近20 a 新疆天然草地NPP 時空分析

陳春波， 李剛勇， 彭 建

（1.中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所荒漠與綠洲生態(tài)國家重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830011；2.新疆維吾爾自治區(qū)草原總站干旱區(qū)草地生態(tài)系統(tǒng)遙感監(jiān)測實驗室，新疆 烏魯木齊 830049）

草地是地表分布最為廣泛的生態(tài)系統(tǒng)類型，在全球碳循環(huán)與氣候變化中扮演著重要角色［1］，具有防風固沙、維持水土、涵養(yǎng)水源與生物多樣性保護等多種功能［2］。健康、穩(wěn)定的草地生態(tài)系統(tǒng)具有可持續(xù)性，能夠維持自我運作能力［3］，可以為人類的生存與發(fā)展提供持續(xù)、良好的生態(tài)服務［4-5］。凈初級生產力（Net primary production,NPP）作為草地健康的關鍵變量，不僅表征草本植物活動的重要變量，而且是判定草地生態(tài)系統(tǒng)碳匯和調節(jié)生態(tài)過程的主要因子［6］。草地NPP 為草地植被凈的碳獲取，是草地總初級生產中所獲得的碳與植物線粒體呼吸所釋放的碳之間的平衡［7］；草地NPP 變化揭示了草地的時空演變格局，可以作為評價草地生態(tài)系統(tǒng)結構與功能特征的重要指標。

氣候變化與不合理的開墾利用，導致新疆天然草地出現(xiàn)了不同程度的逆向演替［8-10］。近年來，以NPP為指示器國內學者做了大量工作推動了新疆草地研究，主要表現(xiàn)在以下3個方面：（1）草地NPP觀測尺度由樣地樣方田間觀測［9,11-12］逐步擴展到遙感空間對地觀測，如MODIS數(shù)據(jù)集［13-15］、NOAA-AVHRR及其衍生的數(shù)據(jù)集（GIMMS3g-NDVI）［2,16］與國產高分遙感數(shù)據(jù)集［17］；由于樣方采樣數(shù)據(jù)無法描述草地NPP 在區(qū)域尺度的時空動態(tài)，因此遙感觀測逐漸成為一種被廣泛接受的研究手段；低空無人機遙感具有分辨率高、時效性強尤其擅長云下飛行，正在草地研究中逐步推廣［18-20］，如孫世澤等［21］采用無人機多光譜影像開展了新疆天然草地生物量估算，精度達到75%。（2）草地NPP研究方法多元化，包括統(tǒng)計學方法、遙感反演［22］與生態(tài)模擬，如CASA模型［23-26］、CENTURY模型［27］與Biome-BGC模型［28-29］；張仁平等［23］采用CASA模型分析了2001—2014年新疆草地NPP空間分布對氣候變化的響應，遙感模型用于反演草地NPP，但在點上的驗證還較為匱乏；生態(tài)模型可模擬草地生態(tài)系統(tǒng)結構、功能以及碳水循環(huán)的復雜相互作用，能夠預測未來時段草地的時空特征。（3）新疆氣候變化與人類活動對草地NPP的影響研究［2,23,30-32］；如陳宸等［8］采用多源數(shù)據(jù)分析了近20 a新疆荒漠草地動態(tài)變化及其對氣候變化的響應，但沒有闡述其余草地類型；趙鵬等［2］利用實際NPP 與潛在NPP 定量分析了氣候變化和人類活動對新疆草地的影響。隨著研究的不斷深入，草地NPP已成為氣候變化背景下的研究熱點，草地NPP作為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的重要組成，不僅反映了草地植被的生產能力，在碳源、碳匯的轉換中尤其重要，我國要在預定時期內實現(xiàn)碳達峰、碳中和，草地NPP有著重要意義。

