植被绿化对北半球中高纬度干旱半干旱区温度变化的影响
发布时间：2022-01-08 13:32
干旱半干旱地区是全球变暖过程中最敏感,最脆弱的地区之一,其增温速率远远高于其他地区,尤其是在冬季,被称为冬季显著增温现象。CMIP5多模式一致地预测干旱半干旱区在21世纪会持续扩张,这关系到数十亿居民的生活和许多发展中国家的切身利益。然而,与此同时,全球植被均表现出变绿的趋势,植被变绿现象是否会影响干旱半干旱地区的温度变化,机制如何,仍未清除。本论文通过观测资料和卫星遥感资料,分析了植被变绿对干旱半干旱地区温度变化趋势的影响,研究发现植被变绿与显著增温现象同时发生,而且都在北半球高纬度地区最显著。以此为切入点,本论文分析了植被变绿和显著增温对应的下垫面类型,进而分析植被变绿引起的蒸腾和反照率变化情况,及其在冬季和夏季对地表温度的影响,最后,利用二维能量平衡模式讨论了高纬度植被变绿对中纬度荒漠带演变的远程影响。主要结论包括以下几个方面:（1）基于CRU的再分析数据、GIMMS LAI3g数据、MODIS的landcover数据等,分析了1982-2014年全球的温度变化趋势、干旱指数、叶面积指数（LAI）、土地利用类型分布情况,结果表明全球总的干旱半干旱区面积占全球陆地面积的41%,在这...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）干旱区的全球分布情况（b）不同干旱指数地区温度变化趋势的平均值
兰州大学硕士学位论文植被绿化对北半球中高纬度干旱半干旱区温度变化的影响153.3干旱地区植被绿化现象与土地利用类型分布图3.3a显示了不同干旱指数地区LAI变化趋势的平均值，随着干旱指数变大即湿润程度变大，整体呈现了波动上升的趋势。随着干旱指数变大，LAI变化趋势首先在干旱指数介于0.10和0.20之间的区域出现一个峰值，数值为0.0297；随后在干旱指数介于0.20和0.30之间的区域达到一个低值，数值为0.0046；在干旱指数介于1.00和1.10之间的区域达到一个峰值，数值为0.0515；在干旱指数介于1.50和1.60之间的区域达到一个低值，数值为0.0170；最后在干旱指数大于2.00的区域达到最大值，数值为0.0729。图3.3（a）不同干旱指数地区LAI趋势的平均值（b）同种干旱半干旱区LAI趋势的平均值图3.3b显示了同种干旱半干旱区LAI变化趋势的平均值，极端干旱区的LAI变化趋势最小，数值为0.0121；湿润偏干区的LAI变化趋势最大，数值为0.0258；干旱区的温度变化趋势数值为0.0221，半干旱区的温度变化趋势数值为0.0128。整体来看，1982-2014年全球存在着植被变绿的现象；干旱指数越大，局地湿润程度越大，植被变绿越明显。图3.4（a）是全球土地利用类型分布，图3.4（b）反映了同类型干旱半干旱区上各种土地利用类型占比。对于极端干旱区，99.3％的面积为裸地或低植被覆盖地，以及开放灌丛、农作物、为草原、城市和建成区等土地类型分布；对于干旱区，42.5％的面积为裸地或低植被覆盖地，32.7％的面积为落叶阔叶林，20.9％的面积为草原，1.8％的面积为农作物，0.6％的面积为郁闭灌木丛，0.6％的面积为稀树草原，以及落叶阔叶林、作物或自然植被的镶嵌体、永久湿地、城市和建成区、多树草原等土地类型分布；对于半干旱区，61.7％的面积为草原，12.1％
兰州大学硕士学位论文植被绿化对北半球中高纬度干旱半干旱区温度变化的影响16的面积为农作物，10.8％的面积为开放灌木丛，4.6％的面积为稀树草原，2.0％的面积为多树草原，以及落叶针叶林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、郁闭灌木丛、作物或自然植被的镶嵌体、永久湿地、城市和建成区等土地类型分布；对于湿润偏干区，35.1％的面积为草原，22.8％的面积为农作物，14.1％的面积为稀树草原，11.0％的面积为开放灌木丛，6.8％的面积为多树草原，以及落叶针叶林、常绿阔叶林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、混生林、郁闭灌木丛、永久湿地等土地类型分布。图3.4不同干旱分区上的土地利用类型分布图3.5（a）展示了全球范围内不同土地利用类型上的LAI趋势。