又為語文作業(yè)的開放性提供了諸多條件。

圖1 2000—2019年海南島植被覆蓋度年際變化圖

Figure 1 Annual variation of fractional vegetation cover in Hainan Island from 2000 to 2019

圖2 2000—2019年海南島各市縣植被覆蓋度年際變化

Figure 2 Annual variation of fractional vegetation cover of cities in Hainan Island from 2000 to 2019

2.2 植被凈初級生產(chǎn)力變化分析

2000年以來, 海南島植被凈初級生產(chǎn)力(NPP)總體呈增長趨勢(圖5), 年平均NPP在862.8—1218.8 g·m-2·a-1之間, 多年均值為1111.2 g·m-2·a-1。據(jù)統(tǒng)計, 只有2005年植被NPP低于1000 g·m-2·a-1。相較于前10年, 海南島近10年的NPP年均值中, 有8年超過1111.2 g·m-2·a-1。這可能與“十二五”以來, 海南開展“綠化寶島大行動”、積極推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè), 密不可分。

從各市縣植被逐年平均NPP(圖6)來看, 各市縣年均NPP變化趨勢基本與全省保持一致。年均植被NPP大于1200 g·m-2·a-1的市縣包括瓊中、白沙、五指山和屯昌等; 年均植被NPP在1000—1200 g·m-2·a-1的市縣包括昌江、三亞、臨高、儋州、瓊海、文昌、定安、澄邁、萬寧、陵水、保亭和樂東等; 年均植被NPP小于1000 g·m-2·a-1的市縣只有東方和海口。

從空間分布上看(圖7), 2000年以來, 海南島有超過93.71%的面積植被NPP呈增長趨勢, 遠(yuǎn)大于NPP呈降低趨勢的面積。海南島植被NPP在中部和東部區(qū)域顯著增加, 說明整體上植被生長狀態(tài)較好。植被NPP變化趨勢率為負(fù)值的區(qū)域主要分布在文昌西北部、?？?、三亞以及海南島西部的昌江、東方等局部地區(qū)。

圖3 2000—2019年海南島植被覆蓋度變化趨勢空間分布圖

Figure 3 The tendency ratio of fractional vegetation cover in Hainan Island from 2000 to 2019

圖4 2019年海南島植被覆蓋度空間分布圖

Figure 4 Spatial distribution of fractional vegetation cover in Hainan Island in 2019

圖5 2000—2019年海南島植被NPP年際變化

Figure 5 Annual variation of NPP in Hainan Island from 2000 to 2019

圖6 2000—2019年海南島各市縣植被凈NPP年際變化

Figure 6 Annual variation of NPP of cities in Hainan Island from 2000 to 2019

從2000—2019年海南島年均NPP面積比例分布(表1)可以看出, 植被NPP<800 g·m-2·a-1的面積占總面積的3%—30%, 平均占7.9%; NPP在800—1000 g·m-2·a-1的面積占8%—51%, 平均占18.5%; NPP在1000—1200 g·m-2·a-1的面積占19%—45%, 平均占34.2%; NPP>1200 g·m-2·a-1的面積占1%—61%, 平均占39.4%。

2019年, 海南島植被NPP的分布情況(圖8)與植被覆蓋度類似, 西部(昌江、東方、樂東)局部地區(qū)、?？诒辈亢０稁?、三亞南部海岸帶凈初級生產(chǎn)力較低, 中部山區(qū)較高, 最大值達(dá)1553.8 g·m-2·a-1。

2.3 植被生態(tài)質(zhì)量與氣象條件分析

植被生態(tài)質(zhì)量是衡量自然生態(tài)狀況的關(guān)鍵指標(biāo)。從2000—2019年海南島植被生態(tài)質(zhì)量指數(shù)年際變化可以看出(圖9), 2000年以來, 海南島超過94%的區(qū)域植被生態(tài)質(zhì)量指數(shù)呈增加趨勢, 植被生態(tài)質(zhì)量整體向好。2005年植被生態(tài)質(zhì)量指數(shù)出現(xiàn)明顯低值, 2012年以后, 植被生態(tài)質(zhì)量指數(shù)趨于穩(wěn)定, 近20年的平均值為75.0。

植被覆蓋度和NPP的變化與氣候因子、人類活動等有著密切的關(guān)系。研究顯示(圖10、圖11), 2000—2019年間, 海南島年平均氣溫在23.9—25.4 ℃之間, 多年平均為24.7 ℃, 其中, 2011年最低, 為23.9 ℃, 2015年最高, 為25.4 ℃。年平均氣溫變化出現(xiàn)波動趨勢, 但整體變化幅度不大。2000年以來, 年降水量介于1100—2300 mm之間, 多年平均為1909 mm, 2002—2007年間, 降水量偏低, 2008年以后逐漸增加, 2015年降水量明顯降低,出現(xiàn)干旱, , 2016年以后逐年恢復(fù), 2019年年降水量(1672 mm)略低,出現(xiàn)輕度干旱。

圖7 2000—2019年海南島植被NPP變化趨勢空間分布圖

Figure 7 Spatial distribution of the tendency ratio of NPP in Hainan Island from 2000 to 2019