本研究以遙感和地理信息系統(tǒng)為基礎，采用MODIS NPP 數(shù)據(jù)集、氣候再分析數(shù)據(jù)及其相關輔助數(shù)據(jù)，探討2000—2018年新疆天然草地NPP時空變化。為客觀、精確地刻畫出天然草地NPP 時空特征，在全疆、北疆與南疆、各地州市及其11種草地類型中分別開展草地NPP 年際變化分析。采用偏相關方法進一步分析氣溫、降水與天然草地NPP的相關關系，揭示近年來氣候變化對天然草地NPP的影響。天然草地時空分析既是草地生態(tài)結構、功能研究的重要內容，也是草地可持續(xù)利用的基礎，能夠促進新疆天然草地保護及其草地資源合理使用，有利于新疆經濟社會發(fā)展。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

新疆維吾爾自治區(qū)（簡稱新疆，34°22′～49°33′N、73°32′～96°21′E）位于我國西北部，地處亞歐大陸中心，面積為166×104km2，占全國陸地面積的1/6（圖1）。新疆為典型的干旱區(qū)，屬于溫帶大陸性氣候，年平均氣溫9～12 ℃，降水少，蒸發(fā)強，氣候干燥，多年平均降水量150 mm。新疆地理環(huán)境特征為“三山夾兩盆”，由北向南分別為阿爾泰山、準噶爾盆地、天山、塔里木盆地與昆侖山，海拔最低為-155 m（吐魯番艾丁湖），最高為8611 m（喬戈里峰），根據(jù)新疆地理要素及其氣候特征［33］，將新疆分為北疆和南疆①新疆維吾爾自治區(qū)人民政府網暢游天山自然地理地形地貌：http://www.xinjiang.gov.cn/xinjiang/dmxj/dmxj.shtml。②新疆維吾爾自治區(qū)南、北疆范圍：北疆包括烏魯木齊市、五家渠市、石河子市、克拉瑪依市、北屯市、雙河市、昌吉回族自治州、博爾塔拉蒙古自治州、伊犁哈薩克自治州及其管轄的阿勒泰地區(qū)、塔城地區(qū)與伊犁州直屬縣(市)；南疆包括阿克蘇地區(qū)、喀什地區(qū)、和田地區(qū)、克孜勒蘇柯爾克孜自治州、巴音郭楞蒙古自治州、吐魯番市、哈密市、阿拉爾市、圖木舒克市、鐵門關市、昆玉市。。遠離海洋、高山環(huán)抱與封閉的大小盆地造就了新疆特殊的自然地理環(huán)境，導致水熱空間分布差異顯著［34］，發(fā)育了豐富多樣的天然草地。新疆天然草地面積5725.88×104hm2，全國五大牧區(qū)之一［35］，共計11 個大類，25 個亞類，131 個草地組，687 個草地型，其中大類包括：高寒荒漠類、高寒草原類、高寒草甸類、山地草甸類、溫性草甸草原類、溫性草原類、溫性荒漠草原類、溫性草原化荒漠類、溫性荒漠類、低地草甸類與沼澤類［36］。新疆天然草地分布于阿爾泰山、準噶爾西部山地及盆地、天山、昆侖山、塔里木盆地與昆侖山六大地貌單元。

圖1 研究區(qū)概況Fig.1 Overview of the research area

1.2 數(shù)據(jù)來源與預處理

本文的源數(shù)據(jù)包括NPP、新疆天然草地分類與新疆行政區(qū)劃。NPP 為2000—2018 年的MOD17A3 HGFv006［37］（https://lpdaac.usgs.gov/products/mod17a 3hgfv006/），該數(shù)據(jù)為年尺度NPP，空間分辨率500 m。新疆天然草地分類來自新疆維吾爾自治區(qū)草原總站。

