張佑銘,郎夢凡,劉夢云,謝寶妮,常慶瑞,*

1 西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院, 楊凌 712100 2 河北地質(zhì)大學(xué)土地科學(xué)與空間規(guī)劃學(xué)院, 石家莊 050031

工業(yè)革命以來,化石能源的廣泛應(yīng)用導(dǎo)致大量溫室氣體激增,生態(tài)系統(tǒng)在這一背景下逐漸失衡。植被作為區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分,在保持水土流失、調(diào)節(jié)氣候及溫室氣體等方面起到了至關(guān)重要的作用[1]。植被能通過光合作用捕獲并封存CO2來減少其排放,從而達(dá)到植被固碳(carbon sequestration,CS)的目的[2],研究植被固碳對于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施具有重要意義。目前世界各國主要通過增加地表植被數(shù)量來提高生態(tài)系統(tǒng)的自然固碳能力,從而來降低大氣中的CO2濃度。近年來國內(nèi)外學(xué)者嘗試用植被總初級生產(chǎn)力[3](Gross Primary Productivity, GPP)、凈初級生產(chǎn)力[4](Net Primary Productivity, NPP)等植被群落生產(chǎn)能力參數(shù)反映其固碳能力,而NPP作為判定生態(tài)系統(tǒng)碳源碳匯的主要指標(biāo),不僅能表征陸地生態(tài)系統(tǒng)的質(zhì)量狀況,還能反映植被在自然環(huán)境下的生產(chǎn)能力。利用遙感估算NPP并結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能實(shí)物量評估模型使植被固碳量的定量計(jì)算成為可能[5—6],而且已經(jīng)有不少學(xué)者在各區(qū)域尺度[7—10]證實(shí)了NPP時空分異與氣候因子的相關(guān)性[11],此外還可能受到地形、植被類型等其他自然因子[12]和人為因子的影響,不同區(qū)域NPP的影響因素也不相同。因此,研究區(qū)域尺度NPP變化對豐富碳源/碳匯研究具有重要意義[13]。

黃土高原近年來受頻繁的人類活動影響,是中國陸地生態(tài)系統(tǒng)最脆弱和敏感的區(qū)域之一[14]。黃土高原的人類活動是影響植被NPP變化的重要因素[15]。土地利用/土地覆被變化(LUCC)不僅給黃土高原帶來明顯的地表結(jié)構(gòu)變化,而且影響以土地為載體的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,乃至區(qū)域生態(tài)環(huán)境和生態(tài)過程[16]。此外,黃土高原溝壑縱橫,其地形分異特征帶來的植被垂直分帶給不同植被類型NPP也造成很大差異,而海拔高度是地形中最基礎(chǔ)、最直接的信息,除人為因素外海拔高度能直接或間接影響植被空間生長和分布差異[12]。因此地表覆被變化以及綜合海拔高度響應(yīng)的研究對于黃土高原生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)及周邊地區(qū)環(huán)境保護(hù)和生態(tài)建設(shè)具有重要的指示意義[11]。目前在黃土高原針對NPP的研究已有不少,但前人或局限于某一亞區(qū)[17—18],或研究單一植被類型NPP[14, 19],或其氣候影響[20—21],而對黃土高原全區(qū)域范圍的NPP與人為因素造成的土地利用轉(zhuǎn)變之間的響應(yīng)機(jī)制探討較少,且針對黃土高原隨長時間序列的固碳變化情況,以及土地利用轉(zhuǎn)變與地形因子協(xié)同作用下的NPP變化研究也少有涉及。因此,合理選用黃土高原遙感數(shù)據(jù)及適宜的模型定量估算NPP,并分析黃土高原植被碳源碳匯時空格局變化具有重要的理論和實(shí)踐意義。

本文從自然(海拔高度)和人為(土地利用轉(zhuǎn)變)因子出發(fā),利用CASA(Carnegie Ames Stanford Approach)模型估算黃土高原NPP,研究黃土高原在不同土地利用方式及地形分級中多時空尺度植被固碳變化及其影響,并進(jìn)一步加入土地利用變化以及海拔高度的協(xié)同作用定量評估其對NPP的影響,可以更好地了解區(qū)域尺度生態(tài)系統(tǒng)對自然和社會環(huán)境變化的反饋能力,以期為黃土高原的生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

