【摘要】：作為生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,植被在水文循環(huán)、生物化學(xué)循環(huán)、能量流動等方面都起著至關(guān)重要的作用,同時(shí),植被的生長又受到氣象水文過程的影響。干旱地區(qū)水資源短缺,生態(tài)環(huán)境脆弱,植被的健康生長是維持生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。由于降水稀少,地下水是旱區(qū)植被維持正常生命活動的主要水源,地下水埋深的變化影響植被的分布狀況及演變趨勢。因此研究干旱區(qū)植被時(shí)空變化與氣象水文要素的響應(yīng)關(guān)系對區(qū)域或流域地下水合理利用、水資源管理及生態(tài)環(huán)境建設(shè)等具有重要的指導(dǎo)意義。本文采用統(tǒng)計(jì)分析方法、熵理論等方法,依據(jù)遙感NDVI數(shù)據(jù)、地面觀測降水、氣溫?cái)?shù)據(jù)分析了黑河干流中游地區(qū)2001-2011年NDVI、氣溫、降水的時(shí)空變化特征;同時(shí)根據(jù)53眼觀測井的實(shí)測水位通過比較反距離加權(quán)插值(IDW)、徑向基函數(shù)插值(RBF)、簡單克里金插值(SK)、普通克里金插值(OK)、泛克里金插值(UK)和Yamamoto修正克里金插值(Yamamoto)等6種不同方法的插值精度,優(yōu)選最佳地下水位空間插值方法,分析1985-2011年該區(qū)地下水位的時(shí)空變化特征及其影響因素;利用聯(lián)合熵理論對研究區(qū)進(jìn)行分區(qū),構(gòu)建模型模擬NDVI,并分析了不同子區(qū)NDVI與氣象水文要素的響應(yīng)關(guān)系;基于Tsallis entropy理論推導(dǎo)了NDVI分布與地下水埋深關(guān)系的統(tǒng)一公式,結(jié)合黑河中游地下水淺埋區(qū)草地、黑河下游額濟(jì)納綠洲、柴達(dá)木盆地及海流圖流域NDVI與地下水埋深數(shù)據(jù)資料對公式進(jìn)行驗(yàn)證。主要結(jié)果如下:(1)2001-2011年間,黑河中游高臺、臨澤和張掖三站的氣溫、降水都呈增加趨勢;在1985-2000年,OK方法對研究區(qū)地下水位空間分布的插值精度最高,2005-2011年則是UK插值精度最高,經(jīng)Yamamoto修正的克里金插值方法對極端地下水位的插值效果要明顯優(yōu)于其他插值方法。地下水位均值在27年間呈下降趨勢,下降趨勢最明顯的年份為2000-2005年,主要是由于該時(shí)段黑河中游人口增加,耕地面積擴(kuò)張?jiān)斐傻叵滤_采過量。2005年之后,由于上游來水及降水量的增加以及地下水開采量的減少等因素使得中游地區(qū)地下水位下降趨勢得到一定的緩解,黑河干流沿岸及中游南部區(qū)域地下水位有回升趨勢。(2)在空間分布上,黑河中游裸地面積占總面積的34%,植被覆蓋區(qū)面積占總面積的66%,其中,低植被覆蓋區(qū)占總面積的50.29%,較高植被覆蓋區(qū)占整個(gè)區(qū)域的15.25%,主要為分布在人工綠洲區(qū)的農(nóng)田、林地和草地等。2001-2011年,區(qū)域NDVI均值總體呈增長趨勢,年均增速為0.006/yr,研究區(qū)內(nèi)90%以上區(qū)域NDVI都呈顯著或輕度增加狀態(tài)。(3)在沙漠區(qū)(子區(qū)Ⅰ和子區(qū)Ⅳ),氣溫和降水是植被生長的主要驅(qū)動因子,在綠洲區(qū)(子區(qū)II和子區(qū)III),地下水是植被生長的重要因素。選取線性、二次、指數(shù)和對數(shù)模型為備選模型,基于AIC準(zhǔn)則選擇最優(yōu)模型,模擬NDVI與實(shí)測NDVI之間的整體相關(guān)系數(shù)為0.97,較高的模擬精度證明了模型的適用性。由于人類活動的影響,模型在人工綠洲內(nèi)(子區(qū)III和子區(qū)V)模擬效果相對較差,其次,數(shù)據(jù)的短缺也可能是影響模擬精度的因素。(4)基于熵理論推導(dǎo)的干旱區(qū)NDVI分布與地下水埋深的統(tǒng)一函數(shù)關(guān)系式僅有3個(gè)參數(shù)(λ_1,λ~*,m),其中λ_1和λ~*可以通過實(shí)測資料進(jìn)行率定。在黑河下游額濟(jì)納區(qū)、柴達(dá)木、海流圖等干旱區(qū)的驗(yàn)證結(jié)果表明,模擬NDVI與實(shí)測NDVI相關(guān)性都較高,相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.90以上,說明基于Tsallis熵構(gòu)建的NDVI與地下水埋深關(guān)系的統(tǒng)一函數(shù)模型模擬效果較好;但是在人類活動頻繁的地區(qū),如黑河中游綠洲區(qū),模擬效果不如其他區(qū)域理想,原因是受人類灌溉活動的影響,植被生長所需水分有很大一部分是來自于灌溉水而非地下水,所以此模型更適用于僅依靠地下水維持植被生長的干旱區(qū)。
【圖文】：

