亚洲中部干旱区植被变化及其影响因素（2000-2012）

发布时间：2019-01-01 16:34

【摘要】：亚洲中部干旱区位于欧亚大陆核心区,是北半球温带和暖温带地区面积最大的干旱区,是西风系统控制下的气候变化敏感区和生态环境脆弱区。该区气候干旱、植被稀疏、风沙活动频繁,严酷的生态环境深刻地制约着区域经济社会的可持续发展。近十几年来亚洲中部干旱区气温整体偏高,降水量整体偏少,人类活动强度增大。暖干化的气候和密集的人类活动将对亚洲中部干旱区植被变化产生怎样的影响?其作用过程和机制如何? 基于上述科学问题,本文以MODIS NDVI数据、气温和降水量格点数据、土地利用覆盖变化数据等为基础,运用趋势分析、相关分析、多元线性回归分析、残差分析等多种数理统计方法,研究了2000-2012年亚洲中部干旱区植被NDVI的空间分布,植被NDVI的年际变化趋势及其空间差异性,植被生长季平均气温和累积降水量的年际变化趋势及其空间差异性,年内植被生长对气温和降水量变化的滞后性,气温和降水量变化与植被变化的关系,气候要素变化和人类活动对植被变化的可能影响。基于以上分析研究,本文得到以下主要结论： 1、亚洲中部干旱区植被NDVI年最大化值(NDVImax)的经度分布格局为东、西部低而中部高。随经度由西向东,植被NDVImax逐渐减小。植被NDVImax的纬度分布格局为南部低而北部高。随纬度由低到高,植被NDVImax先稳定波动后逐渐增大。植被NDVImax的地形分布格局为中低海拔区高而高海拔区低,其随坡度增大逐渐减小,与坡向无明显变化关系。 2、2000-2012年亚洲中部干旱区植被整体呈不显著退化趋势,植被NDVImax的年际变化率为-0.3%/a(p0.05)。森林变化最为剧烈,其次为湿地和草原,灌丛变化最为稳定。亚洲中部干旱区植被退化区和改善区面积百分比分别占研究区总面积的43.56%和18.68%,其中植被显著退化和显著改善区面积百分比分别占研究区总面积的9.16%和2.30%。植被显著退化区主要分布在乌拉尔河下游、图尔盖高原、哈萨克丘陵、西西伯利亚平原南部、兴都库什山西北部、阿尔泰山、天山西部、阿拉套山北部、伊犁河中上游和艾丁湖流域。植被显著改善区则主要分布在咸海周边、巴尔喀什湖东部、额尔齐斯河上游、准噶尔盆地南部、塔里木盆地绿洲、祁连山和贺兰山。 3、2000-2012年亚洲中部干旱区植被生长季平均气温整体呈显著上升趋势,其年际变化率为+0.11℃/a(p0.01)。气温显著上升的地区主要分布在哈萨克斯坦西部和中部、乌兹别克斯坦西北部、巴尔喀什湖周边、伊犁河中上游和祁连山。2000-2012年亚洲中部干旱区植被生长季降水量整体呈显著减少趋势,其年际变化率为-2.61nm/a(p0.05)。降水量显著增加的地区主要分布在祁连山和帕米尔高原西部,降水量显著减少的地区主要分布在哈萨克斯坦西部、巴尔喀什湖周边、阿尔泰山和塔克拉玛干沙漠北部。 4、亚洲中部干旱区植被生长对气温变化整体存在1个月的滞后期,对降水量整体没有明显的滞后性。不同植被类型对气温和降水量变化的敏感性表现为：灌丛草原湿地森林。植被NDVImax与5-6月平均气温呈显著负相关性,与4-7月降水量呈显著正相关性。植被生长与气温呈显著负相关和显著正相关的地区分别占植被区总面积的24.93%和0.48%。植被生长与气温呈显著负相关的地区主要分布在里海沿岸低地、图尔盖高原和洼地、哈萨克丘陵、巴尔喀什湖西部、锡尔河和伊犁河流域、土库曼斯坦南部、帕米尔高原西部、额尔齐斯河流域和北天山中部。植被生长与气温呈显著正相关的地区主要分布在地势低洼区和高海拔地区。植被生长与降水量呈显著负相关和显著正相关的地区分别占植被区总面积的0.52%和24.85%。植被生长与降水量呈显著正相关的地区主要分布在图尔盖洼地、哈萨克丘陵、额尔齐斯河流域、伊犁河中下游、锡尔河和阿姆河下游、天山北部和祁连山。 5、2000-2012年亚洲中部干旱区植被生长状况的整体恶化受气温升高和降水量减少的影响,中低海拔区植被生长受暖干气候的影响强于高海拔地区。气温与降水量对植被生长的贡献率分别为68.39%。降水量对植被生长的影响主要体现在其增加了土壤含水量。气温对植被生长的影响,一方面表现在气温过高导致植物的呼吸作用高于光合作用；另一方面表现在气温上升导致蒸散发增强,土壤发生干旱化,植被生长受水分制约。 6、2000-2012年非气温和降水因素对亚洲中部干旱区植被生长的贡献率为31.61%,其中对植被生长的正向和负向作用分别为77.82%和22.18%。非气温和降水因素对植被生长的正向作用区集中分布在中国西北干旱区、哈萨克斯坦北部和天山西部,这些地区植被的改善可能与CO2浓度升高,太阳辐射增强、农田开垦、退耕还林还草等因素有关。非气温和降水因素对植被生长的负向作用区集中分布在哈萨克斯坦中部和东南部、土库曼斯坦东南部和阿尔泰山,这些地区植被的退化可能与林地砍伐、农田撂荒、城镇建设、过度放牧和林火有关。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：Q948

【参考文献】