近幾十年來,全球氣候變化及其對陸地生態(tài)系統(tǒng)的影響受到了學界的普遍關注。蒙古高原地處歐亞內陸地區(qū),大部分屬于干旱半干旱地區(qū),生態(tài)環(huán)境極其脆弱,對氣候變化和外界干擾的響應非常敏感。在氣候變化以及人類活動等多種驅動力的共同作用下,近50多年蒙古高原生態(tài)系統(tǒng)平衡與穩(wěn)定受到了嚴重破壞,生產與生態(tài)服務功能明顯降低。系統(tǒng)地研究該地區(qū)氣候變化及其對生態(tài)系統(tǒng)的影響,對中蒙俄以及亞洲乃至全球生態(tài)安全、經濟與社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本文集成氣象數據、衛(wèi)星TRMM數據和AVHRR NDVI數據,以蒙古高原植被類型區(qū)為基礎,采用Sen’s趨勢、Mann-Kendall檢驗法、空間插值法、空間趨勢分析法、地統(tǒng)計法以及同期與滯后相關分析法,從不同時空尺度上,分析蒙古高原氣候(水熱條件)和植被生長的時空變化規(guī)律,闡明區(qū)域氣候變化對植被生長的影響,驗證TRMM衛(wèi)星降水數據在區(qū)域降水時空規(guī)律研究中的適用性。主要結論如下:1)1961-2014年間蒙古高原年平均氣溫呈顯著上升趨勢,增幅約2℃,上升速率大約是全球平均氣溫上升速率的2倍,年降水整體上在減少。1989年之前為相對低溫期,90年代暖濕為主,2000年后暖干化明顯。季節(jié)平均氣溫均呈顯著上升趨勢(冬季春季秋季夏季),四季增溫速率空間差異不明顯(局部地區(qū)除外)。受東亞季風、北冰洋氣流和西風強度、到達時間及其持續(xù)長短的影響,降水變化時空差異顯著,春冬降水顯著增加,而夏季降水顯著減少,秋季降水變化不明顯�？臻g變化結果表明,全年和夏季降水在高原東南部和北部減少顯著,東北部、南部和西北部增加;春季降水整體增加,東南部和西北部增加顯著;秋季降水在北部和東南部減少明顯;冬季降水在北部(東北、北部、西北)和南部增加顯著。TRMM衛(wèi)星降水數據與實測降水數據時空一致性高,可以應用于不同時空尺度的降水變化研究。2)1982-2013年蒙古高原及各植被區(qū)生長季(4-10月)區(qū)域平均NDVI值均呈增高趨勢,不同時期的變化差異顯著。不同植被區(qū)季節(jié)NDVI變化趨勢差異顯著。春秋季,各植被區(qū)NDVI均呈增加趨勢(荒漠區(qū)除外);夏季,針葉林區(qū)、草甸草原區(qū)和荒漠區(qū)植被NDVI有所下降,而落葉闊葉林區(qū)、典型草原區(qū)、荒漠草原區(qū)和草原化荒漠區(qū)植被NDVI有所上升。從季節(jié)NDVI變化趨勢面積占比來看,各季節(jié)表現不同。夏季,植被NDVI除南部、東南部增加之外,大部分地區(qū)減少趨勢明顯;春季,大部分區(qū)域植被NDVI呈增加趨勢,北部和西北部增加趨勢顯著;秋季,南部、東南部和周邊山地森林區(qū)植被NDVI增加趨勢明顯。3)在不同的時間尺度上,植被對氣候變化的響應過程比較復雜。從年際變化來看,多數植被區(qū)(針葉林區(qū)和荒漠區(qū)除外)生長季NDVI與同期降水量顯著正相關(p0.05),與生長季平均氣溫負相關。由此可知,生長季累積降水是驅動蒙古高原多數植被區(qū)植被生長狀況年際變化的主要因素。從年內變化來看,蒙古高原雨熱植被NDVI同期,各植被區(qū)逐月NDVI與同期氣溫和降水量顯著相關(p0.05),植被NDVI與氣溫的相關性大于降水量。從季節(jié)響應來看,水分相對充足的植被區(qū)(針葉林區(qū)、草甸草原區(qū)、典型草原區(qū))NDVI受春季(4-5月)氣溫影響顯著,春季變暖對其植被生長具有促進作用;而水分條件不足的植被區(qū)(荒漠草原區(qū)、草原化荒漠區(qū))NDVI受春季降水影響顯著。夏季,草原和荒漠植被變化受降水影響顯著,不同植被類型因生理生態(tài)特征的差異受降水影響的程度不同,荒漠草原植被生長對夏季降水敏感性最高,其次為草甸草原和典型草原;夏季植被變化受氣溫的影響不顯著,夏季氣溫上升通過促進水分蒸發(fā)而抑制植被生長。秋季,草甸草原植被生長與當季氣溫變化關系密切(r=0.25,p0.05),秋季氣溫的上升通過延長生長季促進植被生長。而針葉林區(qū)秋季NDVI與當季降水顯著負相關(r=-0.32,p0.05),秋季過多的降水通過影響太陽輻射而降低氣溫,從而抑制植被生長。4)植被生長對氣溫和降水變化具有一定的滯后效應,尤其對降水的滯后效應顯著,其顯著性因植被類型和生長階段的推移而有所不同。各植被類型區(qū)(針葉林區(qū)除外)6-10月NDVI值與前1個月和前2個月降水量之間正相關。6-9月植被NDVI值與前1個月氣溫負相關,而4月、5月、10月植被NDVI值與前1個月氣溫正相關。
【學位單位】：內蒙古大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：Q948
【部分圖文】：

主要分布于蒙古高原東西方向的中心地帶和蒙古高原東半部分的西端（圖2.2 的淺綠色部分），包括內蒙古的通遼市南部、赤峰東半部、錫林郭勒盟中部大部分區(qū)域、鄂爾多斯東南部、呼和浩特市南端和烏蘭察布市南端以及蒙古國的東方省大部、蘇和巴特爾省、肯特南部、戈壁蘇木貝爾省、中央省西部和南部、中戈壁省中北部、前杭愛省中部、烏布蘇省東北部等地帶�；哪菰瓍^(qū)以石生針茅（小針茅）（Stipa tianschanica var. klemenzii）、沙生針茅（Stipaglareosa）和短花針茅（Stipa breviflora）為建群種，主要分布于蒙古高原中南部、中西部的中心地帶以及部分西北地區(qū)（圖 2.2 的綠黃色部分），包括內蒙古錫林郭勒盟西南端、烏蘭察

圖 2.3 基于 NDVI 年內變化曲線的生長季累積 NDVI 提取g-season integrated NDVI extraction based on intraannual N部分地區(qū)植被在冬季幾乎停止生長或被積雪覆蓋特征[35, 129]，選取研究區(qū) 1982-2013 年生長季 4~10

1961-2014 年間蒙古高原多年平均年降水量為 305.58mm，最大值為 413），最小值為 231.10mm（1965 年），兩者相差 182.53mm，標準差為 40.79mm，年動較大。Sen’s 趨勢分析發(fā)現，年降水量呈微弱下降趨勢，速率為-2.30mm/10a（pa）。從年降水量距平及 5 年滑動平均曲線可知，整體上 60 年代至 80 年代末周主，90 年代正距平為主，2000 年以后負距平為主（圖 3.1b）。

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本文編號：2822103