第二章 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)處理河流域概況地理位置河是我國第二大內(nèi)陸河，發(fā)源于祁連山中段，流經(jīng)青海、甘肅和內(nèi)蒙古三東、西居延海，全長 821km。流域總面積約 14 萬 km2，地理坐標(biāo) 37.73°N 42°E-102.10°E。以鶯落峽斷面和正義峽斷面為界將流域分為上、中、下游(。河中游指鶯落峽與正義峽斷面之間的區(qū)域，，包括山丹、民樂、肅南、甘州 6 縣區(qū)，三面環(huán)山，呈現(xiàn)山間盆地景觀(馬心依 2017; 鐘鋒 2017)。本文黑河干流中游地區(qū)，主要行政區(qū)域包括甘州、臨澤和高臺縣，流域面積 1 2-1)。

圖 2-3 額濟(jì)納綠洲在黑河流域的位置. 2-3 Location map showing the Ejina oasis in the Hei river 況于中國北部鄂爾多斯地區(qū)，流域面積 2600km2，于陶利蘇木鄉(xiāng)和巴音柴達(dá)木鄉(xiāng)交界處的沙灘，是陸氣候區(qū)，年降水量 300-500mm，年蒸發(fā)量 800也有部分濕地、林地和農(nóng)田。主要來源于未固結(jié)的沙質(zhì)沉積物和半固結(jié)砂巖的沉積物形成了非承壓含水層。大部分地區(qū)的地下地下水埋深見圖 2-4。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P426.616;P333

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 M USMAN;R LIEDL;M A SHAHID;A ABBAS;;利用多時(shí)相MODIS NDVI數(shù)據(jù)進(jìn)行土地利用/覆被分類和變化監(jiān)測（英文）[J];Journal of Geographical Sciences;2015年12期

2 李江;郝新梅;范琳琳;毛曉敏;;黑河中游綠洲地下水位空間變異性研究[J];水力發(fā)電學(xué)報(bào);2015年11期

3 王希義;徐海量;潘存德;凌紅波;;塔里木河下游地下水埋深對草本植物地上特征的影響[J];生態(tài)學(xué)雜志;2015年11期

4 郝麗娜;粟曉玲;;黑河干流中游地區(qū)適宜綠洲及耕地規(guī)模確定[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2015年10期

5 米麗娜;肖洪浪;朱文婧;李計(jì)生;肖生春;李麗莉;;1985-2013年黑河中游流域地下水位動態(tài)變化特征[J];冰川凍土;2015年02期

6 朱軍濤;于靜潔;王平;王志勇;;額濟(jì)納荒漠綠洲植物群落的數(shù)量分類及其與地下水環(huán)境的關(guān)系分析[J];植物生態(tài)學(xué)報(bào);2011年05期

7 楊雨亭;尚松浩;李超;;土壤水分空間插值的克里金平滑效應(yīng)修正方法[J];水科學(xué)進(jìn)展;2010年02期

8 周劍;李新;王根緒;趙潔;;黑河流域中游地下水時(shí)空變異性分析及其對土地利用變化的響應(yīng)[J];自然資源學(xué)報(bào);2009年03期

9 宋喜芳;李建平;胡希遠(yuǎn);;模型選擇信息量準(zhǔn)則AIC及其在方差分析中的應(yīng)用[J];西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年02期

10 席海洋;馮起;程玉菲;司建華;常宗強(qiáng);蘇永紅;郭瑞;;黑河流域地下水研究進(jìn)展綜述[J];水文;2008年05期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 馬心依;黑河流域中游地區(qū)生態(tài)環(huán)境需水研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2017年

2 楊永民;基于遙感的黑河流域蒸散發(fā)研究[D];蘭州大學(xué);2010年

本文編號：2701660