表1 2000—2019年海南島植被NPP面積比例

圖8 2019年海南島植被凈初級生產(chǎn)力空間分布圖

Figure 8 Spatial distribution of NPP in Hainan Island in 2019

圖9 2000—2019年海南島植被生態(tài)質(zhì)量指數(shù)年際變化

Figure 9 Annual variation of vegetation ecological quality index in Hainan Island from 2000 to 2019

圖10 2000—2019年海南島平均氣溫變化圖

Figure 10 The variation of annual mean air temperature in Hainan Island from 2000 to 2019

圖11 2000—2019年海南島年降水量變化圖

Figure 11 The variation of annual precipitation in Hainan Island from 2000 to 2019

3 討論

(1)遙感能夠滿足生態(tài)文明建設(shè)及時、科學(xué)和精細(xì)監(jiān)測生態(tài)環(huán)境的需求, 已成為最常用的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測手段。搭載在Terra和Aqua衛(wèi)星上的MODIS傳感器已連續(xù)工作20多年, 數(shù)據(jù)時間序列長且穩(wěn)定。利用MODIS遙感數(shù)據(jù)反演的植被覆蓋度、植被NPP等指標(biāo)能更客觀、更真實的反映植被在時間和空間上的變化規(guī)律。

(2)植被覆蓋度、NPP和植被生態(tài)質(zhì)量指數(shù)的變化與氣候因子、人類活動等有密切的關(guān)系。氣候變化通過溫度、降水等變量的綜合干擾, 影響植被生產(chǎn)力。前人的研究表明, 海南島植被的變化受溫度的影響大于降水[16]。而人類活動引起土地利用變化可改變生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、類型和功能, 進(jìn)而影響植被生態(tài)質(zhì)量。如海南島中部的山嶺地帶是熱帶雨林、季雨林組成的原始森林區(qū), 分布著海南五大熱帶雨林原始森林區(qū), 植被類型包括低地雨林、山地雨林、山地常綠林、山頂矮林、紅樹林等。海南雨林的變遷歷史與海南土地開發(fā)的歷史密不可分[34], 雖然近現(xiàn)代經(jīng)歷了日本侵略時期被肆意破壞、百萬農(nóng)墾大軍砍林種膠支持國家建設(shè), 但是到上世紀(jì)80年代, 政府實施“保護(hù)、恢復(fù)、發(fā)展”的六字方針, 采取封山育林措施, 停砍天然林, 該區(qū)域的熱帶雨林面積得到一定程度的恢復(fù)。近30年, 海南加快推進(jìn)綠色發(fā)展, 解決生態(tài)環(huán)境保護(hù)問題, 區(qū)域植被生態(tài)質(zhì)量各項指標(biāo)一直處于向好趨勢。2019年, 國家公園管理局印發(fā)《海南熱帶雨林國家公園體制試點方案》, 正式設(shè)立海南熱帶雨林國家公園, 范圍涉及9個市縣。建設(shè)海南熱帶雨林國家公園是海南全面深化改革開放的12個先導(dǎo)性項目之一, 海南也將以熱帶雨林的整體保護(hù)、系統(tǒng)修復(fù)和綜合治理為重點, 筑牢綠色生態(tài)屏障, 為全國生態(tài)文明建設(shè)探索經(jīng)驗。

(3)海岸帶是海洋和陸地相互作用的地帶, 是人類活動最為活躍、經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)的地區(qū), 同時也是自然生態(tài)環(huán)境相對較脆弱、資源環(huán)境承載力相對有限的地區(qū)[35]。海南島擁有綿長的海岸帶, 沿線蘊(yùn)藏著豐富且寶貴的自然資源, 人類活動對海岸帶植被生態(tài)質(zhì)量的影響更大。如海南島東部的文昌、瓊海、萬寧等地的部分海岸帶, 由于沿海經(jīng)濟(jì)開發(fā)強(qiáng)度的增大，海濱景觀破壞、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不當(dāng), 致使沿海防護(hù)林帶受損, 削弱了海防林的防護(hù)功能, 造成上述地區(qū)植被覆蓋度出現(xiàn)下降。而海南島不同區(qū)域的植被生態(tài)質(zhì)量變化受氣候因子和人類活動的影響存在一定差異, 如海南島熱帶天然林主要分布在島東南、中南、西南部和中部海拔500以上的山地, 分布在白沙、瓊中、五指山、保亭等10個市縣, 雖然高山地區(qū)可能出現(xiàn)短時霜凍, 但海南島常年溫光水條件充沛, 適合植被生長。上世紀(jì)80年代后, 政府對上述區(qū)域開始實行保護(hù)、恢復(fù)和發(fā)展并重的方針, 采取封山育林等措施, 熱帶天然林的面積得到一定程度的恢復(fù), 植被生態(tài)質(zhì)量持續(xù)增加, 對這部分地區(qū)的生態(tài)植被保護(hù)還需要關(guān)注森林防火等問題; 但西部(昌江、儋州、東方)沿海一帶干旱頻繁發(fā)生, 加之植被多為灌木林及桉樹林, 土地沙化情況嚴(yán)重; 城市化進(jìn)程較快的?？?、三亞, 城市建設(shè)過程中勢必會對自然生態(tài)環(huán)境造成一定的破壞, 近年來兩市均提出了生態(tài)修復(fù)的相關(guān)措施, 如山體修復(fù)、增加濕地等, 切實處理好發(fā)展和保護(hù)的關(guān)系。因此, 研究海南島植被變化的主要原因時, 要根據(jù)不同區(qū)域、不同氣象年景開展具體的分析。