氣候數(shù)據(jù)來自國家青藏高原科學數(shù)據(jù)中心-中國區(qū)域地面氣象要素驅動數(shù)據(jù)集（China meteorological forcing dataset，CMFD）（http://data.tpdc.ac.cn/zhhans/data/8028b944-daaa-4511-8769-965612652c49/?q=China%20meteorological%20forcing%20dataset）。該數(shù)據(jù)集以國際主流的Princeton、GLDAS、GEWEXSRB 與TRMM 作為數(shù)據(jù)基礎，融合了中國氣象局常規(guī)氣象觀測數(shù)據(jù)制作而成，其精度介于氣象局觀測數(shù)據(jù)和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)之間，優(yōu)于國際上已有的再分析數(shù)據(jù)［38-39］。本研究主要包括CMFD 的氣溫與降水量。

基于MOD17A3HGF 數(shù)據(jù)，開展格式轉化（即*.hdf轉*.tif格式）、影像鑲嵌、投影轉換與裁剪，生成2000—2018 年新疆天然草地NPP 數(shù)據(jù)。新疆維吾爾自治區(qū)標準地圖為*.jpg格式，在ArcGIS 10.2軟件中完成地（州、市）級與全疆范圍的數(shù)據(jù)庫文件。CMFD 氣候數(shù)據(jù)的預處理：包括降水速率轉化為年降水，將3 h氣溫轉化為年均氣溫。

1.3 研究方法

1.3.1新疆天然草地NPP統(tǒng)計方法 采用新疆天然草地NPP數(shù)據(jù)，分別在地（州、市）邊界內、南北疆范圍與全疆尺度上統(tǒng)計并輸出逐年草地NPP平均值、最大值、最小值與標準差（空間異質性）。利用2000—2018 年的NPP 數(shù)據(jù)，計算新疆天然草地NPP的多年平均空間格局。以新疆天然草地分類為基礎，分別裁剪2000—2018 年的天然草地NPP 數(shù)據(jù)，經計算后輸出相應的統(tǒng)計數(shù)值。在以上空間數(shù)據(jù)裁剪、統(tǒng)計與數(shù)值輸出的過程中，均采用地理空間數(shù)據(jù)抽象庫（Geospatial data abstraction library，GDAL）與Python編程語言實現(xiàn)。

1.3.2新疆天然草地NPP年際變化 新疆天然草地NPP 的年際變化率表征了草地NPP 的年際變化，研究中采用線性趨勢線（最小二乘法）來模擬天然草地NPP的年際變化［2］，計算公式如下：

式中：n為研究時段的長度，本研究中n=19（即2018-2000+1）；i為研究年份序號（即2000 年定義為1，2001 年定義為2，…，2018 年為19）；NPPi為研究時段i年天然草地NPP 取值；k為新疆天然草地NPP的年際變化率，當k>0，即隨時間變化天然草地NPP表現(xiàn)為增加趨勢，當k<0，即天然草地NPP為減少的趨勢。

1.3.3新疆天然草地NPP 與氣溫、降水量的相關性 為定量天然草地NPP與氣候因子的相關性，研究中主要考慮氣溫、降水量對天然草地NPP的影響，在像元尺度上計算NPP與氣溫、降水量的偏相關系數(shù)［8］，計算公式如下：

式中：rxy為參數(shù)x、y之間的相關系數(shù)；xi為第i年的草地NPP；yi為第i年的氣溫或者降水量；xˉ為研究時段草地NPP均值；yˉ為研究時段氣溫或降水量的均值。

本研究的技術流程詳細如圖2。

圖2 數(shù)據(jù)處理與研究方法示意圖Fig.2 Schematic diagram of data processing and research method

