黑河流域植被水分利用效率时空分异及其对降水和气温的响应

植被水分利用效率(WUE)是衡量植被生态系统碳水耦合关系的重要指标,研究其时空分异特征对区域水资源合理利用及配置有重要意义。基于改进的光能利用率模型CASA,模拟估算了黑河流域2000—2013年植被净初级生产力(NPP),结合ETWatch模型估算的黑河流域2000—2013年蒸散数据ET,进一步估算了黑河流域植被水分利用效率WUE。分析了黑河流域NPP、ET和WUE空间格局和时间变化特征,探讨了WUE变化对降水和气温的相关性。结果表明:1)黑河流域空间上植被NPP在2000—2013年多年平均值为81.05 gC m~(-2) a~(-1),ET平均值为133.38 mm,植被WUE平均值为0.448 gC mm~(-1) m~(-2)。植被NPP、ET与WUE的空间格局基本上类似,均呈现出自上游至下游逐渐减少的分布格局。2)黑河流域2000—2013年间植被平均NPP与平均WUE均呈现显著上升趋势(P0.05),而ET平均值变化不显著。WUE年际变化斜率与其平均值在空间分布上存在一定的对应关系,空间上植被WUE的高值区同时是其呈增长趋势的主要区域,植被WUE平均值较低的区域其年际变化也趋于稳定。3)不同植被类型的WUE差异较为显著,植被自身受环境影响形成的生理生态参数是其WUE差异的主要原因,不同植被类型WUE平均值关系为:灌丛草地森林农田沼泽荒漠。中游绿洲区栽培植被平均WUE仅为0.90 gC mm~(-1) m~(-2),因此应当重视提高其对水资源的利用效率。4)整体上黑河流域植被WUE年际变化主要受降水的影响,植被WUE与降水呈负相关的区域主要分布在中游绿洲灌溉区,表明人为活动干扰会削弱气候因素对植被WUE的影响。     

三江平原植被水分利用效率时空变化及其对气象因子变化的响应

水分利用效率(water use efficiency,WUE)是陆地生态系统响应全球变化的重要参数,分析区域生态系统WUE的变化特征及其与气象因子之间的响应关系,对于区域生态系统碳水循环研究以及水资源的科学管理具有重要意义。本文以三江平原为研究区,基于MODIS GPP和ET遥感数据、气象数据以及2000年、2014年土地覆盖数据,分析2000-2014年间植被WUE的时空变化特征以及植被WUE与关键气象因子之间的响应关系,并分析了土地覆盖变化下各植被类型WUE的变化特征。结果表明:三江平原WUE年均值变化呈波动式减少趋势,多年平均植被WUE为1.44 g C·kg^-1H2O;WUE年内变化均近似呈"单峰型"曲线,1-3月及11、12月,WUE均处于最低值,在植被生长季(5-9月)期间,WUE均较高;季节WUE均值由高到低依次为夏季>秋季>春季>冬季;各植被类型WUE年内变化呈"双峰型"曲线,峰值主要分布在4-6月和9月;不同植被类型的年均WUE值从大到小依次为:混交林>针叶林>阔叶林>草地>耕地>永久湿地;三江平原植被WUE与降水、相对湿度、水气压呈正相关,与气温、日照时数呈负相关;随着耕地面积的减少,耕地WUE增加了11.1%,随着落叶阔叶林、草地面积的增加,其植被WUE分别增加了12.8%、15.9%。     

