碳达峰碳中和战略已成为新时代标志性的国家战略目标。它是我国参与全球环境治理、应对气候变化的政治承诺，也是广泛而深刻的经济社会发展模式的系统性变革，更是新的科学技术革命。生态系统碳汇是实现“双碳”目标的重要手段。精准评估生态系统固碳能力是摸清生态系统“碳家底”的关键，可有效助力“双碳”战略的落实。植被净初级生产力（Net primary productivity，NPP）是指在单位面积和单位时间内被绿色植被固定并存留下来的生物量，表征着陆地生态系统质量状况，是生态系统捕获和储存碳的能力变化的指示器，同时也是核算生态系统价值的重要生态因子。
生态环境部华南环境科学研究所（生态环境部生态环境应急研究所）环境信息研究团队聚焦粤港澳大湾区生态系统固碳能力，通过双碳领域科技攻关，研制了一套覆盖粤港澳大湾区高分辨率连续时空分布植被NPP产品，该产品空间分辨率为30米，时间范围为2000年1月至2019年12月，跨越20年；产品精度达到0.82，优于当下被广泛使用的产品，质量可靠。该产品在精细刻画陆地生态系统固碳能力和生态质量状况变化方面迈出了重要一步。
图1 粤港澳大湾区时空融合NDVI（融合植被归一化指数）结果与低分辨率NDVI产品对比
研究团队基于高空间、低时间分辨率影像（Landsat卫星）和低空间、高时间分辨率影像（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer，MODIS卫星），利用时空大数据融合技术生成了兼具高空间、高时间分辨率的融合植被归一化指数数据（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI），接着利用遥感光能利用率模型（Carnegie-Ames-Stanford Approach模型）进一步反演获得该套高分辨率连续时空分布的产品。
图2 植被NPP模拟结果和实测结果验证
精度验证结果表明，该产品与实测植被NPP数据具有较高的一致性（相关性R=0.82，均方根误差RMSE=131.77），且其精度远高于当下被广泛使用的产品（MOD17A3，R=0.28，RMSE=257.71）（图2）。在捕获空间细节能力方面，该产品能有效地监测陆地生态系统固碳能力的空间细节变化，具有粗空间分辨率产品所无法比拟的优势。
图3 粤港澳大湾区2000-2019年时空融合NPP平均值与变化趋势分布
利用该产品评估粤港澳大湾区的陆地生态系统固碳能力。结果表明：在空间分布上（图3），粤港澳大湾区植被NPP呈现“中部低四周高”的分布特点，说明粤港澳大湾区四周陆地生态系统固碳能力较强，形成环粤港澳大湾区绿色生态屏障。此外，整个粤港澳大湾区植被NPP每年以3.83 g C m-2（克碳每平方米）增长，主要得益于江门、肇庆、广州北部、惠州东部的陆地生态系统固碳能力的增长，但粤港澳大湾区中部的陆地生态系统固碳能力则呈现明显的降低趋势。
图4粤港澳大湾区2000-2019年植被NPP总量变化
在总量上（图4），近20年粤港澳大湾区植被NPP总量平均值为34.88±1.59 Tg C，期间每年增长0.20 Tg C，表明粤港澳大湾区陆地生态系统固碳能力呈现波动中向好的发展趋势。
该成果受国家自然科学基金青年基金项目、广东省自然科学基金项目面上项目和广州市科技创新发展专项项目共同资助。成果的发布有助于当下粤港澳大湾区森林、草地、湿地等典型生态系统碳储量及固碳速率的精细化准确评估，可为当地生态系统服务功能价值评估、减缓和适应气候变化战略制定等工作提供基础数据支撑。
成果主要完成人简介：
温宥越，中山大学博士，高级工程师，广州市黄埔区精英人才，现任华南所环境信息研究团队环境大数据研究室副主任，是多个国际国内知名期刊审稿人和同行评议专家。主要从事应对气候变化、环境信息化应用研究，开展应用基础研究和管理支撑工作。主持国家自然科学基金青年基金项目、广东省自然科学基金项目面上项目和广州市科技创新发展专项项目及中央级公益性科研院所基本科研业务专项等科研项目6项。已发表论文32篇（一作/通讯17篇，Nature子刊1篇，一区SCI 15篇，国际顶刊5篇，中文核心5篇），获发明专利4项（国际发明专利2项）、实用新型8项，登记软著11项，获地理信息科技进步二等奖1项，参与国家环境标准制修订2项。多项成果应用于生态环境和自然资源部门。
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