植被净初级生产力(NPP)是评估生态系统响应气候变化与人类活动的重要指示因子。本文基于CASA模型,利用MODIS月度植被指数产品、TerraClimate气候数据集、ChinaCover2010土地覆被类型等数据,研制了2000—2019年湖南省月度NPP数据集(250 m),采用Mann-Kendall检验法、多元回归分析等方法探讨了湖南省主要流域的NPP变化趋势及其与气候因素之间的关系。结果表明:2000—2019年湖南省植被NPP均值为566.92 g C·m^(-2)·a^(-1),湘江流域(上游)年均NPP最高,为625.28 g C·m^(-2)·a^(-1),洞庭湖环湖区年均NPP较低,为492.11 g C·m^(-2)·a^(-1);流域间NPP年际波动趋势相似,2008年以前呈增加趋势,2008—2009年呈现短暂剧烈下降随后缓慢回升趋势;约38%陆域面积的NPP呈现单调增加趋势,约10%陆域面积的NPP呈现单调减少趋势,主要分布于洞庭湖环湖区与“长-株-潭”城市群。气候因素对月均植被NPP的相对重要性在不同流域存在差异,相对重要性排序依次为水汽压(0.331)、温度(0.318)、太阳辐射(0.299)、降水(0.062),其中降水与NPP之间并未表现出显著相关关系。本研究显示,极端气候事件(如雪灾、水灾等)与人类活动(如土地开发、退田还湖等)造成了湖南省植被NPP的降低,但在生态系统管理实践中需要区分NPP变化背后的生态效应差异。
林火是森林生态系统中广泛存在的自然干扰,深刻地影响森林生态系统的结构和功能,研究林火干扰时空格局的驱动因子并揭示气候变化对林火空间分布的影响,对于理解气候变化-火干扰-森林生态系统之间的多过程相互反馈关系有重要意义。本研究基于Global Fire Atlas数据集,提取2003—2016年中国林火发生密度、燃烧率和平均火烧斑块面积3个林火干扰参数,综合应用3个模型(增强回归树、随机森林、支持向量机)系统分析气候、人类活动、植被和地形因子对中国林火干扰的影响,并预测气候变化对未来林火干扰的影响。结果表明,中国林火干扰呈空间聚集性分布,东北地区的林火发生密度和燃烧率较高,平均火烧斑块面积较大。不同林火干扰参数的驱动因子存在差异,全国尺度上,气候是控制林火动态的主导因子。气候变暖将会增加林火干扰,在SSP126和SSP585气候变化情景下,林火发生密度、燃烧率和平均火烧斑块面积增加幅度分别为39.4%~95.8%、85.2%~143.0%、220.4%~206.6%。未来研究应充分考虑气候因子对中国林火不同干扰参数的控制作用,以更加全面了解未来林火动态的变化趋势。
