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2000—2020年青海湖流域植被降雨利用效率時空變化特征

2024-01-31科學

植被降雨利用效率(PUE)是評價植被生產力對降雨量時空動態響應特征的重要指標。以年凈初級生產力(NPP)數據、年降雨量數據為基礎,利用地理資訊系統(GIS)和遙感(RS)技術,計算並研究了2000—2020年青海湖流域植被降雨利用效率時空分布格局及其地形效應,結合年均氣溫、年均地表溫濕度、年生長季光合有效輻射吸收系數和年植被覆蓋度等數據,探討了PUE與各因子間的相關關系。結果表明:(1)青海湖流域單位像元(1 km~2)PUE平均值在0.4—0.7 gC m~(-2)mm~(-1)間變化,平均為0.54 gC m~(-2)mm~(-1),且在年際間無顯著變化趨勢(R~2=0.05,P≥0.05)。在空間上,青海湖流域多年PUE平均值環湖呈現不均勻分布,除青海湖東岸外,PUE值隨湖面距離增大呈減小趨勢;其高值區主要集中分布在青海湖西岸和南岸的半環區;年PUE變化趨勢的斜率值為-0.05—0.04 gC m~(-2)mm~(-1)a-1,其中顯著變化的區域占流域面積的29.63%。(2)青海湖流域多年PUE平均值在海拔效應和坡度坡向兩種不同微地形效應下表現出明顯的差異。海拔每升高50 m,PUE值將減少0.02 gC m~(-2)mm~(-1);隨坡度增加,PUE值呈降低趨勢,平坡至險坡(>45°)的變化範圍為0.3—0.61 gC m~(-2)mm~(-1);不同坡向PUE值表現為由東北坡向西南坡遞減,範圍為0.52—0.56 gC m~(-2)mm~(-1)。(3)在空間上,青海湖流域PUE值與地表溫度、光合有效輻射吸收系數、植被覆蓋度和葉面積指數相關性較為明顯。沿海拔梯度,空氣溫度和地表溫度與PUE呈極顯著正相關(R~2=0.94,P<0.01;R~2=0.98,P<0.01),光合有效輻射吸收系數、植被覆蓋度和葉面積指數與PUE顯著正相關(R~2=0.89,P<0.05;R~2=0.90,P<0.05;R~2=0.86,P<0.05),地表土壤濕度與PUE無顯著相關性(R~2=0.16,P≥0.05)。本文評估了青海湖流域植被降雨利用效率的特征及其與各因子間的相關關系,明確了植被對降雨的利用能力及其耗水特性,可為青海湖流域植被保護和國家公園建設提供理論參考。