由于水体无法计算LAI，所以图中一共有16种土地利用类型。除永久湿地上的LAI趋势为-0.023，出现LAI指数负增长外，其余15种土地利用类型上LAI趋势均为正值。其中，作物或自然植被的镶嵌体上的LAI趋势最高，数值为0.08。常绿针叶林上的LAI趋势为0.031，常绿阔叶林上的LAI趋势为0.057，落叶针叶林上的LAI趋势为0.015，落叶阔叶林上的LAI趋势为0.040，混生林上的LAI趋势为0.059，郁闭灌木丛上的LAI趋势为0.012，开放灌木丛上的LAI趋势为0.008，多树草原上的LAI趋势为0.028，稀树草原上的LAI趋势为0.035，草原上的LAI趋势为0.020，农作物上的LAI趋势为0.049，城市和建成区上的LAI趋势为0.031，雪、冰上的LAI趋势为0.021，裸地或低植被覆盖地上的LAI趋势为0.001。
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄土高原不同植被覆被类型NDVI对气候变化的响应[J]. 刘静,温仲明,刚成诚. 生态学报. 2020(02)
[2]Progress in Semi-arid Climate Change Studies in China[J]. Jianping HUANG,Jieru MA,Xiaodan GUAN,Yue LI,Yongli HE. Advances in Atmospheric Sciences. 2019(09)
[3]全球变暖趋缓研究进展[J]. 苏京志,温敏,丁一汇,郜永祺,宋亚芳. 大气科学. 2016(06)
[4]二维能量平衡模式对若干气候问题的研究[J]. 李耀锟,巢纪平. 气象学报. 2014(05)
[5]CMIP5多模式对全球典型干旱半干旱区气候变化的模拟与预估[J]. 赵天保,陈亮,马柱国. 科学通报. 2014(12)
[6]干旱半干旱区气候变化研究综述[J]. 黄建平,季明霞,刘玉芝,张镭,龚道溢. 气候变化研究进展. 2013(01)
[7]热力学和动力学耦合的二维能量平衡模式中荒漠化气候的演变[J]. 巢纪平,李耀锟. 中国科学:地球科学. 2010(08)
[8]二维能量平衡模式中大气温度对二氧化碳增温效应的响应[J]. 巢纪平,李耀锟. 气象学报. 2010(02)
[9]全球变化与区域干旱化[J]. 符淙斌,马柱国. 大气科学. 2008(04)
[10]西北干旱区陆—气相互作用试验（NWC-ALIEX）及其研究进展[J]. 张强,黄荣辉,王胜,卫国安,曹晓彦,侯旭宏,吕世华,胡泽勇,马耀明,韦志刚,聂彦将,高洪春,高红梅,阎宇平. 地球科学进展. 2005(04)
本文编号：3576644
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）干旱区的全球分布情况（b）不同干旱指数地区温度变化趋势的平均值
兰州大学硕士学位论文植被绿化对北半球中高纬度干旱半干旱区温度变化的影响153.3干旱地区植被绿化现象与土地利用类型分布图3.3a显示了不同干旱指数地区LAI变化趋势的平均值，随着干旱指数变大即湿润程度变大，整体呈现了波动上升的趋势。随着干旱指数变大，LAI变化趋势首先在干旱指数介于0.10和0.20之间的区域出现一个峰值，数值为0.0297；随后在干旱指数介于0.20和0.30之间的区域达到一个低值，数值为0.0046；在干旱指数介于1.00和1.10之间的区域达到一个峰值，数值为0.0515；在干旱指数介于1.50和1.60之间的区域达到一个低值，数值为0.0170；最后在干旱指数大于2.00的区域达到最大值，数值为0.0729。图3.3（a）不同干旱指数地区LAI趋势的平均值（b）同种干旱半干旱区LAI趋势的平均值图3.3b显示了同种干旱半干旱区LAI变化趋势的平均值，极端干旱区的LAI变化趋势最小，数值为0.0121；湿润偏干区的LAI变化趋势最大，数值为0.0258；干旱区的温度变化趋势数值为0.0221，半干旱区的温度变化趋势数值为0.0128。整体来看，1982-2014年全球存在着植被变绿的现象；干旱指数越大，局地湿润程度越大，植被变绿越明显。图3.4（a）是全球土地利用类型分布，图3.4（b）反映了同类型干旱半干旱区上各种土地利用类型占比。对于极端干旱区，99.3％的面积为裸地或低植被覆盖地，以及开放灌丛、农作物、为草原、城市和建成区等土地类型分布；对于干旱区，42.5％的面积为裸地或低植被覆盖地，32.7％的面积为落叶阔叶林，20.9％的面积为草原，1.8％的面积为农作物，0.6％的面积为郁闭灌木丛，0.6％的面积为稀树草原，以及落叶阔叶林、作物或自然植被的镶嵌体、永久湿地、城市和建成区、多树草原等土地类型分布；对于半干旱区，61.7％的面积为草原，12.1％
