松嫩平原过去百年农业开垦的气候效应模拟研究

发布时间：2017-08-27 04:28

  本文关键词：松嫩平原过去百年农业开垦的气候效应模拟研究

  更多相关文章： 农业垦殖 气候变化 松嫩平原 WRF模式

【摘要】：松嫩平原作为我国重要的商品粮基地,过去百年间经历了大规模的农业开垦。大规模的农业开发为当地的社会经济发展和国家的粮食安全做出了重要贡献。与之伴随的是深刻的土地覆盖,草地等自然植被覆盖面积大幅度减少,农田大幅度扩张,对当地的气候产生显著的影响。为揭示松嫩平原过去百年农业开垦的气候效应,本文以高空间分辨率历史土地利用/覆盖重建数据为基础,以改进后的WRF/Noah-MP模式为研究工具,模拟过去百年松嫩平原农业垦殖对当地气候的影响,主要结论如下:(1)过去百年间,松嫩平原土地利用/覆盖变化趋势整体表现为耕地的递增和草地的递减,耕地面积由46507 km2增加至117772 km2,增长幅度为153.23%,草地面积由102947km2减少至17107 km2,减小幅度为83.38%。以1970s为转折点,1970s以前土地覆盖变化较快,其中耕地增长速率为0.713×103 km2/年,草地减少速率为0.858×103 km2/年;1970s以后土地覆盖变化速率明显下降,其中耕地的增长速率为0.97×102 km2/年,草地的减少速率为0.56×102 km2/年。(2)次网格化和叶面积指数本地化改进后的WRF/Noah-MP模式,减小了模拟温度与观测温度的均方根误差,从空间分布来看,松嫩平原西部地区减小的最明显,最高幅度达0.6℃,地表气温模拟准确度得到明显提高,从而改善了模式对地表气温的模拟性能。(3)1910s~2010s,夏半年,随着农业开垦规模的日益增加,当地的叶面积指数增加,地表反照率随之增加,地表吸收的短波辐射减少,地表净辐射通量相应减少,但地表感热通量大幅增加、潜热通量大幅减少,地表气温升高。其中,松嫩平原南部地区及嫩江流域附近的地表气温明显升高,平均增加幅度为0.42℃,而松嫩平原中部的地表气温明显降低,平均减少幅度为0.45℃。此外,松嫩平原夏半年降水整体呈减少的变化趋势,松嫩平原中部及北部地区的降水减幅最为明显,平均减少幅度为0.46 mm/day。冬半年的农业开垦规模较小,土地覆盖无明显变化,故当地的温度及降水变化不显著。
【关键词】：农业垦殖 气候变化 松嫩平原 WRF模式
【学位授予单位】：哈尔滨师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S162
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 选题背景及意义10-11
• 1.1.1 选题背景10-11
• 1.1.2 研究目的及意义11
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势11-13
• 1.3 研究内容与技术路线13-15
• 1.3.1 研究内容与创新之处13-14
• 1.3.2 技术路线14-15
• 第2章 研究区概况与数据来源15-18
• 2.1 研究区概况15-16
• 2.2 土地利用数据获取16-17
• 2.3 其它数据获取17-18
• 第3章 松嫩平原过去百年土地覆盖数据处理18-23
• 3.1 松嫩平原 1910s与 1930s土地覆盖重建18-19
• 3.2 土地利用类型转换19-20
• 3.3 松嫩平原过去百年土地覆盖时空变化分析20-21
• 3.4 土地覆盖数据空间尺度转换21-22
• 3.5 本章小结22-23
• 第4章 WRF/NOAH-MP模式的次网格化和叶面积指数本地化改进23-31
• 4.1 WRF/Noah-MP模式简介23
• 4.2 Mosaic次网格方法23-25
• 4.3 叶面积指数本地化25-26
• 4.4 试验设计26-27
• 4.5 结果分析27-30
• 4.5.1 次网格化改进前后模拟结果对比27-29
• 4.5.2 叶面积指数本地化前后模拟结果对比29-30
• 4.6 本章小结30-31
• 第5章 松嫩平原过去百年农业开垦的气候效应31-55
• 5.1 试验设计31
• 5.2 农业开垦导致的叶面积指数变化31-34
• 5.2.1 时间变化特征31-32
• 5.2.2 空间变化特征32-34
• 5.3 农业开垦导致的地表反照率变化34-37
• 5.3.1 时间变化特征34-35
• 5.3.2 空间变化特征35-37
• 5.4 农业开垦导致的地表净辐射变化37-39
• 5.4.1 时间变化特征37-38
• 5.4.2 空间变化特征38-39
• 5.5 农业开垦导致的地表感热通量变化39-42
• 5.5.1 时间变化特征39-40
• 5.5.2 空间变化特征40-42
• 5.6 农业开垦导致的地表潜热通量变化42-45
• 5.6.1 时间变化特征42-43
• 5.6.2 空间变化特征43-45
• 5.7 农业开垦导致的地表气温变化45-53
• 5.7.1 地表平均温变化45-48
• 5.7.2 地表最高温变化48-50
• 5.7.3 地表最低温变化50-53
• 5.8 农业开垦导致的夏半年降水空间变化53-54
• 5.9 本章小结54-55
• 第6章 结论与展望55-58
• 6.1 结论55-56
• 6.1.1 松嫩平原过去百年土地覆盖随时间变化分析55-56
• 6.1.2 WRF/Noah-MP模式的改进对模拟性能的影响56
• 6.1.3 松嫩平原过去百年农业开垦的气候效应56
• 6.2 不足与展望56-58
• 6.2.1 进一步发展陆面参数“本地化”56-57
• 6.2.2 发展和改进陆面参数化方案57-58
• 参考文献58-65
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文65-67
• 致谢67-68

