滹沱河流域植被NPP时空演变及其影响因子分析

doi:10.11988/ckyyb.20231374

raybet体育在线院报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (3): 76-83.DOI: 10.11988/ckyyb.20231374

滹沱河流域植被NPP时空演变及其影响因子分析

袁金国¹^,²^,³(), 杨紫妍¹^,²^,³(), 李卓琳¹^,²^,³, 王文超¹^,²^,³

¹ 河北师范大学地理科学学院,石家庄 050024
² 河北省环境变化遥感识别技术创新中心,石家庄 050024
³ 河北省环境演变与生态建设省级重点实验室,石家庄 050024

收稿日期:2023-12-13 修回日期:2024-03-21 出版日期:2025-03-01 发布日期:2025-03-01
通信作者:
杨紫妍(2000-),女,河北定州人,硕士研究生,研究方向为遥感信息处理及遥感应用研究。E-mail:yangziyan923@163.com
作者简介:
袁金国(1972-),女,河北衡水人,副教授,博士,硕士生导师,研究方向为遥感信息处理及遥感应用研究。E-mail:yuanjinguo8@163.com
基金资助:
国家自然科学基金项目(42101382); 河北省自然科学基金优秀青年科学基金项目(D2023205012); 河北师范大学科研基金项目(130539)

Spatiotemporal Evolution of Vegetation Net Primary Productivity in Hutuo River Basin and Its Influencing Factors

YUAN Jin-guo¹^,²^,³(), YANG Zi-yan¹^,²^,³(), LI Zhuo-lin¹^,²^,³, WANG Wen-chao¹^,²^,³

¹ School of Geographic Science, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050024,China
² Hebei Innovation Center on Remote Sensing Identification Technology for Environmental Changes, Shijiazhuang 050024, China
³ Hebei Provincial Key Laboratory of Environmental Evolution and Ecological Construction, Shijiazhuang 050024,China

Received:2023-12-13 Revised:2024-03-21 Published:2025-03-01 Online:2025-03-01

摘要/Abstract

摘要：

探究滹沱河流域植被净初级生产力(NPP)的时空演变规律对于认知和改善周边生态环境具有重要意义。利用MOD17A3 NPP数据,采用一元线性回归分析及变异系数等方法对滹沱河流域2003—2022年的植被NPP时空演变进行分析,并将植被NPP与土地覆盖类型及地形因子结合进行了分区统计。结果表明:2003—2022年滹沱河流域植被NPP均值集中在300~400 gC/(m²·a);植被NPP最大值与平均值的峰值分别出现在2020年和2022年,为828 gC/(m²·a)与424.33 gC/(m²·a)。2003—2022年滹沱河流域植被NPP呈线性增长区域占研究区的96.46%,植被NPP相对年际变化率主要在20%~40%之间,且多年植被NPP的稳定性以较低波动为主。2003—2022年滹沱河流域植被NPP均值最低的植被覆盖类型为农用地,为331.92 gC/(m²·a);最高的为草地,为384.40 gC/(m²·a);随着高程、坡度的增加,植被NPP增加,从坡向看,平面的植被NPP最低。

关键词: 净初级生产力(NPP), 滹沱河流域, 时空演变, 变异系数, 分区统计

Abstract:

Exploring the spatiotemporal evolution patterns of Net Primary Productivity (NPP) of vegetation in Hutuo River Basin is of great significance for understanding and improving the surrounding ecological environment. Based on MOD17A3 NPP data, the spatiotemporal evolution of vegetation NPP in Hutuo River Basin from 2003 to 2022 was analyzed using methods such as univariate linear regression analysis and coefficient of variation. The vegetation NPP was combined with land cover types and terrain factors for zoning statistics. Results show that from 2003 to 2022, the average vegetation NPP in Hutuo River Basin ranged from 300 gC/(m²·a) to 400 gC/(m²·a). The maximum NPP peak occurred in 2020, reaching 828 gC/(m²·a), while the average NPP peak was in 2022, at 424.33 gC/(m²·a). Areas where vegetation NPP increased linearly from 2003 to 2022 accounted for 96.46% of the study area. The relative annual change rate of vegetation NPP mainly fell within the range of 20%-40%, and the long-term stability of vegetation NPP was characterized by low fluctuations. Among the land-cover types in the Hutuo River Basin from 2003 to 2022,agricultural land had the lowest average vegetation NPP,at 331.92 gC/(m²·a), whereas grassland had the highest, at 384.40 gC/(m²·a). Vegetation NPP increased with rising elevation and slope. In terms of aspect, planes featured the lowest vegetation NPP.

Key words: net primary productivity(NPP), Hutuo River Basin, spatiotemporal evolution, variation coefficient, zoning statistics

中图分类号:

TP79遥感技术的应用

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图/表 18

图1 滹沱河流域高程分级

Fig.1 Elevation levels of Hutuo River Basin

表1 坡度与高程分类标准

Table 1 Classification standards for slope and elevation

序号	高程/m	坡度/(°)	序号	高程/m	坡度/(°)
1	<0	<5	4	500~1 000	15~25
2	0~200	5~8	5	1 000~1 500	25~35
3	200~500	8~15	6	>1 500	>35

图2 2003—2022年滹沱河流域NPP均值空间分布

Fig.2 Spatial distribution of NPP average in Hutuo River Basin from 2003 to 2022

图3 2003—2022年滹沱河流域NPP空间变化

Fig.3 Spatial changes of NPP in Hutuo River Basin from 2003 to 2022

图4 2003—2022年滹沱河流域NPP变化

Fig.4 NPP changes in Hutuo River Basin from 2003 to 2022

图5 2003—2022年滹沱河流域NPP变化趋势

Fig.5 Trend of NPP changes in Hutuo River Basin from 2003 to 2022

图6 2003—2022年滹沱河流域NPP变化趋势的显著性检验

Fig.6 Significance test of NPP change trends in Hutuo River Basin from 2003 to 2022

图7 2003—2022年滹沱河流域NPP变化率

Fig.7 NPP change rates in Hutuo River Basin from 2003 to 2022

表2 2003—2022年滹沱河流域NPP不同相对变化率占比

Table 2 Proportions of different relative change rates of NPP in Hutuo River Basin from 2003 to 2022

变化率/%	<0	0~20	20~40	>40
占比/%	3.54	30.00	54.36	12.10

图8 2003—2022年滹沱河流域NPP稳定性

Fig.8 NPP stability in Hutuo River Basin from 2003 to 2022

表3 2003—2022年滹沱河流域NPP不同稳定性占比

Table 3 Proportions of different stability values of NPP in Hutuo River Basin from 2003 to 2022

稳定性	最低波动	较低波动	中波动	高波动
百分比/%	20.30	71.82	6.96	0.92

图9 不同植被类型NPP均值变化

Fig.9 Changes of average NPP values of different vegetation types

表4 滹沱河流域各高程占比

Table 4 Proportions of elevation levels in Hutuo River Basin

高程/m	占比/%	高程/m	占比/%
[-113,0)	0.13	[500,1 000)	29.15
[0,200)	18.44	[1 000,1 500)	30.78
[200,500)	6.49	[1 500,3 091]	15.01

图10 不同高程NPP均值变化

Fig.10 Changes of average NPP values at different elevations

图11 滹沱河流域坡度分级

Fig.11 Slope levels of Hutuo River Basin

图12 不同坡度NPP均值变化

Fig.12 Changes of average NPP values at different slope gradients

图13 滹沱河流域坡向

Fig.13 Slope aspects in Hutuo River Basin

图14 不同坡向NPP均值变化

Fig.14 Changes of average NPP values at different aspects

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