黃土高原(100°54′E—114°33′E,33°43′N—41°16′N)包括中國青海省東北部、甘肅省中東部、寧夏回族自治區(qū)大部、山西省大部、陜西省中北部、河南省西部以及內(nèi)蒙古自治區(qū)省區(qū)(圖1),東西長約1300 km,南北長約750 km,總面積約62.4萬km2。黃土高原地處平原向高原的過渡帶,具有典型的暖溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候特征,且地帶性差異特征明顯,自東南到西北依次為半濕潤、半干旱、干旱氣候,年平均氣溫由15℃減小到3℃,降水量由800 mm向200 mm遞減,太陽輻射總量由5000 MJ/m2向6300 MJ/m2遞增,土壤類型變化順序?yàn)楹滞?、黑壚土、黃綿土、灰鈣土、風(fēng)沙土[22]。

圖1 黃土高原地理位置圖Fig.1 The Geographical location map of the Loess Plateau

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

本研究使用中科院土地利用數(shù)據(jù)(表1),并重分類成六種類型(表2)。GIMMS(global inventory modeling and mapping studies)NDVI每半月數(shù)據(jù)采用最大值合成(maximum value composite, MVC)月NDVI數(shù)據(jù)；并將研究區(qū)及周邊 MODIS NDVI影像拼接,本研究所獲得的兩種數(shù)據(jù)集的NDVI數(shù)據(jù)都經(jīng)過幾何糾正、輻射校正、大氣校正等預(yù)處理。兩種土地利用和NDVI數(shù)據(jù)的重疊時間和重疊區(qū)域的數(shù)據(jù)都通過一致性精度檢驗(yàn),滿足本研究使用[20, 23—26]。氣象數(shù)據(jù)來自中國氣象信息中心,選取黃土高原及周邊80個站點(diǎn)地面觀測數(shù)據(jù),并用反距離加權(quán)法[27]得到氣溫、降水、輻射柵格數(shù)據(jù)。將所有柵格數(shù)據(jù)集的空間參考系統(tǒng)設(shè)置為正軸等積割圓錐(Albers)投影,并將柵格重采樣為1 km,按研究區(qū)邊界裁切。

2.2 計(jì)算與分析方法

2.2.1NPP估算

本研究采用朱文泉改進(jìn)的CASA模型[28],NPP估算主要由植被吸收的光合有效輻射和植物光能利用率完成。

NPP(x,t)=SOL(x,t)×FPAR(x,t)×γ×Tε1(x,t)×Tε2(x,t)×Wε(x,t)×εmax

(1)

式中,SOL(x,t)即月太陽總輻射量數(shù)據(jù)集上像元x位置在t月的數(shù)值,單位為MJ m-2月-2,FPAR(x,t)根據(jù)某一植被類型NDVI以及SR的最大值和最小值線性推導(dǎo)而出[29],常數(shù)γ是由植被在0.4—0.7 μm波長下所能利用的太陽有效輻射占太陽總輻射的比例確定的,本實(shí)驗(yàn)常數(shù)γ設(shè)定為0.5；溫度和水分脅迫系數(shù)Tε1(x,t)、Tε2(x,t)、Wε(x,t)即由月平均溫度、月累計(jì)降水量數(shù)據(jù)集上像元數(shù)值所決定；植被類型的最大光能利用率εmax參數(shù)根據(jù)文獻(xiàn)資料收集得到[30]。

表1 數(shù)據(jù)來源匯總表

2.2.2植被固碳估算

根據(jù)中國林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所起草、國家林業(yè)局發(fā)布的《LY/T 1721—2008森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》[31]中森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能實(shí)物量評估公式及參數(shù)設(shè)置一表知：

G植被固碳=1.63R碳AB年

(2)

式中,G植被固碳為植被年固碳量,單位t/a；1.63代表森林每積累1 t干物質(zhì),平均吸收CO21.63 t；R碳為CO2中碳的含量,為27.27%；A為林分面積,單位 km2,B年為林分凈初級生產(chǎn)力,單位 t km-2a-1。

2.2.3相關(guān)性分析

(3)

