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当期目录

    2024年, 第41卷, 第1期 刊出日期:2024-01-15 上一期    下一期
    封面与目录
    第41卷第1期封面与目录
    2024 (1):  0-0. 
    摘要 ( 53 )   PDF(2837KB) ( 72 )  
    相关文章 | 计量指标
    天气与气候
    甘肃省暖季降水日变化特征
    周子涵, 王基鑫, 刘维成, 王勇, 张君霞, 郭润霞
    2024 (1):  1-12.  doi: 10.13866/j.azr.2024.01.01
    摘要 ( 179 )   HTML ( 34 )   PDF(12273KB) ( 157 )  

    利用2013—2022年4—10月甘肃省340个气象站点逐1 h降水观测资料,揭示了甘肃省暖季降水在日变化尺度上的精细化演变特征,并分区域进行讨论分析,为甘肃省极端降水事件的研究提供科学参考。结果表明:(1)甘肃暖季降水量和降水强度日变化峰值主要出现在10:00—13:00,降水频率日峰值在夜间22:00—01:00居多。降水日变化季节性差异明显,中南部有较为集中的秋雨分布。(2)降水日变化区域性特征鲜明,祁连山区、甘肃中部和高原边坡的降水时段主要在白天,午间较强的降水强度主导着降水量的白天峰值;河西西部降水量和降水频率日峰值多出现在夜间,但短时较强降水在18:00—21:00有一定突发性;陇东南和陇东地区降水呈非均匀分布,在降水频率夜间峰值影响下夜雨频繁,但降水较强的时段分别在午后和早晨。(3)不同持续时间降水特征不同,持续时间在6 h及以下的短时降水,降水日变化多呈“双峰型”。持续时间在6 h以上的降水日变化近似于“单峰型”,多在傍晚开始,夜间达到峰值,于次日中午结束。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    冰雹天气的环境参量及预报模型
    衣娜娜, 苏立娟, 郑旭程, 辛悦, 蔡敏, 李慧, 靳雨晨
    2024 (1):  13-23.  doi: 10.13866/j.azr.2024.01.02
    摘要 ( 88 )   HTML ( 25 )   PDF(8198KB) ( 164 )  

    利用1959—2021年内蒙古119个国家站的冰雹观测记录与ERA5再分析数据,对比分析冰雹与非冰雹层结、水汽、特殊温度层高度、垂直风切变及云微观物理量的差异,建立冰雹预报模型,为冰雹的潜势预报提供客观定量的依据。结果表明:冰雹、非冰雹K指数、假相当位温差、垂直风切变、比湿及云微观结构差异不显著。总指数(TT)>50 ℃,850 hPa与500 hPa温度差≥28.4 ℃,大气可降水量≤24 mm,-20 ℃层高度<7.05 km,-20 ℃距0 ℃高度≤3.15 km,以上环境参量阈值可以判别超过70%的冰雹样本,同时,反向条件能判别超过70%的非冰雹样本。基于环境参量的分析,采用Fisher判别方法,利用TT、850 hPa与500 hPa温度差、-20 ℃距0 ℃高度、大气可降水量建立冰雹预报模型,模型判别准确率超过80%。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    青海湖流域不同下垫面类型对地表温度的生物物理影响
    李永广, 苑广辉
    2024 (1):  24-35.  doi: 10.13866/j.azr.2024.01.03
    摘要 ( 76 )   HTML ( 19 )   PDF(7756KB) ( 55 )  

    本研究选取青海湖流域亚高山灌丛和温性草原两个不同土地覆盖类型的站点,利用湍流通量数据和自动气象站数据对比生长季和非生长季两个站点的微气象要素和地表能量平衡收支,评估土地利用/土地覆盖变化(Land Use/Land Cover Changes,LULCC)对地表温度的生物物理影响。亚高山灌丛相比温性草原具有更低的地表温度、气温和土壤温度,在生长季两个站点的地表温度、气温和土壤温度的差异更为明显,而非生长季相对湿度的差异更为明显。根据直接分解温度理论(Direct Decomposed Temperature Metric,DTM),分析不同下垫面对地表温度的生物物理影响。结果表明:白天灌丛相比草原的冷却作用主要贡献因素是短波辐射、地表土壤热通量和感热通量项,其中短波辐射在灌丛的冷却中起到正反馈作用,而后两者起到负反馈作用。夜间灌丛的冷却作用主要贡献因素是地表土壤热通量项。在相同气候和天气背景下,不同下垫面确实会对地表温度有明显的生物物理反馈作用。

