陳 珂, 楊勝天, 候 鵬, 吳琳娜,3, 管亞兵, 劉曉林

(1.北京師范大學(xué) 地理學(xué)與遙感科學(xué)學(xué)院 遙感科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京市環(huán)境遙感與數(shù)字城市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100875; 2.環(huán)境保護(hù)部 衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心, 北京 100094; 3.貴州大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院, 貴陽(yáng) 550025)

?

閩江贛江上游流域長(zhǎng)時(shí)間序列NPP變化分析

陳 珂1, 楊勝天1, 候 鵬2, 吳琳娜1,3, 管亞兵1, 劉曉林1

(1.北京師范大學(xué) 地理學(xué)與遙感科學(xué)學(xué)院 遙感科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京市環(huán)境遙感與數(shù)字城市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100875; 2.環(huán)境保護(hù)部 衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心, 北京 100094; 3.貴州大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院, 貴陽(yáng) 550025)

閩江和贛江上游流域是閩贛水系的主要水源涵養(yǎng)區(qū)，其生態(tài)環(huán)境好壞直接關(guān)系到區(qū)域水資源可持續(xù)利用；而植被凈初級(jí)生產(chǎn)力(NPP)對(duì)生態(tài)變化具有重要指示作用，因此有必要分析流域長(zhǎng)時(shí)間序列NPP變化趨勢(shì)及原因。通過對(duì)閩江和贛江上游流域NPP自1990年以來(lái)6期數(shù)據(jù)的模擬計(jì)算，結(jié)合DEM和實(shí)地考察，發(fā)現(xiàn)：(1) 兩流域NPP總體上都經(jīng)歷了一個(gè)快速增長(zhǎng)期，且增長(zhǎng)最快階段均為1995—2000年，既得益于當(dāng)?shù)亓己玫乃疅釛l件，也與政策驅(qū)動(dòng)有關(guān)；(2) NPP增長(zhǎng)較快地帶主要位于對(duì)自然破壞相對(duì)較少的高海拔山區(qū)和欠發(fā)達(dá)偏遠(yuǎn)地區(qū)；(3) 閩江上游流域各期NPP值均高于贛江上游流域，且全流域普遍增長(zhǎng)趨勢(shì)較贛江上游流域明顯，得益于其更豐沛的降水和更少的植被破壞；(4) 閩江上游流域NPP增長(zhǎng)相對(duì)持續(xù)穩(wěn)定，贛江上游流域則經(jīng)歷了兩次波動(dòng)，應(yīng)與城鎮(zhèn)化等經(jīng)濟(jì)開發(fā)有關(guān)。

閩江; 贛江; NPP; 生態(tài); 遙感

植被作為區(qū)域生態(tài)環(huán)境的重要組成部分[1]，其變化能夠直觀地反映生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的好壞[2]，植被變化的長(zhǎng)時(shí)間序列監(jiān)測(cè)對(duì)于及時(shí)掌握研究區(qū)生態(tài)變化情況[3]、評(píng)價(jià)生態(tài)環(huán)境功能[4]、分析生態(tài)演變趨勢(shì)[5]，進(jìn)而制定合理的生態(tài)發(fā)展政策都具有十分重要的意義。鑒于閩江和贛江上游流域植被變化對(duì)于兩江水源涵養(yǎng)的重要性[6]，并考慮到兩流域相似的自然地理?xiàng)l件，有必要在長(zhǎng)時(shí)間尺度下對(duì)流域植被變化主要指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與對(duì)比分析，揭示兩流域植被變化及其差異的原因。通常對(duì)植被變化的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)指標(biāo)有葉面積指數(shù)、植被覆蓋度、植被凈初級(jí)生產(chǎn)力等[7]。以往受數(shù)據(jù)獲取的制約或囿于模型構(gòu)建不足，對(duì)閩江和贛江流域植被變化的研究并不多，李慧[8]采用CASA模型基于2005年MODIS數(shù)據(jù)對(duì)福建省森林生態(tài)系統(tǒng)NPP進(jìn)行了模擬計(jì)算；謝曉華等[9]對(duì)閩江流域植被覆蓋度變化進(jìn)行了專門研究，但研究?jī)H基于1986年和2003年兩期TM數(shù)據(jù)；丁慶福等[10]以氣候響應(yīng)作為切入點(diǎn)，對(duì)江西省植被NPP進(jìn)行了研究，但所用數(shù)據(jù)的時(shí)間跨度也僅為2000—2006年，不能反映NPP長(zhǎng)期變化趨勢(shì)。近年來(lái)，隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，使得大空間范圍多指標(biāo)綜合反演植被變化成為可能[11]，大大促進(jìn)了對(duì)流域生態(tài)環(huán)境變化的研究[12]?？紤]到對(duì)植被長(zhǎng)勢(shì)的變化分析，需要相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)數(shù)據(jù)的支撐[13]，而植被凈初級(jí)生產(chǎn)力(NPP)是表征植被活動(dòng)的關(guān)鍵變量[14]，對(duì)植被長(zhǎng)勢(shì)和生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量具有重要的指示作用[15]，以及主要衛(wèi)星產(chǎn)品數(shù)據(jù)獲取的時(shí)效限制與原始數(shù)據(jù)質(zhì)量制約，本文選用了1990—2013年共6期TM遙感影像數(shù)據(jù)，基于EcoHAT生態(tài)水文模型系統(tǒng)對(duì)閩江和贛江上游流域植被NPP進(jìn)行了流域尺度的計(jì)算分析。