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用時空變化特征

從區(qū)域尺度,黃土高原地表覆蓋以農(nóng)田、草地和林地為主,分別占總面積37.34%、36.54%和22.75%,其余三類用地占總面積3.37%。1990—2015年黃土高原的農(nóng)田面積在時間尺度上劇烈減少,林地持續(xù)增長,草地先劇烈減少后有少許增長,未利用地呈下降趨勢,水體和居民地均有不同程度增長；空間尺度上呈現(xiàn)東北-西南條帶狀分布,土地利用類型從東南向西北依次為林地、農(nóng)田、草地、未利用地,居民地和水體零星分布在耕地周圍(圖2)。近30年未利用地減少8890 km2,其中69.8%轉(zhuǎn)化為林草地,該轉(zhuǎn)變主要分布在研究區(qū)北部?？臻g尺度上植被由東南逐漸向西北覆蓋,其中林地面積增加115191 km2,增幅173%,其次,農(nóng)田面積減少68036 km2,減幅25%,未利用地、草地面積減幅為51%和18%。說明黃土高原用地類型變化明顯,且變化主要發(fā)生在耕、林草地之間(表2)。

圖2 黃土高原1990—2015年土地利用與年均凈初級生產(chǎn)力NPP空間分布圖Fig.2 The spatial distribution of landuse and NPP from 1990 to 2015 in the Loess Plateau

3.2 NPP時空分布特征

3.2.1不同用地類型NPP時空變化

黃土高原不同用地類型的NPP差異較大(表3)。林地年均NPP(619.5 gC m-2a-1),遠(yuǎn)高于農(nóng)田(466.8 gC m-2a-1)和草地(293.9 gC m-2a-1)。1990年,農(nóng)田NPP總量最多(113.4 TgC),草地次之(76.1 TgC),林地較小(47.7 TgC)；2000年,林地年總NPP最大(98.9 TgC),農(nóng)田次之(96.0 TgC),草地較小(53.3 TgC),這與退耕還林還草政策的實(shí)施密切相關(guān)；2015年,植被覆蓋持續(xù)上升,年總NPP前三位仍是林地(119.3 TgC)、農(nóng)田(112.9 TgC)和草地(71.8 TgC)。整體上,年均NPP高值區(qū)落在林地、草地、農(nóng)田植被分布區(qū),且NPP紋理與土地利用格局總體相似(圖2)。

表2 黃土高原1900—2015年土地利用方式轉(zhuǎn)移矩陣

3.2.2不同海拔高度下NPP時空變化

黃土高原年均NPP隨高程的增加先降低后升高,年總NPP則隨高程變化趨勢相反(表4)。近30年研究區(qū)在1至6級高程分級下的年均NPP分別為：582.49 gC m-2a-1、533.89 gC m-2a-1、385.92 gC m-2a-1、399.63 gC m-2a-1、451.80 gC m-2a-1和573.07 gC m-2a-1,年總NPP分別為16.50 TgC、41.80 TgC、124.21 TgC、47.83 TgC、25.10 TgC以及11.51 TgC。

3.3 土地利用變化對NPP及固碳的影響

1990—2000年黃土高原土地利用變化面積125940 km2,占研究區(qū)面積的20.19%,NPP總和6.02 TgC,植被累計(jì)固碳1.79 TgC。1990—2000年NPP均值增長排列為(表5)：耕地轉(zhuǎn)為林地>未利用地轉(zhuǎn)為林地>耕地轉(zhuǎn)為草地,NPP減少程度排序：林地轉(zhuǎn)為耕地>林地轉(zhuǎn)為草地>耕地轉(zhuǎn)為未利用地。1990—2000年數(shù)據(jù)表明,林地轉(zhuǎn)化為居民建設(shè)用地、未利用地,NPP數(shù)值為負(fù),未利用地轉(zhuǎn)化為林地、農(nóng)田,NPP數(shù)值為正,即一般來說,高等級向低等級用地類型轉(zhuǎn)化會使NPP減少,反之則增加。1990—2000年轉(zhuǎn)變類型面積由大到小為：草地變?yōu)檗r(nóng)田>草地變?yōu)榱值?農(nóng)田變?yōu)榱值?農(nóng)田變?yōu)椴莸?而植被固碳總和最大的是農(nóng)田變?yōu)榱值?2.42 TgC)以及草地變?yōu)榱值?0.31 TgC)。從NPP均值以及固碳量的角度看,退耕還林還草政策的固碳效果良好,但鑒于初期植被覆蓋(尤其草地的不穩(wěn)定性)以及固化的經(jīng)濟(jì)思想等人為因素都會造成固碳成效不明顯。2000—2015年,土地利用轉(zhuǎn)變程度明顯減弱,尤其林地得到很好保持,用地類型轉(zhuǎn)變面積30815 km2,NPP總和2.68 TgC,研究區(qū)總計(jì)固碳1.19 TgC,用地類型主要變化在農(nóng)田轉(zhuǎn)變?yōu)榱值?7447.8 km2)、草地(5058.5 km2)上,固碳變化主要發(fā)生在農(nóng)田與林地(0.51 TgC)、草地(0.21 TgC)上。