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    青海省多年地表感热通量的时空变化特征
    孙宽, 孙雪岩, 唐艳, 张亚玲, 刘富刚, 范克胜, 杨子琼, 屈志强
    2024 (1):  36-49.  doi: 10.13866/j.azr.2024.01.04
    摘要 ( 72 )   HTML ( 11 )   PDF(17820KB) ( 49 )  

    选取青海省35个气象站观测数据,基于CHEN-WENG感热系数方案,计算了1980—2017年青海省地表感热通量。利用小波分析、Mann-Kendall突变检验和经验正交函数法(Empirical Orthogonal Function,EOF),对感热通量的时空变化特征及其影响因子进行分析。结果表明:(1)1980年以来,青海省全年和各季节感热通量总体上均呈上升趋势,并具有28 a的主周期和约18 a的副周期,冬季的周期变化较为复杂;(2)全年和各季节感热通量与地气温差存在显著相关性,2004—2017年受地气温差增大的影响上升;(3)全年、春季和秋季感热通量与风速存在显著相关性,1980—2004年受风速减小的影响感热通量下降;(4)夏季降水与感热通量呈显著负相关;(5)从空间上看,全年以及春季感热通量呈现出显著的东西分异,秋、冬季表现出一定程度的南北分异。

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    水土资源
    基于改进方法的承德地表水环境质量评价
    张胜, 张涛, 段雯瑜, 徐利, 顾金洋, 张炜, 李思敏
    2024 (1):  50-59.  doi: 10.13866/j.azr.2024.01.05
    摘要 ( 64 )   HTML ( 4 )   PDF(6479KB) ( 59 )  

    为客观反映地表水水质状况,采用层次分析法和熵权法组合赋权以及加权平均综合评价原则改进模糊综合评价法,并与单因子评价法、内梅罗指数法、传统模糊综合评价法进行比较,评价承德地区地表水环境质量。结果表明:2021年承德地区地表水水质有明显的时空差异性,除7—9月的部分断面水质为较差外,其余断面水质均在Ⅰ~Ⅲ类;影响承德地区地表水水质的主要因子为CODMn和TP;单因子评价法和内梅罗指数法无法反映整体水质状况,改进的模糊综合评价法相较于传统模糊综合评价法兼顾了各污染因子间相互作用,并弱化了个别水质指标对评价结果的影响,且能够对同一类别水质进行排序,更适用于承德地区地表水环境质量评价。

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    微地形对高寒固沙植物水分利用特征的影响
    范明彦, 田丽慧, 周海
    2024 (1):  60-70.  doi: 10.13866/j.azr.2024.01.06
    摘要 ( 62 )   HTML ( 14 )   PDF(5245KB) ( 43 )  

    水是植物生存最主要的限制因子,对沙区植物水分利用的研究已成为沙地生态保护和植被恢复的关键。本文以青海湖湖东沙地3种典型固沙植物——樟子松、小叶杨、沙棘为研究对象,基于氢氧稳定同位素技术(δ18O和δD),结合IsoSource模型,对微地形影响下的各潜在水源(不同层次的土壤水)及植物主要水分来源进行分析。研究结果表明:(1)土壤含水量具有微地形差异,表现在迎风坡低地土壤含水量高于沙丘顶部和迎风坡中部,且9月土壤含水量处在最高值。(2)木质部水的δ18O值在不同微地形条件下具有树种差异性,樟子松在迎风坡低地的δ18O值最小,而沙棘和小叶杨在迎风坡中部的δ18O值最小。(3)不同植物的主要水分来源具有较为明显的季节差异,6月樟子松和沙棘在不同微地形条件下均以深层土壤水为主要水分来源,而小叶杨在沙丘顶部主要利用深层土壤水,在迎风坡中部和低地对中层土壤水的利用较大,但随着降水量的增加,9月各树种转而主要利用浅层和中层土壤水。总而言之,高寒沙地固沙植物的水分利用模式受微地形条件的影响,且不同物种对降水表现出不同程度的响应。

