全 文 ：广 西 植 物 Guihaia　Sept．２０１４,３４(５):６２２－６２８　　　　　　　　　　 http://journal．gxzw．gxib．cn　
DOI:１０．３９６９/j．issn．１０００Ｇ３１４２．２０１４．０５．００８
周爱萍,向悟生,姚月锋,等．广西植被净初级生产力(NPP)时空演变及主要影响因素分析[J]．广西植物,２０１４,３４(５):６２２－６２８
ZhouAP,XiangWS,YaoYF,etal．Analyzingvariationcharacteristicsofvegetationnetprimaryproductivity(NPP)inGuangxi[J]．Guihaia,２０１４,３４(５):
６２２－６２８
广西植被净初级生产力 (NPP)时空
演变及主要影响因素分析
周爱萍,向悟生,姚月锋,黄甫昭,李先琨∗
( 广西壮族自治区
中 国 科 学 院
广西植物研究所,广西 桂林５４１００６)
摘　要:利用２００１－２０１０年EOS/MODIS１７A３卫星遥感资料,对广西植被净初级生产力(NPP)时空特征及
其影响因素进行分析.结果表明:(１)NPP表现出明显的年际变化,２００５年植被年均NPP最小为６２５gC􀅰
mＧ２􀅰aＧ１,２００３年最大,为７１４gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１,十年间广西植被年NPP平均值为６６２gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１;(２)不同植被
类型NPP有较大差异,森林、灌木、农作物的NPP平均值分别为８３４、６１４、５１７gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１;(３)十年间广西
区年均NPP为显著下降趋势,且年均气温和降水对NPP时间变化作用显著,而日照时数对NPP时间变化的
作用不显著;(４)广西区NPP空间格局形成主要影响因素为坡度,其次为经度,再次为地貌特征、纬度和降水;
(５)非喀斯特区域北热带季雨林、南亚热带季雨林化/季雨化常绿阔叶林年均NPP大于喀斯特地区,相反,喀
斯特地区中亚热带常绿阔叶林,农作物年均NPP大于非喀斯特地区.整体而言,广西非喀斯特地区植被NPP
为６８３gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１,喀斯特地区植被NPP为６２０gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１.
关键词:净初级生产力;喀斯特;气候;森林;广西
中图分类号:Q９４８．１５　　文献标识码:A　　文章编号:１０００Ｇ３１４２(２０１４)０５Ｇ０６２２Ｇ０７
Analyzingvariationcharacteristicsofvegetationnet
primaryproductivity(NPP)inGuangxi
ZHOUAiＧPing,XIANGWuＧSheng,YAOYueＧFeng,
HUANGFuＧZhao,LIXianＧKun∗
(GuangxiInstituteofBotany,GuangxiZhuangAutonomousRegionandtheChinese
AcademyofSciences,Guilin５４１００６,China)
Abstract:UsingMOD１７A３datafromEOS/MODIS,thisarticleanalyzedspatioＧtemporalcharacteristicsofvegetation
netprimaryproductivity(NPP)inGuangxi．TheresultsshowedthatNPPin２００５hadthelowestvalue(６２５gC􀅰
mＧ２􀅰aＧ１),while２００３hadthelargestmeanvalue(７１４gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１);andtheaverageannualvalueofthevegetation
NPPwas６６２gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１from２００１to２０１０．TheNPPvalueofdiferenttypevegetationshowedgreatdiferences,
forexample,theNPPofforests,shrubsandcropswas８３４,６１４,５１７gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１respectively．Inthisdecade,annual
NPPdeclinedsignificantly,andtheannualaveragetemperatureandprecipitationhadsignificantefectonNPP,the
sunshinetimehadnosignificantefectonNPPtimechanging．TheinfluencingfactorofNPPspatialpatternwas
slope,folowingbylongitude,againtotopographicalfeatures,latitude,andprecipitation．AnnualNPPoftropicaland
收稿日期:２０１３Ｇ１２Ｇ１０　　修回日期:２０１４Ｇ０２Ｇ０３
基金项目:广西自然科学基金重大专项(２０１０GXNSFE０１３００３,２０１０GXNSFE０１３００２);国家科技支撑计划课题(２０１１BAC０９B０２);国家科技支撑
计划项目(２０１２BAC１６B０１);广西植物研究所基本业务费项目(桂植业１１００１).
