碳水利用效率包括碳利用效率(Carbon use efficiency,CUE)和水分利用效率(Water use efficiency,WUEhCUE反映植被生態(tài)系統(tǒng)在光合作用下將大氣中CO2轉(zhuǎn)化為生物量能力的大小,亦可評(píng)判影響植被生產(chǎn)力的呼吸作用的大小,而WUE可以直觀(guān)評(píng)價(jià)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳水耦合程度并反映其耦合性。寧夏生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜多樣,主要包括農(nóng)田、草地、森林、聚落、荒漠、水體與濕地、其他這七類(lèi)。在過(guò)去的十幾年中,寧夏在中南部地區(qū)實(shí)施了退耕還林、退牧還草等生態(tài)恢復(fù)工程,北部灌區(qū)也在進(jìn)行農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化,這很大程度上改變了該區(qū)域的土地覆蓋類(lèi)型和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的碳累積能力和水循環(huán)過(guò)程發(fā)生變化。然而,區(qū)域尺度上不同生態(tài)系統(tǒng)的CUE和WUE有何特征,近幾十年如何變化尚不清楚。為此,本文基于MODIS數(shù)據(jù)、生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型等空間數(shù)據(jù),利用遙感結(jié)合地理信息系統(tǒng)的時(shí)空分析手段,研究了 2000-2017年寧夏不同生態(tài)系統(tǒng)的CUE和WUE特征,探討了他們時(shí)空變化的影響因子,研究主要結(jié)果如下:(1)年內(nèi)尺度上,寧夏陸地生態(tài)系統(tǒng)的CUE與該區(qū)域植物的呼吸消耗成極顯著負(fù)相關(guān)(R=-0.959,P0.01),與植被總初級(jí)生產(chǎn)力(R=-0.88,P0.01)以及降水量(R=-0.84,P0.01)也呈極顯著負(fù)相關(guān);WUE變化與ET(Evapotranspiration,ET)呈顯著正相關(guān)(P0.05),與NPP(Net primary production,NPP)呈極顯著正相關(guān)(P0.01),這與植被的年內(nèi)季節(jié)性生長(zhǎng)過(guò)程有關(guān)。年際尺度上,寧夏陸地生態(tài)系統(tǒng)WUE與年蒸散有極顯著負(fù)相關(guān)性(P0.01),而與凈初級(jí)生產(chǎn)力沒(méi)有相關(guān)性。(2)全區(qū)陸地生態(tài)系統(tǒng)的年均CUE為0.78,值域在0.46—0.86之間,CUE分布呈現(xiàn)出空間異質(zhì)性;不同生態(tài)系統(tǒng)的CUE差異較大,在同類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)中,植被生物量和蓋度越高的二級(jí)亞類(lèi),其CUE不一定越高,草地和林地的各亞類(lèi),其植被生物量和蓋度與其CUE成反比。寧夏陸地生態(tài)系統(tǒng)CUE年內(nèi)呈現(xiàn)雙峰形態(tài)分布,年際間存在著下降趨勢(shì)。(3)影響不同生態(tài)系統(tǒng)年內(nèi)生長(zhǎng)季CUE的因素不同,排除植物呼吸這一影響因子外,對(duì)草地、荒漠、聚落以及其他生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生最大影響的因子為GPP,對(duì)農(nóng)田、森林、水體及濕地生態(tài)系統(tǒng)而言是ET,而對(duì)其他生態(tài)系統(tǒng)而言,降水是CUE的最大影響因子。(4)全區(qū)年均WUE為1.03 g·C/kg·H20,值域在0.55-2.98 g-C/kg·H20之間,總體上呈現(xiàn)南北高、中部低的特征。不同生態(tài)系統(tǒng)的WUE差異也比較大,由高到低為水體及濕地、森林、農(nóng)田、草地、聚落、荒漠和其他生態(tài)系統(tǒng),但是在同類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)中,植被生物量和蓋度越高的亞類(lèi)生態(tài)系統(tǒng),其WUE也越高。與此同時(shí),該地區(qū)陸地生態(tài)系統(tǒng)的WUE也存在著0.0141 g·C/kg·H2O·a的下降趨勢(shì),但在年內(nèi)WUE呈典型的單峰形態(tài),變化范圍在0.02-2.16 g·C/kg·H20之間。(5)根據(jù)ET強(qiáng)弱和WUE高低,可將寧夏陸地生態(tài)系統(tǒng)水分利用效率特征劃分為4類(lèi)。即低ET低WUE區(qū)、低ET高WUE區(qū)、高ET低WUE區(qū)和高ET高WUE區(qū)。寧夏的生態(tài)恢復(fù)工程在增強(qiáng)植被生產(chǎn)力的同時(shí),也增強(qiáng)了區(qū)域水分消耗,致使陸地生態(tài)系統(tǒng)整體水分利用效率下降,這為寧夏未來(lái)水資源調(diào)控和生態(tài)重建提供了科學(xué)依據(jù)。
【學(xué)位單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TP79;Q948
【部分圖文】：

Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｉｄｅａｓ??綜合以上思路，本論文的具體研究?jī)?nèi)容如下：??（１）?ＭＯＤＩＳ數(shù)據(jù)的合成以及氣象數(shù)據(jù)的插值??ＭＯＤＩＳ數(shù)據(jù)包括陸地４級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品ＭＯＤ１７Ａ２，主要為８天合成的ＧＰＰ數(shù)據(jù)和ＮＰ據(jù)，以及ＭＯＤ１６Ａ２，主要為８天合成的ＥＴ數(shù)據(jù)，空間分辨率均為０．５ｋｍ。由于ＭＯＤＩＳ數(shù)高時(shí)間分辨率，可以利用８天合成的ＧＰＰ、ＮＰＰ以及ＥＴ加權(quán)計(jì)算月尺度以及年尺度的植被力以及蒸散量。從而更進(jìn)一步計(jì)算研究區(qū)的碳利用效率和水利用效率。??（２）?生態(tài)系統(tǒng)的分類(lèi)??以中國(guó)寒區(qū)旱區(qū)科學(xué)數(shù)據(jù)中心發(fā)布的２０丨０年１：１０萬(wàn)土地利用數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，參照中國(guó)科態(tài)環(huán)境研宄中心的生態(tài)系統(tǒng)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)研宂區(qū)的范圍進(jìn)行提取，按照一級(jí)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)分為草地、森林、水體及濕地、荒漠、聚落和其他七大生態(tài)系統(tǒng)。按照二級(jí)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)主要植態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)分，共分為水田、平原旱地、丘陵旱地、山地旱地、低覆蓋度草地、中覆蓋度草高覆蓋度草地、其他林地、疏林地、灌木林以及有林地共１１個(gè)亞類(lèi)。??（３）?碳水利用效率的計(jì)算及時(shí)序變化特征??利用植被凈初級(jí)生產(chǎn)力與總初級(jí)生產(chǎn)力之比來(lái)計(jì)算２０００－２０１７年研究區(qū)的碳利用效率，具有時(shí)間序列的年內(nèi)和逐年的寧夏全區(qū)ＣＵＥ，通過(guò)計(jì)算ＣＵＥ的多年均值研究寧夏ＣＵＥ的空。

草地和森林面積增長(zhǎng)�，F(xiàn)在的寧夏，生態(tài)系統(tǒng)種類(lèi)多樣且分布不均，可分為農(nóng)田生態(tài)??系統(tǒng)、草地生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)、聚落生態(tài)系統(tǒng)、荒漠生態(tài)系統(tǒng)、其他生態(tài)系統(tǒng)以及水體與??濕地生態(tài)系統(tǒng)這７大類(lèi)（圖２－１），農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)主要分布在引黃灌溉區(qū)和中南部部分丘陵雨養(yǎng)農(nóng)??業(yè)區(qū)，面積約為１．６７ｘｌ０４?ｋｍ２，占全區(qū)面積的３２．２０％；草地生態(tài)系統(tǒng)廣泛分布于寧夏中部千旱帶、??－１０－??

３．２凈初級(jí)生產(chǎn)力特征??３．２．１?ＮＰＰ年際變化特征分析??寧夏陸地生態(tài)系統(tǒng)２０００－２０１７年的年均ＮＰＰ值變化如圖３－３所示，近１８年的寧夏陸地生態(tài)??系統(tǒng)ＮＰＰ處于不斷起伏上升的趨勢(shì)，其上升趨勢(shì)通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)（Ｐ＜０．０１），線(xiàn)性趨勢(shì)分析結(jié)??果表明，其增長(zhǎng)斜率為５．３７?ｇ＿Ｃ／ｍ２?ａ。其中，２０００年的ＮＰＰ均值最小，約為１４２．００?ｇ?Ｃ／ｍ２?ａ，??在２０１２年全區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的ＮＰＰ均值達(dá)到最高，為２８２．７３?ｇ＿Ｃ／ｍ２?ａ。雖然２００５－２００９年，全區(qū)ＮＰＰ??波動(dòng)不明顯，但從總體上看，］８年間的寧夏ＮＰＰ年際變化程波動(dòng)性上升趨勢(shì)。??３００??ｒ?５．３７３８．ＶＨ－?１７４．６２?／??２５０?Ｐ?＜０．０１?／?？？？－？??Ｌ??１００?；???；?：?＇?＇?１?；?＾！?：?＾！????２０００?２００２?２００４?２００６?２００８?２（丨丨?０?２０１２?２０１４?２０１６??年份??圖３－３?２０００－２０１７年寧夏陸地生態(tài)系統(tǒng)ＮＰＰ多年均值年際變化趨勢(shì)??Ｆｉｇ?３－３?Ｔｒｅｎｄ?ｏｆ?ａｎｎｕａｌ?ａｖｅｒａｇｅ?ＮＰＰ?ｆｒｏｍ?２０００?ｔｏ?２０１７?ｉｎ?ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ?ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ?ｏｆ?Ｎｉｎｇｘｉａ??－１９－??
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本文編號(hào)：2874368