【摘 要】
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植被净初级生产力（Net Primary Production,NPP）是陆地生态系统碳通量的重要组成部分,也是植物自身生理特性和外界环境共同作用的结果。研究其时空变化特征和气候驱动因子,可为应对全球性气候和环境变化提供科学依据。本研究基于黄土高原2000-2015年气象栅格数据、MOD17A3 NPP数据、土地利用数据、省级区划数据,采用线性回归分析了气象要素时空变化特征;借助分段线性回归和变异
【基金项目】
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国家自然科学基金（编号:41671510）； 国家重点研发计划（编号:2017YFD0800502）；
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植被净初级生产力（Net Primary Production,NPP）是陆地生态系统碳通量的重要组成部分,也是植物自身生理特性和外界环境共同作用的结果。研究其时空变化特征和气候驱动因子,可为应对全球性气候和环境变化提供科学依据。本研究基于黄土高原2000-2015年气象栅格数据、MOD17A3 NPP数据、土地利用数据、省级区划数据,采用线性回归分析了气象要素时空变化特征;借助分段线性回归和变异系数分析了植被NPP分布特征和变化趋势,并从行政区划、植被类型、NPP值段变化多角度探讨植被NPP变化特征;利用Pearson相关分析和广义梯度回归模型分析了气候变化对植被NPP的影响,并根据植被类型、降水梯度和温度梯度探究了植被NPP驱动因素的变化规律。主要结果如下:（1）明确了黄土高原2000-2015年间各气象指标变化特征。年最高温度和年最低温度呈下降趋势,年平均温度和降水各指标均呈升高趋势。年平均温度和年最低温度空间分布模式类似,呈现出东南高,北部和西部低的空间分布格局。黄土高原中部年平均温度呈下降趋势,周边呈增加趋势。黄土高原南部年最低温度呈下降趋势,而黄土高原北部呈升高趋势。海拔差异导致黄土高原西部的年最高温度最低,东北部较高。黄土高原东部年最高温度呈显著升高趋势,西部呈下降趋势。年累积降水、年有效降水日数、年强降水量均从东南向西北递减。年有效降水日数的空间变化趋势差异较大,增加的区域与减少的区域交替分布。年强降水量减少的区域面积最多,呈下降趋势的区域主要集中在黄土高原东南部。（2）明确了黄土高原2000-2015年间植被NPP变化特征。2000-2015年期间,黄土高原植被NPP总体呈增长趋势,增速先快后慢。植被NPP均值为244.2 g C·m-2,植被NPP平均增速为3.62 g C·m-2·a-1。植被NPP空间上呈东南高、西北低的分布特征。植被NPP增长的区域约占黄土高原总面积的89.8%,主要分布在黄土高原中部和西南部;植被NPP减少的区域约占总面积的10.2%,主要分布在黄土高原东南部和西北部。不同植被类型的面积比为:草地（42.1%）>耕地（30.1%）>林地（27.8%）。草地平均NPP最低(205.6 g C·m-2),林地平均NPP最高(290.5 g C·m-2),耕地NPP增速最快(4.2g C·m-2·a-1)。空间分布上,低质量(NPP值介于0-200 g C·m-2)草地和耕地均分布在内蒙古自治区北部,低质量林地分布在山西省;高质量(NPP值大于300 g C·m-2)草地、耕地和林地均分布在黄土高原南部。不同植被NPP增加的区域面积均大于减少的区域面积。草地NPP增加的区域面积最广,黄土高原中部草地NPP增长趋势最为明显;耕地NPP在黄土高原北部呈减少趋势,在黄土高原其它地区均呈增加趋势;林地NPP减少的区域面积最多（28%）,分布在山西汾河流域。（3）解析了黄土高原植被NPP的气候驱动因素及其变化规律。黄土高原植被NPP与气象要素显著正相关的面积比:年累积降水（41.7%）>年有效降水日数（37.3%）>年强降水量（24.0%）>年平均温度（2.2%）>年最低温度（0.3%）>年最高温度（0.2%）;年最高温度与植被NPP呈显著负相关面积比最高（64.4%）,其他气象要素与植被NPP无显著相关性;不同驱动因素占黄土高原的面积比为:年最高温度（34.7%）>年累积降水（33.9%）>年有效降水（10.4%）>年强降水量（8.4%）>年平均温度（7.1%）>年最低温度（5.4%）。年累积降水量是黄土高原植被NPP变化最重要的驱动因素,且平均相对贡献率最高;年最高温度是黄土高原中部植被NPP的限制因素;年最低温度升高限制黄土高原西部高海拔地区的植被生长。气象要素对不同植被影响程度不同,草地NPP受降水总量驱动,随降水量增加而增加;耕地NPP受年最高温度和降水共同限制;林地NPP受气候波动影响较小,说明林地抗性比草地和耕地更强。
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