南亚热带针阔叶混交林生态系统水分利用效率

针阔叶混交林是我国南亚热带针叶林向地带性常绿阔叶林演替的中间林分类型,研究其生态系统水分利用效率有利于预测环境变化对生态系统碳水过程的影响。基于我国南亚热带鼎湖山站2005—2010年涡度相关法通量数据及相应气象观测数据,分析了演替中期针阔叶混交林的生态系统水分利用效率的变化特征和主要环境因子对其影响作用。结果表明:(1)年尺度上,鼎湖山针阔叶混交林生态系统年平均水分利用效率为(2.85±0.22)g C·kg~(-1)H_2O,季节尺度上呈单峰变化,夏季低,春冬高,秋季次之,最低月均水分利用效率出现于2009年7月,为1.45 g C·kg~(-1)H_2O,最高月2006年1月平均水分利用效率为4.75 g C·kg~(-1)H_2O,研究期间,系统水分利用效率呈现出降低的波动趋势。(2)与环境因子的相关分析表明,年尺度上,生态系统水分利用效率变化的主要驱动因子为光合有效辐射(PAR)、水汽压亏缺(VPD)及气温。气温、VPD对干季的典型月份(11月—翌年1月)WUE影响显著(P0.001),PAR对湿季的典型月份(6—9月)影响显著(P0.001)。研究结果有助于明晰南亚热带地区森林生态系统碳水耦合程度,为气候变化下生态系统的管理提供服务。     

西南高山地区水分利用效率时空动态及其对气候变化的响应

水分利用效率是深入理解生态系统水碳循环耦合关系的重要指标。西南高山地区是响应气候变化的重点区域,研究西南高山地区水分利用效率动态及其对气候变化的响应,对于评估区域碳水耦合关系及对全球气候变化的响应具有重要意义。应用生态系统模型CEVSA(Carbon Exchange between Vegetation,Soil,and the Atmosphere)估算了1954—2010年西南高山地区水分利用效率(Water use efficiency,WUE)的时空变化,分析了其对气候变化的响应。结果表明:(1)西南高山地区1954—2010年水分利用效率均值为1.13 g C mm-1m-2。3种主要植被类型草地、常绿针叶林和常绿阔叶林的WUE分别为1.35、1.14、0.99 g C mm-1m-2。在空间分布上,WUE与海拔显著正相关(r=0.156,P0.05),而与温度则显著负相关(r=-0.386,P0.01)。(2)在时间尺度上,1954—2010年西南高山地区整体WUE降低趋势显著(P0.01),变动区间为0.83-1.46g C mm-1m-2,平均每年下降0.006g C mm-1m-2。整体WUE年际变化与温度呈显著负相关(r=-0.727,P0.01),与降水量相关性不显著;整体WUE下降主要原因是温度上升引起的ET增加速率大于NPP增加速率。(3)1954—2010年西南高山地区3种主要植被类型草地、常绿针叶林及常绿阔叶林WUE均显著下降(P0.01),下降速度分别为-1.03×10-2、-6.17×10-3、-1.37×10-3g C mm-1m-2a-1。西南高山地区76.3%格点WUE年际变化与温度显著负相关(P0.05),34.1%格点WUE年际变化与降水量显著正相关(P0.05)。草地和常绿针叶林WUE年际变化与温度显著负相关(r=-0.889,P0.01;r=-0.863,P0.01),与降水量相关性不显著。由于西南高山地区降水较为丰富,且过去57年降水变化不显著,因此该地区WUE的时空格局主要受温度变化的影响。1954—2010年期间温度升高造成的ET增加显著高于NPP的增加是该地区WUE下降的主要原因。未来需要获取更高空间分辨率的气候、土壤、植被数据,从而更加准确和精确地模拟西南高山地区水碳循环及其耦合关系对气候变化的响应。     

黄河流域植被格局变化对水分利用效率的影响

黄河流域横跨3个气候带,是全球人类活动最为强烈的地区之一,特殊的地理位置和复杂的下垫面导致其碳-水循环过程较为复杂。研究黄河流域碳水循环不仅是区域水资源利用的基础,也是实现气候变化条件下双碳目标的关键。水分利用效率(WUE)作为表征碳水过程的重要指标,可用于反映生态系统碳水耦合规律及其相互作用关系。基于此,利用全球陆表特征参量数据(GLASS)的净初级生产力(NPP)和蒸散(ET)产品以及中国逐年土地利用与覆盖数据集(CLUD-A),分析了黄河流域植被格局变化背景下WUE在1990—2018年的时空变化特征及其驱动力。结果表明：(1)黄河流域全域WUE在29 a的均值处在0.18—1.53 g C/kg H₂O之间,存在明显的空间异质性,上游地区WUE明显高于中下游地区,分别在0.66—0.92 g C/kg H₂O和0.43—0.62 g C/kg H₂O之间波动,二者均存在波动上升态势。(2)黄河流域全域WUE在以2000年为中间点的10 a的增速达到近29 a的峰值,流域植被格局变化所带来的流域内NPP与ET变化速...     