3.4 土地利用變化與海拔高度協(xié)同作用下NPP的變化特征

前文統(tǒng)計(jì)了NPP在不同土地利用類型、海拔高度及土地利用變化中的變化特征,但在何種海拔高度下適宜進(jìn)行哪種土地利用轉(zhuǎn)變尚不明確,為探究土地利用轉(zhuǎn)變與海拔高度的協(xié)同作用對NPP的影響,將兩因子疊加后結(jié)果顯示(圖3,圖中坐標(biāo)軸1—6高程分級同表4)：耕、林草地未發(fā)生轉(zhuǎn)變部分的年均NPP隨海拔的增加逐級降低,固碳量隨海拔的增加先升高后降低,且在同一高程分級下,耕地轉(zhuǎn)為林地的年均NPP最大,如海拔低于500 m,耕地轉(zhuǎn)為林地的NPP(197.71 gC m-2a-1)>草地轉(zhuǎn)為耕地(113.35 gC m-2a-1)>草地轉(zhuǎn)為林地(67.64 gC m-2a-1)>耕地轉(zhuǎn)為草地(54.69 gC m-2a-1)>林地轉(zhuǎn)為耕地(31.84 gC m-2a-1)>林地轉(zhuǎn)為草地(-59.07 gC m-2a-1),故相同高程分級中,退耕還林植被固碳效果最優(yōu),而林地變?yōu)楦鼗虿莸氐哪昃鵑PP值為負(fù),均不能達(dá)到固碳目的。此外,耕地轉(zhuǎn)為林地的年均NPP隨海拔的增加先降低后升高,高海拔(>3000 m)年均NPP高于其前兩級海拔(1500—3000 m)NPP,而固碳量隨海拔增加先升高后降低,證明高海拔雖然較適宜林地種植,但種植條件差、范圍小等原因?qū)е鹿烫夹Ч焕硐?因此黃土高原應(yīng)充分利用3000 m以上的區(qū)域退耕還林,其效果優(yōu)于在海拔1500—3000 m退耕還林。在所研究的六種典型轉(zhuǎn)變方式中,除了退耕還林、變林為耕以及變林為草的年均NPP呈現(xiàn)明顯正負(fù)趨勢外,另外3種轉(zhuǎn)變(退耕還草、變草為林和變草為耕)年均NPP不穩(wěn)定,海拔低于1500 m,變草為耕的NPP高于退耕還草和變草為林；海拔高于1500 m,變草為耕的NPP劇烈降低,海拔高于2000 m,變草為耕的NPP值為負(fù),遠(yuǎn)低于退耕還草和變草為林,海拔高于3000 m,草地轉(zhuǎn)為林地的NPP(78.90 gC m-2a-1)遠(yuǎn)高于退耕還草(26.62 gC m-2a-1)和變草為耕(-35.11 gC m-2a-1)；而退耕還草的NPP除了在研究區(qū)低于500 m和高于3000 m海拔處低于變草為林,在500—3000 m海拔,退耕還草效果優(yōu)于變草為林。

表3 黃土高原不同土地利用類型NPP數(shù)值模擬

表4 黃土高原不同高程分級NPP分布統(tǒng)計(jì)

表5 黃土高原轉(zhuǎn)變型用地NPP及固碳變化

Fig.3 土地利用變化與海拔高度協(xié)同作用下NPP的變化特征Fig.3 NPP under the synergistic effects of land use change and elevations

