近17年长江黄河源区ET时空特征及其与气候因子响应关系研究

发布时间：2020-08-04 12:25

【摘要】：长江黄河源区地处青藏高原东缘,具有独特的自然生境和丰富的自然资源,是我国西南部重要的生态安全屏障。地表蒸散发(ET)作为水循环的关键环节,是水循环研究和水资源管理的重要研究对象之一,对区域气候调节和生态系统水源涵养与保护等意义重大。本文基于MODIS ET数据产品,结合气象数据、土地利用类型数据和DEM数据,利用栅格分析、趋势分析和相关分析等方法,重点研究了2001-2017年长江黄河源区ET时空变化特征、不同土地利用类型及不同高程和坡度下的ET变化规律,探讨了ET与气候因子的响应关系。取得的结果如下:(1)长江黄河源区年际ET值介于352.76~452.41 mm/a之间,多年平均ET值约419.42 mm,距平相对变化显著;近17年ET呈波动增加趋势,变化率约12.50 mm/10a;多年平均ET空间分异特征明显,西部ET显著弱于中部和东部地区,最强ET位于长江黄河源区东部。(2)年内ET呈周期性单峰变化趋势,7月达到峰值;ET的季节性差异明显,四季ET值从大到小依次为:夏季春季秋季冬季。春季ET呈显著增加趋势,变化率约1.00 mm/a,春季平均ET值在空间分布上自西向东逐渐增大;夏季ET呈微弱增加趋势,变化率约0.17 mm/a,夏季平均ET值自西向东逐渐增大;秋季ET呈微弱减少趋势,变化率约-0.02 mm/a,研究区各市县的秋季平均ET值较接近;冬季ET呈微弱增加趋势,变化率约0.09 mm/a,冬季平均ET值自西向东逐渐减小且空间分布不均衡。(3)近17年各土地利用类型ET值呈先减后增变化,不同土地利用类型ET值的大小规律基本相同:林地草地沙裸地沼泽地其它,草地ET值的分布规律基本为:高覆盖度草地中覆盖度草地低覆盖度草地。研究区ET值随高程的增加而逐渐减小;坡度在0~20°之间,ET值随着坡度的增加而逐渐减小;坡度大于20°,ET值随坡度的增加而增加。(4)年际ET与同期气温、风速呈正相关关系,与相对湿度、降水量和日照时数呈负相关关系;偏/复相关分析表明,气温、相对湿度对年际ET的影响最大。春季ET与同期气温、风速和降水量呈正相关关系,与相对湿度、日照时数呈负相关关系;偏/复相关分析表明,风速和相对湿度对春季ET的影响最强。夏季ET与同期降水量、相对湿度呈正相关关系,与气温、风速、日照时数呈负相关关系;偏/复相关分析表明,降水和日照时数对夏季ET的影响最大。秋季ET和冬季ET分别与同期气温、风速和日照时数呈正相关关系,与同期降水量、相对湿度呈负相关关系;偏/复相关分析表明,气温和相对湿度对秋季ET的影响最强,风速和相对湿度对冬季ET的影响最强。(5)ET气候因子驱动分析表明,年际ET变化的气候驱动因子主要为气温,春季为相对湿度,夏季为日照时数,秋季为气温,冬季为相对湿度。
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P461
【图文】：

长江黄河源区地处青藏高原东缘，区内水系发育，河网密布，冰川纵横，湖泊众多，是长江、黄河的发源地和汇水区（任又成，2012；郝亚蒙，2018），素有江河源之称（杜际增 等，2015）。目前，对长江黄河源区地理范围的研究没有统一的界定，本研究在参考前人关于地理学和水文学范围界定的基础上，根据区域内山脉分布、河流汇聚状况，确定本文所研究的长江黄河源区范围，即特指地理范围介于 32°06′~35°08′ N，90°09′~101°06′ E 之间的区域，位于青海省南部三江源自然生态保护区内（乔慧捷 等，2018）。长江黄河源区包括 12 个市县级行政单元，分别为青海省玛沁县、曲麻莱县、甘德县、久治县、达日县、称多县、杂多县、玛多县、治多县和玉树市、格尔木市以及四川省的石渠县，总面积约 212,693.81 km2（图 2-1）。其中，长江源区西起格尔木市，东至称多县，其地理范围介于 32°06′~35°05′ N，90°09′~97°04′ E 之间，源区面积约 157,525.32 km2；黄河源区西起青海省曲麻莱县，东至久治县，地理位置介于32°03′~35°08′ N，95°06′~101°06′ E之间，源区面积约55,168.49 km2。

图 2-2 改进型 MODIS ET 算法流程图（据 Mu et al.（2011），经修改）研究选用的 2001-2017 年 MOD16A2 ET 数据，来源于美国国家航空航天局（NASA）（https://www.nasa.gov），覆盖研究区的遥感卫星轨道号为 h25v05 和h26v05，每个轨道号每年共 46 景遥感影像。此外，因 2001 年 6 月缺少2001177.h25v05 和 2001177.h26v05，2008 年 1 月缺少 2008025.h26v05，2008 年4 月缺少 2008089.h25v05 和 2008089.h26v05，2008 年 6 月缺少 2008177.h25v05，2008 年 7 月缺少 2008209.h25v05 和 2008209.h26v05，2008 年 10 月缺少2008273.h25v05，故 2001-2017 年研究区影像共 1555 景。在后期 ET 数据的处理过程中，分别用邻近年份相同轨道号影像代替以上缺失的 9 景影像（表 2-1）。表 2-1 长江黄河源区 MOD16A2 ET 数据信息年份 下载影像数 缺值影像轨道号 替代影像轨道号2001 90 景 2001177.H25v05 2001177.H26v05 2002177.H25v05 2002177.H26v052002 92 景 无 无 无 无

2010 92 景 无 无 无 无2011 92 景 无 无 无 无2012 92 景 无 无 无 无2013 92 景 无 无 无 无2014 92 景 无 无 无 无2015 92 景 无 无 无 无2016 92 景 无 无 无 无2017 92 景 无 无 无 无利用 MRT（MODIS Reprojection Tools）将下载的 MOD16A2 ET 数据进行格式转换、重投影和影像镶嵌等预处理工作，根据 MOD16 全球 ET 产品说明文件和 ET_QC 数据进行统计分析以及异常值剔除，生成研究所需的 ET 初始数据（叶红 等，2018）。特别地，本文以 2009185.h25v05.hdf 和 2009185.h26v05.hdf 两幅影像作为长江黄河源区 ET 数据的预处理示例，展示研究区 ET 数据预处理前后的对比效果（图 2-3）。

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本文编号：2780546