亚洲半干旱区碳水通量时空格局及驱动因素

亚洲半干旱区生态系统敏感，环境问题突出，作为全球近30年来碳水通量变化最大的区域，明确其碳水通量的时空分布格局和驱动因素对区域资源管理与可持续发展、全球气候变化等领域具有重要意义。基于植被与土壤湿度的联合同化产品(LPJ-Vegetation and soil moisture Joint Assimilation, LPJ-VSJA),结合研究区植被及气象数据，分析了亚洲半干旱区2010—2018年碳水通量植被总初级生产力(GPP)、蒸散发(ET)和水分利用效率(WUE)的时空变化、年际变化贡献率以及驱动因素。结果表明：(1)2010—2018年亚洲半干旱区年均GPP、ET、WUE空间格局总体呈“双夹型”,中高纬度与低纬度地区的碳水通量值大于中纬度区域。(2)2010—2018年GPP、ET和WUE的年际变化总体都呈现增长趋势，但只有GPP呈现显著增长趋势(P<0.05),增速为7.82 g C m^-2 a^-1。(3)WUE的年际变化表现为总体先增加后减少，正值中农田对WUE年际变化贡献率最大(54.6%),森林生态系统在面积占比仅有...     

新疆伊犁地区植被水分利用效率时空格局研究

分析新疆伊犁地区植被水分利用效率(WUE)的时空变化特征, 为实现区域水资源可持续利用、生态环境可持续发展和区域生态系统保护等提供科学参考和数据基础。利用2000—2019年的MODIS NPP(净初级生产力)和MODIS ET(蒸散发)数据, 对伊犁地区近20年的植被WUE进行估算, 分析研究区植被WUE的年际变化和空间分布特征以及不同植被类型WUE的变化趋势, 并对植被WUE年际变化趋势的显著性进行检验。探讨多年平均植被WUE的高值区、中值区、低值区的分布范围及变化情况, 并结合MODIS Land Cover(土地覆盖类型)数据分析不同植被类型WUE的差异。结果表明: (1)2000—2019年伊犁地区植被WUE总体呈上升趋势, 增长率为13.24%; 研究区多年平均植被WUE呈现从东、南向西、北递增的趋势; 多年平均植被WUE高值区、中值区和低值区面积占研究区总面积的53.30%、32.06%和1.82%。2000—2019年研究区植被WUE中值区分布范围减小, 植被WUE高值区分布范围增加, 而低值区的分布范围变化较小。(2)植被WUE呈现增加和减小趋势的面积分别占研究区总面积的63.99%和23.29%; 在0.05的置信水平下, 41.07%的植被WUE增加区和10.54%的植被WUE减小区通过了显著性检验; 在0.01的置信水平下, 仅29.36%的植被WUE增加区和7.43%的植被WUE减小区通过了显著性检验。(3)不同植被类型WUE的年际变化趋势基本一致, 但年均植被WUE(g·mm-1·m-2)呈现为农作物(0.80)>针叶林(0.74)>草地(0.70)>阔叶林(0.65)>稀疏植被(0.18); 不同植被类型对研究区WUE的贡献率呈现为草地(59.83%)>农作物(32.55%)>针叶林(3.45%)>阔叶林(2.43%)>稀疏植被(0.91%)。总之, 2000—2019年的20年间, 伊犁地区植被WUE小幅上升, 年均植被WUE为0.71 g·mm-1·m-2, 两大河谷地区的植被WUE总体比东部、南部山区高, 草地和农作物的水分利用效率相对较高, 为当地生态环境保护和社会经济发展做出了较大贡献。     