1　研究區(qū)概況

研究區(qū)包括閩江上游流域和贛江上游流域。

閩江上游流域地處福建省西北部，地理位置為116°23′—119°35′E，25°23′—28°16′N，面積約4.3萬(wàn)km2，地形大致呈扇形展開，海拔最高處超過1 600 m，為全省地勢(shì)最高地帶，除河谷外，幾乎全為山地、丘陵。流域內(nèi)溪流眾多，主要包括沙溪、富屯溪和建溪3大支流，水量豐富。上游山區(qū)因距海岸較遠(yuǎn)，屬大陸性氣候，年平均氣溫為16～19℃，無(wú)霜期達(dá)8～9個(gè)月，全年雨日超過180 d，多年平均降水量為1710 mm，降雨主要集中在3—9月，水熱條件較好。土壤以紅壤、灰棕壤為主，土層深厚，腐殖質(zhì)含量高，極利于林木生長(zhǎng)；主要植被類型為常綠闊葉林、針葉闊葉混交林、針葉林、竹林等。

贛江上游流域位于江西省南部，地理位置為113°54′—116°38°E，24°29′—27°09′N，為我國(guó)東南沿海地區(qū)向中部?jī)?nèi)陸延伸的過渡地帶。贛江上游流域研究區(qū)域面積約3.57萬(wàn)km2，境內(nèi)河網(wǎng)密布，主要支流有湘水、章水、琴江、梅江、平江、桃江和上猶江等；該區(qū)地形復(fù)雜多樣，地貌以丘陵、山地為主，地勢(shì)四周高，中間低；四周山地多黃壤和黃棕壤，其余丘陵崗地均以第四紀(jì)紅壤為主，兼有少量紫色土，紅黃壤土層深厚；區(qū)內(nèi)屬亞熱帶氣候，年平均氣溫18.9℃，多年平均降水量1 626.8 mm，降水主要集中在5—10月。區(qū)內(nèi)水力、森林、生物和礦產(chǎn)資源豐富；植被以常綠闊葉林為主，邊緣山區(qū)植被良好，中部丘陵較差，為水土流失的主要地區(qū)。

2　數(shù)據(jù)獲取

(1) 遙感數(shù)據(jù)。通過USGS(http:∥glovis.usgs.gov/)獲取Landsat5 TM數(shù)據(jù)(1990年、1995年、2000年、2005年、2010年)、Landsat8 OLI_TIRS數(shù)據(jù)(2013年)，經(jīng)校正、裁剪和拼接后，用于葉面積指數(shù)和植被蓋度計(jì)算。

通過中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心(http:∥www.cresda.com/n16/index.html)，獲取2010年30 m影像數(shù)據(jù)，用作幾何校正基準(zhǔn)影像。

(2) DEM數(shù)據(jù)。通過地理空間數(shù)據(jù)云(http:∥www.gscloud.cn/)，獲取研究區(qū)30 m DEM數(shù)據(jù)，用于植被凈初級(jí)生產(chǎn)力計(jì)算。