2 結果與分析

2.1 新疆天然草地NPP時空特征

2.1.1新疆天然草地NPP 年際變化 2000—2018年新疆天然草地NPP均值為0.103 kg C·m-2，總體為增加趨勢（圖3a、3d）。2000年NPP為0.091 kg C·m-2，2018 年為0.108 kg C·m-2，從2000—2018 年增加了0.017 kg C·m-2。2000—2004 年年均NPP 為0.098 kg C·m-2。同2000—2004 年相比，2005—2009 年、2010—2014 年與2015—2018 年年均NPP 分別為0.099 kg C·m-2（+1.0%）、0.110 kg C·m-2（+12.2%）與0.111 kg C·m-2（+13.3%）。研究時段內，NPP具有年際波動，2007 年后呈擴大趨勢（圖3a～b），NPP 最小值為0.090 kg C·m-2（2008年），最大值為0.122 kg C·m-2（2016 年）。在2000—2004 年NPP 變化為0.013 kg C·m-2，2005—2009 年、2010—2014 年與2015—2018年變化分別為0.014 kg C·m-2（+7.7%）、0.021 kg C·m-2（+61.5%）、0.022 kg C·m-2（+69.2%）。

將NPP分別與前一年比較（同比），顯示NPP年際波動增強（圖3c）。2000—2003年NPP 增量0.013 kg C·m-2（14.3%）；2004—2009年NPP正負增長交替發(fā) 生，2008、2009 年NPP 增 量 首 次 出 現(xiàn) 最 低 值（-0.014 kg C·m-2）與最高值（0.012 kg C·m-2）；研究時段內，NPP 增量的最低值與最高值分別為0.022 kg C·m-2（2014 年）與0.022 kg C·m-2（2016 年）。將NPP 分別與2000 年相比，顯示NPP 總體為增加；然而，最近3 a（2016—2018 年），NPP 表現(xiàn)為遞減（圖3d）。2008 年的天然草地NPP 增量最小-0.001 kg C·m-2（-1.1%），2016 年增量為最大0.031 kg C·m-2（+34.1%）。同2016 年比較，2018 年天然草地NPP減少了0.014 kg C·m-2（+11.5%）。

圖3 2000—2018年新疆天然草地NPP時間變化①（a）草地NPP為每年全疆尺度的草地NPP均值；（b）草地NPP年際波動為統(tǒng)計的全疆草地NPP的標準差；（c）當年草地NPP依次與前一年草地NPP的比較（同比）；（d）基于2000年草地NPP，2001—2018年草地NPP分別與2000年草地NPP的比較。Fig.3 Interannual changes of natural grassland NPP in Xinjiang from 2000 to 2018

2.1.2新疆天然草地NPP 空間分布格局 在2000—2018年，新疆天然草地NPP（多年均值）具有空間分布差異（圖4），并且NPP 年際變化具有空間分異（圖5）。NPP由伊犁河谷、天山、阿爾泰山與昆侖山脈及其塔城地區(qū)向準噶爾盆地、塔里木盆地逐漸降低。NPP 高值（>0.50 kg C·m-2）區(qū)域分布在伊犁河谷、天山與阿爾泰山，低值（<0.05 kg C·m-2）區(qū)域在準噶爾盆地腹地與塔里木盆地邊緣（圖4）。NPP（>0.2 kg C·m-2）僅占全疆天然草地總面積的19.5%，比重較小，但位置相對集中（伊犁河谷、阿爾泰山與天山山脈）（圖4）。NPP（<0.05 kg C·m-2）占全疆天然草地總面積的45.6%，分布在準噶爾盆地腹地與東天山北坡以及塔里木盆地邊緣（圖4）。80.5%的區(qū)域草地NPP 小于0.2 kg C·m-2，尤其63.1%的區(qū)域小于0.1 kg C·m-2。然而，天然草地NPP（>0.40 kg C·m-2）僅占全疆天然草地總面積的4.4%，特別是天然草地NPP（>0.50 kg C·m-2）的面積占比僅為1.4%，集中分布在伊犁河谷。

圖5 2000—2018年新疆天然草地NPP年際變化空間格局Fig.5 Spatial pattern of interannual changes of natural grassland NPP in Xinjiang from 2000 to 2018