西北干旱区植被净初级生产力的遥感估算及时空差异原因

植被净初级生产力(NPP)是评价陆地生态系统的重要参数。本文基于2000—2014年的MODIS NDVI数据,结合西北干旱区的自然环境特点,从土地覆盖类型、分类的精度、辐射数据的选取、计算公式的选择等方面对CASA模型进行改进和率定,进一步估算了西北干旱区的NPP,并分析了NPP的时空变化特征。结果表明:经验证改进的CASA模型对于干旱半干旱区植被NPP的模拟效果较好,可以反映研究区的植被生长及分布状况,西北干旱区多年平均植被NPP为191.63 g C·m~(-2)·a~(-1);西北干旱区植被NPP分布具有明显的区域差异性,总体上呈现出西北、东南高,中间低的特征;在年际变化上,NPP总体上呈增加趋势,线性增长率为2.98 g C·m~(-2)·a~(-1),且不同植被类型的NPP增长率不同,耕地增长最快,其次是灌丛,最低的是林地;对西北干旱区不同植被类型的NPP与气候因子(气温、降水)的相关性分析表明,总体上植被生物量与降水的相关系数为0.538(P0.05),与气温的相关系数为0.394,说明研究区植被NPP与降水的相关性高于气温;且不同植被类型与气候因子的相关性具有差异性。     

Carbon–water coupling and its relationship with environmental and biological factors in a planted Caragana liouana shrub community in desert steppe,northwest China

宁夏荒漠草原区中间锦鸡儿灌丛群落碳水循环特征及其与生物环境因子的关系 干旱半干旱区的人工植被重建可能会改变陆地生态系统的重要生物物理过程——碳水循环,然而在人类活动背景下,仍然缺乏对这些区域生态系统的碳水耦合机制的认识。本研究基于涡度相关系统测量了宁夏盐池荒漠草原区人工种植的中间锦鸡儿(Caragana  liouana)灌丛群落的CO2和H2O通量,通过分析总初级生产力(Gross Primary Productivity, GPP)、蒸散发(Evapotranspiration, ET)和水分利用效率(Water Use Efficiency, WUE)的变化,探讨了人工灌丛生态系统碳水通量及其耦合关系,并进一步分析驱动其变化的生物环境因子。研究结果表明,气候因子的季节变化导致了生物物理特征和碳水通量呈周期性变化。在生长季,GPP和ET波动较大,而WUE变化相对稳定。GPP、ET和WUE显著受辐射(Global Radiation, Rg)、温度(Ta和Ts)、水汽压亏缺、叶面积指数和植物水分胁迫指数(Plant Water Stress Index, PWSI)的驱动。其中Rg、温度和PWSI是影响WUE的最重要因素。Rg和温度会对WUE产生直接的促进作用,但同时也会间接地提高PWSI进而抑制WUE。PWSI会抑制光合作用和蒸腾作用,当植物水分胁迫超过一个阈值(PWSI > 0.54)时,WUE会下降,这是因为GPP对植物水分胁迫的响应比ET更敏感。这些研究结果表明,在荒漠草原区通过大规模种植灌木可实现固碳的作用,但也必须充分考虑区域的水资源消耗和水分利用效率的状况。     

2000-2019年中国南方竹林区水分利用效率时空特征及驱动机制

水分利用效率(Water Use Efficiency, WUE)是深入理解生态系统碳、水循环及两者耦合关系的重要指标,然而我国重要森林类型之一的竹林的WUE时空格局及其驱动机制研究不足。通过MODIS净初级生产力(NPP)和蒸散(ET)数据得到竹林区WUE,采用线性趋势法计算WUE年际变化率表征变化趋势,并应用地理加权回归(GWR)模型分析了WUE与气候和地形等10个驱动因子的关系,探究了中国南方竹林区近20年间(2000—2019)WUE驱动机制。结果表明：(1)2000—2019年中国南方竹林区WUE多年均值为0.89 gC m^-2 mm^-1,呈显著下降趋势,下降速率为0.0028 gC m^-2 mm^-1 a^-1,ET上升速度大于NPP上升速度是造成WUE下降的主要原因;WUE呈南高北低的空间分布格局,83.5%区域的WUE呈下降趋势。(2)基于GWR模型的WUE驱动力分析发现,WUE变化最强的驱动因子是CO₂浓度和年降水量,而海拔、坡度等地形因子的...     

