【摘要】:亞洲中部干旱區(qū)位于歐亞大陸核心區(qū),是北半球溫帶和暖溫帶地區(qū)面積最大的干旱區(qū),是西風系統(tǒng)控制下的氣候變化敏感區(qū)和生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)。該區(qū)氣候干旱、植被稀疏、風沙活動頻繁,嚴酷的生態(tài)環(huán)境深刻地制約著區(qū)域經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。近十幾年來亞洲中部干旱區(qū)氣溫整體偏高,降水量整體偏少,人類活動強度增大。暖干化的氣候和密集的人類活動將對亞洲中部干旱區(qū)植被變化產(chǎn)生怎樣的影響?其作用過程和機制如何? 基于上述科學問題,本文以MODIS NDVI數(shù)據(jù)、氣溫和降水量格點數(shù)據(jù)、土地利用覆蓋變化數(shù)據(jù)等為基礎,運用趨勢分析、相關分析、多元線性回歸分析、殘差分析等多種數(shù)理統(tǒng)計方法,研究了2000-2012年亞洲中部干旱區(qū)植被NDVI的空間分布,植被NDVI的年際變化趨勢及其空間差異性,植被生長季平均氣溫和累積降水量的年際變化趨勢及其空間差異性,年內(nèi)植被生長對氣溫和降水量變化的滯后性,氣溫和降水量變化與植被變化的關系,氣候要素變化和人類活動對植被變化的可能影響;谝陨戏治鲅芯,本文得到以下主要結論: 1、亞洲中部干旱區(qū)植被NDVI年最大化值(NDVImax)的經(jīng)度分布格局為東、西部低而中部高。隨經(jīng)度由西向東,植被NDVImax逐漸減小。植被NDVImax的緯度分布格局為南部低而北部高。隨緯度由低到高,植被NDVImax先穩(wěn)定波動后逐漸增大。植被NDVImax的地形分布格局為中低海拔區(qū)高而高海拔區(qū)低,其隨坡度增大逐漸減小,與坡向無明顯變化關系。 2、2000-2012年亞洲中部干旱區(qū)植被整體呈不顯著退化趨勢,植被NDVImax的年際變化率為-0.3%/a(p0.05)。森林變化最為劇烈,其次為濕地和草原,灌叢變化最為穩(wěn)定。亞洲中部干旱區(qū)植被退化區(qū)和改善區(qū)面積百分比分別占研究區(qū)總面積的43.56%和18.68%,其中植被顯著退化和顯著改善區(qū)面積百分比分別占研究區(qū)總面積的9.16%和2.30%。植被顯著退化區(qū)主要分布在烏拉爾河下游、圖爾蓋高原、哈薩克丘陵、西西伯利亞平原南部、興都庫什山西北部、阿爾泰山、天山西部、阿拉套山北部、伊犁河中上游和艾丁湖流域。植被顯著改善區(qū)則主要分布在咸海周邊、巴爾喀什湖東部、額爾齊斯河上游、準噶爾盆地南部、塔里木盆地綠洲、祁連山和賀蘭山。 3、2000-2012年亞洲中部干旱區(qū)植被生長季平均氣溫整體呈顯著上升趨勢,其年際變化率為+0.11℃/a(p0.01)。氣溫顯著上升的地區(qū)主要分布在哈薩克斯坦西部和中部、烏茲別克斯坦西北部、巴爾喀什湖周邊、伊犁河中上游和祁連山。2000-2012年亞洲中部干旱區(qū)植被生長季降水量整體呈顯著減少趨勢,其年際變化率為-2.61nm/a(p0.05)。降水量顯著增加的地區(qū)主要分布在祁連山和帕米爾高原西部,降水量顯著減少的地區(qū)主要分布在哈薩克斯坦西部、巴爾喀什湖周邊、阿爾泰山和塔克拉瑪干沙漠北部。 4、亞洲中部干旱區(qū)植被生長對氣溫變化整體存在1個月的滯后期,對降水量整體沒有明顯的滯后性。不同植被類型對氣溫和降水量變化的敏感性表現(xiàn)為:灌叢草原濕地森林。植被NDVImax與5-6月平均氣溫呈顯著負相關性,與4-7月降水量呈顯著正相關性。植被生長與氣溫呈顯著負相關和顯著正相關的地區(qū)分別占植被區(qū)總面積的24.93%和0.48%。植被生長與氣溫呈顯著負相關的地區(qū)主要分布在里海沿岸低地、圖爾蓋高原和洼地、哈薩克丘陵、巴爾喀什湖西部、錫爾河和伊犁河流域、土庫曼斯坦南部、帕米爾高原西部、額爾齊斯河流域和北天山中部。植被生長與氣溫呈顯著正相關的地區(qū)主要分布在地勢低洼區(qū)和高海拔地區(qū)。植被生長與降水量呈顯著負相關和顯著正相關的地區(qū)分別占植被區(qū)總面積的0.52%和24.85%。植被生長與降水量呈顯著正相關的地區(qū)主要分布在圖爾蓋洼地、哈薩克丘陵、額爾齊斯河流域、伊犁河中下游、錫爾河和阿姆河下游、天山北部和祁連山。 5、2000-2012年亞洲中部干旱區(qū)植被生長狀況的整體惡化受氣溫升高和降水量減少的影響,中低海拔區(qū)植被生長受暖干氣候的影響強于高海拔地區(qū)。氣溫與降水量對植被生長的貢獻率分別為68.39%。降水量對植被生長的影響主要體現(xiàn)在其增加了土壤含水量。氣溫對植被生長的影響,一方面表現(xiàn)在氣溫過高導致植物的呼吸作用高于光合作用;另一方面表現(xiàn)在氣溫上升導致蒸散發(fā)增強,土壤發(fā)生干旱化,植被生長受水分制約。 6、2000-2012年非氣溫和降水因素對亞洲中部干旱區(qū)植被生長的貢獻率為31.61%,其中對植被生長的正向和負向作用分別為77.82%和22.18%。非氣溫和降水因素對植被生長的正向作用區(qū)集中分布在中國西北干旱區(qū)、哈薩克斯坦北部和天山西部,這些地區(qū)植被的改善可能與CO2濃度升高,太陽輻射增強、農(nóng)田開墾、退耕還林還草等因素有關。非氣溫和降水因素對植被生長的負向作用區(qū)集中分布在哈薩克斯坦中部和東南部、土庫曼斯坦東南部和阿爾泰山,這些地區(qū)植被的退化可能與林地砍伐、農(nóng)田撂荒、城鎮(zhèn)建設、過度放牧和林火有關。
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【學位授予單位】:蘭州大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2014
【分類號】:Q948
【參考文獻】
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