基于變異系數(shù)的植被凈第一性生產(chǎn)力人為影響計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生態(tài)環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于變異系數(shù)的植被凈第一性生產(chǎn)力人 為影響計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 植被凈第一性生產(chǎn)力（簡稱NPP)是衡量生態(tài)環(huán)境的重要指標(biāo)，同時(shí)與碳平衡和碳 擾動(dòng)、土地利用變化、氣候變化和糧食安全等關(guān)系密切，是表征陸地生態(tài)過程的關(guān)鍵參數(shù)。
[0003] NPP變化是氣候變化與人類活動(dòng)兩者共同作用的結(jié)果，如何判斷NPP變化是否受 到人為影響，如何將人為影響和氣候作用區(qū)分開，NPP人為影響值如何計(jì)算、環(huán)境惡化區(qū)治 理后NPP如何變化等問題都是NPP領(lǐng)域中亟需研究的問題，上述問題的研究不僅是對NPP 人為影響相關(guān)理論的擴(kuò)充，同時(shí)對生態(tài)環(huán)境治理等工作具有實(shí)際意義。目前國內(nèi)外針對上 述問題有很多研究，研究的理論基礎(chǔ)、方法手段各不相同，各有特點(diǎn)。由于人類活動(dòng)對NPP 作用的方式、手段、強(qiáng)度、范圍各異，不同的地域特征對相同的人類活動(dòng)響應(yīng)也不一樣，使用 直接的方法來評價(jià)NPP人為影響有一定的困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于變異系數(shù)的植被凈第一 性生產(chǎn)力人為影響模型，計(jì)算NPP人為影響值。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于變異系數(shù)的植被凈第一 性生產(chǎn)力人為影響值計(jì)算方法，其特征在于，該計(jì)算方法具體按以下步驟進(jìn)行： 步驟1 :獲取某地區(qū)多年NPP實(shí)際值#/?; 步驟2 :計(jì)算各像元的NPP變異系數(shù)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于變異系數(shù)的植被凈第一性生產(chǎn)力人為影響值計(jì)算方法，其特征在于，該計(jì) 算方法具體按以下步驟進(jìn)行： 步驟1 :獲取某地區(qū)多年NPP實(shí)際值 步驟2 :計(jì)算各像元的NPP變異系數(shù)
式中，為NPP像元i的變異系數(shù)，為像元i的標(biāo)準(zhǔn)差，心為像元i多年NPP的算術(shù)平均值； 步驟3 :計(jì)算步驟1中所述地區(qū)各像元?dú)夂蜃儺愊禂?shù)計(jì)算公式為：
式中，wjPWp*別表示氣溫與降水對NPP的影響權(quán)重，^^分別表示氣溫變異系 數(shù)與降水變異系數(shù)； 氣溫變異系數(shù)cr占降水變異系數(shù)
式中為氣溫像元i的變異系數(shù)，~為像元i的的標(biāo)準(zhǔn)差，為像元i多年氣溫 的算術(shù)平均值； 式中，CT,為降水像元i的變異系數(shù)，^為像元i的標(biāo)準(zhǔn)差，心為像元i多年降水的 算術(shù)平均值； 再根據(jù)相關(guān)系數(shù)法計(jì)算氣溫與降水對NPP的影響權(quán)重，根據(jù)步驟3公式計(jì)算各像元?dú)?候變異系數(shù) 步驟4 :用各像元的NPP變異系數(shù)減去對應(yīng)的像元?dú)夂蜃儺愊禂?shù)，得到人為變異系數(shù)cvH=cvNPP-CVc 如果cy#]范圍為o~o. 1，則判斷NPP變化趨勢與氣候變化趨勢是否一致，即歷年 的NPP變化折線與氣候變化折線是否一致，如果不一致，則舍棄這個(gè)像元，認(rèn)為這個(gè)像元的 NPP受到人為影響如果一致則認(rèn)為此像元植被凈第一性生產(chǎn)力沒有受到人為作用影響，則 該像元稱為無人為影響像元； 步驟5 :將步驟4中的無人為影響像元的NPP作為該像元的NPP理論值 步驟6 :將步驟5的像元NPP理論值MB空間插值，得到全區(qū)域的NPP理論值； 步驟7 :用步驟1的NPP實(shí)際值減去步驟6的NPP理論值，計(jì)算NPP人為影響值 NPPh=NPPa -NPPt 的數(shù)值大小表不NPP人為影響的大小，符號表不人為影響的方向，"正"表不人為 作用使NPP增加，"負(fù)"表示人為作用使NPP減少。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變異系數(shù)的植被凈第一性生產(chǎn)力人為影響值計(jì)算方法， 其特征在于，所述步驟1中采用CASA模型計(jì)算或者下載某地區(qū)多年NPP實(shí)際值MB。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變異系數(shù)的植被凈第一性生產(chǎn)力人為影響值計(jì)算方法， 其特征在于，所述步驟3中：權(quán)重的計(jì)算方法采用相關(guān)系數(shù)法，將NPP分別與氣溫與降水求 相關(guān)系數(shù)，根據(jù)歷年降水、氣溫與NPP數(shù)據(jù)，使用SPSS軟件分別對NPP與降水和氣溫逐像元 做相關(guān)分析，計(jì)算每個(gè)像元的降水與氣溫相關(guān)系數(shù)，系數(shù)越高影響權(quán)重越大，相關(guān)系數(shù)計(jì)算 公式如下：
式中：若計(jì)算降水與NPP的相關(guān)系數(shù)RP，則x和y分別代表降水和NPP;若計(jì)算氣溫與NPP的相關(guān)系數(shù)RT，則x和y分別代表氣溫和NPPJ分別為變量x、y的均值；兄，為變 量x、y的相關(guān)系數(shù)；n為樣本量； 分別求出降水與NPP的相關(guān)系數(shù)RP和氣溫與NPP的相關(guān)系數(shù)RT，那么降水對NPP的影 響權(quán)重％ ，氣溫對NPP的影響權(quán)重巧= 。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于變異系數(shù)的植被凈第一性生產(chǎn)力人為影響值計(jì)算方法，取某地區(qū)多年NPP實(shí)際值；計(jì)算各像元NPP變異系數(shù)和氣候變異系數(shù)；用相關(guān)系數(shù)法計(jì)算氣溫與降水對NPP的影響權(quán)重，算得人為變異系數(shù)，若變異系數(shù)為0～0.1，則判斷NPP變化趨勢與氣候變化趨勢是否一致，不一致，舍棄該像元，一致則此像元植被凈第一性生產(chǎn)力沒有受人為作用影響，該像元為無人為影響像元；空間插值得到全區(qū)域NPP理論值；NPP實(shí)際值減去NPP理論值，得NPP人為影響值，其數(shù)值表示NPP人為影響大小，符號表示人為影響的方向。該計(jì)算方法理論科學(xué)合理，思路簡單，能較好地區(qū)分和計(jì)算NPP人為影響。
【IPC分類】G06F19-00
【公開號】CN104699992
【申請?zhí)枴緾N201510149069
【發(fā)明人】李傳華, 趙軍
【申請人】西北師范大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年4月1日