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    不同施氮水平对油莎豆农田土壤养分表观平衡和块茎产量的影响
    曹秭琦, 路战远, 任永峰, 赵小庆, 王建国, 侯智慧, 韩云飞, 王登云, 尚学燕, 段锐
    2024 (1):  71-79.  doi: 10.13866/j.azr.2024.01.07
    摘要 ( 71 )   HTML ( 7 )   PDF(1678KB) ( 80 )  

    研究不同施氮水平下沙质土壤油莎豆(Cyperus esculentus)土壤养分表观平衡及块茎产量,为沙质土壤油莎豆科学施氮提供理论依据。以油莎豆品种“中油莎1号”为研究对象,分别设置0 kg·hm-2(N0)、75 kg·hm-2(N1)、150 kg·hm-2(N2)、225 kg·hm-2(N3)4个施氮水平。分析4个施氮水平对油莎豆农艺性状、土壤表观养分平衡及块茎产量的影响。结果表明:随着施氮量增加,两地油莎豆茎蘖数、株高、单片叶面积等均有增加,但过高的施氮量会造成油莎豆地上部徒长,导致产量下降;施氮量为150 kg·hm-2(N2),油莎豆最大根长、根体积等农艺性状最优,油莎豆整株干重及块茎产量均最高,块茎鲜产可达到9298.87~10336.06 kg·hm-2;两地氮素表观盈余率在0 kg·hm-2(N0)和75 kg·hm-2(N1)水平下均为负值,150 kg·hm-2(N2)和225 kg·hm-2(N3)水平下均为正值,表明两地氮素均在N2水平即施氮量为150 kg·hm-2时达到氮素平衡状态。冗余分析也表明油莎豆茎蘖数、最大根长、根体积、氮携出量是驱动油莎豆干物质及块茎产量形成的主要因素。因此在北方沙质土壤条件下,N素施入量为150 kg·hm-2时,可促进油莎豆对养分的吸收、维持土壤表观养分平衡,有利于油莎豆良好的生长发育和产量的提高。

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    污泥热碱液对干旱胁迫下小青菜生长的缓解机制
    白炬, 刘晓林, 李申, 梁哲铭, 胥子航, 王永亮, 杨治平
    2024 (1):  80-91.  doi: 10.13866/j.azr.2024.01.08
    摘要 ( 57 )   HTML ( 6 )   PDF(10339KB) ( 31 )  

    近年来,为实现城市生活污泥的资源化利用,通过碱热水解技术制成的污泥热碱液被广泛关注。干旱是自然界中主要非生物胁迫之一,严重限制了作物的生长发育。为了改善干旱胁迫对蔬菜作物的影响,同时实现污泥资源化利用,本研究以小青菜(Brassica chinensis)为材料,通过盆栽试验设置4个水分梯度模拟不同干旱程度,在不同干旱程度下分别冲施等氮量的热碱液和尿素溶液,探讨热碱液对叶菜抵抗干旱胁迫的作用机制。结果表明:干旱胁迫下,经热碱液处理后,小青菜根长密度、根表面积密度和根体积密度均显著增加,进而促进对水分和氮素营养的吸收,提高叶片相对含水量,维持光合作用;冗余分析表明热碱液的施用主要提高过氧化氢酶活性和叶片相对含水量降低干旱胁迫对小青菜生长的负面影响。综上所述,将污泥热碱液应用到蔬菜生产中可缓解干旱胁迫对叶菜造成的生长抑制,为干旱地区蔬菜生产提供了策略,也为有效无害化、资源化利用城市生活污泥提供了一种新途径。

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    植物生态
    珍珠柴幼苗叶片和根系形态特征对干旱胁迫的响应
    颜巧芳, 单立山, 解婷婷, 王红永, 师亚婷
    2024 (1):  92-103.  doi: 10.13866/j.azr.2024.01.09
    摘要 ( 81 )   HTML ( 7 )   PDF(5948KB) ( 74 )  

