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美国各县净初级生产的产品特定人类占有

论论资讯 | 2023-04-24 3热度

Ecological Indicators

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Product-Specific human appropriation of net primary production in US counties

Paudel S.; Mueller K.; Ovando-Montejo G.; Rushforth R.; Tango L.; Lant C.

Published:2023-06-01
DOI:10.1016/j.ecolind.2023.110241

研究背景

随着社会的发展,人类对自然资源的需求逐渐增加,这导致了生态环境的破坏和生态系统的不平衡。因此,人类对生态系统的影响程度成为了研究的热点之一。然而,目前的生态足迹指标并不能准确地反映出人类对生态系统的影响,因为它无法考虑到地域差异、土地利用强度和生物质产品贸易等因素。因此,需要一种更加精确、具有地域特异性的生态指标来衡量人类对生态系统的影响。

研究内容

为了解决上述问题,本研究使用了“人类占用净初级生产力(HANPP)”作为生态指标。该指标考虑了地域差异、土地利用强度和生物质产品贸易等因素,能够更加准确地反映人类对生态系统的影响程度。本文使用公开数据,对美国各县的HANPP进行了分析。研究发现,1997年至2012年,美国各县的总HANPP(收获)为716-834兆吨(MT),其中包括514-615 MT的农作物、105-148 MT的木材和64-76 MT的放牧。这些HANPP主要用于生产商品,而其余部分则用于制作秸秆和森林垃圾。平均HANPP密度在研究年份内变化在92-107 gCm-2yr-1之间。与净初级生产力(NPP)相比,这占NPP的15-17%。因此,生态NPP从466-577 gCm-2yr-1变化,占NPP的83-85%。其中,玉米(26-32%)、大豆(9-11%)、硬木(6-10%)和软木(8-9%)木材、私有土地上的放牧(7-9%)、小麦(6-9%)、紫花苜蓿(5-6%)和其他农作物(15-18%)是具有最大比例HANPP的特定产品。各州的HANPP密度从内华达州的7 gCm-2yr-1到爱荷华州的391 gCm-2yr-1不等,而HANPP占NPP的比例从马萨诸塞州的2%到爱荷华州的53%不等。针对3101个县的分析显示,HANPP的变化更大,从不到1到726 gCm-2yr-1不等,并划分出具有相似HANPP特征的地区。在美国的环境下,数据的可用性和化学计量学选择对HANPP估计的准确性只有轻微的限制,使其成为分析土地利用强度的有价值的生态指标,特别是在农业生态系统中。

研究意义

本研究使用HANPP作为生态指标,对美国各县的HANPP进行了分析。研究发现,玉米、大豆、木材和放牧是具有最大比例HANPP的特定产品。此外,HANPP密度在各州和县之间存在较大差异,这为我们更好地了解人类对生态系统的影响提供了依据。本研究为生态系统的保护和可持续发展提供了科学依据,具有重要的研究意义。

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