坝上高原及华北北部山地森林植被变化及其生态功能分析
发布时间:2022-10-31 21:08
坝上高原及华北北部山地位于农牧交错带重要区域,生态环境脆弱,水土流失严重。地区自1999年开始实施生态治理,生态系统得到一定改善,但地区森林植被退化、草地减少等威胁因素仍然显著。因此选取植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)、植被覆盖度(Fraction Vegetation Cover,FVC)、叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)三个因子,对地区森林植被变化进行分析,探究与气候要素的相关性,评估地区主要生态功能变化,为生态环境恢复和资源管理优化提供科学依据。采用CASA模型、一元线性回归、Hurst指数、偏相关分析等方法分析各因子2000-2018年时空分布特征及对气候变化的响应,并通过In VEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs)模型评估主要生态功能变化,所取得主要结论如下:(1)1990-2018年平均降水为462.28mm,总体呈波动下降的趋势,变化速率为10.8mm/10yr;年平均温度为8.97℃,总体呈波动上升趋势,上升速率为0.16...
【文章页数】:101 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
摘要
abstract
1 引言
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 NPP研究进展
1.2.2 植被覆盖研究进展
1.2.3 In VEST模型研究
1.3 拟解决的科学问题
2 研究区概况
2.1 地理位置
2.2 地质地貌
2.3 气候和水文条件
2.4 土壤
2.5 植被
2.6 社会经济
3 研究内容与方法
3.1 研究目标
3.2 研究内容
3.3 技术路线
3.4 CASA模型
3.4.1 APAR的计算
3.4.2 实际光能利用利用率?
3.5 遥感数据处理
3.5.1 遥感数据处理
3.5.2 气象数据及预处理
3.5.3 土地利用数据
3.6 In VEST模型计算
3.6.1 生境质量模型
3.6.2 水源涵养模型
3.6.3 土壤保持功能模型
3.7 研究方法
3.7.1 一元线性回归模型
3.7.2 偏相关分析
3.7.3 Hurst指数
3.7.4 Mann-Kendall趋势检验
3.7.5 年际波动程度计算
3.7.6 残差分析
4 气象因子时空分布与变化特征
4.1 降水的时空变化规律
4.1.1 降水时间序列变化
4.1.2 降水空间变化特征
4.2 温度时空变化规律
4.2.1 温度的时间序列变化
4.2.2 温度空间变化规律
4.3 风速时空变化规律
4.3.1 风速的时间序列变化
4.3.2 风速空间变化规律
4.4 小结
5 植被覆盖度时空分布与变化特征
5.1 植被覆盖度时间变化特征及趋势分析
5.1.1 植被覆盖度年际变化趋势分析
5.1.2 植被覆盖度年内变化趋势分析
5.1.3 植被覆盖度季节变化趋势分析
5.2 植被覆盖度空间变化特征分析
5.2.1 年均植被覆盖度空间分布规律
5.2.2 季节植被覆盖度空间分布规律
5.3 植被覆盖度对气象因子的响应
5.4 人类活动对植被覆盖的影响
5.5 小结
6 LAI时空分布与变化特征
6.1 LAI时间变化特征及趋势分析
6.1.1 LAI年际变化规律分析
6.1.2 LAI年内变化规律分析
6.1.3 LAI季节变化规律分析
6.2 LAI空间分布特征分析
6.2.1 LAI年际空间变化特征分析
6.2.2 LAI季节空间变化特征分析
6.3 LAI对气象因子的响应
6.4 小结
7 NPP时空分布与变化特征
7.1 CASA模型验证
