基于MODIS数据的山东省生态承载力时空分布研究

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生态环境是生物生存和发展的主要空间,在过去的几十年中,随着人类活动的日益加剧,生态环境受到了一定程度的影响。山东作为中国的农产品大省,其生态系统的结构与生态安全紧密相关。本文基于MODIS数据分析了山东省不同植被类型NPP的时空变化。同时,应用基于NPP的生态足迹法计算了2001—2013年山东省的人均生态足迹、人均生态承载力,并基于生态足迹和生态承载力计算了山东省的人均生态赤字/盈余,有利于山东省打造健康的生态环境以及合理地开发利用有限资源做出科学、有效的决策和管理。主要研究结论如下:(1)山东省2000—2014年植被的平均NPP为442 g C·m-2·a-1。其中,平均NPP低于300 g C·m-2·a-1的区域集中分布于济南市、淄博市、莱芜市、泰安市和济宁市,占总面积的11.72%;NPP平均值300400 g C·m-2·a-1的分布于山东省西部的绝大部份区域,占总面积的一半以上(52.28%);NPP年均值400500g C·m-2·a-1的多数分布于潍坊市、日照市和临沂市,少数分布于菏泽市、枣庄市南部、以及烟台市和青岛市的西部,占总面积的13.89%;NPP平均值大于500g C·m-2·a-1的区域位于山东省东北部沿海区域,占比为22.11%,最大值出现在威海市。(2)2000—2014年,山东省植被NPP总量年平均值为63.16 T g C,随着时间延续有升有降,2000—2004年,NPP持续增加,之后,相对稳定略有升高。2000—2014年,山东省植被NPP的7)0)平均值为3.29 g C·m-2·a-1。其中92.36%的植被NPP呈增加趋势,7.64%的植被NPP为减小趋势。NPP年际变化为正值区域(增加趋势)的平均为3.93 g C·m-2·a-1;NPP呈现减少趋势的7)0)平均值为g C·m-2·a-1。山东省不同土地覆盖类型的年际增长速率各不相同,植被NPP在草地中以4.69 g C·m-2·a-1的平均速率增长,且增长趋势最明显;林地的增长速率为4.54 g C·m-2·a-1,仅在草地之下。耕地、城镇和水域的平均增长速率分别为3.39、2.37和2.60 g C·m-2·a-1。(3)本文利用生态足迹模型,依托山东省和全国的土地利用数据,以及相关统计数据,计算了山东省2001—2013年的生态足迹。研究结果表明,2001—2013年山东省人均生态足迹呈现不规则变化,但总体呈下降趋势。2001—2013年共减少了0.0121 hm2/人。山东省生态足迹组成不平衡,6种生态足迹中,耕地的人均生态足迹的比例就超过了80%,由此可见,山东省2001—2013年的生态足迹主要由耕地生态足迹所决定。林地人均生态足迹总体上升的趋势,这是因为人类对林业产品需求量增加,使得13年间林地消费产品增加了144%。建筑用地人均生态足迹增加速度较快,年均增加率为19.45%。(4)本文利用生态承载力模型,依托山东省和全国的土地利用数据,以及相关统计数据,计算了山东省2001—2013年的生态承载力。研究结果表明,2001—2013年山东省人均生态承载力总体呈现下降趋势。山东省生态承载力组成不平衡,其中耕地的人均生态承载力所占的比例都超过了80%,其次是草地。这主要是因为山东省土地资源结构导致。(5)山东省2001—2013年生态状况为生态盈余,在波动中盈余量呈减小趋势。2008—2012年,虽然为生态盈余年,但是人均生态盈余值不断减小,生态环境在不断削弱,在2013年稍有回升。
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