【摘要】：地表覆蓋的植被作為氣候變化的一種十分敏感的指示劑,可以通過影響植被與大氣之間的物質(zhì)和能量的交換繼而來影響氣候,同時,氣候因素也強烈的影響著植被的物候。植被物候也對陸地生態(tài)系統(tǒng)和人類社會有著很大的影響,例如改變?nèi)蛱佳h(huán)、水循環(huán)和氮循環(huán),物種間的交流以及農(nóng)作物產(chǎn)量等。研究植被物候具有十分重要的意義,而農(nóng)作物物候的研究更可以客觀地理解農(nóng)作物對于氣候變化的響應,為農(nóng)作物的安全生產(chǎn)和科學管理提供科學依據(jù)。遙感技術(shù)的快速發(fā)展減少了傳統(tǒng)物候觀測的時空局限性,為大范圍植被物候監(jiān)測提供了新的技術(shù)手段。中國的黃淮海地區(qū)屬于半干旱、半濕潤的地區(qū),它是我國最為重要的糧食生產(chǎn)基地,其冬小麥的產(chǎn)量在我國位居首位,研究該地區(qū)冬小麥物候有助于我們加強理解農(nóng)作物對于氣候變化的響應方式和反饋機理。本文基于10d合成的SPOT VEGETATION NDVI數(shù)據(jù)產(chǎn)品,采用雙高斯模型模擬擬合發(fā)和比例閾值法結(jié)合提取了 2000-2014年黃淮海地區(qū)冬小麥的幾個典型的物候期(主要包括返青期、抽穗期和成熟期);分析了 15年來黃淮海地區(qū)冬小麥物候的時空變化特征;結(jié)合2000-2014年黃淮海地區(qū)的氣象數(shù)據(jù),討論了黃淮海地區(qū)冬小麥物候變化與氣候變化(氣溫和降水)相關性;結(jié)合冬小麥產(chǎn)量統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及GPP數(shù)據(jù),分析黃淮海地區(qū)冬小麥物候變化與產(chǎn)量的關系。主要研究結(jié)論有以下幾點:(1)冬小麥NDVI時空變化特征2000-2014年黃淮海地區(qū)冬小麥的平均NDVI的空間分布具有較為明顯的地帶性差異,其大致表現(xiàn)出由南向北逐漸減少的空間變化趨勢。河南省東南部地區(qū)NDVI均值較大,河北省東部地區(qū)NDVI均值較小。河南省東部地區(qū)冬小麥的NDVI變化幅度相對而言較大,而河北北部以及山東省東部地區(qū)冬小麥NDVI變化幅度較小。2000-2014年黃淮海地區(qū)冬小麥NDVI的時間變化特征呈現(xiàn)出了顯著的增加趨勢,變化幅度具有一定的空間差異性。其中,河南、山東兩個省份的冬小麥NDVI普遍增加較大,大部分地區(qū)增加幅度在0.009之上;而河北省相對增加幅度較小,多數(shù)地區(qū)增加幅度在0.006以內(nèi)。(2)冬小麥物候的時空變化特征2000-2014年這十五年來黃淮海地區(qū)冬小麥的平均物候期的空間分布表現(xiàn)出十分明顯的地域差異性。冬小麥返青期總體上主要表現(xiàn)出由西南向東北逐漸延遲的大致趨勢,抽穗期主要表現(xiàn)為由南向北逐漸延遲的趨勢,而成熟期總的來說差異變化并不十分明顯,略微表現(xiàn)出由南向北延遲的趨勢。這15年來冬小麥抽穗期年際波動情況較為穩(wěn)定,基本上變化不大,98%的冬小麥抽穗期標準差小于18d;返青期和成熟期的年際波動較小,72%和74%的冬小麥標準差小于18d。