作者简介:周爱萍(１９８５Ｇ),女,江西鹰潭人,硕士,研习员,研究方向为环境遥感,(EＧmail)seashore０７０１＠１２６．com.
∗通讯作者:李先琨,研究员,主要从事植物生态学和恢复生态学方面的研究,(EＧmail)xiankunli＠１６３．com.
subtropicalforestsandshrubinkarstregionduringthistenyearswaslessthanthoseinnonＧkarstregion,buttheforＧ
estandagriculturalvegetationhadtheoppositetrend．Overal,thevegetationNPPwas６８３gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１innonＧkarst
regionand６２０gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１inkarstregion．
Keywords:netprimaryproductivity;karst;climate;forest;Guangxi
　　植被净初级生产力(netprimaryproductivity,
NPP)是植被在单位时间、单位面积上所累积的有机
碳,是估算地球支持能力和评价陆地生态系统可持
续发展的一个重要生态指标(王琳,２０１０).陆地生
态系统是全球碳循环的重要碳汇,碳汇功能的主要
基础就是植被能通过光合作用固定二氧化碳形成生
物量,植被NPP已成为全球碳平衡和气候变化研究
的焦点(Reichetal．,１９９９;Koffietal．,２０１２).
１９８０年以来,国内外在NPP研究上取得成果,但大
多为全球或国家尺度的(Peietal．,２０１３;Zhaoet
al．,２０１０).由于自然和人为的影响因素不同,植被
NPP在时间和空间上存在高度变异性(朱文泉等,
２００５).在气候变化和碳循环过程关系的研究中,区
域植被NPP和气候变化关系的明确和清晰的研究
结果十分重要.植被NPP受很多影响因素控制,其
中气候是影响NPP时空变化的关键因子.气候因
子通过多种方式作用于植物的光合作用过程,进而
影响植被NPP.如在干旱区,降雨量的减少使土壤
湿度减小从而降低植被的 NPP;在湿润区,多云天
气可减少可用的光合有效辐射(PAR),进而降低植
被NPP(蒋冲等,２０１３).大量基于气候因子的生态
系统模型被用于量化植被NPP的时空变化,如 MIＧ
AMI模型、GLOPEM 模型、BIOMEＧBGC模型(杜
加强等,２０１０;Tatarinovetal．,２００６).由于气候系
统和植被条件的复杂性,将某一模型应用到所有区
域是不合适的,在区域应用时必须对模型参数进行
优化.明确区域植被NPP的主要影响因素是模型
参数优化的基础.遥感可提供植被生态系统连续和
系统的观测结果,因此基于遥感观测的NPP开始得
到越来越多的应用,如 MODIS对陆地监测产品中
提供的２０００年以来分辨率为１km的年NPP产品
(MOD１７A３).目前 MODISNPP已在全球不同区
域对植被生长状况、生物量的估算、环境监测和全球
变化等研究中得到验证和广泛应用.如李登科等
(２０１１)利用 MOD１７A３分析陕西省植被NPP变化
特征;国志兴等(２００８)对２０００－２００６年东北地区植
被NPP的时空特征及影响因素进行分析.
广西的气候随经纬度变化明显,气候带包含热
带、南亚热带和中亚热带;广西地形地貌复杂,喀斯
特地貌与其他地貌类型镶嵌分布,因此广西的地带
性植被类型十分丰富(李先琨等,１９９６).但目前对
广西区域植被净初级生产力的相关研究少有报道,
植被NPP的主要影响因素也不明确.本文利用
MOD１７A３数据,分析 ２００１－２０１０ 年广西植被
NPP的特征及其时空变化,探讨气候、地形、地貌等
因子对植被生产力的影响,为广西生态环境监测与
植被保护提供依据,为区域植被NPP的模型模拟提
供基础.