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨续超;张镱锂;丁明军;刘林山;王兆锋;高大伟;;植被覆盖状况影响中国地表气温变化的观测事实[J];地球物理学报;2010年04期

2 翁国玲;贾晓静;;提高预报地表气温长期变化的一个方法[J];科技通报;2011年04期

3 陈锋锐;崔伟宏;彭光雄;李熙;;融合多源信息的地表气温插值研究[J];中国图象图形学报;2011年09期

4 孙朝阳;邵全琴;刘纪远;;近40年来中国大陆地表气温变化估算[J];地球信息科学学报;2012年01期

5 赵天保;符淙斌;;几种再分析地表气温资料在中国区域的适用性评估[J];高原气象;2009年03期

6 祝善友;张桂欣;;近地表气温遥感反演研究进展[J];地球科学进展;2011年07期

7 袁建强,张秀年,孙照渤;南海海表温度异常与我国冬夏降水和地表气温的关系[J];南京气象学院学报;1991年S1期

8 任菊章,琚建华,赵刚;亚洲冬季地表气温与北半球海平面气压场的关系[J];气候与环境研究;2003年04期

9 李琰;赵昕奕;;近30年中国不同土地覆被类型的地表气温变化[J];北京大学学报(自然科学版);2011年06期

10 简茂球;华南地区气候季节的划分[J];中山大学学报(自然科学版);1994年02期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 李琰;赵昕奕;;近30年中国不同土地覆被类型的地表气温变化及其区域差异[A];地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典论文摘要集[C];2011年

2 沈学顺;木本昌秀;;春季欧亚大陆地表气温年际变化特征的气候意义[A];全国优秀青年气象科技工作者学术研讨会论文集[C];2006年

3 苏明峰;姜大膀;王会军;;过去40多年来新疆地区干旱气候的变化及其未来趋势预估[A];第27届中国气象学会年会干旱半干旱区地气相互作用分会场论文集[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 李丹　江国成;地表气温升幅中国快过世界[N];新华每日电讯;2007年

2 ;今年或为“史”上“最热一年”[N];新华每日电讯;2010年

3 金振蓉;近100年来我国地表气温明显增加[N];光明日报;2007年

4 本报记者 杨蕾;暴雨来袭 如何科学应对[N];四川政协报;2014年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 季明霞;欧亚大气环流与地表气温之间的反馈和相互作用[D];兰州大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 张宏文;松嫩平原过去百年农业开垦的气候效应模拟研究[D];哈尔滨师范大学;2016年

2 屈瑞洁;黄淮海平原土地利用/覆盖变化对地表气温的影响[D];西安科技大学;2013年

，

本文编号：744380