    探究荒漠植物叶片和根系形态特征对干旱胁迫的响应,有助于理解和预测气候变化条件下荒漠植物的生长调控策略。本研究以典型荒漠植物珍珠柴(Caroxylon passerinum)幼苗为研究对象,设置慢速干旱和快速干旱两种处理,测定叶片和根系相关的形态指标,分析了珍珠柴幼苗在不同干旱胁迫下叶片和根系的形态特征及两者之间的关系。结果表明:(1)随干旱胁迫时间延长,两种处理下的粗根直径减小,快速干旱处理的细根比根长、比根面积均减小,而快速干旱处理的叶组织密度增加,慢速干旱处理后粗根组织密度整体增大,而快速干旱处理则呈先增后减。(2)生长末期(54 d),两种处理下的粗根直径显著下降,快速干旱处理的肉质化程度和含水量分别显著低于对照和慢速干旱处理,胁迫37 d时,两种干旱处理下的珍珠柴粗根组织密度显著增大,并且慢速干旱大于快速干旱。(3)粗根比根长、粗根组织密度、细根比根长、比叶面积是珍珠柴性状变异的主要指标,相关性分析发现,珍珠柴叶片和根系共有29对性状之间相关联。综上所述,珍珠柴叶片、粗根、细根在不同水分处理下均表现出不同的适应策略,在两种干旱处理下珍珠柴通过减小粗根直径响应干旱胁迫。在快速干旱条件下,珍珠柴通过增大叶组织密度,减小细根比根长和比根面积等适应土壤水分亏缺。珍珠柴通过叶片、根系性状内部,叶片与根系性状之间的协同或权衡策略适应干旱。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    荒漠植物叶片-土壤化学计量及植物内稳态特征
    李敏, 孙杰, 陈雪, 刘佳庆
    2024 (1):  104-113.  doi: 10.13866/j.azr.2024.01.10
    摘要 ( 80 )   HTML ( 9 )   PDF(7608KB) ( 97 )  

    为了解荒漠植物叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)含量与土壤环境因子的关系,以新疆艾比湖保护区高、低水盐环境下14种荒漠植物群落为研究对象,测定植物叶片C、N、P含量,讨论其化学计量比、植物内稳态特征及其与土壤环境因子的关系。结果表明:(1)在不同水盐环境下,土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、C:N、C:P及植物叶片N、P含量存在显著差异。(2)Pearson相关性分析表明,叶片C:P与土壤电导率(EC)、SOC、C:N和C:P呈显著负相关;叶片C与土壤C:N呈显著负相关;叶片P与土壤SOC、C:N,叶片N与土壤C:N、叶片C:N与土壤TN呈显著正相关;叶片P与土壤C:P、叶片C:N与土壤N:P呈极显著正相关;且冗余分析表明,土壤C:P对艾比湖保护区植物叶片C、N、P含量及化学计量特征影响显著。(3)随土壤水盐的变化,植物叶片N、P含量及N:P的内稳态模型模拟结果不显著,内稳性指数H均大于4,属于绝对稳态,说明该研究区植物对土壤养分的适应性良好。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    荒漠植物表皮毛的凝结水形成及吸收机制研究进展
    阿拉依·哈那提, 刘艳霞, 兰海燕
    2024 (1):  114-123.  doi: 10.13866/j.azr.2024.01.11
    摘要 ( 75 )   HTML ( 7 )   PDF(10944KB) ( 53 )  

    荒漠植物适应长期缺水条件形成了从空气吸水并在体表滞留及向体内运输的高度进化的结构特征,其叶片表面附属结构如表皮毛等在收集、储存及运输凝结水方面具有重要的生物学意义。本文基于目前相关研究进展,简要概述了凝结水对荒漠植物的生物学效应及生态效应,阐述了叶片表面润湿性与其集水能力相关理论,基于此重点阐述荒漠植物叶表特殊结构(表皮毛)在凝结水形成、运输、吸收过程中的重要作用,并总结了植物体表滞留及吸收凝结水的相关研究方法,为深入理解基于表皮毛结构特征驱动的荒漠植物收集凝结水的策略以及干旱荒漠植物的抗逆机制提供理论依据。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    不同放牧管理方式对新疆山地草原植物群落特征的影响
    李小锋, 惠婷婷, 李耀明, 毛洁菲, 王光宇, 范连连
    2024 (1):  124-134.  doi: 10.13866/j.azr.2024.01.12
    摘要 ( 88 )   HTML ( 12 )   PDF(5962KB) ( 98 )  