Water‐use efficiency in response to climate change: from leaf to ecosystem in a temperate steppe

Water‐use efficiency (WUE) has been recognized as an important characteristic of ecosystem productivity, which links carbon (C) and water cycling. However, little is known about how WUE responds to climate change at different scales. Here, we investigated WUE at leaf, canopy, and ecosystem levels under increased precipitation and warming from 2005 to 2008 in a temperate steppe in Northern China. We measured gross ecosystem productivity (GEP), net ecosystem CO₂ exchange (NEE), evapotranspiration (ET), evaporation (E), canopy transpiration (T_c), as well as leaf photosynthesis (P_max) and transpiration (T_l) of a dominant species to calculate canopy WUE (WUE_c=GEP/T), ecosystem WUE (WUE_gep=GEP/ET or WUE_nee=NEE/ET) and leaf WUE (WUE_l=P_max/T_l). The results showed that increased precipitation stimulated WUE_c, WUE_gep and WUE_nee by 17.1%, 10.2% and 12.6%, respectively, but decreased WUE_l by 27.4%. Climate warming reduced canopy and ecosystem WUE over the 4 years but did not affect leaf level WUE. Across the 4 years and the measured plots, canopy and ecosystem WUE linearly increased, but leaf level WUE of the dominant species linearly decreased with increasing precipitation. The differential responses of canopy/ecosystem WUE and leaf WUE to climate change suggest that caution should be taken when upscaling WUE from leaf to larger scales. Our findings will also facilitate mechanistic understanding of the C–water relationships across different organism levels and in projecting the effects of climate warming and shifting precipitation regimes on productivity in arid and semiarid ecosystems.     

Interactions between CO2 enhancement and N addition on net primary productivity and water‐use efficiency in a mesocosm with multiple subtropical tree species

Carbon dioxide (CO₂) enhancement (eCO₂) and N addition (aN) have been shown to increase net primary production (NPP) and to affect water‐use efficiency (WUE) for many temperate ecosystems, but few studies have been made on subtropical tree species. This study compared the responses of NPP and WUE from a mesocosm composing five subtropical tree species to eCO₂ (700 ppm), aN (10 g N m^?2 yr^?1) and eCO₂ × aN using open‐top chambers. Our results showed that mean annual ecosystem NPP did not changed significantly under eCO₂, increased by 56% under aN and 64% under eCO₂ × aN. Ecosystem WUE increased by 14%, 55%, and 61% under eCO₂, aN and eCO₂ × aN, respectively. We found that the observed responses of ecosystem WUE were largely driven by the responses of ecosystem NPP. Statistical analysis showed that there was no significant interactions between eCO₂ and aN on ecosystem NPP (P = 0.731) or WUE (P = 0.442). Our results showed that increasing N deposition was likely to have much stronger effects on ecosystem NPP and WUE than increasing CO₂ concentration for the subtropical forests. However, different tree species responded quite differently. aN significantly increased annual NPP of the fast‐growing species (Schima superba). Nitrogen‐fixing species (Ormosia pinnata) grew significantly faster only under eCO₂ × aN. eCO₂ had no effects on annual NPP of those two species but significantly increased annual NPP of other two species (Castanopsis hystrix and Acmena acuminatissima). Differential responses of the NPP among different tree species to eCO₂ and aN will likely have significant implications on the species composition of subtropical forests under future global change.     