4 討論

4.1 數(shù)據(jù)適用性分析

本研究模擬結(jié)果與朱文泉[28]、苑全志[32]、韓艷飛[33]、石志華等[34]學(xué)者在全國區(qū)域,尤其是黃土高原得出一致結(jié)果,說明研究選用數(shù)據(jù)和模型在黃土高原NPP研究中具有可靠性。為探討其在黃土高原進(jìn)一步分析的適用性,本研究基于7個省(自治州)級行政區(qū)將它們在1990、2000和2015年的植被NPP與各土地利用類型面積占比、土地利用變化、海拔高度以及兩者的協(xié)同作用做相關(guān)性分析[9]。結(jié)果表明,3個時期NPP與耕地和林地的相關(guān)性最高(表6),呈顯著正相關(guān),表明耕地、林地對NPP響應(yīng)顯著；其次1990年草地和居民建筑用地呈顯著的正相關(guān)。而其余時期的草地、建設(shè)用地、水域和未利用地與NPP的無明顯相關(guān)性,說明本研究得出結(jié)果在闡釋黃土高原在不同土地利用類型角度的NPP時空變化上具有可信度。同時,植被NPP與土地利用轉(zhuǎn)變因子的相關(guān)系數(shù)最高達(dá)0.74,與海拔高度的相關(guān)系數(shù)達(dá)0.87,植被NPP與土地利用變化和海拔高度協(xié)同作用的相關(guān)性為0.94,可以看出黃土高原植被NPP與雙因子協(xié)同作用相關(guān)性要高于各單因子,且在低海拔比高海拔有更高的相關(guān)性(表6),可能是因?yàn)橹脖辉诘秃０蔚母采w率更高。

表6 黃土高原植被NPP與土地利用類型數(shù)據(jù)及海拔高度的相關(guān)系數(shù)

此外,本研究結(jié)果異于謝寶妮[11]、高志強(qiáng)[35]等得出的結(jié)果,表現(xiàn)為整體上略高于GLO-PEM遙感模型和BIOME-BGC、CEVST過程模型,可能主要與模型選取有關(guān)。CASA光能利用率模型考慮光、溫、水、營養(yǎng)物質(zhì)等的影響,而CEVST模型僅考慮氣候因素變化的影響,GLO-PEM包括各種非氣候因素如病蟲害和火災(zāi)影響,BIOME-BGC所需參數(shù)包括多種復(fù)雜氣象資料,以及土壤和植被中的碳、氮、水等狀態(tài)參數(shù)及分配比率等且忽略了空間異質(zhì)性因素的影響,這類模型僅在小范圍空間,以及空間斑塊均質(zhì)的條件下才能近似適用[36]。此外,模型參數(shù)、時間序列、研究區(qū)范圍及數(shù)據(jù)質(zhì)量的差異都會影響研究結(jié)果。

4.2 土地利用變化與海拔高度對植被NPP的影響

黃土高原作為我國生態(tài)環(huán)境最為脆弱的地區(qū)之一,除了歷史及自然氣候環(huán)境的變異導(dǎo)致植被遭大量破壞以外,最主要的原因還是在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展中生產(chǎn)生活建設(shè)的人為因素[37]。人為因素中以開荒種田、開采森林和過度放牧等原因造成的土地利用變化對植被NPP以及固碳的擾動很大,其中退耕還林還草的固碳效果顯著,反之釋碳較多。本研究結(jié)果顯示,近30年黃土高原農(nóng)田面積占比一直較大,年均固碳47.7 TgC,森林年均固碳39.4 TgC,草地年均固碳29.8 TgC,且植被覆蓋度逐年增大(1990年植被覆蓋度26%,2000年28%,2015年35%),NPP呈逐年增加趨勢,植被固碳也增多。同時,研究區(qū)退耕還林達(dá)到的固碳效果較好,年均固碳79.55 TgC。土地利用轉(zhuǎn)變的確影響生態(tài)系統(tǒng)的碳源碳匯,更有學(xué)者指出完全可以通過土地利用變化來實(shí)現(xiàn)《京都議定書》中設(shè)定的每年減少200億噸碳排放的目標(biāo)[38]。

海拔高度對NPP的響應(yīng)表現(xiàn)為：隨時間序列逐年上升,年均NPP隨高程的增加先降低后升高,年總NPP隨高程增加變化趨勢相反,這與前人研究[10, 39]結(jié)果一致,黃土高原NPP受高程因子變化較大,其原因在于：其氣候等環(huán)境條件受地形的分異特征變化顯著。山地影響陸間水循環(huán),進(jìn)而控制地表水源分布,使得該區(qū)域地表環(huán)境變化對地形的依賴程度較高,因此,海拔高度與NPP分級特征明顯的主要原因是高程通過控制土壤以及水熱條件影響植被垂直分布與氣候變化,進(jìn)而影響植被區(qū)域分布[4, 10, 39—41]。