１　研究区域与研究方法
１．１研究区概况
广西地处１０４°２８′~１１２°０５′E,２１°３６′~２６°２１′
N,总面积２３．６km２,属云贵高原向东南沿海丘陵过
渡地带,总的地势概貌是西北高、东南低、四周多山、
呈盆地状,有“广西盆地”之称.其植被地理分布主
要有以下特点:(１)随着纬度变化、温度差异,从南到
北包含北热带、南亚热带和中亚热带;由于经度变
化、离海的远近,自东向西出现东部亚热带和西部亚
热带的差异.(２)由于石灰岩发育的喀斯特地貌分
布广泛,石灰性土壤与酸性土壤交替出现,在同一地
带内不同土壤上生长着不同的植被类型,例如在亚
热带,酸性土上是常绿阔叶林,而在石灰岩上就是常
绿－落叶阔叶混交林;在北热带即使两种土壤上都
是季节性雨林,但建群种不同.(３)广西无高山,中
山地貌普遍,植被类型的垂直分布在不同地带内具
有差异性.如在酸性土壤上,北热带季节性雨林上
生长常绿阔叶林;在南亚热带则上下均为常绿林,只
是建群种不同;在中亚热带常绿林上则为常绿－落
叶阔叶混交林(何妙光等,１９８１).
１．２数据源及处理
所用植被净初级生产力数据为美国蒙大拿大学
数字地球动态模拟研究组发布的(http://www．ntＧ
sg．umt．edu/project/modis＃dataＧproduct),选择
２００１－２０１０年 MOD１７A３NPP产品,空间分辨率
为１km,时间分辨率为１a,该数据是 NASAＧ
MOD１７数据的升级版,此版本的NPP纠正了 MOＧ
DISLAIＧFPAR(为 NPP算法中重要的输入数据)
３２６５期　　　　　 周爱萍等:广西植被净初级生产力(NPP)时空演变及主要影响因素分析
受云层和气溶胶的影响.在ENVI４．８软件中,把
HDF格式的广西区NPP数据转换为GEOTIFF格
式,并完成图像投影转换与空间拼接处理.为方便
后续统计分析计算,将１km分辨率的２０１０年NPP
数据转换成０．０２°×０．０２°的经纬网格数据,并统计广
西每个市级行政区域逐年的年均NPP.
气象数据源自中国气象科学数据共享网的中国
地面气候资料年值数据集(http://cdc．cma．gov．
cn),包括广西区２５个气象站点的年降水量、年平均
气温、年日照时数等,在ARCGIS中运用kriging插
值方法,获取全区０．０２°×０．０２°经纬网格的２０１０年
气象数据以及各市级行政区的逐年气象数据;
SRTM９０m分辨率高程数据及Landsat遥感影像
源自美国马里兰大学数据库(ftp．glcf．umd．edu).
运用ARCGIS１０．０完成广西区４８幅SRTM高程数
据拼接工作,并用拼接好的高程数据提取全区的坡
度数据,进行重采样获取全区０．０２°×０．０２°经纬网格
的２０１０年坡度与坡向数据.土地覆盖数据为地球
系统科学数据共享网的中国１∶２５万土地覆盖遥感
调查数据集(http://www．geodata．cn)
在ENVI４．８中,将１６幅２０１０年LandsatEM
遥感影像进行校正、拼接、增强处理.并在 ArcGIS
１０．０中,根据处理好的遥感影像,结合地质图中岩
层分布范围和广西岩溶石漠化分布图(蒋忠诚等,
２０１１),进行广西区喀斯特地貌分布的目视解译,获
取广西喀斯特地貌的分布范围,具体解译方法参见
徐劲原等(２０１２)和熊康宁等(２００２).将解译喀斯特
矢量数据栅格化得到０．０２°×０．０２°经纬网格的喀斯
特地貌数据.