Modelled effects of precipitation on ecosystem carbon and water dynamics in different climatic zones

The ongoing changes in the global climate expose the world's ecosystems not only to increasing CO₂ concentrations and temperatures but also to altered precipitation (P) regimes. Using four well-established process-based ecosystem models (LPJ, DayCent, ORCHIDEE, TECO), we explored effects of potential P changes on water limitation and net primary production (NPP) in seven terrestrial ecosystems with distinctive vegetation types in different hydroclimatic zones. We found that NPP responses to P changes differed not only among sites but also within a year at a given site. The magnitudes of NPP change were basically determined by the degree of ecosystem water limitation, which was quantified here using the ratio between atmospheric transpirational demand and soil water supply. Humid sites and/or periods were least responsive to any change in P as compared with moderately humid or dry sites/periods. We also found that NPP responded more strongly to doubling or halving of P amount and a seasonal shift in P occurrence than that to altered P frequency and intensity at constant annual amounts. The findings were highly robust across the four models especially in terms of the direction of changes and largely consistent with earlier P manipulation experiments and modelling results. Overall, this study underscores the widespread importance of P as a driver of change in ecosystems, although the ultimate response of a particular site will depend on the detailed nature and seasonal timing of P change.     

Water use efficiency in response to interannual variations in flux-based photosynthetic onset in temperate deciduous broadleaf forests

Climate change has significantly influenced the productivity of terrestrial ecosystems through water cycles. Water use efficiency (WUE) is an important indicator for understanding how water couples with the carbon cycle. Abiotic factors such as climatic factors and CO₂ concentration have been investigated to understand the mechanisms involved in the coupled carbon-water cycle of terrestrial ecosystems in response to climate change. However, the effects of biotic factors on WUE are less clear. By analyzing 66 site-years of flux and meteorological data obtained from 8 temperate deciduous broadleaf forest sites across North America and Europe, we found that ecosystem-scale WUE (defined here as the ratio of gross primary production (GPP) to evapotranspiration (ET)) in the spring significantly increased with the advance of the flux-based photosynthetic onset (FPO), mainly because an earlier FPO could lead to a steeper increase in GPP than in ET. However, the advance of FPO probably reduced summer WUE as a result of the enhancement of water stress by ET in the spring in temperate deciduous broadleaf forest. Our results also implied that spring warming had an indirectly positive effect on WUE through advancing spring phenology, but such a positive effect will likely weaken once the sensitivity of spring phenology to warming decreases as reported. Here, we argue that phenology, which exerts critical biotic control over most ecological processes, plays a larger role than expected in the regulation of the seasonal WUE and cannot be ignored in earth system models.     

Assessment of ecosystem resilience to hydroclimatic disturbances in India

Recent studies have shown an increasing trend in hydroclimatic disturbances like droughts, which are anticipated to become more frequent and intense under global warming and climate change. Droughts adversely affect the vegetation growth and crop yield, which enhances the risks to food security for a country like India with over 1.2 billion people to feed. Here, we compared the response of terrestrial net primary productivity (NPP) to hydroclimatic disturbances in India at different scales (i.e., at river basins, land covers, and climate types) to examine the ecosystems’ resilience to such adverse conditions. The ecosystem water use efficiency (WUE_e: NPP/Evapotranspiration) is an effective indicator of ecosystem productivity, linking carbon (C) and water cycles. We found a significant difference (p < .05) in WUE_e across India at different scales. The ecosystem resilience analysis indicated that most of the river basins were not resilient enough to hydroclimatic disturbances. Drastic reduction in WUE_e under dry conditions was observed for some basins, which highlighted the cross‐biome incapability to withstand such conditions. The ecosystem resilience at land cover and climate type scale did not completely relate to the basin‐scale ecosystem resilience, which indicated that ecosystem resilience at basin scale is controlled by some other ecohydrological processes. Our results facilitate the identification of the most sensitive regions in the country for ecosystem management and climate policy making, and highlight the need for taking sufficient adaptation measures to ensure sustainability of ecosystems.     