    本研究基于巴里坤县国家级山地草原监测站10 a植物群落观测数据,探究了长期不同放牧管理方式(长期禁牧M0、冬季放牧M1和全年放牧M2)对新疆山地草原植物群落特征值、植物多样性及多样性与地上生物量之间关系的影响。结果表明:M0、M1和M2对优势种沙生针茅重要值无显著影响,M1和M2提高了非优势及草地退化的指示物种芨芨草、醉马草的重要值;随着放牧强度的增加,群落高度、盖度、密度、地上生物量及其响应比显著下降;Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数在各放牧处理下均无显著差异,但Margalef丰富度指数随放牧强度显著增加;M0处理地上生物量与Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数负相关,M1处理地上生物量与Margalef丰富度指数负相关。随着处理时间的增加,长期禁牧有利于退化草地的恢复,提高了群落特征值,在一定程度上有利于草地生产力的提高和群落稳定性的维持;放牧会影响生态系统中资源的再分配,导致物种多样性的增加,但是全年放牧管理方式下草地则退化加剧。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    生态与环境
    塔里木盆地西部图木舒克—昆玉沙漠公路沿线风沙环境特征
    魏晋铭, 程建军, 马奔腾
    2024 (1):  135-146.  doi: 10.13866/j.azr.2024.01.13
    摘要 ( 72 )   HTML ( 9 )   PDF(17061KB) ( 38 )  

    为了摸清在建图木舒克—昆玉沙漠公路沿线的风沙环境特征,根据沙漠公路沿线风沙要素特征有针对性地进行风沙防护工程实践,采用现场踏勘、结合ERA5风速数据以及卫星影像数据,对图木舒克—昆玉沙漠公路沿线风沙活动规律进行分析。结果表明:公路沿线年平均风速在3.03~3.28 m·s-1,年均起沙风速在5.85~6.10 m·s-1,年起沙风频率在16.87%~21.41%。起沙风集中处在春、夏季,4—8月是一年中起沙风频率最高的月份,公路沿线以偏东风(NE,ENE,E,ESE)为主,麻扎塔格山以南偏西起沙风频高于以北。沿线年输沙势(DP)在99.77~145.30 VU,属低风能环境,中变率。麻扎塔格山南北两侧沙丘体积、密度差异明显,沿线沙丘移动速率在1.19~3.69 m·a-1,为中等移动速度,沙丘移动速率与沙丘垂直投影面积大小存在明显的负相关关系,移动方向范围在171.76°~192.53°,与合成输沙方向(RDD)基本吻合。麻扎塔格山以北防沙体系的设计以东侧为主,以南则要东西兼顾。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    1990—2020年黄土高原典型县域植被覆盖变化及影响因素
    赵雨琪, 魏天兴
    2024 (1):  147-156.  doi: 10.13866/j.azr.2024.01.14
    摘要 ( 103 )   HTML ( 11 )   PDF(14980KB) ( 63 )  