7.2 区域NPP时间变化特征分析
7.2.1 NPP年际变化规律分析
7.2.2 NPP年内变化规律分析
7.2.3 NPP季节变化规律分析
7.3 区域NPP空间分布特征分析
7.3.1 年均NPP空间分布规律
7.3.2 NPP季节空间分布规律
7.4 NPP对气象因子的响应
7.5 小结
8 生境质量与主要生态功能分析
8.1 生境质量分析
8.1.1 模型参数处理
8.1.2 生境质量分析
8.2 水源涵养功能分析
8.3 土壤保持功能分析
8.4 小结
9 结论与展望
9.1 结论
9.2 展望
参考文献
个人简介
导师简介
致谢
【参考文献】:
期刊论文
[1]喀斯特地区退耕还林工程下生态系统服务变化与关系分析[J]. 高敏,王勇,高洁,王家录,毛泳. 水土保持研究. 2020(02)
[2]1982—2015年中国北方归一化植被指数(NDVI)变化特征及对气候变化的响应[J]. 何航,张勃,侯启,李帅,马彬,马尚谦. 生态与农村环境学报. 2020(01)
[3]基于InVEST模型的祁连山国家级自然保护区土壤保持现状与功能[J]. 陈童尧,贾燕锋,王佳楠,张宇,李萍,刘楚颖. 干旱区研究. 2020(01)
[4]三北防护林体系建设工程区森林水源涵养格局变化研究[J]. 王耀,张昌顺,刘春兰,甄霖. 生态学报. 2019(16)
[5]华北农牧交错区LUCC对生态系统服务及生态环境质量的影响——以内蒙古自治区多伦县为例[J]. 周佳宁,秦富仓,邹伟,刘佳,杨振奇,张连根. 水土保持通报. 2019(04)
[6]基于CASA模型和MODIS数据的甘南草地NPP时空动态变化研究[J]. 刘洁,孟宝平,葛静,高金龙,殷建鹏,侯蒙京,冯琦胜,梁天刚. 草业学报. 2019(06)
[7]近35年青藏高原植被带变化对气候变化及人类活动的响应[J]. 魏彦强,芦海燕,王金牛,孙建,王旭峰. 草业科学. 2019(04)
[8]基于InVEST模型的岷江上游生态系统水源涵养量与价值评估[J]. 刘菊,傅斌,张成虎,胡治鹏,王玉宽. 长江流域资源与环境. 2019(03)
[9]阴山北麓农牧交错区2000—2015年土壤流失及保持量变化研究[J]. 王彦阁,胡晓海,孙海莲,翟琇,梁继业. 西南林业大学学报(自然科学). 2019(02)
[10]中国西北地区NPP模拟及其时空格局[J]. 朱莹莹,韩磊,赵永华,奥勇,李军军,许凯波,刘冰,葛媛媛. 生态学杂志. 2019(06)
博士论文
[1]基于遥感和InVEST模型的辽宁省退耕还林工程生态效应评估[D]. 李慧颖.吉林大学 2019
[2]基于MODIS数据和光能利用率模型的中国陆地净初级生产力估算研究[D]. 李贵才.中国科学院研究生院(遥感应用研究所) 2004
硕士论文
[1]阿拉善盟2000-2015年土地利用变化与生态系统服务价值的评估[D]. 卢周扬帆.中国地质大学(北京) 2019
[2]西北干旱区植被覆盖动态及其对极端气温和降水过程的响应[D]. 祝稳.西北师范大学 2015
[3]植被指数计算区域植被覆盖度的适用性研究[D]. 任唯敏.西北大学 2012
[4]京津冀地区森林植被净初级生产力遥感估算研究[D]. 刘广.北京林业大学 2008
本文编号:3699722
【文章页数】:101 页
【学位级别】:硕士
【文章目录】:
摘要
abstract
1 引言
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 NPP研究进展
1.2.2 植被覆盖研究进展
1.2.3 In VEST模型研究
1.3 拟解决的科学问题
2 研究区概况
2.1 地理位置
2.2 地质地貌
2.3 气候和水文条件
2.4 土壤
2.5 植被
2.6 社会经济
3 研究内容与方法
3.1 研究目标
3.2 研究内容
3.3 技术路线
3.4 CASA模型
3.4.1 APAR的计算
3.4.2 实际光能利用利用率?