１．３数据分析方法
１．３．１NPP年均变化与气候因子作用　由于数据为
具有时间重复的二层次数据,第一层数据为市级区
域各时间点的数据,第二层为市级区域的数据,因此
用多层线性模型对数据进行分析,并在第二层加入
气温、降水、日照时数等气候因子的变量,探讨这些
因子对NPP年度变化的作用.其二层线性模型表
示如下:
第一层(时间点):Yij＝β０j＋β１j×year＋eij
第二层(市级区域):β０j＝γ００＋μ０j;β１j＝γ１０
＋γ１１×TEMP＋γ１２×PREC＋γ１３×HOS＋μ１j
合并的模型:Yij＝γ００＋γ１０×year＋γ１１×
TEMP×year＋γ１２×PREC×year＋γ１３×HOS×
year＋μ０j＋μ１jyear＋eij
式中,Yij为第j个市第i年的NPP,β０j和β１j分
别代表第j个市 NPP年变化的回归截距和斜率,
year为时间,eij为随机误差;TEMP、PREC、HOS
分别代表气温、降水、日照时数３个气候因子.主要
模型参数γ１０代表NPP年变化的趋势,γ１１代表气温
对NPP年变化的影响,γ１２代表降水对NPP年变化
的影响,γ１３代表日照时数对 NPP年变化的影响.
以上数据分析在R３．０１软件中完成.
１．３．２NPP空间变化及其影响因素分析　采用分类
与回归树模型(CART)分析 NPP空间分布与经纬
度、气候、地形、地貌等自然因素的关系.分类与回
归树模型可以处理强非线性相关和高阶相互作用的
生态学数据,模型中包括连续变量和分类变量.分
类与回归树模型根据自变量与因变量的关系,对因
变量进行连续分割分组,使各组内的因变量特征尽
量相似.在ARCGIS软件支持下,提取每个对应网
格的年降水量、年均气温、年均水汽压、年日照时数
等气象数据,提取对应网格的坡度、高程等地形数
据,根据解译结果确定每个网格的地貌特征(喀斯特
地貌或非喀斯特地貌).将所有网格的NPP数据及
经纬度、气候、地形、地貌等数据导入R３．０１软件,用
rpart软件包完成CART模型分析.
２　结果与分析
２．１NPP时间变化趋势及其与气候因子的关系
从整个区域看(图１),２００１－２０１０年广西年均
NPP的变化范围为６２５~７１４gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１,其中
２００５年 NPP最小为６２５gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１,２００３年最
大为７１４gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１,十年年均NPP为６６２gC􀅰
mＧ２􀅰aＧ１,NPP总体变化为递减趋势.广西主要植
被平均NPP高于全国对应植被平均值.
从表１多层线性模型的拟合结果来看,γ１０模型
参数为负值,表明２００１－２０１０年间,广西区年均
NPP呈显著下降趋势.γ１１、γ１２拟合参数具有统计
学意义,而γ１３参数则不显著,表明年均气温和降水
对NPP时间变化具显著作用,而日照时数对 NPP
时间变化的作用不显著.γ１１为负值说明年均气温
越高的区域NPP时间变化速度越小;γ１２为正值,表
明降水越大的区域NPP的年变化速度越大.
