科尔沁沙地气候因子与植被变化及其响应关系研究

发布时间：2017-06-25 14:11

  本文关键词：科尔沁沙地气候因子与植被变化及其响应关系研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：科尔沁沙地是中国沙漠化典型区域,生态环境问题尤为突出,其气候因子、植被变化均具有一定典型性和代表性。研究其气候因子、植被变化及其二者响应关系对研究区水资源合理利用、生态环境建设与改善、区域经济社会发展都具有实际参考意义。本文以覆盖研究区及周边地区的27个气象站点1951-2012年气象数据、2000-2012年归一化植被指数(NDVI)数据,采用回归分析、5年滑动均值、气候倾向率、Mann-Kendall检验、最大合成(MVC)、像元二分模型、简单、偏相关分析等方法,对研究区多年气候因子、植被NDVI变化特征与规律及其二者响应关系进行了定性与定量分析研究。得出如下主要结论：1、研究区区域平均年(季)降水量62年来变化(年：6.913mm/10a)不显著,年降水量以湿润一干燥交替的形式变化。空间上年(季)降水量多年均值以开鲁、阿鲁科尔沁旗为中心向四周、自西北向东南逐渐增大；年降水量在1951-1982年减少速率快的地区,在1983-2012年减少速率相对较慢。2、研究区区域平均年(季)最高(年：0.223℃/10a)、平均(年：0.319℃/10a)、最低(年：0.525℃/10a)气温均呈升高趋势,并依次在1981-1987年、1981-1994年、1985-1999年发生突变,冬、春、秋、夏季依次发生突变；突变前后四季多年均值增量变化的季节顺序与其增温速率增量的变化顺序相反。春季、最低、突变前春季最低(0.50℃/10a)、突变后秋季最高(0.75℃/10a)气温对升温贡献最大。空间上年气温自北向南逐渐升高；年最高、平均(最低)气候倾向率分别自西向东、自北向南逐渐减小；年最低气温突变后显著升温的面积比突变前增大6.79%。年(夏季)降水量与气温整体呈阶段性对称关系,与最高、平均、最低气温的对称性依次减弱。3、研究区植被长势总体呈变好趋势,其中28.56%的植被呈变差趋势,NDVI值在0.60以下、裸地和低覆盖度植被减少,其余呈变好趋势。高覆盖度植被在2012年最多,面积占52.9.0%。4-8月份多年植被变化率与植被的生长状况基本相反。4、植被对累积2-3个月降水量、当月及平均2-3个月气温的正响应显著；降水量增多,年内4一11月份气温和4月份最低气温升高,6-8月份各月平均、最高气温降低,均促进植被生长。NDVI在0.23～0.62时对降水量、在0.03～0.33和0.43～0.53时对气温的正响应,在0.53以上对平均、最低气温的负响应,均更显著。水热同期比单独因子变化对植被影响更大。当降水量、气温在一定范围变化时,NDVI响应于一定范围,如当降水量、平均、最高、最低气温分别在104.90-159.38mm、18.68～25.58℃、24.96～32.04℃、12.65～19.81℃时,NDVI响应于0.43-0.53。空间响应关系中,降水量增加促进大部分面积植被生长；4-8月份各月水热共同作用下最高气温升高抑制、单独最低气温升高促进植被生长的范围最广。5、半固定沙地4、6月份对降水量的正响应、5-7月份对平均气温的负响应更显著；固定沙地和草地6、7月份对降水量的正响应、平均气温的负响应更显著。6、气候变化对植被的影响大于人类活动的影响,人类活动的相对作用在6月份最大,占13.2%。
【关键词】：科尔沁沙地 降水 气温 突变 归一化植被指数 特征 响应关系
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q948
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-14
• 1 引言14-24
• 1.1 研究背景14-15
• 1.2 研究目的及意义15
• 1.3 国内外研究现状15-21
• 1.3.1 国内外气候变化研究现状15-18
• 1.3.2 国内外植被变化研究现状18-20
