黄土高原生态系统碳汇时空变化及其影响因素

张怡, 王志慧, 卢小平, 肖培青, 赵广举

doi:10.13869/j.cnki.rswc.2025.01.030

水土保持研究 ›› 2025, Vol. 32 ›› Issue (01) : 266 -274+284. DOI: 10.13869/j.cnki.rswc.2025.01.030

黄土高原生态系统碳汇时空变化及其影响因素

张怡, 王志慧, 卢小平, 肖培青, 赵广举

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摘要

[目的]探究黄土高原生态系统碳汇时空变化特征，可为深入分析和科学评估生态系统固碳能力以及制定应对气候变化的策略提供科学依据。[方法]基于现有长时间序列遥感产品、地形和土壤属性等数据，运用线性趋势分析和地理探测器等工具，计算了2000—2022年黄土高原净生态系统生产力（Net Ecosystem Productivity, NEP）,分析了NEP时空变化及其影响因素。[结果]黄土高原2000—2022年NEP平均值为33.44 gC/m²,2022年黄土高原NEP现状水平为39.9 gC/m²,年碳汇总量达到25.40 Tg C。NEP年际变化特征表现为显著上升且逐渐趋于稳定，总体增长速率为0.70 gC/（m²·a）,每年增加0.45 Tg C,其中山西省和陕西省贡献最大。黄土高原森林植被的碳汇能力（NEP）和增汇能力（NEP趋势）虽最高，但由于草地面积较大，因此草地碳汇总量和增汇贡献均高于森林。与草地、农田和裸地相比，草地—森灌、农田—林草，裸地—林草等生态修复工程能提升原地表覆盖碳汇能力的83.2%,14.0%和81.1%,且提升增汇能力5.6%,15.8%,127.7%。单一影响因子中，NDVI作为植被生物量指标，是驱动黄土高原生态系统NEP时空动态变化的主要因素，然而NDVI与降雨、NDVI与土壤容重的交互作用对NEP空间分异以及NEP趋势变化的影响也不可忽视。[结论]结合气候特性和土壤条件的全面考量，通过调整土地利用结构和增加植物覆盖度等一系列生态恢复措施，可有效提升黄土高原生态系统碳汇能力。