２．２NPP空间分布及其主要影响因子
２．２．１NPP空间分布特征　图２显示,NPP分布格
局总体为中部低、四周高,东部低、西部高,北部低、
４２６ 广　西　植　物　　　 　　　　　　　　　　　　　　３４卷
图１　广西植被NPP年际变化
Fig．１　InterannualvariationsofvegetationNPP
from２０００to２０１０inGuangxi
表１　NPP时间变化趋势及与气候
因子关系的混合线性模型
Table１　NPPchangetrendanditsmixed
linearmodelwithclimatefactors
模型参数
Model
parameter
参数估计值
Parameter
estimatedvalue
标准误
Standard
error
t值
tvalue
P 值
Pvalue
γ００ ７８５０．９３５ １８５２．５８ ４．２３８ ０．００００２
γ１０ Ｇ３．４７４４７ ０．９３０７７９ Ｇ３．７３３ ０．０００１８
γ１１(气温) Ｇ０．００１２６ ０．０００４４２ Ｇ２．８５９ ０．００４２４
γ１２(降水) ８．８３EＧ０６ １．２１EＧ０６ ７．２９５ ０．０００００
γ１３(日照) ９．０５EＧ０７ ５．７７EＧ０７ １．５６９ ０．１１６５４
μ０ ０．１６２８３４ ０．４０３５２７
μ１ ０．００２２６８ ０．０４７６２５
eij ８９７．９２１４ ２９．９６５３４
南部高的特征.中部地区,南宁、来宾、贵港等地的
NPP值一般在６００gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１以下;河池与百色,
东部梧州、西南防城港与崇左等分地区,NPP值大
多在８００gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１以上;桂北的桂林与柳州
NPP值不高,在４００~８００gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１之间.从图
２还可看出,桂南和桂西南,特别是十万大山、西大
明山等地为北热带季雨林分布区,年均NPP值最高
(图中桂西南红色部分分十万大山分布区域);中纬
度带的百色、河池、梧州为南亚热带季雨林化/季雨
化常绿阔叶林森林植被带,有芩王老山、大明山、大
瑶山等,这个地带植被NPP值次之;高纬度带桂林
与柳州主要为中亚热带常绿阔叶林,花坪自然保护
区、猫儿山自然保护区以及元宝山都在此区域,NPP
在所有的植被带中最小.
２．２．２NPP空间分布的主要影响因子　从图３拟合
结果看,广西NPP空间变化最重要的影响因素为坡
度,其次为经度,再次为地貌特征和纬度及降水.坡
图２　２００１－２０１０年植被NPP平均值空间分布示意图
Fig．２　Spatialdistributionofvegetationaverage
valueofNPPin２００１－２０１０
图３　NPP空间变化主要影响因子的CART模型
拟合结果 (Obs代表观测值数量)
Fig．３　CARTmodelfitingresultforthemaininfluencing
factorsofNPPspatialchange(Obsrepresents
thenumberofobservations)
度小于或大于５．５°是NPP空间变化的一个重要分
界点.１０８．３°E、２４．０７°N,地貌是否为喀斯特地貌、
降水１７４９．５mm均为 NPP空间变化的重要分界
点.从分类与回归树模型的拟合结果可知,坡度小
于５．５°的区域NPP较低,经度越大NPP越低,纬度
越高NPP相对越低,喀斯特地貌较非喀斯特地貌的
NPP低.
从图４:a看出,广西区高程１００~２００m地形所
占比例最大为２２％,小于５００m高程为７０％,其中,
２００~５００m、９００~１０００m区域年均NPP都大于
７００gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１,３００~４００m 高程区域的平均
NPP最大为７１０gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１,高程小于１００m的
地区NPP最小为５５２gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１.从表２不
同高程植被分布面积可知,小于２００m高程的区域主
５２６５期　　　　　 周爱萍等:广西植被净初级生产力(NPP)时空演变及主要影响因素分析
图４　利用高程 (a)及坡度 (b)对研究区NPP进行分区统计
Fig．４　statisticsofNPPinslope(a)andelevation(b)
表２　不同植被类型在不同高程范围内面积百分比
Table２　Percentageofdifferentvegetationtypesindifferentelevation
植被类型
Vegetationtype
高程Elevation(m)
＜１００ １００~２００ ２００~３００ ３００~４００ ４００~５００ ５００~６００ ６００~７００ ７００~８００ ８００~９００９００~１０００＞１０００
农作物 Agricultural ０．５０ ０．４９ ０．２７ ０．１５ ０．１３ ０．１０ ０．１０ ０．１１ ０．１１ ０．０７ ０．０６
森林Forest ０．３５ ０．４０ ０．５９ ０．６４ ０．６５ ０．６８ ０．７０ ０．６８ ０．６５ ０．６４ ０．６７
灌木Shrub ０．０２ ０．０５ ０．１１ ０．１８ ０．２０ ０．２０ ０．１９ ０．２０ ０．２３ ０．２７ ０．２４
要为农业植被,大于２００m高程的区域主要为乔木
林所覆盖.图４:b中,坡度小于５°占全区面积的
３４％,且该坡度范围内的 NPP值最小为５８９gC􀅰
mＧ２􀅰aＧ１,而坡度范围内NPP都大于７００gC􀅰mＧ２􀅰
aＧ１,之后随着坡度增加NPP减少.结合表３结果,
坡度小于５°的区域有５４％的土地利用方式为农业
植被,该类土地利用类型的NPP较低,而在坡度为
１０°~２５°区域森林占主导地位,该土地利用方式的
NPP值最高,随着坡度逐渐增加,多为山地矮林,遥
感分类为灌木林.综上所述,低坡度低海拔区域多
为农业植被,受到了人类活动的强烈干扰,而高海拔
高坡度区域的人为干扰相对较小,因此地形因素效
应中隐含了人类活动的作用结果.