    为探究吉县近30 a植被动态演变规律及其影响因素,本研究基于Landsat影像,结合气象、土地利用、夜间灯光等数据,采用趋势分析、偏相关分析、随机森林、残差分析等方法探究吉县植被覆盖度时空变化特征及气候和人为因素对植被变化的影响。结果显示:(1)1990—2020年研究区植被覆盖度(FVC)整体呈显著上升趋势,FVC年均增长速率约为0.49%,植被质量明显改善。(2)吉县FVC具有明显的“低值-高值”交错分布的空间特征。1990—2020年FVC显著增加区占51%,FVC显著减少区占7%。(3)气候因素对部分FVC高值区和建筑区植被生长起抑制作用,对其余地区植被覆盖起促进作用。将人类活动作为全域影响因素考虑时气候和人类活动对植被动态的贡献率分别为53.43%、46.57%,将其作为局域变量时相对贡献率减少至13.07%。人类活动在特定地区如吉县中部和东部是植被退化的重要影响因素,西侧和南部的植被恢复也与之相关。研究结果可为区域生态修复工作进一步开展提供科学依据。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于GEE多源遥感数据的干旱区植被地物类型提取
    姚金玺, 肖成志, 张志, 王浪, 张焜
    2024 (1):  157-168.  doi: 10.13866/j.azr.2024.01.15
    摘要 ( 80 )   HTML ( 8 )   PDF(19524KB) ( 55 )  

    诺木洪地区是青海省重要的枸杞种植基地,针对主要植被类型进行准确和快速提取对于种植业的可持续发展具有关键意义。然而,诺木洪地区所属的干旱区具有稀疏的植被覆盖和土壤背景影响显著的特点,仅使用少数遥感源或部分特征无法满足干旱区植被提取的要求。因此,整合多种遥感数据源,挖掘植被分类显著特征,并尝试不同的分类优化方法,在提高干旱区植被分类精度和可靠性方面具有重要意义。本研究基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)平台,使用Sentinel-1合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)数据、Sentinel-2光学数据,探讨了红边光谱、纹理以及雷达特征对干旱区植被类型提取的重要性,验证了利用基尼指数(Gini Index,Gini)寻找最优特征组合的可行性,结合支持向量机算法对2021年青海诺木洪地区地物类型进行提取,并对最终的分类结果优化处理。研究表明:(1)Sentinel-2红边指数、纹理信息和Sentinel-1雷达波段有利于植被信息提取,分类总体精度和Kappa系数分别达到了95.51%和0.9406;(2)根据Gini指数得到特征重要性,将分类特征由29个压缩至17个,且表明雷达极化特征、光谱特征和纹理特征对于分类的重要性依此递减;(3)使用简单非迭代聚类算法以及邻域滤波投票决策融合方法,不仅最优总体精度和Kappa系数达到了96.06%和0.9479,且针对孤点类型的噪声也有较好的抑制效果。本研究利用GEE遥感云平台和多源遥感数据以及机器学习算法,能够准确、快速、高效地提取大尺度范围干旱区地物信息,具有较大的应用潜力。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    气候变化和土地利用覆盖变化对河西地区植被净初级生产力的影响
    刘一丹, 姚晓军, 李宗省, 胡家瑜
    2024 (1):  169-180.  doi: 10.13866/j.azr.2024.01.16
    摘要 ( 93 )   HTML ( 12 )   PDF(9964KB) ( 81 )  

    河西地区不仅是我国重要的生态安全保护优先区,而且是丝绸之路经济带核心地段,开展该地区植被净初级生产力(NPP)评估及驱动力定量分析对于陆地生态系统与大气碳交换、气候变化与人类活动对植被综合作用等研究具有重要的理论价值和现实意义。基于MOD17A3产品数据、土地利用覆盖数据和气象数据,采用R-贡献率和偏相关分析方法,分析了2000—2020年河西地区植被NPP变化特征及土地利用覆被和气候变化对NPP的影响,结果表明:(1)河西地区耕地、水域和居民建筑用地面积整体呈增加趋势,而草地和未利用土地面积有所减少,且2010年后的土地利用覆盖变化(LUCC)整体动态度显著提高,其中,草地、耕地、建设用地和未利用地主导了土地利用类型的相互转换。(2)河西地区整体植被NPP呈增长趋势,2000—2010年和2010—2020年的变化斜率分别为0.86和1.29,且植被NPP具有明显的区域异质性,由东南向西北递减。(3)2000—2020年河西地区LUCC对植被NPP的影响逐渐增大,且气候变化对植被NPP的贡献率普遍高于LUCC,但二者对不同土地利用覆盖类型所起的作用不同,表现为耕地、林地和草地的植被NPP影响因子以气候变化为主导,未利用土地和居民建筑用地的植被NPP影响因子逐步以LUCC为主导。

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