2.2 新疆南、北疆與各地、州、市天然草地NPP變化趨勢

2.2.1新疆北疆、南疆天然草地NPP 變化 2000—2018年，北疆與南疆天然草地NPP均為波動增加趨勢，北疆草地NPP多年均值（0.149 kg C·m-2）高于南疆草地（0.055 kg C·m-2）（圖6）。2006年后北疆草地NPP 年際變化擴大，2013—2016 年草地NPP 發(fā)生劇烈振蕩，變化幅度為0.036 kg C·m-2（2013—2014年）、0.039 kg C·m-2（2015—2016 年）。北疆NPP 最低值與最高值分別為0.126 kg C·m-2（2008 年）、0.182 kg C·m-2（2016 年），而南疆為0.048 kg C·m-2（2001 年）、0.062 kg C·m-2（2017 年），北疆與南疆草地NPP最低值發(fā)生的時間不同。整個研究時段內，北疆草地NPP（多年平均）是南疆的2.7倍。

圖6 新疆北疆、南疆天然草地NPP變化趨勢Fig.6 Change trends of natural grassland NPP in northern and southern Xinjiang

2.2.2新疆各地、州、市天然草地NPP變化 2000—2018 年全疆各地（區(qū)）、（自治）州、市（簡稱“地州”）草地NPP總體為波動遞增，但NPP年際變化分異明顯（圖7）。北疆各地州草地NPP 高于南疆各地州，而且北疆各地州（除克拉瑪依市外）NPP 均高于0.05 kg C·m-2；南疆各地州草地NPP 普遍低于0.10 kg C·m-2，尤其和田地區(qū)NPP 最低（0.037 kg C·m-2）（圖7）。伊犁州直屬縣（市）草地NPP（多年平均）高于0.30 kg C·m-2，盡管NPP 為增加趨勢，但自2006年開始有2 次（2006—2009 年與2013—2016 年）較大的脈動。北疆伊犁直屬縣（市）草地NPP（多年平均）最高（0.365 kg C·m-2），其次為博爾塔拉蒙古自治州（0.166 kg C·m-2）、烏魯木齊市（0.139 kg C·m-2）與塔城地區(qū)（0.129 kg C·m-2）。南疆各地州草地NPP 位于0.03～0.09 kg C·m-2間，吐魯番市NPP 高于南疆其他各地州，和田地區(qū)與哈密市的草地NPP偏低。

2.3 新疆天然草地類型NPP年際變化

本研究分別對草地類型像元數(shù)值逐年計算平均值，得到草地NPP 平均值的年際變化趨勢（圖8）。2000—2018年11種草地NPP表現(xiàn)為波動增加，但年際變化依然為增強的態(tài)勢。整個研究時段，溫性草甸草原類的變化幅度為0.090 kg C·m-2（圖8f），其次為山地草甸類（0.082 kg C·m-2）（圖8e）與溫性草原類（0.079 kg C·m-2）（圖8h），明顯高于其他草地類型。高寒荒漠類基本保持不變，僅在2014 年與2018 年出現(xiàn)輕微的脈動值（圖8d）。草地NPP 峰值發(fā)生在2016 年，之后則表現(xiàn)為遞減的趨勢。在11種草地類型種，多年均NPP 最大為山地草甸類（0.385 kg C·m-2）（圖8e），其次為溫性草甸草原類（0.322 kg C·m-2）（圖8f）與沼澤類（0.223 kg C·m-2）（圖8k）；高寒荒漠類最低為0.002 kg C·m-2（圖8d），其次為溫性荒漠類（0.041 kg C·m-2）（圖8j）與溫性草原化荒漠類（0.042 kg C·m-2）（圖8g）。