分类与回归树模型的结果显示,是否为喀斯特
地貌也是NPP空间分异的重要因素.表４结果显
示,在北热带和南亚热带植被带,喀斯特区域的
NPP要明显低于非喀斯特区,而在中亚热带,喀斯
特地貌的NPP要高于非喀斯特地貌区域.农作物
在喀斯特和非喀斯特区的NPP变化不明显.
３　讨论与结论
单纯针对广西植被NPP的研究还少见报道,董
表３　不同植被类型在不同坡度范围内面积百分比
Table３　percentageofdifferentvegetation
typesindifferentslope
植被类型
Vegetation
type
坡度slope(°)
　＜５５~１０
１０~
１５
１５~
２０
２０~
２５
２５~
３０
３０~
３５ ＞３５
农作物
Agricultural
０．５４ ０．２４ ０．１５ ０．１０ ０．０８ ０．０６ ０．０６ ０．０６
森林Forest ０．３０ ０．６３ ０．７１ ０．７１ ０．６８ ０．６１ ０．５３ ０．３８
灌木林Shrub ０．０４ ０．０９ ０．１１ ０．１６ ０．２２ ０．３１ ０．３９ ０．５５
表４　喀斯特与非喀斯特不同植被类型NPP统计结果
Table４　NPPstatisticalresultsofdifferentvegetation
typesinkarstandnonＧkarstregions
植被类型
Vegetationtype
喀斯特区域
年均NPP
Karstregion
(gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１)
非喀斯特地区
年均NPP
NonＧkarstregion
(gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１)
北热带植被带
Tropicalvegetation
７４１ ８３８
南亚热带植被带
Southsubtropicalvegetation
６９６ ８３６
中亚热带植被带
Subtropicalvegetation
７０６ ６５８
农业植被
Agriculturalvegetation
５１７ ５１３
所有植被
Alvegetation
６２０ ６８３
丹等(２０１１)基于SPOTNDVI遥感数据通过改进
CASA模型估算西南地区１９９９－２００３年植被NPP
６２６ 广　西　植　物　　　 　　　　　　　　　　　　　　３４卷
平均值为４０２gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１,NPP低值区多分布在
贵州省,黄晓云等(２０１３)发现南方喀斯特地区２０００
－２０１１年 NPP为６１０gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１;张永领等
(２０１０)基于 MODIS和CASA模型分析西江流域
NPP时空分布特征,得到中下游植被NPP值为５００
gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１.广西处于热带、亚热带的地理位置,
热量充足,降雨量充沛,森林覆盖度高,植被平均
NPP较西部或北方地区会高一些,由于计算模型的
不同,也会导致植被NPP研究结果的差异.本文利
用 MODIS１７A３数据对广西植被 NPP进行了分
析,得到了１０a平均植被 NPP为６６２gC􀅰mＧ２􀅰
aＧ１,高于陶波等(２００３)的全国植被NPP平均值３４２
gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１及朱文泉等(２００７)的全国平均值６５０
gC􀅰mＧ２􀅰aＧ１.
