三江平原植被NPP时空演变特征分析

三江平原植被NPP时空演变特征分析

李俊达 李佳璇 张敬宜

吉林建筑大学测绘与勘查工程学院，吉林长春  130118

摘要：本研究旨在分析中国东北地区的三江平原的NPP时空变化特征及其与影响因素的相关性。通过对气温、降水、日照时数和蒸发量等因素进行综合分析，揭示了三江平原地区NPP时空变化规律。

关键词：植被净初级生产力（NPP）、三江平原、时空变化、相关性

引言

植被净初级生产力（Net Primary Productivity，简称NPP）是指生态系统中植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，并通过生物合成过程固定为生物质的净量。简而言之，NPP衡量了植物对光能的捕获和转化效率，是生态系统中植物生长和生产力的重要指标。

国际社会积极推动减少温室气体排放、应对气候变化的政策和行动。制定了生物多样性公约（Convention on Biological persity）、气候变化框架公约（United Nations Framework Convention on Climate Change）等。旨在应对气候变化并尽量将全球变暖控制在安全水平。公约鼓励各缔约国减少温室气体排放，并通过森林保护和恢复植被来增加碳汇，以减缓气候变化对植被NPP的影响。保护和维护生态系统的健康。

三江平原是中国重要的农业和生态区域，植被净初级生产力（NPP）是评估生态系统功能和生产力的重要指标之一。研究三江平原植被NPP的时空变化规律，可以揭示植被生产力对气候变化、土地利用和人类活动的响应，对于生态保护和农业可持续发展具有重要意义[1]。

1 研究数据及区域

1.1  研究数据

1.2  研究区域概况

中国三江平原位于中国东北地区，主要包括黑龙江、吉林和辽宁三个省份的部分地区。它的地理位置大致位于30°40′-45°15′北纬，123°50′-135°05′东经之间。面积约 108900 km²。

该地区是中国东北地区最重要的农业和生态区域之一，被誉为中国东北的"粮仓"。三江平原以三江交汇而得名，即黑龙江、松花江和辽河。这三条河流纵贯平原，为该地区提供了丰富的水资源，促进了农业的发展。同时，三江平原也是中国绿洲区之一，拥有广阔的湿地、河流和森林资源，为众多鸟类和野生动植物提供了宝贵的栖息地。

研究区域的地势以低平平原为主，呈现出广阔而平缓的特点，三江平原整体地势相对较低，平均海拔在50-100米之间，东南部较西北部更为平坦。平原地势平坦，相对地势较为平缓。

夏季（6月至8月）：三江平原夏季气温较高，基本呈现出明显的季风气候特征。在夏季，平原地区的气温通常在20°C至30°C之间，部分地区可能会超过30°C。东南部较为炎热，气温较高，而西北部相对较凉爽。同时，夏季降水较多，是三江平原的雨季，暴雨和雷暴天气比较常见。

冬季（12月至2月）：三江平原冬季较为寒冷，多数地区出现了典型的大陆性气候特征。在冬季，平原地区的气温通常在-10°C至5°C之间，东北部气温较低。部分地区可能会出现严寒天气和寒潮。此时，降水较少，冬季降水主要以雪为主，有时会出现较大的降雪量[2]。

2  研究方法

Mann-Kendall趋势检验是一种非参数统计方法，用于检测数据序列中是否存在某种趋势的统计显著性。该方法可用于分析时间序列、空间序列和其他有序序列。Mann-Kendall趋势检验的基本思想是比较样本数据中每对数据的大小顺序，以确定是否存在统计上显著的趋势。它不需要对数据的概率分布进行假设，适用于各种类型的数据，包括连续和离散的数据[3]。

3  研究结果

3.1  植被NPP时空变化特征

3.1.1  年际时空变化

图1  2001年—2020年三江平原地区植被NPP空间分布图

由图可知在2001年到2010年植被NPP较高，在2010到2011年三江平原植被NPP变化幅度较大，2011年到2020年植被NPP变化较为平均，并未有太大波动，但相对于前阶段呈下降趋势。

3.2  植被NPP影响因素的相关性分析

植被NPP与“降水”、“气温”、“日照”和“蒸发”等因素息息相关。三江平原地区植被NPP呈现明显的气候变化特征，降水对于植被NPP时空变化规律的影响最为显著，其次日照和气温对于植被NPP也具有重要影响，适宜的温度有利于植物的生长和光合作用进行，而蒸发它主要影响土壤中的水分利用和植物的蒸腾作用。高蒸发量会导致土壤水分减少，对植物的生长和净初级生产力会产生限制[4]。

图2  2001年—2020年三江平原地区植被NPP相关性趋势分析图

4  结论

综上所述，中国东北地区三江平原植被NPP通过对“降水”、“气温”、“日照”和“蒸发”这些因素进行了综合分析，得出了该地区NPP的时空变化规律。

遥感数据的应用在研究植被NPP时起到了重要的作用。遥感技术能够提供大范围、高分辨率的空间信息，对于全球和区域尺度的植被NPP时空变化的监测与分析具有独特优势，并为我们更好地理解和管理生态系统提供了有力的支持。

参考文献：

[1]徐虹,程晋昕,何雨芩等.气候变化和人类活动对云南省植被净初级生产力的影响[J/OL].高原气象:1-10[2023-10-22].

[2]李琳,张振卿.三江平原降水时空变化特征[J].中国资源综合利用,2023,41(08):

[3]崔现虎.基于季节性Kendall趋势检验法的青泥河成县段水质变化趋势分析[J].地下水,2023,45(02):82-83+107.DOI:10.19807/j.cnki.DXS.2023-02-027.

[4]冯椰林.乌江流域植被NPP时空变化及影响因素研究[D].贵州师范大学,2023.

吉林省创新创业训练计划项目 项目编号：S202210191070

·1·