西南地区极端气候指数时空变化及其对NDVI的影响特征研究

论文摘要

利用中国西南地区477个地面气象站点1971～2013年逐日气温、降水序列资料,计算27个极端气候指数,分析了西南地区极端气候指数的时空变化特征;结合GIMMS NDVI数据探究了西南地区极端气候指数对NDVI的影响特征。研究结果表明:（1）1971～2013年西南地区极端高温事件不断增多,极端低温事件显著减少,整体上呈偏热的发展趋势,极端气温指数的突变主要发生在1990s,云南南部、广西南部以及四川东部地区变暖趋势更为明显。针阔混交林地区暖昼日数（TX90）上升趋势明显,速率为8.93d/10a（p<0.05）,草原地区最高温度最小值（TXn）、最低温度最小值（TNn）以及最低温度最大值（TNx）上升趋势最为显著,速率分别为0.38℃/10a、0.75℃/10a和0.33℃/10a（p<0.05）,因此针阔混交林及草原地区变暖趋势更加严重。（2）1971～2013年西南地区向干旱化发展的态势明显,降水日数（R1mm）、中雨日数（R10mm）以及降水强度（SDII）下降趋势明显（p<0.05）,持续干旱日数（CDD）上升趋势显著（p<0.05）。极端降水指数的突变主要发生在1990s～2000s,进入21世纪以来,西南地区偏干的趋势更为明显。云南、广西和贵州三省交界处降水状况逐年变差,干旱较为严重,广西东部与云南西南部极端降水量增幅明显,发生洪涝灾害的风险较大。不同植被类型下极端降水指数变化情况不尽相同,灌丛、栽培植被以及针阔混交林R1mm及SDII明显降低（p<0.05）,偏干趋势更加严重。（3）年际尺度上,高温频次类指数及气温强度类指数与NDVI总体呈正相关（8个指数p<0.05）,而低温频次类指数与NDVI总体呈负相关（4个指数p<0.05）,且低温频次类指数对植被的影响相对较弱。极端降水指数对NDVI的影响比温度指数的影响小,仅连续湿日数（CWD）与NDVI呈显著负相关,相关系数为-0.498（p<0.05）。对不同植被类型区来说,灌丛和针阔混交林地区气温指数对植被的生长发育影响较大,草原和栽培植被地区气温指数对植被的生长影响相对较弱。在针阔混交林地区,降水频次（R1mm）与连续湿日数（CWD）对植被产生一定负面影响。（4）季节尺度上,指数与NDVI的相关性特点与年际尺度上的特点大致相同。对不同植被类型区来说,灌丛、草原以及针阔混交林地区NDVI对极端气温指数的响应较为明显,常绿阔叶林地区NDVI对极端降水指数的响应最为明显。（5）滞后一季度的情况下,春季NDVI与气温指数的滞后相关性较强,夏、秋、冬季的滞后相关性均较弱,NDVI与降水指数的滞后相关性普遍较差。对不同植被类型区来说,在春夏两季常绿阔叶林、针阔混交林及灌丛地区NDVI与气温指数的滞后相关性较强,秋季草原地区NDVI与气温指数的滞后相关性较强;在夏季草原NDVI与降水指数的滞后相关性最为明显。（6）在典型年份中,总体上极端高温天气对NDVI具有正向促进的作用,而极端降水天气对NDVI具有负向抑制的作用,这与年际和季节尺度下NDVI对极端气候的响应特征基本一致。

论文目录

摘要

Abstract

1 引言

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 极端气候研究方法

1.2.2 极端气温事件

1.2.3 极端降水事件

1.2.4 极端气候对NDVI的影响

1.3 本文的主要工作

2 研究方法

2.1 研究区概况

2.2 数据资料

2.2.1 气候数据与极端气候指数介绍

2.2.2 NDVI数据介绍

2.2.3 植被分布资料

2.3 分析方法

2.3.1 趋势分析

2.3.2 突变分析

2.3.3 相关性分析

2.3.4 NDVI计算

2.3.5 典型年份筛选

3 极端气温指数时空变化特征

3.1 极端气温指数的时间变化特征

3.1.1 极端气温指数变化趋势分析

3.1.1.1 极端气温指数年际变化趋势

3.1.1.2 不同植被类型极端气温指数年际变化趋势

3.1.2 极端气温指数的突变分析

3.2 极端气温指数的空间差异

3.2.1 极端气温指数多年平均空间分布特征

3.2.2 极端气温指数变化趋势空间分布特征

3.3 本章小结

4 极端降水指数时空变化特征

4.1 极端降水指数的时间变化特征

4.1.1 极端降水指数变化趋势分析

4.1.1.1 极端降水指数年际变化趋势

4.1.1.2 不同植被类型下极端降水指数年际变化趋势

4.1.2 极端降水指数的突变分析

4.2 极端降水指数的空间差异

4.2.1 极端降水指数多年平均空间分布特征

4.2.2 极端降水指数变化趋势空间分布特征

4.3 本章小结

5 极端气候指数与NDVI的相关性

5.1 NDVI时空动态分析

5.1.1 NDVI年际变化趋势

5.1.2 NDVI的空间差异

5.2 极端气候指数与NDVI的相关性

5.2.1 极端气候指数指数与NDVI的年际相关性

5.2.2 极端气候指数与NDVI的季节相关性

5.2.3 极端气候指数与NDVI的季节滞后相关

5.2.4 典型极端气候特征年份NDVI的变化特点

5.3 总结与讨论

5.3.1 本章小结

5.3.2 极端气候指数对NDVI影响机理讨论

6 结论与讨论

6.1 主要研究结论

6.2 问题与展望

参考文献

个人简介

导师简介

获得成果目录

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王昊

导师: 孙建新,姜超

关键词: 西南地区,极端气候指数,变化趋势,相关性

来源: 北京林业大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 北京林业大学

基金: 国家重点研发计划项目“气候变化对西南生态安全影响规律和机理”(2016YFC0502104)

分类号: Q948.112

DOI: 10.26949/d.cnki.gblyu.2019.000881

总页数: 81

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