(3) 氣象數(shù)據(jù)。通過中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)(http:∥cdc.cma.gov.cn/home.do)，獲取日照百分率、平均水汽壓、降水量、溫度等屬性數(shù)據(jù)，用于植被凈初級(jí)生產(chǎn)力計(jì)算。

3　研究方法

采用EcoHAT生態(tài)水文模型系統(tǒng)結(jié)合TM遙感影像數(shù)據(jù)，對(duì)研究區(qū)植被信息進(jìn)行提取和計(jì)算，并對(duì)計(jì)算結(jié)果在野外實(shí)地考察和模型驗(yàn)證基礎(chǔ)上進(jìn)行修正分析。

3.1EcoHAT模型簡(jiǎn)介

EcoHAT模型是由北京師范大學(xué)遙感科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的一個(gè)完全分布式的生態(tài)水文過程綜合模擬模型，其構(gòu)建主要基于國(guó)內(nèi)外具有物理化學(xué)機(jī)制的生態(tài)水文過程模型，通過對(duì)模型調(diào)整，采用適合中國(guó)自然條件的參數(shù)，建立本地化的數(shù)據(jù)庫(kù)。EcoHAT模型通過區(qū)域空間網(wǎng)格參數(shù)的輸入，實(shí)現(xiàn)基于象元的模擬運(yùn)算。

EcoHAT模型由水分循環(huán)、營(yíng)養(yǎng)元素循環(huán)和植物生長(zhǎng)3大部分組成，其中植物生長(zhǎng)過程包括對(duì)植被營(yíng)養(yǎng)元素吸收、歸一化植被指數(shù)(NDVI)、葉面積指數(shù)(LAI)、植被覆蓋度、植被凈初級(jí)生產(chǎn)力(NPP)、生產(chǎn)力分配和凋落物等的模擬計(jì)算。EcoHAT模型集成了參數(shù)管理工具、遙感參數(shù)反演工具、模型定制工具、GIS分析工具，通過耦合遙感空間信息反演和參數(shù)管理的生態(tài)水文過程模型，構(gòu)建生態(tài)水文分析系統(tǒng)。

3.2遙感參數(shù)反演

EcoHAT模型系統(tǒng)所采用的CASA模型是目前國(guó)內(nèi)使用較多的光能利用率模型，綜合考慮了氣溫、降水、土壤蒸發(fā)等因素。模型中NPP的估算由植物光合有效輻射(APAR)和實(shí)際光能利用率(ε，單位：g/MJ，以C計(jì)算g)兩個(gè)因子來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體估算公式為：

NPP=ε×APAR

(1)

APAR的值由植被吸收的太陽(yáng)有效輻射和植被對(duì)入射光合有效輻射的吸收比例來(lái)確定：

APAR(x,t)=SOL(x,t)×FPAR(x,t)×0.5

(2)式中：APAR(x,t)——像元x在t月吸收的光合有效輻射[MJ/(m2·月)]；SOL(x,t)——t月在像元x處的太陽(yáng)總輻射量[MJ/(m2·月)]；FPAR(x,t)——植被層對(duì)入射光合有效輻射的吸收比例，常數(shù)0.5表示植被所能利用的太陽(yáng)有效輻射(波長(zhǎng)為0.4～0.7 μm)占太陽(yáng)總輻射的比例。

太陽(yáng)總輻射可通過最大晴天總輻射量和日照百分率的經(jīng)驗(yàn)公式估算[16]：

Q=Q0[a0+b0(n/N)]

(3)式中：Q——太陽(yáng)總輻射量(MJ/m2)；Q0——最大晴天總輻射量(MJ/m2)；n/N——日照百分率(可登陸中國(guó)氣象數(shù)據(jù)共享網(wǎng)下載)；n——實(shí)照時(shí)數(shù)；N——可照時(shí)數(shù)；a0=0.207，b0=0.725，為常數(shù)系數(shù)，隨地區(qū)不同而有所變化，依據(jù)侯光良等[17]的研究成果進(jìn)行選取。

