【摘要】：隨著全球氣候變化,世界范圍內(nèi)干旱發(fā)生的強度和頻率不斷加強,干旱可以直接或間接影響植被的光合作用,對陸地生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響。近幾十年來,山東省干旱頻發(fā),對植被動態(tài)變化產(chǎn)生了較大影響,研究山東省干旱對植被動態(tài)的影響,可以揭示區(qū)域干旱對地表植被及生態(tài)系統(tǒng)的影響,對區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)和水資源可持續(xù)利用具有重要意義。本文以山東省為研究對象,結(jié)合ArcGIS和Matlab等軟件,基于2000-2015年空間分辨率為1km的NPP和NDVI數(shù)據(jù)集分析了山東省植被的時空變化特征,結(jié)合地形數(shù)據(jù),分析了山東省典型土石山區(qū)—沂河流域植被NPP與地形因子的關(guān)系。同時,利用植被NPP數(shù)據(jù),計算了山東省植被NPP的變異系數(shù)和Hurst指數(shù),以檢測植被變化的穩(wěn)定性和可持續(xù)性�；跇藴驶邓羯⒅笖�(shù)(SPEI),運用Sen趨勢分析方法、Mann-Kendall趨勢檢驗法等分析了1970-2017年山東省年尺度、季節(jié)尺度和月尺度干旱的時空變化特征,并研究了干旱對植被NPP和NDVI的影響,主要結(jié)果如下:(1)山東省2000-2015年植被年NPP平均值整體空間格局呈東高西低、南高北低的分布特征,多年平均NPP的高值區(qū)主要分布在沿海的威海、煙臺和青島市,低值區(qū)主要分布在研究區(qū)北部和中部。2000-2015年山東省植被NPP呈波動上升趨勢,年NPP最大值出現(xiàn)在2004年,為414.3 g C·m~(-2)·a~(-1),最小值出現(xiàn)在2000年,僅299.4 g C·m~(-2)·a~(-1)。植被NPP空間變化上,增長區(qū)域占92.13%,減少區(qū)域占7.87%。極顯著上升的面積占研究區(qū)的12.66%,顯著上升的地區(qū)占17.6%;而極顯著下降的面積僅占研究區(qū)的0.63%,顯著下降的區(qū)域占0.72%,表明山東省植被生長狀況整體上得到了改善。山東省植被NPP變異系數(shù)有東南低西北高的空間分布特征,且山東省大部分地區(qū)植被NPP變異系數(shù)處在較低范圍,說明山東省植被NPP變化相對穩(wěn)定,生態(tài)系統(tǒng)處于良性循環(huán)中。山東省植被NPP整體以弱持續(xù)序列為主,山東地區(qū)人類活動頻繁,植被生長的弱持續(xù)性表明山東地區(qū)植被改善是人類活動和自然因素綜合作用的結(jié)果。(2)沂河流域不同土地利用類型分布格局具有顯著的地形梯度特征,受人類活動影響較大的耕地、建設(shè)用地和水域,其分布指數(shù)在低地形級別上占據(jù)優(yōu)勢位,而在高地形級別上,林地和草地呈現(xiàn)優(yōu)勢分布。植被NPP最大值分布在斜坡陰面或平原地區(qū),植被NPP上升趨勢最為明顯的地區(qū)是斜坡陰面且地表起伏不大的丘陵地帶,植被最為穩(wěn)定的地區(qū)位于平原地區(qū)。(3)山東省季節(jié)和年尺度NDVI都存在明顯的空間分異,不過低值區(qū)域較為一致,都分布在黃河三角洲、萊州灣和南四湖等濕地以及城市地區(qū)。2000-2015年山東省季節(jié)和年尺度植被NDVI值均呈波動上升趨勢,其中秋季NDVI對年NDVI增長貢獻最大,春冬季次之。同時山東省植被NDVI和NPP呈極顯著正相關(guān),表明NDVI和NPP在表達區(qū)域植被狀況時具有很大的相似性,但也存在差異。(4)多時間尺度的SPEI可以有效地識別和反映山東地區(qū)干旱出現(xiàn)的年份和干旱程度。1970-2017年山東省不同時間尺度SPEI數(shù)值整體上呈現(xiàn)波動下降趨勢,表明1970-2017年山東省呈干旱化趨勢,且隨著時間尺度的加大,發(fā)生干旱的頻率降低、持續(xù)時間增長。其中,年尺度和秋季干旱化最為明顯,其次是春季,最弱的是冬季。SPEI空間變化格局上,秋季全域幾乎都呈干旱化趨勢,春夏和年尺度上,大致上有東部沿海地區(qū)呈干旱化趨勢,西部內(nèi)陸地區(qū)呈微弱濕潤化趨勢的特征,而冬季與之相反。山東省干旱發(fā)生強度的范圍穩(wěn)定在15.50%-24.85%%之間,且存在明顯的空間差異,總體上有東部和東北部干旱發(fā)生強度較強,西北部、東南部和西南部干旱發(fā)生強度較弱的特征。干旱發(fā)生頻率上,月尺度干旱頻率最高,其次為秋季和夏季,最低為冬季,空間差異顯著。(5)植被NPP和NDVI與SPEI在山東大部分地區(qū)呈正相關(guān),SPEI和NPP的相關(guān)性強于SPEI與NDVI的相關(guān)性,其中SPEI與草地的相關(guān)程度最高,與水域相關(guān)程度最弱。人為因素對山東省植被NDVI變化具有重要影響,消極人為因素對植被的破壞作用逐漸增強。
【學位授予單位】：山東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P426.616
【圖文】：

山東省氣象站點分布圖

圖 3-1 2000—2015 年山東省土地利用分類圖表 3-3 2000—2015 年山東省不同土地利用類型面積和變化率統(tǒng)計表土地利用類型2000 2005 2010 2015 2000-2015面積（km2） 面積（km2） 面積（km2） 面積（km2） 變化率（%）耕地 103752 102921 101941 101239 -2.42%林地 9811 9798 9788 9789 -0.22%

000—2015年山東省植被年NPP平均值的分布示意圖

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本文編號：2780744