【摘要】：大氣氣溶膠作為影響我國環(huán)境空氣質(zhì)量的主要污染物,由于其成分復雜且分布范圍廣,影響太陽輻射和成云降雨等氣象條件,而氣候及環(huán)境條件的改變將關(guān)系到地面植被生長與產(chǎn)量,但少見氣溶膠對植被生長的影響研究。本文以中國北方重要的草原區(qū)域-錫林郭勒盟為研究對象,研究該地區(qū)的氣溶膠與草原植被生產(chǎn)力的變化趨勢及分布規(guī)律,進而分析大氣氣溶膠對草原地區(qū)的影響,以有效地、及時地掌握該地區(qū)大氣環(huán)境污染的程度及其生態(tài)效應,為草原的生態(tài)建設提供參考。本文以遙感MODIS L1B影像數(shù)據(jù)為基礎,采用6S模型和暗像元法,反演研究區(qū)2008-2016年間的氣溶膠光學厚度(AOD)。利用MOD04L2產(chǎn)品、地面監(jiān)測站及實測的顆粒物濃度值對反演結(jié)果進行對比驗證,確保反演結(jié)果的精度。利用相關(guān)法,分析氣象因子對氣溶膠厚度的影響,進而分析AOD旬、月、年、9年合成的時空分布特征。此外,通過CASA模型估算研究區(qū)的植被凈初級生產(chǎn)力(NPP),并利用地面實測生物量與MOD17A3產(chǎn)品數(shù)據(jù)對估算NPP值進行精度驗證,分析研究區(qū)植被NPP月、季、年的分布特征。最后,通過計算空間上兩影像間的相關(guān)系數(shù)及研究區(qū)逐像元的相關(guān)系數(shù)來確定AOD與NPP的相互關(guān)系。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:(1)遙感反演AOD的精度驗證。結(jié)果表明,反演得到的區(qū)域AOD與MOD04L2(氣溶膠二級產(chǎn)品)呈正相關(guān)(0.509**,P0.01),說明暗像元法適用于研究區(qū)AOD的反演;地面監(jiān)測站及野外實測顆粒物濃度與反演AOD值存在顯著正相關(guān)性。(2)2008-2016年AOD的時空分布特征。AOD時間分布特征為:2008-2016年,1月、4月、7月各旬AOD無統(tǒng)一變化趨勢,10月各旬AOD變化趨勢明顯,表現(xiàn)為逐旬上升。2008-2016年際間1月的AOD均值有下降趨勢,其他月份沒有明顯變化。利用1月、4月、7月和10月AOD的月值合成年AOD,結(jié)果表明:2013年最高,2015年最低。AOD空間分布特征為:2008-2016年,年合成的區(qū)域AOD空間分布一致,表現(xiàn)為低值分布在西部,高值分布在東部�？偟膩碚f,本研究區(qū)AOD值較低,空氣較為清潔。(3)區(qū)域AOD與氣象因子間的空間相關(guān)系數(shù)分析。結(jié)果表明:1、4、7和10月的AOD值與平均氣溫、日照時數(shù)、太陽輻射存在負相關(guān)性;AOD值與相對濕度正相關(guān),7月兩者間相關(guān)系數(shù)最高;7月AOD與降水量存在顯著的正相關(guān),而1月、4月、10月的降水對氣溶膠粒子有沉降作用,但相關(guān)系數(shù)較低;平均風速與AOD間為負相關(guān)性;本站氣壓對AOD的影響較小。相比較而言,這七種氣象因子對AOD的影響分析中,7月、10月的影響更為明顯。(4)區(qū)域NPP的估算、精度驗證與分布。模型估算的NPP值與地面實測植物生物量間的相關(guān)性為0.477,與MOD17A3產(chǎn)品相關(guān)性R達到0.843,說明可以利用CASA模型來模擬研究區(qū)的植被生產(chǎn)力。2008-2016年植被NPP在7月或8月達到最大;季節(jié)NPP分布為夏季秋季春季;2008-2016年,區(qū)域NPP年均值有緩慢的上升趨勢。植被NPP的月、季、年空間分布特征表現(xiàn)一致,由西向東逐漸增加。(5)AOD和NPP的區(qū)域相關(guān)性分析。在錫林郭勒盟地區(qū),月、年際間AOD與NPP的空間相關(guān)系數(shù)主要為正值,而兩者間的相關(guān)系數(shù)分布區(qū)域差異較大,表現(xiàn)為正相關(guān)系數(shù)占研究區(qū)的52.35%~86%。4月、10月研究區(qū)AOD與NPP間的正相關(guān)系數(shù)較低,僅7月AOD與植被NPP的作用較為明顯。在區(qū)域降水、濕度、輻射等氣象因子的影響下,年AOD與植被NPP表現(xiàn)出相似的空間分布特征,兩者的相關(guān)系數(shù)多為正值。總的來說,AOD與NPP間的關(guān)系受氣象環(huán)境因子的影響較大,而且,研究區(qū)的AOD值較小,空氣較為清潔,因此,AOD不是影響NPP分布的主導因子。
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【學位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X513;X87

【參考文獻】

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本文編號：2392863