2000-2015年城市和工矿用地扩张对净初级生产力的影响

摘要

中国近15 a来快速的城市化和工业化对陆地净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)的影响是关系到碳循环和全球变化效应的重要问题。首先,本文基于VPM(Vegetation Photosynthesis Model)模型得到NPP数据,基于中国土地利用数据集(National Land Use Datasets of China(NLUD-China))获取2000-2015年城市和工矿用地数据,然后通过邻域替代法模拟2000-2015年间因中国城市和工矿用地扩张损失的陆地NPP。结果表明:2015年城市和工矿用地占中国国土总面积的1.2%,在2000-2015年间面积增加了70×10~3km^2。城市和工矿用地扩张导致陆地NPP损失1.24 TgC·a^(-1)到3.14 TgC·a^(-1),在2005-2010年损失NPP最多(3.14 TgC·a^(-1))。耕地被建设用地占用是造成中国陆地NPP损失的重要原因,在2010-2015年共有13×10~3km^2的耕地被城市和工矿用地占用,因此损失的NPP达1.51 TgC·a^(-1),占中国城市和工矿用地扩张损失NPP总量的82%。从时空分布特征来看,21世纪初剧烈的城市扩张造成沿海和中部地区NPP损失严重(2000-2005年沿海地区主要因城市扩张损失NPP高达0.82 TgC·a^(-1)),而2010-2015年主要因工矿用地扩张使西部地区NPP损失升高(在2010-2015年因工矿用地扩张损失NPP 0.46 TgC·a^(-1),占中国NPP损失总量的30.81%),NPP损失量呈现出从东高西低逐渐过渡到东西平衡的时空格局。从影响上分析,城市和工矿用地不透水地表比例(0.59±0.19)高于自然植被的不透水地表比例(0.29±0.14),并且城市内部透水地表的平均标准化NPP(0.9)低于自然植被的平均标准化NPP(1.1),是造成城市和工矿用地损失NPP的主要原因。