【摘要】：為探究黃土高原地區(qū)退耕還林后的植被覆被動(dòng)態(tài)變化及其驅(qū)動(dòng)因素,基于MODIS/NDVI植被遙感數(shù)據(jù)和ESA CCI-LC植被覆被分類數(shù)據(jù),對(duì)黃土高原全區(qū)與不同植被覆被類型區(qū)NDVI的季節(jié)、年變化趨勢(shì)進(jìn)行分析,并利用線性趨勢(shì)分析、F檢驗(yàn)、Pearson相關(guān)分析、多元線性回歸模型、通徑分析等方法,從年尺度與季節(jié)尺度分別分析全區(qū)與不同植被覆被類型區(qū)氣溫、降水、相對(duì)濕度、日照等因素對(duì)植被NDVI的作用機(jī)制,結(jié)合各省(自治區(qū))統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù),選取人口密度、人均GDP、單位面積糧食產(chǎn)量等指標(biāo),分別從縣域與全區(qū)尺度上分析人類活動(dòng)對(duì)植被覆蓋造成的影響,并使用CA-Markov模型對(duì)未來10年黃土高原不同植被覆被類型分布進(jìn)行預(yù)測,主要結(jié)果如下:(1)2000~2015年,黃土高原地區(qū)植被覆被類型與生長狀況均有較大改變。植被覆被類型變化較大的區(qū)域主要分布在黃土高原西北部草地與荒漠的過渡地帶、西南部地區(qū)、陜北地區(qū)以及山西中部地區(qū)。總體上,黃土高原地區(qū)林草植被面積在不斷擴(kuò)大,但增速較之城市化進(jìn)程明顯緩慢,農(nóng)田面積減少,同時(shí)鑲嵌類型的植被面積也有大幅降低。全區(qū)大部分區(qū)域NDVI均值在春、夏、秋、冬四季均呈顯著增加趨勢(shì),增加幅度多數(shù)區(qū)域均低于0.02/a。年NDVI顯著增加范圍占全區(qū)74.25%,不同植被覆被類型年NDVI也呈顯著增加趨勢(shì),其中常綠闊葉林和農(nóng)田增加幅度最大,為年均0.012/a。自退耕還林以來,黃土高原地區(qū)植被覆被得到極大改善。(2)年尺度上不同植被覆被類型NDVI與氣候因子的相互關(guān)系較能揭示黃土高原氣候變化對(duì)植被的作用機(jī)制。常綠闊葉林、落葉闊葉林、常綠針葉林及鑲嵌林地等以喬木為主的植被覆被類型受年均相對(duì)濕度和年總?cè)照諘r(shí)數(shù)顯著負(fù)效應(yīng)驅(qū)動(dòng),草地、鑲嵌草地等以草本為主的植被覆被類型則受到年總降水量的顯著正效應(yīng)影響。氣溫?zé)o論在整個(gè)區(qū)域尺度還是不同植被類型區(qū)對(duì)植被的影響均不顯著。(3)在全區(qū)和不同植被覆被類型區(qū)降水都與NDVI呈正相關(guān),說明黃土高原地區(qū)植被對(duì)降水的響應(yīng)基本一致。日照在全區(qū)與植被NDVI呈負(fù)相關(guān),在不同植被覆被類型區(qū)僅與灌木NDVI正相關(guān)。降水量少、相對(duì)濕度低、日照時(shí)間長的區(qū)域氣溫與NDVI呈負(fù)相關(guān),降水量大,相對(duì)濕度大,日照時(shí)間短的區(qū)域氣溫與NDVI呈正相關(guān)。不同植被覆被類型對(duì)相對(duì)濕度的響應(yīng)與氣溫完全相反,負(fù)相關(guān)區(qū)域相對(duì)濕度大,正相關(guān)區(qū)域相對(duì)濕度低,說明相對(duì)濕度的變化范圍超過了植被生長的耐受限度。(4)縣域尺度上,各縣年NDVI均呈顯著增加趨勢(shì),大部分區(qū)域人口密度呈顯著增加趨勢(shì),全區(qū)絕大多數(shù)縣人均GDP呈極顯著增加趨勢(shì),糧食單位面積產(chǎn)量自2001年以來有顯著增加。人口密度、人均GDP、單位面積糧食產(chǎn)量與NDVI在大部分區(qū)域?yàn)轱@著正相關(guān)。在全區(qū)尺度,NDVI對(duì)各社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與縣域有較為一致的響應(yīng)。人均GDP、人口密度、糧食單位面積產(chǎn)量均與呈NDVI極顯著正相關(guān),人口密度、人均GDP、糧食單位面積產(chǎn)量與NDVI間的回歸方程均在p0.001水平極顯著,回歸方程系數(shù)分別為3.2E-03、3.1E-06、0.079,說明NDVI對(duì)單位面積糧食產(chǎn)量變化的響應(yīng)最敏感,其次是人口密度,對(duì)人均GDP變化的響應(yīng)權(quán)重較小。(5)模型預(yù)測結(jié)果顯示相比于2015年,2025年黃土高原地區(qū)農(nóng)田、鑲嵌草地、灌木、鑲嵌林地、常綠闊葉林、落葉闊葉林等植被覆被類型的分布面積有小范圍減少,幅度均低于3%。裸地減少的幅度較大,為2015年的11.7%。草地、常綠針葉林相比2015年有小幅度增加,均不到1%。落葉針葉林、城市分布范圍有明顯增加,幅度分別為2015年的45.78%、111%。
【圖文】：

東西綿延約 1000 km，南北地跨 750 km 左右，面積約 64 萬 km2嶺、伏牛山以北，長城沿線以南（包括內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾到和林格爾黃土丘麓深斷裂帶以西（包括豫西黃土丘陵區(qū)），，日月山、烏鞘嶺以東。該區(qū)氣候，年均溫為 9~12℃，年均降雨量在 100~800 mm 之間。受全球氣黃土高原在 1961~2010 年間年均氣溫總體增幅約 1.91℃，年均降雨量，氣候波動(dòng)較為明顯[91]。主要的植被覆被類型分為草地、農(nóng)田、灌木落葉闊葉林、常綠針葉林、落葉針葉林和鑲嵌類型植被（鑲嵌林地、高原跨甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、陜西、山西、河南、青海等七省，縣、市區(qū)位的地區(qū)共有 287 個(gè)[92]。其中包括山西全省 106 個(gè)，寧夏全區(qū) 19 個(gè)，內(nèi) 69 個(gè)，甘肅范圍內(nèi) 43 個(gè)，青海范圍內(nèi) 14 個(gè)，內(nèi)蒙范圍內(nèi) 21 個(gè)，。近年來，隨著城市化進(jìn)程的加快，黃土高原地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有了機(jī)械化的普及促進(jìn)了生產(chǎn)水平逐步提高。

本研究技術(shù)路線圖
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：Q948

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本文編號(hào)：2620138