侯光良等通過對(duì)最大晴天總輻射量進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其與地理緯度、海拔高度和地面絕對(duì)濕度(反映大氣透明狀況的影響)有著緊密關(guān)系，推算得出計(jì)算逐月最大晴天總輻射量Q0i(MJ/m2)的多元一次線性回歸方程：

Q0i=C0i+C1i×Lat+C2iH+C3ied

(4)

式中：Lat——地理緯度(度)；H——海拔高度(m)；ed——平均絕對(duì)濕度(hPa)；C0i，C1i，C2i，C3i——隨季節(jié)變化的系數(shù)。

3.3模型驗(yàn)證

首先，結(jié)合2013年TM影像解譯圖對(duì)研究區(qū)進(jìn)行了實(shí)地考察，兩流域共選擇主觀測(cè)樣本點(diǎn)43個(gè)，輔助觀測(cè)樣本點(diǎn)64個(gè)，除了5個(gè)主觀測(cè)樣本點(diǎn)因土地利用變化需要調(diào)整外，其他樣本點(diǎn)與解譯結(jié)果一致，解譯精度達(dá)到95%以上，有效支撐其他年份影像解譯精度。

鑒于模型模擬值時(shí)間跨度較長(zhǎng)，對(duì)計(jì)算結(jié)果采用與相關(guān)學(xué)者的已有研究成果進(jìn)行參考驗(yàn)證的方式。驗(yàn)證值中1990年參考朱文泉等[15]的研究成果，1995—2005年閩江上游流域參考李慧[8]對(duì)福建省森林生態(tài)系統(tǒng)NPP的研究成果，1995年贛江上游流域參考孫睿等[14]的研究成果，2000年和2005年贛江上游流域參考丁慶福等[10]研究成果，2010年和2013年暫缺驗(yàn)證參考值，具體數(shù)值參見表1。

表1研究區(qū)NPP模擬值與驗(yàn)證參考值對(duì)照表g C/m2

項(xiàng)目1990年1995年2000年2005年2010年2013年閩江上游NPP模擬值712.54820.021050.631185.711354.051464.27閩江上游NPP驗(yàn)證參考值550～850790.22887.33818.59——贛江上游NPP模擬值596.99576.50878.671003.89946.611214.63贛江上游NPP驗(yàn)證參考值550～700500～750701～1100701～1100——

由表1可見，2000—2005年閩江上游流域模擬值高于驗(yàn)證參考值100～200 g C/m2，主要是因?yàn)閰⒖贾荡淼氖侨∩值钠骄?，而閩江上游流域?yàn)楦＝ㄊPP最高的區(qū)域；其他有值年份模擬值基本均在驗(yàn)證參考值取值范圍內(nèi)且接近于參考值域區(qū)間均值。將模型模擬值與驗(yàn)證參考值(對(duì)值域區(qū)間的數(shù)值取平均值)進(jìn)行相關(guān)性擬合發(fā)現(xiàn)，模擬值與驗(yàn)證參考值之間具有很好的線性相關(guān)度(圖1)，模型計(jì)算結(jié)果可以接受。

4　結(jié)果與分析

4.1NPP隨時(shí)間變化趨勢(shì)

如圖2所示，閩江和贛江上游流域1990—2013年植被凈初級(jí)生產(chǎn)力(NPP)總體均呈上升趨勢(shì)。1990—2013年贛江上游流域各期NPP均低于閩江上游流域，而且兩流域NPP變化趨勢(shì)線斜率相差不大，反映出兩者1990—2013年總體保持了大致相同的增長(zhǎng)幅度和趨勢(shì)，但閩江上游流域NPP增速略快于贛江上游流域。

圖1　模型模擬值與驗(yàn)證參考值相關(guān)性

圖2　閩江贛江上游流域NPP變化趨勢(shì)

贛江上游流域NPP在計(jì)算期間出現(xiàn)兩次下降，分別是1995年比1990年降低20.49 g C/m2，2010年比2005年降低57.28 g C /m2；其他年份數(shù)據(jù)增幅為125.22～302.17 g C /m2，1995—2000年增幅最大；閩江上游流域NPP增長(zhǎng)趨勢(shì)則相對(duì)平穩(wěn)和持續(xù)。