2000-2014年黃淮海地區(qū)90%冬小麥返青期呈提前趨勢,只有10%的冬小麥返青期呈現(xiàn)延遲趨勢;大約有89%的冬小麥抽穗期呈現(xiàn)提前趨勢,11%的冬小麥抽穗期呈延遲趨勢;94%的冬小麥成熟期呈現(xiàn)提前趨勢,只有6%的冬小麥成熟期表現(xiàn)為延遲趨勢。(3)冬小麥物候與氣溫和降水的相關性2000-2014年黃淮海地區(qū)冬小麥返青期與全年平均氣溫之間的相關性存在一定的空間上的差異性,約有48%冬小麥返青期與全年均溫呈負相關關系,而39%的冬小麥返青期與預生長季(前一年12月至本年2月)的平均氣溫呈負相關關系;冬小麥抽穗期與全年均溫和預生長季(2～4月)的平均氣溫均普遍表現(xiàn)為負相關關系,前者為73%呈負相關關系,后者約為75%負相關關系;67%冬小麥成熟期與全年均溫呈現(xiàn)負相關關系,80%冬小麥成熟期與預生長季(3～5月)呈負相關關系,20%呈正相關。2000-2014年黃淮海地區(qū)全年累積降水量對冬小麥返青期的影響不一致,57%冬小麥返青期與全年累積降水呈負相關關系,而預生長季累積降水與返青期二者65%呈負相關;36%冬小麥抽穗期與全年累積降水呈負相關關系,而63%冬小麥抽穗期與預生長季累積降水呈負相關;冬小麥成熟期對全年和預生長季累積降水的響應差別較大,前者約有44%呈負相關關系,而后者存在82%呈負相關關系。(4)冬小麥物候與產(chǎn)量的關系結(jié)合冬小麥產(chǎn)量統(tǒng)計數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)相對于返青期來說,2000-2014年冬小麥產(chǎn)量與其抽穗期、成熟期具有更高的相關性:冬小麥抽穗期與產(chǎn)量相關系數(shù)為-0.611,p=0.009;冬小麥成熟期與產(chǎn)量的相關系數(shù)為-0.640,p=0.006。結(jié)合冬小麥GPP數(shù)據(jù),在空間尺度上分析,發(fā)現(xiàn)冬小麥產(chǎn)量與抽穗期、成熟期存在較強的負相關關系,且相關性十分顯著。
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S512.11;S127
【圖文】：

本研究選取的是黃淮海地區(qū)作為研究主要區(qū)域，包含了黃淮海平原的大部分，逡逑其空間范圍為Ｉ１３°Ｅ－１２０°Ｅ和３２°Ｎ－４０°Ｎ，包括北京、天津、河北、河南以及山逡逑東五個省市，全區(qū)面積約為３０萬平方千米（圖２．１）。逡逑黃淮海平原屬半干旱、半濕潤地區(qū)，屬暖溫帶季Ｋ氣候，四季變化較為明顯，逡逑此區(qū)域年均溫大約處于１４？１５°Ｃ之間。熱量資源可以滿足喜涼、喜溫作物一年逡逑兩熟的要求，無霜期１９０？２２０天。平原年降水量５００？１０００毫米。京、津一帶逡逑５００？６００毫米，降水資源呈現(xiàn)出季節(jié)分配不均的現(xiàn)象，主要集中在夏季。逡逑該地區(qū)農(nóng)作物主要栽種方式為冬小麥一一夏玉米，其播種面積和產(chǎn)量在逡逑１９９５年分別占全國總量的３９．７％和５２．７％，根據(jù)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計資料可以了解到，黃淮逡逑海平原冬小麥的播種面積占所有農(nóng)作物耕地面積的６３％，有些縣市更是高達９０％逡逑以上（Ｘｕｅｔａｌ．，邋１９９８）。冬小麥一般是在上一年１０月份進行播種，收獲的日期則逡逑是在當年６月份。逡逑１１０°０＇０－Ｅ邐Ｕ５ｏ０．０－Ｅ邐Ｉ２０°０＇０＂Ｅ逡逑Ｚ邐＂；邋－邋Ｉ邐ｚ逡逑Ｉ、、：；

本文編號：2796907