河西走廊植被净初级生产力人为影响定量研究

It is of great significance to accurately estimate the effect of human activities on vegetation net primary productivity(NPP). At present, it is a main tendency that the technology of remote sensing and GIS is used to calculate the difference of actual NPP and potential NPP, but there are some defects, such as the potential NPP is virtual value and simultaneously exist greater uncertainty, it do not also take into account the influence of fire, diseases and insect pests and other disturbances. Therefore, the project intends to still use the mainstream idea that using the CASA model calculate the actual NPP. Potential NPP calculated based on the actual NPP, and combining with vegetation types, human activity types. The background value obtained by actual NPP of no human influence points, which selected by using multiple indicators and methods. Meanwhile, we also calculated the value of disturbance. On this basis, we calculate the NPP influenced by human(HNPP) and verify it in fields. In this way, the accuracy of estimation is improved, and the research method is supplemented and perfected more. We take Hexi Corridor as study area, the ecological environment of which is fragile and the human activities are severe. The project aims to estimate the NPP influenced by humans in Hexi Corridor, analyze the spatial and temporal distribution, the direction of action, the total amount of affect, the degree of affect, and variation trend of HNPP in continental river basin in arid zone, discuss the response of NPP to different human activities under different conditions, explore the safety threshold of the effect of human activities on NPP in this region, and provide theoretical support for the ecological construction of the three basins.

精确估算人类活动对植被净初级生产力的影响意义重大，目前采用遥感与GIS技术计算实际NPP与潜在NPP求差是主流，但都存在潜在NPP是虚拟值，不确定性较大的问题，也都没有考虑火灾、病虫害等干扰的影响。因此，项目拟仍采用主流的思路，用CASA模型计算实际NPP；潜在NPP以实际NPP为本底计算，本底值是结合植被类型和人类活动方式，采用多个指标和方法挑选出的无人为影响点位得到；再计算NPP的扰动；最后计算NPP人为影响值。该方法旨在提高估算精度，同时也是对该方法的补充和完善。研究区河西走廊生态环境脆弱，人类活动剧烈，估算该区域NPP人为影响值，分析区内三个内陆河流域植被NPP人为影响的时空分布、作用方向、影响总量、影响程度和变化趋势，探讨不同条件下植被NPP对不同人类活动方式的响应规律，初步探索该区域人类活动对NPP影响的安全阈值，为干旱区内陆河流域的生态建设互相借鉴提供理论支持。

植被净初级生产力（Net primary productivity，NPP）的变化是自然和人类活动交互作用的结果。人类的活动能力随着科技进步日益增强，对植被的影响越来越大，在有些地区甚至为主导作用。估算人类活动对植被NPP的作用大小，不仅可以评价人类活动对生态环境的影响，还可以定量评价政府实施的生态保护工程的治理成效，同时还是深入了解植被对气候变化响应机制的基础，因此该项目具有重要意义。. 本项目按照项目申请书执行，建立人类活动对植被净初级生产力影响值估算模型，以河西走廊石羊河流域为研究区，利用光能利用率模型估算了该地区实际NPP，利用空间插值和机器学习算法估算在无人类活动下的植被实际NPP，最后利用求差法估算出人类活动影响值，并将该方法扩展到西北地区。通过多种方法对比和野外调查，结果证明该方法精度较高，准确可靠，为评估人类活动对植被的影响提供了一个可行的方法。研究表明，2000年以来人类活动对河西走廊和西北地区植被净初级生产力的影响一直为负值，说明人类对大自然长期处于索取状态，人类活动是生态环境因退化的主要原因。政府在大规模实施生态环境保护工程后，人类的负向作用有所减缓，说明环保工程取得了一定的成效，但要扭转退化局面需要长期的坚持。特别需要指出的是，减少人类活动是生态环境恢复的主要途径。. 本项目的实施为科学判断西北地区生态环境变化以及为环境保护政策提供了理论依据。西北地区生态环境脆弱，人类活动的影响不容忽视，以后还需加强该领域的研究，为人类和大自然可持续发展政策的制定提供理论基础。除此之外，本项目还支持了植被NPP对气候变化的响应、干旱对植被NPP的影响、基于Biome-GBC机理模型估算植被NPP等方面的研究，取得了一系列成果，为人才培养提供了有力的经费支持。目前在国内外核心期刊上发表学术论文11篇，其中SCI论文4篇，中文核心期刊7篇，培养研究生6人。