4.2NPP空間變化情況

4.2.1閩江上游流域NPP空間變化情況通過對(duì)比閩江上游流域1990—2013年6期TM影像，結(jié)合DEM數(shù)據(jù)與實(shí)地考察分析，發(fā)現(xiàn)期間流域NPP變化(附圖10)在空間上呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：

(1) 1990—2013年研究區(qū)植被NPP在空間分布上逐漸擴(kuò)展，1995—2000年增加面積較大，整個(gè)流域呈現(xiàn)出整體普遍增加趨勢(shì)，并且1995—2000年也是各期NPP增幅最大的區(qū)間。NPP增加較快的區(qū)域主要分布在流域海拔大于800 m的北部，海拔大于500 m的西北部及中部。

(2) 各期流域范圍內(nèi)各縣市NPP均有增加，在流域西北部相對(duì)偏遠(yuǎn)的地區(qū)如光澤縣、邵武市、建寧縣、泰寧縣和將樂縣北部多分布海拔高于800 m以上的高山陡坡，增長(zhǎng)尤為明顯。

(3) 主要城鎮(zhèn)如三明、沙縣、永安、清流、寧化、建寧、明溪、泰寧、邵武、光澤、順昌等的周邊地區(qū)NPP也呈逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

4.2.2贛江上游流域NPP空間變化情況通過對(duì)比贛江上游流域1990—2013年6期TM影像，結(jié)合DEM數(shù)據(jù)與實(shí)地考察分析，發(fā)現(xiàn)期間流域植被NPP變化(附圖11)在空間分布上逐漸擴(kuò)展。主要表現(xiàn)為：

(1) 1990—2013年流域中部至南部從于都、贛州到信豐一線植被NPP承載面積增加較為明顯；而流域周邊各縣則主要表現(xiàn)為在原有承載區(qū)基礎(chǔ)上NPP數(shù)值增加明顯。

(2) 1995—2000年NPP增幅在各期中最快，表現(xiàn)為全流域普遍增長(zhǎng)；2000—2005年NPP增加的區(qū)域主要分布在流域西部、南部和東部的山區(qū)；而2010年相對(duì)于2005年NPP略有降低，主要分布于流域中部贛州市、南康市和偏南部的信豐縣城鎮(zhèn)周邊地區(qū)。

(3) 在西部靠近井岡山及湖南的地區(qū)，NPP增長(zhǎng)相對(duì)持續(xù)穩(wěn)定。

(4) 中部以贛州為核心的相對(duì)平緩區(qū)域，2000年以后到2010年期間，NPP顯著減少，而在2010年后，得到較快恢復(fù)。

4.3閩江和贛江上游流域NPP變化比較分析

4.3.1閩江和贛江上游流域NPP變化比較1990—2013年兩流域植被NPP變化相似之處主要有以下幾方面：(1) 1990—2013年閩江上游流域和贛江上游流域植被NPP總體上都經(jīng)歷了一個(gè)快速增長(zhǎng)的時(shí)期，各自從1990年的712.54，596.99 g/m2增長(zhǎng)到2013年的1 464.27，1 214.63 g/m2；(2) 總體而言，兩流域具有大致相同的增長(zhǎng)幅度和趨勢(shì)，且增長(zhǎng)幅度最快的區(qū)間均在1995—2000年；(3) NPP增長(zhǎng)較快的地帶均主要位于海拔較高的山區(qū)和經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后的地區(qū)(如閩江上游流域的西北地區(qū)和贛江上游流域西部靠近井岡山及湖南的地區(qū))。

1990—2013年兩流域植被NPP變化不同之處主要有以下幾方面：(1) 閩江上游流域NPP值每期均高于贛江上游流域；(2) 閩江上游流域NPP增長(zhǎng)總體略快于贛江上游流域；(3) 閩江上游流域NPP增長(zhǎng)趨勢(shì)較平穩(wěn)，沒有明顯的波動(dòng)。贛江上游流域則于1995年和2010年各出現(xiàn)過一次下降，幅度為3.43%和5.7%；(4) 閩江上游流域NPP全流域普遍增長(zhǎng)的趨勢(shì)較贛江上游流域更為明顯，其覆蓋了中心城鎮(zhèn)的周邊。