土地利用轉(zhuǎn)變與海拔高度的協(xié)同作用對黃土高原植被NPP分異特征明顯[17]。研究區(qū)兩因子疊加后,仍以退耕還林固碳最多(圖3),由于林地的冠層相比耕地和草地對降水有阻截作用,枯枝落葉層具有節(jié)流作用,能很好地阻抗降水對地表的沖刷,對地表土壤有一定的穩(wěn)固作用,導(dǎo)致林地在研究區(qū)具有較高的土壤保持效應(yīng)[42]。但耕地和草地之間的轉(zhuǎn)變在兩因子的協(xié)同作用下變得不穩(wěn)定：海拔低于1500 m,宜變草地為耕地,可能是因?yàn)榈秃０翁幦藶楦髦芷诟L,大部分農(nóng)作物長勢均比草地好,且農(nóng)作物更受到人為培育,而草地借勢生長但遠(yuǎn)不如耕地的固碳效果,因此低海拔農(nóng)田固碳效果優(yōu)于草地；而海拔大于1500 m,中海拔處頻繁的農(nóng)業(yè)活動會干擾碳循環(huán),短周期的耕作加速了土壤中的生物活性,導(dǎo)致土壤中CO2含量升高,在影響碳酸鹽的溶解和沉淀的同時影響地上植被的光合作用,進(jìn)而造成固碳能力的降低；而在中海拔草地受人為活動影響不大,草地群落長期保持自然生長狀態(tài),從而導(dǎo)致耕地的固碳能力不如草地,這也與Hui, A A.等[43]研究結(jié)果一致；但隨著高程逐級增大,耕地和草地的固碳效果均遠(yuǎn)不如林地,對氣候以及熱量等環(huán)境條件的需求程度逐漸提高,在高海拔處不易積蓄水分,造成土壤水分含量低,可耕作類型數(shù)量下降,不宜于農(nóng)作物和草地生長,而在高海拔林地生態(tài)系統(tǒng)其固碳能力的魯棒性較高[44],因此,海拔高的地區(qū)耕地和草地的固碳效果不如林地。

綜上,植被NPP對自然與社會因子的響應(yīng)關(guān)系錯綜復(fù)雜,但顯著相關(guān)性仍存在于其時空變化上,同時因研究區(qū)、尺度和方法等各種因素的不同也會給NPP的反演估算帶來差異性和不確定性。本研究也僅從自然和社會因子中選取海拔高度、土地利用變化以及兩者協(xié)同作用的角度分析了黃土高原植被NPP的時空分異特征,在NPP響應(yīng)因子的研究中對定量方法與權(quán)衡指標(biāo)的選取值得進(jìn)一步探索。

5 結(jié)論與展望

本文研究了黃土高原1990—2015年在土地利用轉(zhuǎn)變與海拔高度協(xié)同作用中植被固碳的變化情況,利用CASA模型進(jìn)行NPP遙感估算,在此基礎(chǔ)上統(tǒng)計(jì)并分析土地利用轉(zhuǎn)變及海拔高度的協(xié)同作用對植被固碳的綜合影響?？傮w來看：(1)黃土高原年均NPP逐年上升,年均NPP增速2.74 gC m-2a-1,年均固碳增速1.13 TgC/a,研究區(qū)林地固碳效果理想(年均NPP為619.5 gC m-2a-1)。(2)土地的開發(fā)利用,即自然生態(tài)用地轉(zhuǎn)為商服設(shè)施用地,釋碳增多；恢復(fù)自然生態(tài)用地,固碳增多。(3)黃土高原年均NPP隨高程的增加先降低后升高,年總NPP和固碳量隨高程增加變化趨勢相反；(3)研究區(qū)退耕還林的植被固碳效果最好；而林地變?yōu)楦鼗虿莸鼐荒苓_(dá)到固碳目的,此外,研究區(qū)低海拔和高海拔相比中海拔地區(qū)更適宜退耕還林,海拔低于1500 m宜變草為耕,海拔高于1500 m宜退耕還草,海拔高于3000 m宜變耕、草為林。

不同遙感傳感器提供的數(shù)據(jù)源可能會影響NPP估算模型的結(jié)果,而現(xiàn)行方法針對不同傳感器獲取的遙感影像NDVI時間序列插補(bǔ)并不完善,采用逐像元回歸插補(bǔ)或是區(qū)域綜合插補(bǔ)還需有待研究。關(guān)于長時間序列的區(qū)域尺度固碳研究,從NPP遙感估算的角度來說,更高精度、更長時間序列、更快解算速度是未來需要進(jìn)一步研究的方向。