2.4 新疆天然草地NPP對氣溫、降水量的響應

新疆天然草地NPP 與氣溫、降水量相關性的空間分布（圖9），在2000—2018 年草地植被NPP 對氣溫、降水量的響應具有空間差異。研究時段內，草地植被NPP 與氣溫正、負相關性并存（圖9a），草地NPP與氣溫相關系數(shù)均值為0.018，最高值為0.908，最低值為-0.906；據(jù)統(tǒng)計結果表明，正相關占20.41%（面積），其中高度正相關僅占0.02%，中度正相關占4.15%；正相關主要分布在天山北坡的昌吉州與烏魯木齊市，南疆主要以負相關為主。草地植被NPP對降水量的響應整體為正相關性（圖9b），正相關占41.74%，高度正相關與中度正相關分別占0.17%、12.62%，主要分布于伊犁河谷、天山北坡（昌吉州與烏魯木齊市）與準噶爾西部山地，草地類型分別為低地草甸類、溫性荒漠類與溫性荒漠草原類；草地NPP 與降水量的相關系數(shù)均值為0.234，最高值為0.957；南疆草地NPP與降水量的相關性主要表現(xiàn)中度相關。

圖9 2000—2018年新疆天然草地NPP與氣溫、降水量的相關性Fig.9 Correlations between natural grassland NPP and temperature,precipitation in Xinjiang from 2000 to 2018

3 討論

2000—2018 年在氣候變化與人類活動的雙重影響下，新疆天然草地NPP具有時空分異特征。近20 a 草地NPP 總體為增加趨勢，但NPP 具有年際波動，尤其2007 年后表現(xiàn)為增強趨勢，這與降水的年際變化加劇相關［40］；草地NPP 多年平均值為0.103 kg C·m-2（2000—2018 年），最低值為0.090 kg C·m-2（2008 年），最高值0.122 kg C·m-2（2016 年），變化幅度為0.032 kg C·m-2。草地NPP（多年均值）具有空間差異，由伊犁河谷、天山、阿爾泰山、昆侖山脈及其準噶爾西部山地向準噶爾盆地、塔里木盆地逐漸降低。草地NPP 的空間特征與全疆降水的空間格局具有正相關性，這與張仁平等［23］基于MODIS NDVI 等數(shù)據(jù)集采用CASA 模型模擬的草地NPP 格局一致。

新疆天然草地NPP 時空演變格局與水熱變化關系密切［41］，遠離海洋、高山環(huán)抱與封閉的盆地地形造就了新疆特殊的自然地理環(huán)境，直接影響了地表水熱資源分布與變化［34］。研究時段內，新疆北疆、南疆天然草地NPP 均表現(xiàn)為波動增加，盡管北疆草地NPP 多年均值（0.149 kg C·m-2）與遞增的趨勢高于南疆（0.055 kg C·m-2），但北疆的年際波動高于南疆，這是因為在生長季北疆的極端降水量年際間變化大［40］。姚俊強等［42］分析了1961—2018 年新疆89個臺站的氣象數(shù)據(jù)，結果顯示雖然全疆降水量呈現(xiàn)增加趨勢，但是顯著增加的區(qū)域僅分布在伊犁河谷、準噶爾西部山地、天山北坡與塔里木盆地南緣，北疆極端降水發(fā)生頻率高于南疆。準噶爾西部山地、伊犁河谷與天山北坡受北大西洋暖濕氣流的影響，加之地形因素，氣溫隨山體升高而遞減，在山地迎風坡降水量較多，主要在山地最大降水線以下隨地勢升高而遞增（“雨影效應”）［43］。北疆的升溫速率高于南疆，北疆最低氣溫升幅明顯，氣溫上升帶來草地生長季延長［32］。西伯利亞氣團與蒙古高原氣團水分含量少，加劇了南疆尤其是塔里木盆地的干旱程度［44-45］，南疆最高氣溫增加顯著，導致蒸散需求旺盛，當降水量的增加不足以抵消蒸散增加的需求量，區(qū)域陸面便趨于干旱逐漸反饋至大氣導致暖干化［42,44-45］。草地植被NPP與氣溫正、負相關性并存，草地植被NPP 對降水量的響應整體為正相關性。草地NPP與氣溫、降水量相關系數(shù)均值分別為0.018（P=0.6）、0.234（P=0.076）；統(tǒng)計顯示，草地NPP與氣溫、降水量的正相關面積分別占20.41%、41.74%。草地NPP與氣溫正相關的區(qū)域，主要分布在天山北坡（昌吉州與烏魯木齊市），南疆以負相關為主。草地NPP與降水量正相關的區(qū)域，主要分布于伊犁河谷、天山北坡（昌吉州與烏魯木齊市）與準噶爾西部山地，草地類型分別為低地草甸類、溫性荒漠類與溫性荒漠草原類。