4.3.2閩江和贛江上游流域NPP變化共同點(diǎn)分析

(1) 從空間變化來(lái)看，閩江上游流域NPP總量自1990年以來(lái)呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)的特點(diǎn)，而且NPP高值區(qū)主要分布于閩西高山偏遠(yuǎn)地區(qū)，與李慧[8]的計(jì)算和調(diào)研結(jié)果一致。1989年整個(gè)流域開始實(shí)施防治水土流失工程，20世紀(jì)90年代福建省成為全國(guó)第二個(gè)消滅荒山的省份[18]，2003年又成為第一批推行集體林權(quán)制度改革的試點(diǎn)省[19]，直到2010年全省開展有效增加植被覆蓋面積的“四綠”工程和“大造林”活動(dòng)[20]，這一系列政策對(duì)植被增長(zhǎng)發(fā)揮了極為重要的驅(qū)動(dòng)作用。

(2) 自20世紀(jì)80年代以來(lái)，江西省實(shí)施的“山江湖庫(kù)工程”對(duì)流域生態(tài)健康的回饋效應(yīng)[21]是推動(dòng)贛江流域植被NPP增長(zhǎng)的長(zhǎng)期有利因素。

(3) 兩流域在1995—2000年期間NPP增幅均為各期最大，應(yīng)與1998年國(guó)家倡導(dǎo)的退耕還林政策影響有關(guān)[22]。

(4) 贛江流域西部靠近井岡山及湖南的地區(qū)，屬于傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)耕作地帶，生態(tài)受破壞較少，NPP一直處于良好的穩(wěn)定增長(zhǎng)狀態(tài)，與李鑫等[23]的研究結(jié)論相吻合。

4.3.3閩江和贛江上游流域NPP變化不同點(diǎn)分析

(1) 閩江上游流域靠近沿海，高程從接近海平面急遽抬升到500～1 600 m，降水相對(duì)于武夷山分水嶺另一側(cè)同屬亞熱帶的贛江上游流域更為頻繁豐富，閩江流域多年平均降水量為1 710 mm，且上游流域降水量最小值高達(dá)1 686 mm[24]，而贛江流域多年平均降水量?jī)H為1 626.8 mm[25]，在土壤質(zhì)地相似的條件下[26]，閩江上游流域更有利于林木生長(zhǎng)，NPP增長(zhǎng)也更快、范圍更廣、總量更大。

(2) 贛江上游流域1995年相對(duì)于1990年經(jīng)歷了一個(gè)小幅的NPP減少過程，從空間上看，主要分布于興國(guó)、贛州、南康等城鎮(zhèn)周邊，應(yīng)與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和城鎮(zhèn)擴(kuò)展有關(guān)，1995年之前幾年，為“呼應(yīng)大京九、建設(shè)新贛州”，規(guī)劃建設(shè)了12 km2章江新城區(qū)，僅新增道路就達(dá)7萬(wàn)m2[27]；而流域中部以贛州為核心的新興工商業(yè)城市在2000年以后，尤其是2005—2010年期間經(jīng)歷了一個(gè)快速的城市擴(kuò)張過程[28]，恰好與模擬的植被NPP空間變化情況相一致。

(3) 在2010年后，隨著江西全省推動(dòng)大規(guī)模植樹造林的“一大四小”工程，全流域植被得到較快恢復(fù)[29]，NPP也相應(yīng)增長(zhǎng)較快。

(4) 兩流域自然條件及相關(guān)政策的差異，是導(dǎo)致閩江上游流域與贛江上游流域植被NPP增長(zhǎng)速度、范圍和總量不同的重要因素。

5　結(jié) 論

(1) 閩江上游流域和贛江上游流域植被NPP總體上都經(jīng)歷了一個(gè)快速增長(zhǎng)的時(shí)期，且增長(zhǎng)最快時(shí)期均為1995—2000年；主要原因一方面歸結(jié)于當(dāng)?shù)亓己玫乃疅釛l件，另一方面也與政策驅(qū)動(dòng)有關(guān)。

(2) 從空間變化上看，兩流域NPP增長(zhǎng)較快的地帶主要位于生態(tài)破壞相對(duì)較少的高海拔山區(qū)和欠發(fā)達(dá)偏遠(yuǎn)地區(qū)(如閩江上游流域的西北地區(qū)和贛江上游流域西部靠近井岡山及湖南的地區(qū))。

