蒙古高原积雪变化及对草地植被物候影响的研究

发布时间：2020-09-09 17:57

　　在全球变暖的背景下,北半球积雪面积呈现减少趋势,而在降水稀少的干旱半干旱地区,积雪融水是重要的水源。积雪可以避免植被冻伤,直接或间接影响草地植被的返青、生长期及生产力。本文以蒙古高原作为研究区,利用2000~2017年MODIS数据对蒙古高原积雪和物候进行时空动态监测,在此基础上利用相关性分析方法和灰色关联分析方法研究积雪对不同类型的草地植被物候的影响。主要结论如下:(1)2000~2017年蒙古高原积雪覆盖率、积雪日数、积雪反照率主要呈减少趋势,初雪日期、终雪日期主要呈提前趋势。但蒙古高原东部呼伦贝尔高原和东南部锡林郭勒高原积雪覆盖率和积雪日数呈增长趋势。2000~2017年蒙古高原积雪覆盖率在30~50%之间,其中蒙古阿尔泰山、杭爱山海拔在2000m以上的地区多年平均积雪覆盖率最高(60%以上)而且多年平均积雪日数最长(120天以上),阿拉善高原的沙漠和戈壁地区多年平均积雪覆盖率最低(不足5%)而且多年平均积雪日数最短。1月份积雪覆盖率最高(46.26%);2002年积雪覆盖率最高(36.83%);2014年积雪覆盖率最低(21.55%)。初雪日期从西南向北提前;最早出现在9月份,分布在蒙古阿尔泰山、萨彦岭;最晚出现在1月份,分布在阿拉善高原。终雪日期从西南向北推迟;最早出现在1月份,零星分布在阿拉善高原部分地区;最晚出现在4月份,主要分布在蒙古阿尔泰山脉、杭爱山、萨彦岭、肯特山及大兴安岭和呼伦贝尔高原部分地区。积雪反照率有从北向东南和西南减小的分布规律。(2)2001~2017年蒙古高原NDVI、生长季长度主要呈增长趋势,生长季开始时间、生长季结束时间主要呈提前趋势。2001~2017年蒙古高原西南地区NDVI小,北部、东部地区NDVI大。生长季开始时间集中出现在4月中旬至5月中旬,萨彦岭、杭爱山植被生长季开始时间在5月中旬之后,是进入生长季最晚的地区。生长季结束时间集中出现在9月16日~10月10日之间,萨彦岭、杭爱山植被生长季结束时间在9月之前,是生长季结束最早的地区。蒙古高原西北部阿尔泰山、杭爱山、萨彦岭生长季长度在110天以下;西北部蒙古阿尔泰山和杭爱山间的地区、北部大部分地区、东部大兴安岭以西内陆草原地区,生长季长度在110~140天之间;中部、西南部及东部大兴安岭地区生长季长度多在160~209天;南部河套平原生长季长度多在98~124天;东南部乌兰察布高原生长季长度多在140~160天之间。(3)积雪季节终雪日期推迟、积雪覆盖率和积雪日数增大会使得蒙古高原草甸草原、典型草原、荒漠草原、高山草原的生长季开始时间推迟、生长季结束时间提前、生长季长度缩短。初雪日期推迟会使得草甸草原生长季开始时间推迟、荒漠草原生长季结束时间提前,使得其他3种草地植被类型生长季开始时间提前,生长季结束时间推迟。初雪日期推迟还会使4种草地植被类型生长季长度延长。(4)积雪季节终雪日期、积雪日数、积雪覆盖率对蒙古高原4种草地类型生长季开始时间的影响程度各不相同,但初雪日期对4种草地类型生长季开始时间影响最小。积雪覆盖率对草甸草原生长季开始时间影响最大,终雪日期次之;终雪日期对典型草原生长季开始时间影响最大,积雪日数次之;积雪日数对荒漠草原生长季开始时间影响最大,积雪覆盖率次之;终雪日期对高山草原影响最大,积雪覆盖率次之。初雪日期、终雪日期、积雪覆盖率、积雪日数对蒙古高原每种草地类型的生长季结束时间、生长季长度的影响程度相同,但不同种植被类型间积雪参数对生长季结束时间、生长季长度的影响程度各不相同。初雪日期对蒙古高原4种草地类型生长季结束时间、生长季长度影响最大,终雪日期次之。本文通过分析积雪、物候时空分布特征及积雪对草地植被的影响,不仅对全球能量循环和全球气候变化有重要意义,也能为生态、农业以及防灾减灾等诸多领域提供信息服务。
【学位单位】：内蒙古师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P426.635;Q948
【部分图文】：

技术路线图

位置,亚欧大陆,蒙古国,产品数据

蒙古高原地处亚欧大陆中部，冬季是亚洲大陆冷源之一，拥有丰富的积雪资源，但气候差异性明显，地形地貌复杂多样，地表植物种类分布有明显的地带性。本章从地理位置、地形、气候、植被等方面介绍研究区概况，还介绍了论文中使用的积雪产品数据、NDVI 产品数据、预处理方法及研究方法。2.1 研究区概况2.1.1 研究区地理位置蒙古高原位于 37°22′ N~53°20′ N，87°43′ E~126°04′ E，地处亚欧大陆中心位置，行政区划上包括蒙古国全境、俄罗斯西伯利亚南部、中国北部内蒙古自治区全境和西北部新疆维吾尔自治区部分地区[61]。本文选取蒙古高原主体部分，即蒙古国和中华人民共和国内蒙古自治区作为研究

空间分布,积雪,覆盖率,季节

（2）年内变化研究区多年月平均 SCF 呈单峰分布，SCF 值在 9 月最小，为 5.88%；在翌年 1 月最大，为 67.49%（图 3.2）。研究区年内积雪由两个阶段组成，分别为积雪积累阶段和积雪消融阶段。积雪积累阶段始于 9 月，此时 SCF 不足 10%。10 月、11 月 SCF 快速增长，随后增速变缓，至翌年 1 月，SCF 达到最大值，此时研究区 65%以上的区域有积雪覆盖。积雪消融阶段始于翌年 2 月，翌年 3 月、4 月积雪快速消融，至翌年 4月，SCF 为 21.79%。图 3.1 2000-2017 年研究区积雪季节平均积雪覆盖率空间分布

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