在全球變化背景下，2000 年后新疆氣候為“非對稱暖濕化”（Asymmetric warming-wetting），即全區(qū)總體上表現(xiàn)為暖濕化趨勢，但局域為暖干化［40,46-47］，氣溫、降水量增加促進草地生長，本研究結果顯示2000—2018 年新疆天然草地NPP 為遞增的趨勢。新疆“暖濕化”具有高位、低位震蕩［42］，引起草地NPP的年際波動。研究時段內，草地NPP 與氣溫、降水量正、負相關性并存；草地NPP 對降水量的響應呈現(xiàn)為正相關，負相關僅占總面積6%，以低度負相關為主。氣候暖濕化在草地生長季最明顯，尤其是夏季極端降水的增加［40,42］，降水仍然是新疆草地生長的重要因素［26］；研究結果顯示，近20 a新疆天然草地NPP表現(xiàn)為增加趨勢的占49.78%，主要分布在阿爾泰山、準噶爾西部山地、天山北坡與天山山脈。

2000 年后，國家開展“退牧還草”工程，全面實行草原生態(tài)保護補助獎勵機制，草地退化趨勢減弱，草地生態(tài)狀況具有改善趨勢，扭轉了以往草地持續(xù)惡化的狀況［48-49］。這與本研究采用遙感觀測的結果一致，2000年后新疆天然草地NPP總體為波動式增加。過度放牧是導致草地退化的重要因素［48,50］，自治區(qū)實行禁牧、休牧、劃區(qū)輪牧與草地補播等措施，減輕了人類擾動對草地的影響［51-52］，在一定程度上遏制了草地退化，促進了草地資源利用的可持續(xù)性。多項研究表明：新疆“草原生態(tài)保護補助獎勵機制”實施后，天然草地植被長勢總體上有所提高，草地NPP和覆蓋度增加，提高了草地質量和可采食的天然牧草量，促進了草地資源的可持續(xù)利用［53-55］。

4 結論

本研究利用2000—2018 年MODIS 數(shù)據(jù)集（MOD17A3HGF）和相關輔助數(shù)據(jù)（新疆維吾爾自治區(qū)標準地圖、新疆天然草地分類數(shù)據(jù)與氣溫、降水量數(shù)據(jù)集），以NPP作為草地生態(tài)狀況的重要指標，從不同空間尺度（全疆、南北疆、各地州市與新疆天然草地類型）、年際變化及其草地NPP 對氣候因子（氣溫、降水量）的響應開展分析，結果表明：

（1）2000—2018 年，新疆天然草地NPP 表現(xiàn)為波動遞增的趨勢；草地多年均NPP 由伊犁河谷、天山、阿爾泰山與昆侖山脈及其塔城地區(qū)向準噶爾盆地、塔里木盆地逐漸降低。

（2）北疆草地年均NPP 高于南疆，北疆與南疆草地NPP均表現(xiàn)為增加趨勢，北疆草地NPP遞增的趨勢高于南疆；各地州草地NPP 總體為增加，但年際變化分異明顯；11 種天然草地類型為波動遞增，但是高寒荒漠類幾乎沒有變化。

（3）草地植被NPP與氣溫正、負相關性并存；草地植被NPP對降水量的響應整體為正相關性。