兰州大学硕士学位论文植被绿化对北半球中高纬度干旱半干旱区温度变化的影响16的面积为农作物，10.8％的面积为开放灌木丛，4.6％的面积为稀树草原，2.0％的面积为多树草原，以及落叶针叶林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、郁闭灌木丛、作物或自然植被的镶嵌体、永久湿地、城市和建成区等土地类型分布；对于湿润偏干区，35.1％的面积为草原，22.8％的面积为农作物，14.1％的面积为稀树草原，11.0％的面积为开放灌木丛，6.8％的面积为多树草原，以及落叶针叶林、常绿阔叶林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、混生林、郁闭灌木丛、永久湿地等土地类型分布。图3.4不同干旱分区上的土地利用类型分布图3.5（a）展示了全球范围内不同土地利用类型上的LAI趋势。由于水体无法计算LAI，所以图中一共有16种土地利用类型。除永久湿地上的LAI趋势为-0.023，出现LAI指数负增长外，其余15种土地利用类型上LAI趋势均为正值。其中，作物或自然植被的镶嵌体上的LAI趋势最高，数值为0.08。常绿针叶林上的LAI趋势为0.031，常绿阔叶林上的LAI趋势为0.057，落叶针叶林上的LAI趋势为0.015，落叶阔叶林上的LAI趋势为0.040，混生林上的LAI趋势为0.059，郁闭灌木丛上的LAI趋势为0.012，开放灌木丛上的LAI趋势为0.008，多树草原上的LAI趋势为0.028，稀树草原上的LAI趋势为0.035，草原上的LAI趋势为0.020，农作物上的LAI趋势为0.049，城市和建成区上的LAI趋势为0.031，雪、冰上的LAI趋势为0.021，裸地或低植被覆盖地上的LAI趋势为0.001。
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄土高原不同植被覆被类型NDVI对气候变化的响应[J]. 刘静,温仲明,刚成诚. 生态学报. 2020(02)
[2]Progress in Semi-arid Climate Change Studies in China[J]. Jianping HUANG,Jieru MA,Xiaodan GUAN,Yue LI,Yongli HE. Advances in Atmospheric Sciences. 2019(09)
[3]全球变暖趋缓研究进展[J]. 苏京志,温敏,丁一汇,郜永祺,宋亚芳. 大气科学. 2016(06)
[4]二维能量平衡模式对若干气候问题的研究[J]. 李耀锟,巢纪平. 气象学报. 2014(05)
[5]CMIP5多模式对全球典型干旱半干旱区气候变化的模拟与预估[J]. 赵天保,陈亮,马柱国. 科学通报. 2014(12)
[6]干旱半干旱区气候变化研究综述[J]. 黄建平,季明霞,刘玉芝,张镭,龚道溢. 气候变化研究进展. 2013(01)
[7]热力学和动力学耦合的二维能量平衡模式中荒漠化气候的演变[J]. 巢纪平,李耀锟. 中国科学:地球科学. 2010(08)
[8]二维能量平衡模式中大气温度对二氧化碳增温效应的响应[J]. 巢纪平,李耀锟. 气象学报. 2010(02)
[9]全球变化与区域干旱化[J]. 符淙斌,马柱国. 大气科学. 2008(04)
[10]西北干旱区陆—气相互作用试验（NWC-ALIEX）及其研究进展[J]. 张强,黄荣辉,王胜,卫国安,曹晓彦,侯旭宏,吕世华,胡泽勇,马耀明,韦志刚,聂彦将,高洪春,高红梅,阎宇平. 地球科学进展. 2005(04)
本文编号：3576644
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