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2000-2015年秦巴山区植被净初级生产力时空分异研究

2020-12-08阅读(753)

2000-2015年秦巴山区植被净初级生产力时空分异研究

论文摘要

植被净初级生产力（Net Primary Production,NPP）是衡量植被生长、反映生态系统功能的重要指标。研究其时空分异特征和主要影响因子,可以为应对气候变化和实施有效生态保护措施提供科学依据。本文选取秦巴山区作为研究区,基于2000-2015年MOD17A3数据、气象数据、植被类型数据、DEM数据以及其他基础数据,采用了Sen趋势分析、变异系数、Hurst指数和相关性分析法,首先分析了秦巴山区植被NPP时空变化,并从行政区域、海拔、经纬度、流域、生态功能分区等多角度探讨了区域分异的特点,其次具体分析了不同植被类型（森林、草地和农田）的NPP在时空变化上的差异,最后探讨了地形与气候变化对植被NPP的影响。主要得出以下结论:（1）2000-2015年,秦巴山区多年植被NPP均值为495.82 gC·m-2·yr-1,16年来总体呈微弱上升趋势,且变异系数较小,处于一个较稳定的状态;空间分布呈东北低、西南高,增长区占总面积约78.73%,主要分布在研究区西北和中部地区,减少区（19.35%）主要分布在研究区东部;约83.87%的地级市主要为植被NPP增加;约61.32%的地区植被NPP在未来趋势上呈反持续特征。从区域分异来看,秦岭山地落叶阔叶-针阔混交林生态亚区（I1501）增长最为显著;垂直方向上,NPP增加面积随海拔升高呈“增加-稳定-降低”的趋势,水平方向上,NPP增加面积从西到东呈“增加-降低-稳定”的趋势,从南到北则持续增加;从流域来看,嘉陵江和汉江流域NPP增长态势好于洮河和洛河流域的NPP增长。（2）秦巴山区各植被类型面积比为:森林植被（66.84%）>农田植被（19.44%）>草地植被（8.19%）。森林植被中常绿针叶林年均NPP值最大(557.97 gC·m-2·yr-1),除常绿针叶林和常绿针叶灌木林呈下降趋势,其他森林植被NPP均呈上升趋势;草地植被中,草甸年均NPP值最大(489.03 gC·m-2·yr-1),草丛的NPP增长趋势最大;农田植被年均NPP值:水田(539.45 gC·m-2·yr-1)>旱地(445.67 gC·m-2·yr-1),但旱地NPP增长趋势大于水田。空间分布上,三大植被类型NPP均是增加面积大于减少面积,同一植被类型NPP在不同生态亚区其表现存在差异。森林植被NPP以落叶阔叶林、落叶阔叶灌木林和常绿针叶林增长较为明显,主要分布在秦岭山地和大巴山系的北部地区;草地植被NPP主要为草丛增长,主要分布在研究区西北部;农田植被NPP主要为旱地增长,主要分布在研究区西北部和汉江流域。（3）在地形因子中,秦巴山区植被NPP主要受高程的影响,具体表现为:随海拔升高呈先增加后减少的趋势,在坡向为南（S）方向时生产力最大,北（N）方向时最小,而与坡度的变化关系不大。在气候因子中,植被NPP与各气候因子的相关系数为:有效降水（0.511）>年降水量（0.311）>有效温度（0.230）>水热积指数（K）（0.169）>年均温（0.135）;偏相关系数为:有效降水（0.540）>有效温度（0.515）>年均温（0.472）>年降水量（-0.190）。其中,通过显著性水平（P<0.1）的面积比最大的为有效降水的偏相关系数。结果表明:研究区植被NPP主要受有效降水的影响;水热积指数（K）对该研究区植被影响不大;有效降水和有效温度比年均温和年降水量更能真实反映气候与植被NPP间的关系。不同植被类型对不同气候因子响应的程度不一样,秦巴山区森林植被NPP主要受有效降水影响,草地植被NPP则对有效温度响应更强烈,农田植被中水田NPP主要受有效温度影响,旱地NPP则主要受有效降水的影响。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  •   1.1 研究背景与选题意义
  •     1.1.1 研究背景
  •     1.1.2 选题意义
  •   1.2 国内外研究现状
  •     1.2.1 植被NPP估算模型研究
  •     1.2.2 植被NPP时空分异研究
  •     1.2.3 气候变化对NPP的影响研究
  •   1.3 秦巴山区相关研究进展
  •   1.4 研究内容与技术路线
  •     1.4.1 研究主要内容
  •     1.4.2 研究技术路线
  •   1.5 论文框架
  •   1.6 本章小结
  • 第2章 研究区概况与数据处理
  •   2.1 研究区域概况
  •     2.1.1 地理位置
  •     2.1.2 自然地理概况
  •   2.2 数据来源与预处理
  •   2.3 研究方法
  •     2.3.1 时空特征研究
  •     2.3.2 气象数据指标
  •     2.3.3 相关性分析法
  •   2.4 本章小结
  • 第3章 秦巴山区植被净初级生产力时空特征
  •   3.1 秦巴山区植被NPP时空变化特征分析
  •     3.1.1 MOD17A3 数据验证
  •     3.1.2 秦巴山区植被NPP变化趋势与分布格局
  •   3.2 秦巴山区植被NPP区域分异分析
  •     3.2.1 生态功能区植被NPP变化分异特征
  •     3.2.2 主要流域植被NPP变化分异特征
  •   3.3 本章小结
  • 第4章 秦巴山区不同植被类型NPP的时空特征
  •   4.1 森林植被NPP的时空变化
  •     4.1.1 森林植被NPP年际变化趋势
  •     4.1.2 森林植被NPP空间变化特征
  •   4.2 草地植被NPP的时空变化
  •     4.2.1 草地植被NPP年际变化趋势
  •     4.2.2 草地植被NPP空间变化特征
  •   4.3 农田植被NPP的时空变化
  •     4.3.1 农田植被NPP年际变化趋势
  •     4.3.2 农田植被NPP空间变化特征
  •   4.4 本章小结
  • 第5章 秦巴山区植被NPP时空变化主要因子分析
  •   5.1 地形因子对植被NPP的影响
  •     5.1.1 地形因子提取
  •     5.1.2 高程对植被NPP分布格局的影响
  •     5.1.3 坡度对植被NPP分布格局的影响
  •     5.1.4 坡向对植被NPP分布格局的影响
  •   5.2 气候因子对植被NPP的影响
  •     5.2.1 温度对植被NPP的影响
  •     5.2.2 降水对植被NPP的影响
  •     5.2.3 水热积指数对植被NPP的影响
  •     5.2.4 气候变化对不同植被类型NPP的影响
  •   5.3 本章小结
  • 第6章 结论与展望
  •   6.1 主要结论
  •   6.2 论文创新点
  •   6.3 不足与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 在学期间发表的论文及参加的课题

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 赵晓

    导师: 周文佐

    关键词: 植被净初级生产力,时空分异,植被类型,秦巴山区

    来源: 西南大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学

    单位: 西南大学

    分类号: Q948

    总页数: 92

    文件大小: 6852K

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