3.5 遥感数据处理
3.5.1 遥感数据处理
3.5.2 气象数据及预处理
3.5.3 土地利用数据
3.6 In VEST模型计算
3.6.1 生境质量模型
3.6.2 水源涵养模型
3.6.3 土壤保持功能模型
3.7 研究方法
3.7.1 一元线性回归模型
3.7.2 偏相关分析
3.7.3 Hurst指数
3.7.4 Mann-Kendall趋势检验
3.7.5 年际波动程度计算
3.7.6 残差分析
4 气象因子时空分布与变化特征
4.1 降水的时空变化规律
4.1.1 降水时间序列变化
4.1.2 降水空间变化特征
4.2 温度时空变化规律
4.2.1 温度的时间序列变化
4.2.2 温度空间变化规律
4.3 风速时空变化规律
4.3.1 风速的时间序列变化
4.3.2 风速空间变化规律
4.4 小结
5 植被覆盖度时空分布与变化特征
5.1 植被覆盖度时间变化特征及趋势分析
5.1.1 植被覆盖度年际变化趋势分析
5.1.2 植被覆盖度年内变化趋势分析
5.1.3 植被覆盖度季节变化趋势分析
5.2 植被覆盖度空间变化特征分析
5.2.1 年均植被覆盖度空间分布规律
5.2.2 季节植被覆盖度空间分布规律
5.3 植被覆盖度对气象因子的响应
5.4 人类活动对植被覆盖的影响
5.5 小结
6 LAI时空分布与变化特征
6.1 LAI时间变化特征及趋势分析
6.1.1 LAI年际变化规律分析
6.1.2 LAI年内变化规律分析
6.1.3 LAI季节变化规律分析
6.2 LAI空间分布特征分析
6.2.1 LAI年际空间变化特征分析
6.2.2 LAI季节空间变化特征分析
6.3 LAI对气象因子的响应
6.4 小结
7 NPP时空分布与变化特征
7.1 CASA模型验证
7.2 区域NPP时间变化特征分析
7.2.1 NPP年际变化规律分析
7.2.2 NPP年内变化规律分析
7.2.3 NPP季节变化规律分析
7.3 区域NPP空间分布特征分析
7.3.1 年均NPP空间分布规律
7.3.2 NPP季节空间分布规律
7.4 NPP对气象因子的响应
7.5 小结
8 生境质量与主要生态功能分析
8.1 生境质量分析
8.1.1 模型参数处理
8.1.2 生境质量分析
8.2 水源涵养功能分析
8.3 土壤保持功能分析
8.4 小结
9 结论与展望
9.1 结论
9.2 展望
参考文献
个人简介
导师简介
致谢
【参考文献】:
期刊论文
[1]喀斯特地区退耕还林工程下生态系统服务变化与关系分析[J]. 高敏,王勇,高洁,王家录,毛泳. 水土保持研究. 2020(02)
[2]1982—2015年中国北方归一化植被指数(NDVI)变化特征及对气候变化的响应[J]. 何航,张勃,侯启,李帅,马彬,马尚谦. 生态与农村环境学报. 2020(01)
[3]基于InVEST模型的祁连山国家级自然保护区土壤保持现状与功能[J]. 陈童尧,贾燕锋,王佳楠,张宇,李萍,刘楚颖. 干旱区研究. 2020(01)
[4]三北防护林体系建设工程区森林水源涵养格局变化研究[J]. 王耀,张昌顺,刘春兰,甄霖. 生态学报. 2019(16)
[5]华北农牧交错区LUCC对生态系统服务及生态环境质量的影响——以内蒙古自治区多伦县为例[J]. 周佳宁,秦富仓,邹伟,刘佳,杨振奇,张连根. 水土保持通报. 2019(04)
[6]基于CASA模型和MODIS数据的甘南草地NPP时空动态变化研究[J]. 刘洁,孟宝平,葛静,高金龙,殷建鹏,侯蒙京,冯琦胜,梁天刚. 草业学报. 2019(06)
[7]近35年青藏高原植被带变化对气候变化及人类活动的响应[J]. 魏彦强,芦海燕,王金牛,孙建,王旭峰. 草业科学. 2019(04)
[8]基于InVEST模型的岷江上游生态系统水源涵养量与价值评估[J]. 刘菊,傅斌,张成虎,胡治鹏,王玉宽. 长江流域资源与环境. 2019(03)
[9]阴山北麓农牧交错区2000—2015年土壤流失及保持量变化研究[J]. 王彦阁,胡晓海,孙海莲,翟琇,梁继业. 西南林业大学学报(自然科学). 2019(02)
[10]中国西北地区NPP模拟及其时空格局[J]. 朱莹莹,韩磊,赵永华,奥勇,李军军,许凯波,刘冰,葛媛媛. 生态学杂志. 2019(06)
博士论文
[1]基于遥感和InVEST模型的辽宁省退耕还林工程生态效应评估[D]. 李慧颖.吉林大学 2019
[2]基于MODIS数据和光能利用率模型的中国陆地净初级生产力估算研究[D]. 李贵才.中国科学院研究生院(遥感应用研究所) 2004
硕士论文
[1]阿拉善盟2000-2015年土地利用变化与生态系统服务价值的评估[D]. 卢周扬帆.中国地质大学(北京) 2019
[2]西北干旱区植被覆盖动态及其对极端气温和降水过程的响应[D]. 祝稳.西北师范大学 2015
[3]植被指数计算区域植被覆盖度的适用性研究[D]. 任唯敏.西北大学 2012
[4]京津冀地区森林植被净初级生产力遥感估算研究[D]. 刘广.北京林业大学 2008
本文编号:3699722
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