(4)黨的十八大將生態(tài)文明建設(shè)納入中國特色社會主義事業(yè)的總體布局, 建設(shè)國家生態(tài)文明試驗區(qū)是海南全面深化改革開放的戰(zhàn)略定位之一, 生態(tài)環(huán)境保護(hù)事關(guān)海南長遠(yuǎn)發(fā)展。利用遙感手段對海南植被生態(tài)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測, 對提高決策的科學(xué)性和時效性、對建設(shè)生態(tài)環(huán)境世界一流的中國特色自由貿(mào)易港具有重要意義。

4 結(jié)論

基于2000—2019年MODIS—NDVI海南島植被覆蓋度、植被凈初級生產(chǎn)力、植被生態(tài)質(zhì)量指數(shù)及地面氣象觀測資料, 分析了海南島植被生態(tài)質(zhì)量變化情況以及氣象條件對植被生態(tài)質(zhì)量的影響。結(jié)論如下:

(1)2000—2019年, 海南島植被覆蓋度、凈初級生產(chǎn)力NPP和植被生態(tài)質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果表明: 海南島植被生態(tài)整體呈顯著改善趨勢。海南島植被覆蓋度平均每年增加0.52%, 2019年達(dá)到75.4%; 植被NPP平均每10年增加55.9 g·m-2, 2019年NPP達(dá)到1139.4 g·m-2; 海南島植被生態(tài)質(zhì)量指數(shù)呈增大趨勢, 近20年的平均值為75.0。

(2)植被生態(tài)是氣候條件、人類活動等多種因素綜合作用的結(jié)果。研究海南島植被變化的原因時, 要根據(jù)不同區(qū)域、不同氣象年景具體分析。

致謝: 感謝國家氣象中心曹云高工、孫應(yīng)龍博士對本研究提供的技術(shù)支持和指導(dǎo)。

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Analysis on the change characteristics of vegetation ecological quality in Hainan Island in recent 20 years

HAN Jing1,2, ZHANG Guofeng1,2,*, LI Weiguang1,2, ZHANG Mingjie3, ZHAO Ting1

1. Hainan Institute of Meteorological Science, Haikou 570203, China 2. Key Laboratory of South China Sea Meteorological Disaster Prevention and Mitigation of Hainan Province, Haikou 570203, China 3. Climate Center of Hainan Province, Haikou, Hainan 570203, China

Hainan is a national ecological civilization pilot zoneandone of the best provinces in ecological environment in China. The spatial and temporal distribution of the fractional vegetation cover (FVC), net primary productivity (NPP), and vegetation ecological quality index, which were produced by using the MODIS normalized difference vegetation index (NDVI), and the impact of meteorological conditions on vegetation in Hainan Island from 2000 to 2019 were analyzed. The results show that since 2000, the vegetation ecological quality index of Hainan Island has shown an increasing trend. The average FVC of Hainan Island, which reached 75.4% in 2019, increased by 0.52% per year. The NPP, which was 1139.4 g·m-2in 2019, increased by 55.9 g·m-2every 10 years. In recent 20 years, the average value of the vegetation ecological quality index was 75.0. The changes of FVC and NPP were closely related to climate factors and human activities. This study shows that it is of great significance forimproving the scientificity and timeliness of decision-making to monitor the vegetation ecological quality in Hainan Island using remote sensing.

fractional vegetation cover; net primary productivity; ecological quality index; Hainan Island

10.14108/j.cnki.1008-8873.2022.01.003

韓靜, 張國峰, 李偉光, 等. 近20年海南島植被生態(tài)質(zhì)量變化特征分析[J]. 生態(tài)科學(xué), 2022, 41(1): 20–30.

HAN Jing, ZHANG Guofeng, LI Weiguang, et al. Analysis on the change characteristics of vegetation ecological quality in Hainan Island in recent 20 years[J]. Ecological Science, 2022, 41(1): 20–30.

P49

A

1008-8873(2022)01-020-11

2020-05-20;

2020-06-29

海南省自然科學(xué)基金青年基金項目(419QN330); 國家自然科學(xué)基金(41765007); 海南省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究計劃(自然科學(xué)領(lǐng)域)高層次人才項目(2019RC359)

韓靜(1983—), 女, 江蘇南京人, 博士, 高工, 主要從事生態(tài)遙感研究, E-mail:hanjing8361@163.com

張國峰, 男, 碩士, 高工, 主要從事生態(tài)遙感研究, E-mail: zhangwei200405@163.com