| 河南省气候变化和人类活动对净生态系统生产力变化的影响 |
| 摘要点击 269 全文点击 2 投稿时间：2025-03-20 修订日期：2025-05-19 |
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| 中文关键词 净生态系统生产力（NEP） 土地转移矩阵 趋势-显著性分析 Hurst指数 驱动贡献率 |
| 英文关键词 net ecosystem productivity（NEP） land transfer matrix trend-significance analysis Hurst index driving contribution rate |
| DOI 10.13227/j.hjkx.202503232 |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 黄继超 | 河南省地质局生态环境地质服务中心, 郑州 450053
河南省矿山环境生态修复工程技术研究中心, 郑州 450053
河南省地热能开发工程技术研究中心, 郑州 450053 | yxhuangchao@163.com | | 邓晓颖 | 河南省地质局生态环境地质服务中心, 郑州 450053
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河南省地热能开发工程技术研究中心, 郑州 450053 | | | 齐玉峰 | 河南省地质局生态环境地质服务中心, 郑州 450053
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河南省地热能开发工程技术研究中心, 郑州 450053 | 19866850@qq.com | | 王攀科 | 河南省地质局生态环境地质服务中心, 郑州 450053
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河南省地热能开发工程技术研究中心, 郑州 450053 | | | 姚健 | 河南省地质局生态环境地质服务中心, 郑州 450053
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河南省地热能开发工程技术研究中心, 郑州 450053 | |
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| 中文摘要 |
| 在全球气候变化与“双碳”目标背景下，通过集成多源遥感数据（MOD17A3、ChinaLand30）与统计模型（Theil-Sen趋势分析、岭回归残差分解、Hurst指数），解析2003~2023年河南省净生态系统生产力（NEP）时空演变规律及驱动机制. 结果表明：①河南省NEP年均增长8.59 g·（m2·a）-1，碳汇区占比从78.3% 提升至81.7%，但空间异质性显著. 伏牛山生态屏障（44.5%）与平原农田带（37.2%）碳汇增强明显，郑州都市圈（1.6%）因建设用地扩张成为碳源热点，2019年极端气候与城市化叠加导致NEP骤降[-80.47 g·（m2·a）-1]. ②土地/NEP转移矩阵表明，耕地转为灌木[152.91 g·（m2·a）-1]和荒地变为林地[191.63 g·（m2·a）-1]显著增汇，而耕地转为不透水面[-102.36 g·（m2·a）-1]造成碳流失，凸显生态修复与城镇化矛盾. ③气候变化通过升温[0.05~1.14 ℃·（10 a）-1]延长植被生长期，贡献率为91.83%；人类活动通过退耕还林与农田集约化协同增汇，贡献率为 90.79%. 两者协同驱动区占 78.73%，但郑州都市圈因热岛效应受“气候-人类”双重抑制. ④Hurst 指数（H）预测，49.06% 的平原农业带碳汇将持续增强（H>0.5），45.49% 的生态脆弱区（如黄河故道）可能退化（H<0.5），需实施差异化生态管理. 上述成果可为协调河南粮食安全与生态安全政策制定提供科学支撑，建议伏牛山区强化生态补偿机制，平原农业区推广“农林复合”模式提升可持续碳汇潜力. |
| 英文摘要 |
| Against the backdrop of global climate change and the "dual carbon" goals， by integrating multi-source remote sensing data （MOD17A3 and ChinaLand30） and statistical models （Theil-Sen trend analysis， ridge regression residual decomposition， and Hurst index）， the spatio-temporal evolution patterns and driving mechanisms of the Net Ecosystem Productivity （NEP） in Henan Province from 2003 to 2023 were analyzed. The results showed that： ① The average annual growth of NEP in Henan Province was 8.59 g·（m2·a）-1， and the proportion of carbon sink areas increased from 78.3% to 81.7%， but there was significant spatial heterogeneity. The areas with enhanced carbon sinks were concentrated in the Funiu Mountain ecological barrier （44.5%） and the plain farmland belt （37.2%）， while the Zhengzhou metropolitan area （1.6%） has become a hot spot of carbon sources due to the expansion of construction land. In 2019， the superposition of extreme climate and urbanization led to a sharp decline in NEP [-80.47 g·（m2·a）-1]. ② The land/NEP transfer matrix indicated that the conversion of cultivated land to shrubs [152.91 g·（m2·a）-1] and the transformation of wasteland into forest land [191.63 g·（m2·a）-1] significantly increased the carbon sink， while the conversion of cultivated land to impervious surfaces [-102.36 g·（m2·a）-1] caused carbon loss， highlighting the contradiction between ecological restoration and urbanization. ③ Climate change extended the vegetation growth period through warming [0.05-1.14 ℃·（10 a）-1]， with a contribution rate of 91.83%. Human activities jointly increased the carbon sink through the return of farmland to forest and farmland intensification， with a contribution rate of 90.79%. The areas driven jointly by the two factors accounted for 78.73%， but the Zhengzhou metropolitan area was under the dual inhibition of "climate-human" factors due to the urban heat island effect. ④ The Hurst index （H） predicted that the carbon sink in 49.06% of the plain agricultural belt will continue to be enhanced （H>0.5）， and 45.49% of the ecologically fragile areas （such as the former course of the Yellow River） may degrade （H<0.5）； thus， differential ecological management is required. The above results provide scientific support for the formulation of policies to coordinate food security and ecological security in Henan Province. It is recommended to strengthen the ecological compensation mechanism in the Funiu Mountain area and promote the "agroforestry composite" model in the plain agricultural area to enhance the potential of sustainable carbon sinks. |