３．１广西NPP时间变化过程分析
多层线性模型的分析结果显示,广西植被NPP
在２００１－２０１０年呈降低趋势.一般认为,温度和太
阳辐射的增加会使得 NPP呈现不断增加的趋势
(Ramakrishnaetal．,２００３),干旱会导致NPP呈降
低趋势(Zhaoetal．,２０１０).本研究在区域尺度的
研究结果与Zhaoetal．(２０１０)的研究结果一致,分
析广西区气温和降水的变化趋势发现,２００１－２０１０
年广西区年均降水呈减少趋势,温度呈现增加的趋
势.从多层线性模型的拟合结果来看,温度对广西
NPP年变化的斜率起负调节作用,而降水则对广西
NPP年变化的斜率起正向调节作用,即区域温度增
加不一定能导致区域植被NPP增加,而降水增加则
可以使植被NPP呈增高趋势,因此本研究结果在一
定程度上验证了Zhaoetal．(２０１０)的研究结果,干
旱可能是广西区 NPP减少的原因之一.董丹等
(２０１１)的研究表明,１９９９－２００３年植被 NPP总体
为增加趋势;Wangetal．(２００８)的研究结果也表
明,１９８１－２０００年期间,区域 NPP总体为增长趋
势.本研究结果与以上研究结果不一致,原因可能
是研究的时间跨度和研究区域不完全一致所引起.
３．２广西NPP空间变化分析
分类与回归树模型的研究结果显示,广西NPP
存在经纬度变化的格局,地形(坡度)、地貌、降水等
是其变化的重要影响因素.广西区NPP随坡度和
海拔的增加而增大,喀斯特地貌区域的NPP低于非
喀斯特地貌区域,降水多的区域NPP通常更高.气
候因子对NPP空间变化的作用被普遍认识,在不同
区域,气候因子中的气温、降水等因子的相对重要性
不同,Wangetal．(２００８)的研究结果表明,年平均
气温对NPP的空间变化更为重要;李传华等(２０１３)
的研究结果则表明,年平均降水比年平均气温的影
响更显著.
本研究结果显示,气候因子中的年均降水对广
西 NPP 的空间变化有重要影响.Chenetal．
(２００７)的研究结果表明,地形因子显著地影响NPP
的空间变化,其中强调了海拔和坡向对NPP空间变
化的作用,NPP随海拔升高而增加,至１３５０m达
到峰值后,随海拔升高 NPP开始降低.刘玉安等
(２０１３)研究结果也表明,地形中的海拔对NPP空间
变化有重要影响.广西是山地面积分布广泛的区
域,地形对NPP的空间变化同样存在重要影响(苏
宗明,１９９８),但本研究结果更突出地形中的坡度对
NPP空间变化的影响.结合坡度与植被分布的关
系,坡度小的区域主要为农业植被,受人为活动影响
强烈,因此本研究结果强调地形因素的影响中可能
隐含了人类活动的作用.
广西是中国喀斯特地貌发育最典型、分布最广
的地区之一,喀斯特地貌的分布特征应对区域NPP
的空间变化存在重要影响(广西地方志编纂委员会,
２０００).分类与回归树模型的研究结果验证了这一
推测,广西NPP空间变化与喀斯特地貌的分布密切
相关.由于广西喀斯特大部分区域均存在植被覆盖
度低、石漠化较严重等生态问题,植被NPP普遍偏
低(胡宝清等,２００４).从研究结果来看,在不同的植
被带中,喀斯特区域的NPP一般均低于非喀斯特区
域,这一研究结果与董丹等(２０１１)的研究结果一致.
陆地NPP在全球或大陆等大尺度的空间变化
更多地被认为由气候条件决定(Ramakrishnaet
al．,２００３).黄承标等(２００２)认为,广西 NPP地域
分布的南北差异为桂南＞桂中＞桂北,东西差异为
桂东＞桂西.从本研究基于生态过程的遥感结果来
看,广西NPP的地域分布与黄承标等(２００２)的研究
结果并不一致.基于分类与回归树模型的拟合结果
显示,广西NPP空间变化更多的是地形、地貌、气候
条件以及其中耦合的人类活动综合作用的结果.因
此,在区域NPP估算时,单纯的基于气候因子的模
型拟合结果将面临很大挑战.基于生态过程的
NPP拟合模型在区域应用时将具有很大潜力.
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８２６ 广　西　植　物　　　 　　　　　　　　　　　　　　３４卷