【摘要】：區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)對全球氣候變化的響應(yīng)一直是全球變化研究的核心命題,高寒濕地生態(tài)系統(tǒng)對區(qū)域氣候變化的響應(yīng)敏感而成為研究熱點之一。地處青藏高原東北部和東亞季風邊緣區(qū),黃河源區(qū)的氣候變化(特別是增溫)對區(qū)內(nèi)高寒濕地的影響備受學界關(guān)注。已有研究多關(guān)注黃河源區(qū)濕地面積和景觀格局變化及其與氣候的關(guān)聯(lián),但很少涉及該區(qū)關(guān)鍵濕地類型之一的沼澤濕地生態(tài)系統(tǒng)變化,及其與氣候的關(guān)系;未能認識該區(qū)顯著氣候空間分異,及其對高寒沼澤濕地響應(yīng)氣候變化的可能影響。本研究以黃河源區(qū)沼澤濕地為對象,從區(qū)域(源區(qū)整體)和局地(由西北至東南的瑪多、達日、若爾蓋3個代表性氣候單元)兩個尺度,選擇沼澤濕地面積、物候、NDVI等宏觀生態(tài)特征,分析其時序變化和局地分異;采用廣義可加混合模型(Generalized Additive Mixed Models,GAMMs),分析氣候空間分異影響下,沼澤濕地上述生態(tài)特征與氣候的關(guān)系;同域氣候條件下,以草地生態(tài)系統(tǒng)及其生長季NDVI作為基線區(qū)和基線NDVI,分析潛育環(huán)境影響下,沼澤植被生長季NDVI anomaly、與氣候因子的關(guān)聯(lián)及其在不同氣候空間單元的差異性。主要結(jié)論如下:(1)黃河源區(qū)年均溫在區(qū)域尺度呈增溫趨勢,局地尺度除河南站外,其余站點均呈增溫趨勢;年降水量在區(qū)域尺度呈增長趨勢但不顯著,局地尺度僅瑪多年降水呈顯著增加,其他各站或增或減但均不顯著。局地尺度,年均溫由相對“冷期”轉(zhuǎn)向相對“暖期”的時間節(jié)點存在空間分異,瑪多、興海和恰卜恰發(fā)生在1986年,紅原、久治、若爾蓋和達日發(fā)生在1997年;各站年降水量變化均以波動變化為主。(2)黃河源區(qū)沼澤濕地面積在1990-2010年總體呈增長趨勢;局地尺度,3個局地研究區(qū)沼澤濕地面積增減變化有差異,瑪多和若爾蓋總體呈減小、達日總體呈增加。沼澤濕地面積與年降水量、年均溫和年均相對濕度均為非線性關(guān)系,3個氣候因子對沼澤濕地面積均為極顯著影響(P0.01),但其共同作用只能解釋沼澤濕地面積變化的部分原因(adjusted R~2=0.172);3個氣候因子均在其各自的低值區(qū)間影響不明顯、中值區(qū)間為較大正相關(guān)影響,高值區(qū)間為較大負相關(guān)影響。(3)黃河源區(qū)沼澤植被多年(2000-2013年)平均生長季為4月下旬至10月中上旬。局地生長季開始期從若爾蓋到達日、再到瑪多,生長季開始期分別滯后半個月左右,但生長季結(jié)束期相同;各年和多年平均NDVI的大小均依次為若爾蓋、達日和瑪多,與源區(qū)氣候的空間分異一致。沼澤植被生長季NDVI與同期均溫和降水均為非線性關(guān)系,2個氣候因子均極顯著影響生長季NDVI(P0.01),是影響生長季NDVI的主要原因(adjusted R~2=0.716)。生長季降水對NDVI為正相關(guān)影響,在200-500mm區(qū)間為明顯正相關(guān)影響;生長季均溫的影響較為復(fù)雜,在其低值和高值區(qū)間均為明顯負相關(guān)影響,7-11℃區(qū)間為正相關(guān)影響,以7-9.5℃區(qū)間影響明顯。(4)潛育環(huán)境影響下,區(qū)域尺度,沼澤植被NDVI anomaly在生長季初期呈增長趨勢,生長季中期呈減小趨勢,生長季后期呈增長趨勢。局地尺度,瑪多NDVI anomaly在生長季初期至草地NDVI達到峰值前呈減小趨勢,在草地NDVI峰值之后至生長季結(jié)束呈增長趨勢。達日NDVI anomaly在生長季初期呈增長趨勢,生長季中期至NDVI峰值時呈減小趨勢,生長季中后期NDVI達到峰值后呈增長趨勢;若爾蓋NDVI anomaly的變化不明顯。氣候因子對黃河源區(qū)沼澤植被NDVI anomaly具有明顯的影響,在兩個尺度上,沼澤植被生長季NDVI anomaly與同期氣溫基本呈顯著或極顯著負相關(guān),在西北的瑪多更為明顯;但與同期降水相關(guān)性的顯著度明顯較低。(5)對于黃河源區(qū)及類似氣候空間分異極其顯著的宏觀區(qū)域,在分析局地植被對氣候變化的響應(yīng)時,由于生長季開始期存在明顯差異,不能簡單地采用區(qū)域平均模式。對于同一植被類型,也需要根據(jù)氣候空間分異計算局地生長季,據(jù)此計算生長季NDVI,分析其動態(tài)變化及其對氣候變化的響應(yīng)。GAMMs模型表明,黃河源區(qū)沼澤濕地面積、沼澤植被生長季NDVI對氣候因子的響應(yīng)具有明顯空間分異。因此,在同樣幅度的氣候變化影響時,必須考慮氣候因子的空間分異,應(yīng)根據(jù)不同的氣候單元,進行各自對應(yīng)的分析,而不能簡單地推理該氣候單元會發(fā)生與源區(qū)同樣的變化。
【學位授予單位】：云南大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X171;X16;P467
【圖文】：

圖 1-1 基于 NDVI 時間序列的物候提取[50]究計算 2000-2013 年黃河源區(qū)沼澤植被多年平均的生長季開始期和計算各期（DOY1，DOY17，…， DOY337，DOY353）多年平均沼（式 1-3）。 h

約位于 95°54′-103°25′E，32°10′-36°34′N（圖2-1），地跨青海、四川、甘肅三省，總面積約 13 萬平方公里。行政區(qū)域涉及青海省的瑪多縣、達日縣、久治縣、甘德縣、瑪沁縣、河南縣、澤庫縣、同德縣、貴南縣、興�？h、共和縣，四川省的紅原縣和若爾蓋縣，甘肅省的瑪曲縣。圖 2-1 黃河源區(qū)示意圖2.1.2 地形地貌黃河源區(qū)地形總體為中西部偏高、東北部和東南部偏低，地形起伏大，海拔落差近 3900 m。中部阿尼瑪卿山主峰瑪卿崗日最高海拔超過 6200 m，最低海拔在東北角龍羊峽出口約 2371 m，平均海拔約在 4300 m 左右（圖 2-2）。源區(qū)呈強烈侵蝕中山地貌，弱侵蝕的高原低山丘陵地貌、湖盆地貌及河谷地貌[100]。

圖 2-2 黃河源區(qū)地形地貌2.1.3 氣候黃河源區(qū)氣候?qū)俅箨懶愿咴瓪夂颍涓稍�，多年平均氣溫約-2℃，多年平均降水量約500mm，集中于6-9月[132]；水汽經(jīng)高低兩條通道進入源區(qū)，低層通道，西

【參考文獻】

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本文編號：2771837