全球不同气候带陆地植被净初级生产力变化趋势与可持续性

分析全球不同气候带陆地植被净初级生产力(NPP)的变化趋势与可持续性,对于估算全球陆地生态系统的结构、功能和碳源(汇)具有重要意义。运用Mann-Kendall突变检验、Theil-Sen斜率估计、Hurst指数分析全球不同气候带陆地NPP的变化趋势与可持续性。结果表明：(1)全球陆地NPP有明显的地域分异规律,呈现低纬高、高纬低,沿海高、内陆低的特点。约48.79%陆地生态系统的植被NPP得到了改善,其中显著改善的面积占全球陆地生态系统的8.45%,主要分布在北美洲北部和中部、亚马逊河流域西部、刚果盆地、欧洲南部、印度半岛西北部、中国黄土高原;轻微改善的面积占全球陆地生态系统的40.34%,主要分布在南美洲中南部、亚洲东部和澳大利亚大陆东部。(2)各气候带NPP变化趋势和突变点表现为：热带、亚热带、极地带的NPP呈不显著下降趋势(R²=0.111,P=0.176;R²=0.144,P=0.120;R²=0.002,P=0.854),热带无明显突变点,亚热带突变点为2015年,极地带突变点为2005年;干旱气候带的NPP...     

2000-2015年宁夏草地净初级生产力时空特征及其气候响应

草地是宁夏陆地生态系统的重要组成部分,估算其净初级生产力（NPP）对宁夏草地可持续利用与管理至关重要。采用MODIS数据和CASA模型对2000-2015年间宁夏草地生态系统NPP进行了估算,通过一元线性回归趋势分析、Hurst指数等方法研究草地NPP的时空变化规律及未来演变趋势,并分析草地NPP与气象因子的相关性。结果表明：（1）基于CASA模型的宁夏草地NPP模拟精度高,其估算值与实测多年草地NPP均值具有良好的线性关系（R=0.93,P < 0.01）,与MOD17产品的草地NPP空间分布基本一致。（2）近16 a宁夏草地年均NPP为148.28 g C m^-2 a^-1,且存在波动上升的趋势,其线性增长率为3.84 g C m^-2 a^-1（P < 0.01）。（3）宁夏草地NPP整体处于上升趋势,草地NPP增长的草地面积达98%,且其增率自南向北递减;宁夏草地NPP的Hurst指数在0.27-0.81之间,均值为0.53,大部分草地的NPP变化趋势具有较强同向持续性。（4）在年时间尺度上,宁夏草地NPP主要受降水量的影响,与气温的相关性较弱;在月时间尺度上,生长季草地NPP与月总降水量的相关性高,且不存在时间滞后响应现象,而与月均温的响应则存在1个月的时间滞后性,宁夏大面积分布的干草原与荒漠草原NPP对气温响应滞后是导致这一现象发生的主要原因。     

海河流域生态水分利用效率时空变化及其与气候因子的相关性分析

生态水分利用效率(water use efficiency,WUE)是碳-水循环的重要参数之一,明晰其时空演变特征对水资源短缺地区生态系统的健康发展具有重要的意义。海河流域水资源短缺是区域农业发展的重要制约因素,基于遥感、气象数据,利用趋势分析、相关分析等方法分析了海河流域2000—2014年总初级生产力(gross primary productivity,GPP)、蒸散量(evapotranspiration,ET)及WUE的时空分布特征,并识别WUE对降水、气温及干旱的响应。研究结果表明:(1)时间上,GPP和ET的变化趋势不显著,WUE呈现显著的增加趋势,增速为0.0185 gC/kg H_2O a~(-1)(R~2=0.6299,P0.01);(2)空间上,WUE和GPP均呈现从东南向西北减小的趋势,高值区主要分布在华北平原农业生态区和京津唐城镇与城郊农业生态区。从变化趋势来看,黄土高原农业与草原生态区的GPP和WUE上升趋势最大;(3)植被类型中,农田的WUE值最高,草地的WUE最低,农田、有林草原和草地均呈现显著的增加趋势(P0.05);(4)影响因素上,降水对WUE的影响最大,WUE由降水、干旱和气温控制的区域分别占整个流域植被面积的44.44%、39.23%和16.01%。