乌伊岭地区森林植被变化及其对气候变化的响应研究

论文摘要

IPCC第五次报告指出,自十九世纪五十年代以来,地球偏暖的速度已经开始持续高于过去任何一个时期,大气和海洋已经开始变暖,冰川积雪及其雪量已经逐渐开始减少,海平面平均上升0.19（0.17至0.21）米,海水侵蚀海岸带,风暴潮现象加剧,温室气体如二氧化碳、甲烷等浓度增加的速度开始迅速加快等。自20世纪50年代以来,在世界范围内人类所观测到的众多气候变化相比于过去的几百甚至上千年间都是前所未有的,气候变化对森林生态系统的影响及反馈机制已经逐渐成为人类所关注的重要的发展问题,植被发育及长势对气候环境的变化敏感。研究中国北方高纬度地区森林植被演变受到气候因子变化的影响,研究利用MODIS-NDVI数据与TM/ETM+数据,结合62年的气象观测数据,运用VFC二分法模型、Mann-Kendall非参数检验、距平趋势分析、滑动T检验与空间相关性分析法,探讨乌伊岭地区1975-2016年气候变化及其突变对植被覆盖的演化规律,并对不同气候因子与植被覆盖类型的空间变化进行相关性分析。本文通过研究得到以下结论:（1）乌伊岭地区近62年气温整体呈现显著上升趋势（0.557℃/10a,P<0.0001）;降水整体呈现不断波动变化趋势,年际间降雨量差异较弱（-14.052mm/10a,P<0.0001）。年均最高、最低气温呈现上升态势,冬季（0.692℃/10a）与年均最低气温（0.7229℃/10a）增温幅度最快,秋季（0.264℃/10a）最慢。降水量季节性差异明显,秋季降低幅度最快（-12.168mm/10a）,而夏季相对于全年雨量略微增加（0.446mm/10a）。总体上看,乌伊岭保护区的气候变化呈现暖干化发展的趋势。通过突变性检验分析,研究区气候因子活跃时期是1980—1995年。（2）研究区不同植被覆盖类型状况具有显著的地域差异性,年均植被覆盖度指数为0.673,有植被覆盖的区域（NDVI≥0.1）占总面积的87.69%,其中高植被覆盖度区（NDVI≥0.8）占比最大。由于气候暖干化趋势及地形南高北低的特点,其不同土地植被覆盖类型具有显著的空间差异性。从植被覆盖度和植被覆盖变化趋势的空间分布来看,植被覆盖指数较高的山地区是混交林、针叶林等受到年际气候因子的影响较强,草地空间分布受季节性水热条件影响较大。靠近耕地、居民地的地区植被覆盖受人类活动的影响较大。而乌伊岭地区广泛分布的沼泽湿地区植被覆盖变化则相对稳定。（3）乌伊岭地区各植被类型的覆盖状况受长时间水热条件的变化而改变,气候突变前,气温、降水不断降低（-0.009℃/10a、-10.206mm/10a）,乌伊岭整体覆盖状态良好（中高级植被覆盖区为主）,高等级植被覆盖区域由中心到东北部上升,低植被覆盖区域占总面积比少。气候突变后,研究区整体气温急剧升高,降水明显下降的暖干化趋势（0.621℃/10a、-12.768mm/10a）,中高等级植被覆盖区域由中心海拔高的山地向四周地势比较低的区域辐散下降,高植被覆盖区仅在湿地区保持较高的植被覆盖状态。在气候增温减湿的突变时期,植被覆盖度显著下降,各等级植被覆盖区突变前后面积变化状况:低等<中高等<中等<中低等<高等,高植被覆盖区逐渐退化为中等与中低等植被覆盖区,由中心高海拔山地向四周低地势地区辐散下降。受气候突变影响其不同植被覆盖类型的降幅:湿地<耕地<针叶林<草地<混交林。在1980-1995年气候突变时期植被覆盖退化的速率远远大于1975-2016年气候整体变化时期的速率,土地植被覆盖空间变化最为显著,退化最严重。（4）研究区生长季NDVI与气候因子的相关性分析有明显的空间分异规律。气温与降水的空间相关系数分别为0.161与0.068,其中呈正相关的像元分别占总像元面积的56.67%和42.79%。其中气温因子的相关性数值与面积上,均高于其与降水因子的相关性;即气温因子的空间相关性均高于降水因子,气温是影响植被覆盖变化的主导因素,也是导致乌伊岭地区植被退化的主要影响因子。（5）乌伊岭及周边地区广泛分布着稀疏岛状多年冻土与季节性冻土,随着气候变暖,中国东北部多年冻土区域的冻土退化现象频发,对气温的剧烈变化其反应更加敏感;尤其是近年来由于气候暖干化趋势所致使研究区内发生冻土退化现象所导致环境的一系列变化,其变化结果在短期内可能会促进植被的生长发育;但从长远上看,这种变化对当地自然生态环境的破坏会远远超过其对植被生长发育所提供积极条件。这种环境变化的结果也会在不同程度上,对乌伊岭地区森林植被在不同时期生长发育的过程中产生一系列深远的影响。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 盛任

导师: 万鲁河

关键词: 气候变化,森林植被,空间相关性

来源: 哈尔滨师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 气象学,林业

单位: 哈尔滨师范大学

基金: 国家自然科学基金项目——小兴安岭沼泽湿地时空分布及其对环境变化的响应(NO:41671100)

分类号: S718.5;P467

总页数: 60

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