基于多指数的西南云贵地区多年干湿变化时空特征及其对植被影响研究

发布时间：2020-06-20 04:49

【摘要】：气候干湿变化是全球变化研究中的重点问题,其中干旱是影响我国最为严重的自然灾害。干湿变化估算依赖于所采取的指标,如降水和干旱指数等。相关研究表明不同干旱指数在设计过程中具有不同的适应性,因此如何获取确定性干湿变化一般需要确认不同指数的共同变化特征。西南云贵地区虽然相对湿润,但在2009-2012年间经历了罕见的干旱事件,因此本文选择该地区作为研究区。本文拟选择温度、降水、物理干旱指数PDSI(及其变形scPDSI)、统计干旱指数SPEI,以及基于水文模型模拟的土壤湿度分位数(VCPCT),从多指数的角度,全面分析研究区在1961-2012年间的年际干湿变化的时空特征,特别是多指数一致性规律,从而理清该地区长期干湿变化的确定性趋势。植被(包括自然植被和农田)的生长主要受到温度、光照和水分等气象条件的影响,干旱事件会对植被产生巨大的影响,植被也是干旱事件中重要的受灾对象。因此,本文选取了归一化植被指数(NDVI)作为指标,研究其与降水、多个干旱指数之间的相关性,确定影响该地区植被变率的主要因素。进一步重点分析西南大旱(2009-2012)年间,研究区的干旱程度状况,包括干旱的强度、面积以及持续时间等特征,同时通过整理国家统计数据中的农业数据集,将该干旱事件对农业的影响进行了评估。研究的主要研究结果与结论如下:(1)云贵地区雨热同期,降水主要集中在6-8月,同时也是气温最高时期。在空间分布上,云贵地区整体年均温度变化基本随着纬度增加而增高,由于地形原因,云南西北部年均温度最低,降水量最少,年均降水量由低纬向高纬递减。基于干旱指数分析,1961-2012年间,云南整体上偏湿,贵州整体上偏干,云南西部、中部和南部普遍偏湿,但云南西北由于高原地形原因偏干。可能由于降水不足、温度升高等原因,云南中部在春季和夏季湿润范围减小。(2)1961-2012云贵地区温度呈上升趋势,年际变率为0.015°C/a,全年和四季的上升趋势显著(P0.1),秋冬两季上升趋势相对较大,整体上冬半年升温速度高于夏半年。研究区降水量呈下降趋势,年平均与四季的年际时间序列都呈现下降趋势,其中年平均和夏秋季节下降趋势显著(P0.1)。5种干旱指数整体上都呈下降趋势,即研究区在1961-2012年间呈现变干趋势,由于多指数趋势性一致,可以认为这种变化的确定性较高。其中夏秋冬三季的变干趋势较春季明显,且冬半年下降趋势比夏半年明显。因此,云贵地区整体往偏干趋势发展。(3)在空间干湿变化趋势上,云南和贵州整体上呈现温度上升、降雨量下降趋势。其中云南增温要比贵州明显,而降水方面两省年际变化较为一致。从季节上看,云南春季降水增加显著,而同期贵州降水减少,导致该时期两省变化不一致性较强。从5个干旱指数变化的空间形态上看,形态较为一致。贵州相比云南变干更为明显,且最为显著的地区是两省交界处。(4)1982-2012年间NDVI的季节形态与温度和降水的一致。31年间研究区NDVI年际变化呈现显著上升趋势,变率为0.8*10~(-3)/a,(P0.1)。也就是NDVI并没有因为干旱趋势而下降,反而上升。且NDVI在全年、春季、秋季、5月份、11月份呈显著上升趋势,4月份的上升速率最大,为0.0024/a,其中春季对全年的上升趋势贡献最大。通过比较NDVI与降水、温度、各指数相关性,发现研究区植被对于温度的敏感性最高,呈正相关,全年、春季、冬季NDVI与温度额相关性高且显著,植被与降水量整体呈负相关,而植被对干旱指数的敏感性不高。温度可能是影响该地区植被变率的主要因素。但是,在特大干旱时期,干旱对植物生长、粮食生产影响明显。因此,当干旱达到一定程度阈值时才会对植被产生影响,而一般性的干湿变化波动对植被产生影响不显著。在2009-2012年西南大旱期间,云南2010年夏收粮食出现显著减产,而贵州2010年夏收粮食和2011年秋粮产量都出现了显著减产。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q948
【图文】：

技术路线图,干旱事件,创新点,信息工程

南京信息工程大学硕士学位论文温度、降水量、各干旱指数之间的相关性，研究该地区影响植被的主要气象要素。第五章：研究区典型干旱事件分析。选取 2009-2012 年西南大旱事件为例，分析典干旱事件期间各指数对干旱过程的描述，并分析典型干旱事件对植被和粮食产量的影。第六章：结论与展望。对本文内容和结论进行了总结，阐述本文的不足之处，明确下来的工作，表明本文的创新点。3.3 技术路线图

概况,跨度,纵距,西藏自治区

第二章研究区概况与数据方法介绍第二章研究区概况与数据方法介绍1 研究区概况云贵地区是指我国云南和贵州两省，位于我国西南边境地带，大致位于 21.14.31°N 和 97.52°- 109.35°E 之间，云贵地区北接四川省、重庆市，南面和越南、缅挝三国接壤，西北面是西藏自治区，东面与湖南省、广州壮族自治区毗邻。（图 2.1地区省界图）云南省东西跨度 864.9km，南北纵距达 990km；贵州省东西跨度 595k南北距离 509km，两地总面积约有 57 万平方千米，占全国陆地面积约 5.9%。

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