(3) 閩江上游流域NPP各期值均高于贛江上游流域，且呈現(xiàn)全流域普遍增長(zhǎng)的特點(diǎn)，得益于閩江流域降水更為豐沛、也更注重對(duì)植被的保護(hù)與恢復(fù)。

(4) 閩江上游流域NPP增長(zhǎng)相對(duì)持續(xù)穩(wěn)定，而贛江上游流域則經(jīng)歷了兩次下降；主要原因在于閩江上游流域地勢(shì)多高山陡坡，加上政策的因素，有利于生態(tài)保護(hù)和恢復(fù)，贛江上游流域地形相對(duì)平緩，城鎮(zhèn)擴(kuò)張等經(jīng)濟(jì)開發(fā)力度較大。

閩江及贛江上游流域是我國(guó)境內(nèi)植被覆蓋較高、增長(zhǎng)較快的地區(qū)，通過對(duì)1990—2013年6期TM影像的模擬分析，結(jié)合DEM數(shù)據(jù)和實(shí)地考察，發(fā)現(xiàn)兩大流域植被NPP在過去20多年盡管由于各自自然條件及政策原因，表現(xiàn)出不同的變化特點(diǎn)，但總體都得到較快較大增長(zhǎng)，綜合反映了閩江及贛江上游流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量總體變好的趨勢(shì)。然而要更深入揭示兩流域NPP變化不同特點(diǎn)的機(jī)理，還需要更全面數(shù)據(jù)的支持，以及更多角度的分析。

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Long Series Analysis on NPP Variation in the Upper Minjiang River Basin and the Upper Ganjiang River Basin

CHEN Ke1, YANG Shengtian1, HOU Peng2, WU Linna1,3, GUAN Yabing1, LIU Xiaolin1

(1.StateKeyLaboratoryofRemoteSensingScience,SchoolofGeography,BeijingNormalUniversity,BeijingKeyLaboratoryforRemoteSensingofEnvironmentandDigitalCities,Beijing100875,China;2.SatelliteEnvironmentCenter,MinistryofEnvironmentalProtection,Beijing100094,China;3.CollegeofResourcesandEnvironmentEngineering,GuizhouUniversity,Guiyang550025,China)

The upper Minjiang River basin and the upper Ganjiang River basin are the important source water conservation districts of the Minjiang River and the Ganjiang River. The qualities of their ecological environments are directly related to the sustainable utilization of local water resources. The vegetation net primary productivity (NPP) has an important indicative function for ecological change. Thus, it′s necessary to analyze NPP′s long series change trends and reasons. It′s found through 6 phases of simulated NPP in the two basins since 1990 and by comparative analysis combined with DEM and fieldwork that: (1) in general, NPP in the two basins had experienced a period of rapid growth and the period from 1995 to 2000 was the fastest growth phase, which benefited from local good hydrothermal conditions and the driving force from policy as well; (2) the zones that NPP grows quickly are mainly located at higher elevations in the mountains and the underdeveloped wild areas, which is mainly due to the relatively little anthropogenic interference; (3) the NPP value for each phase in the upper Minjiang River basin was higher than that in the upper Ganjiang River basin and the former′s general growth trend was also more obvious than the latter, which was mainly due to more abundant rainfall and less damage to vegetation in the upper Minjiang River basin; (4) the NPP growth in the upper Minjiang River basin is relatively steady, while it experienced two swings in the upper Ganjiang River basin, which should be attributed to local urbanization and other economic development.

Minjiang River; Ganjiang River; NPP; ecology; remote sensing

2014-03-03

2015-03-17

水利部公益性項(xiàng)目(200901022-01,201101037);中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(HKY-JBYW-2013-22)

陳珂(1975—),男,貴州織金人,博士研究生,研究方向?yàn)樗Y源與水環(huán)境遙感。E-mail:chenkebj2000@sina.com

楊勝天(1965—),男,貴州貴陽(yáng)人,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事水資源與水環(huán)境遙感研究。E-mail:yangshengtian@bnu.edu.cn

X87; X171

A

1005-3409(2016)01-0155-05