• 1.3.3 国内外植被指数与气候因子变化间响应关系研究现状20-21
• 1.4 研究技术路线与内容21-24
• 2 研究区概况24-26
• 2.1 地理位置24
• 2.2 地质地貌24-25
• 2.3 气候条件25
• 2.4 科尔沁沙地主要植被25-26
• 3 数据来源与处理26-40
• 3.1 数据来源26-30
• 3.1.1 气象数据来源26-27
• 3.1.2 遥感数据来源27-30
• 3.2 数据处理方法30-40
• 3.2.1 气象数据处理方法30-36
• 3.2.2 遥感数据处理方法36-40
• 3.2.2.1 MODIS数据的处理36-39
• 3.2.2.2 LADSAT数据的处理39-40
• 4 气候因子变化分析40-63
• 4.1 降水量变化分析40-45
• 4.1.1 降水量时间序列年际、年内变化40-42
• 4.1.2 降水量时间序列季节变化42-43
• 4.1.3 年降水量空间变化43-44
• 4.1.4 四季降水量空间变化44-45
• 4.2 气温变化分析45-51
• 4.2.1 平均气温时间序列年际、年内变化45-46
• 4.2.2 平均气温时间序列季节变化46-47
• 4.2.3 年平均气温空间变化47-48
• 4.2.4 最高气温和最低气温时间序列年际、年内变化48-49
• 4.2.5 最高气温和最低气温时间序列季节变化49-50
• 4.2.6 年最高气温和最低气温空间变化50-51
• 4.3 气温突变分析51-58
• 4.3.1 气温的突变检验51-52
• 4.3.2 气温突变前后的年际变化52-53
• 4.3.3 气温突变前后的季节变化53-56
• 4.3.4 年气温突变前后的空间变化56-58
• 4.4 气温与降水关系分析58-62
• 4.5 讨论62-63
• 5 植被变化分析63-73
• 5.1 植被指数时间序列变化分析63-65
• 5.1.1 植被指数年际、年内变化分析63
• 5.1.2 植被指数各月年际变化分析63-65
• 5.2 植被指数及覆盖度空间变化分析65-73
• 5.2.1 植被指数多年均值及年际空间变化分析65-67
• 5.2.2 植被指数各月多年均值空间变化分析67-68
• 5.2.3 植被指数各月空间变化率分析68-70
• 5.2.4 植被覆盖度多年空间变化分析70-73
• 6 植被变化与气候因子变化间的响应关系分析73-100
• 6.1 植被指数与气候因子时间序列响应关系分析73-80
• 6.1.1 植被指数与气候因子2000-2012年基本变化特征73-74
• 6.1.2 植被指数与气候因子变化间年际响应关系分析74
• 6.1.3 植被指数与气候因子变化间年内响应关系分析74-76
• 6.1.4 植被指数与气候因子变化间年内定量响应关系分析76-78
• 6.1.5 植被指数与气候因子变化间各月年际响应关系分析78-79
• 6.1.6 植被指数与气候因子变化间各月年际定量响应关系分析79-80
• 6.2 植被指数与气候因子变化间空间响应关系分析80-91
• 6.2.1 气候因子2000-2012年空间基本变化特征80-81
• 6.2.2 植被指数与气候因子变化间年际空间响应关系81-83
• 6.2.3 植被指数与气候因子变化间年内空间响应关系83-84
• 6.2.4 植被指数与气候因子变化间各月年际空间响应关系84-91
• 6.3 典型植被类型与气候因子变化间的响应关系分析91-97
• 6.3.1 典型植被类型的基本特征91-94
• 6.3.2 典型植被类型与气候因子变化间的响应关系94-97
• 6.4 人类活动和气候因子变化对植被变化相对作用的初步探讨97-98
• 6.5 讨论98-100
• 7 结论与展望100-102
• 7.1 结论100-101
• 7.2 研究展望101-102
• 致谢102-103
• 参考文献103-112
• 作者简介112

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