青藏高原草地退化的自然和人为相对贡献评估

发布时间：2020-10-19 13:25

　　 草地是陆地生态系统的重要组成部分之一,也是发展畜牧业的重要经济资源之一,在中国乃至全球范围内都彰显着对生态环境与经济的重要作用。青藏高原有着丰富的生态链和自然资源,被誉为“世界第三极”,对全球的生态安全与经济活动都起到了重要的作用。近年来,青藏高原高寒草地在全球气候变暖和人类活动的共同影响下呈现出不同程度的退化趋势,导致青藏高原这个庞大的碳库的碳释放速度加快进而影响到了全球的气候变化。因此,研究青藏高原草地退化的现状及气象因子与人为影响因子对草地的影响至关重要。本文结合资料收集方法和遥感监测方法,对1982-2015年间青藏高原草地所覆盖的研究区中不同退化程度的草地的各气候因子、人口、放牧强度和草地植被指标进行计算,分析各个因子的时空变化以及青藏高原草地对不同的因子的响应。主要研究结果有:(1)1982-2015年青藏高原草地所覆盖的研究区的气象因子时空变化特征为:平均温度的时空变化均呈上升趋势,它的年均值的空间分布由西北地区向东南地区依次减弱。研究区年均降水随时间变化呈上升趋势,空间变化趋势则呈现由西向东递减的变化趋势。年均湿度在1982-2015年间的变化趋势与降水的降低趋势变化相反,年均湿度在空间分布中呈现由西北向东南递增的趋势。同时段中年均日照时长随时间变化呈现降低趋势,在青藏高原草地所覆盖的研究区的大部分区域平均日照时长也呈现出降低趋势。年均风速在34年间呈下降趋势变化,在空间上平均风速的变化呈由西北地区向东南地区递减的趋势分布。(2)1982-2015年青藏高原研究区人为影响因子及草地植被指标的时空变化特征为:人口数量随时间呈现出持续的增长趋势,在空间分布中人口数量在青藏高原研究区的东部区地区分布较为密集,西藏的大部分地区的人口密度较低。放牧强度的高值区同样也分布在青藏高原研究区的东部地区,且在34年间放牧强度随时间呈显著增加趋势,增速逐渐增大,导致放牧对青藏高原研究区的压力也日益增加。草地植被覆盖度随时间呈增加趋势,在空间上草地植被覆盖度由西北向东南地区逐渐增大并且大部分区域植被覆盖度均呈上升趋势。草地GPP也同样呈现上升趋势,在空间分布中草地GPP变化波动较大,大部分区域草地GPP均呈上升趋势。青藏高原草地植被覆盖度和草地GPP的时空变化表明,青藏高原的草地植被变化呈现出整体恢复局部退化的状况。(3)1982-2015年青藏高原研究区气象因子与草地GPP的关系有:草地GPP与年均温度的年际变化呈显著正相关关系,且在约90%的区域中两因子均呈显著正相关关系,说明温度的增加可能促进了草地生产力的升高。草地GPP与年均降水的年际变化相关性不显著,在青藏高原研究区的西北部分草地GPP与降水呈现出显著正相关关系,整体的显著性空间分布呈由西北向东南递减的变化趋势。草地GPP与湿度在1982-2015年的年际变化呈负相关关系,两因子相关显著性的空间分布呈由西向东减小的变化趋势,此外风速与草地GPP的年际变化也呈现负相关,研究区大部分县内两因子的显著性均呈显著负相关关系,此结果可能与风速的增加导致了植被蒸散量的上升从而降低了湿度影响了草地植被的生产力有关。年均日照时长与草地GPP随时间变化的相关性不显著,空间分布中的显著性由西北向东南地区增大。(4)放牧强度和人为活动因子对草地GPP的影响结果有:在研究区的大部分区域,草地GPP与人口数量呈现显著的正相关关系,且这些区域的人口基数相对较小,两因子的年际变化趋势呈现出显著正相关关系,可以看出基数较小的区域中人口的增加可在一定程度上促进了草地植被生长。放牧强度与草地GPP的相关系数空间波动性较大,空间上呈显著正相关的区域大于呈现显著负相关的区域,两因子的年际变化相关性呈显著正相关关系。(5)气象和人为活动影响对青藏高原研究区草地植被的相对贡献结果:当草地退化未达到一定程度时,人口增加与放牧强度加深对草地植被的生长不能起决定性的作用,不会因此影响到草地植被的生长,而草地退化程度较重时人口数量增加与过度的放牧或许会超出了草地可承受范围而对草地植被造成不利影响,说明在不同退化程度的草地中草地植被对人为与自然因素的响应可能也不同。因此,要结合当地的环境因素以及人为影响因素来对人为活动和放牧进行管理,因地制宜的制定相关政策,这样才能实现对青藏高原草地最大程度的保护。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S812.6
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 遥感在草地应用中的研究进展
        1.2.2 国内外草地退化研究进展
        1.2.3 草地退化治理措施
    1.3 研究内容及目的
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
        1.3.3 研究目的及意义
第二章 材料与方法
    2.1 研究区概况
    2.2 数据来源与预处理
        2.2.1 草地遥感数据来源与预处理
        2.2.2 气象因子数据来源与预处理
        2.2.3 草地GPP数据来源与预处理
        2.2.4 人口与牲畜及放牧强度数据来源与预处理
        2.2.5 草地退化等级分类
    2.3 研究方法
        2.3.1 趋势分析法
        2.3.2 双因子相关性分析
        2.3.3 面板数据模型分析
        2.3.4 线性混合模型分析
    2.4 本章小结
第三章 研究区气象因子、草地面积及草地GPP时空变化特征
    3.1 青藏高原研究区气象因子时空变化
        3.1.1 研究区平均温度时空变化特征
        3.1.2 研究区降水时空变化特征
        3.1.3 研究区湿度时空变化特征
        3.1.4 研究区日照时长时空变化特征
        3.1.5 研究区风速时空变化特征
    3.2 青藏高原研究区人口与放牧强度变化特征
        3.2.1 研究区人口时空变化特征
        3.2.2 研究区放牧强度变化特征
    3.3 青藏高原研究区草地植被覆盖度及GPP时空变化特征
        3.3.1 研究区草地植被覆盖度变化特征
        3.3.2 研究区草地GPP时空变化特征
        3.3.3 研究区草地退化等级划分空间分布
    3.4 本章小结
第四章 青藏高原研究区草地植被对气候和人为因子的响应
    4.1 研究区草地GPP对气候因子的响应
        4.1.1 研究区草地GPP与平均气温相关性分析
        4.1.2 研究区草地GPP与降水相关性分析
        4.1.3 研究区草地GPP与湿度相关性分析
        4.1.4 研究区草地GPP与日照时长相关性分析
        4.1.5 研究区草地GPP与风速相关性分析
    4.2 青藏高原研究区草地GPP对人口和放牧强度因子的响应
        4.2.1 研究区草地GPP与人口相关性分析
        4.2.2 研究区草地GPP与放牧强度相关性分析
    4.3 青藏高原研究区草地植被指数对气候和人为因子的响应
        4.3.1 面板数据模型分析
        4.3.2 线性混合模型分析
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简历

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本文编号：2847264