中国陆地主要植被类型生产力及其与气候因子的关系

论文摘要

在全球变暖背景下,研究森林、草原和荒漠植被净初级生产力及其与气候因子之间的关系具有重要意义。本文利用近34年的GIMMS3g遥感时间序列数据集,结合同期的气象数据和植被类型数据,采用CASA模型估算我国森林及不同森林植被类型、草原和荒漠1982~2015年的NPP并分析时空变化。采用二阶偏相关分析方法分析森林及不同森林植被类型、草原和荒漠植被NPP与气候因子的年际相关性。采用滑动偏相关分析方法,分析森林及不同森林植被类型、草原和荒漠植被NPP与气候因子相关性随时间的变化情况。结论如下:(1)从1982年到2015年,森林植被年均NPP总量是887×10~122 gC/a。单位面积年平均NPP是650.73 gC/m~2/a。呈现从东南向西北减少的分布特征。单位NPP最高的是常绿阔叶林。森林及不同森林植被类型的固碳能力逐年增强,NPP总体上有所提高。森林植被NPP在夏、秋两季增长显著(P<0.05)。常绿阔叶林夏季显著增长(P<0.05)。落叶阔叶林的NPP在夏季和秋季增长极显著(P<0.01)。常绿针叶林和落叶阔叶林春季极显著增长(P<0.01)。混交林的夏季NPP增长最快(P<0.01)。森林区年均温和年太阳总辐射均显著上升(P<0.01)。气温的逐年升高对森林植被NPP的积累表现为积极的影响。降水的下降可能对NPP多表现为消极的影响。不断增加的年太阳辐射对NPP的积累有促进作用。森林植被对气温的敏感性逐年增加,对降水的敏感性逐渐降低。落叶阔叶林、落叶针叶林和混交林对气温的敏感性逐年增强,常绿阔叶林和常绿针叶林对气温的敏感性逐年降低。落叶阔叶林和常绿针叶林对降水的敏感性逐年增强,其余三种对降水的敏感性逐年降低。五种森林植被类型对太阳辐射的敏感性均逐年降低。(2)1982~2015年草原植被NPP年均总量为245.52×10~122 gC/a,单位面积年均NPP为186.39 gC/m~2/a。呈现从西南到东北逐渐增加的分布特征。草原植被固碳能力逐年增强,NPP总体上有所提高。NPP在7月和8月达到高峰。各个季节NPP都呈增长态势,春季最快。草原区气温和太阳辐射量显著上升(P<0.05)。气温的升高有助于NPP的积累。降水和太阳辐射是草原植被生长的关键控制因素。草原植被对气温和太阳辐射的敏感性逐渐降低,对降水的敏感性逐年增强。(3)1982~2015年荒漠植被年均NPP为58.52×10~122 gC/a,单位面积平均NPP为50.22 gC/m~2/a。呈现东南部和西北部较多,南部和中东部较少的分布特征,但荒漠植被NPP整体水平较低。NPP普遍改善,固碳能力逐年增强,但局部地区有所下降。NPP的积累期在4月至10月。所有季节的NPP都在波动增加,冬季最快。荒漠区气温,降水和太阳辐射都呈极显著增加趋势(P<0.01)。降水和太阳辐射是荒漠植被生长的主要限制因素。荒漠植被对气温,降水和太阳辐射的敏感性逐年下降。

论文目录

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 NPP估算研究进展

1.2.2 NPP及其与气候因子关系的研究进展

1.3 研究内容与技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 章节安排

1.3.3 技术路线

第二章数据来源与研究方法

2.1 数据来源

2.1.1 遥感数据

2.1.2 气象数据

2.1.3 植被类型数据

2.2 研究方法

2.2.1 CASA模型

2.2.2 线性回归分析

2.2.3 偏相关分析

2.2.4 滑动偏相关分析

第三章森林植被生产力及其与气候因子的关系

3.1 森林植被NPP时空变化分析

3.1.1 森林植被NPP的空间分布特征

3.1.2 森林植被NPP的时间变化特征

3.1.3 森林植被NPP的空间变化特征

3.2 森林植被NPP与气候因子的年际相关性

3.2.1 气候因子年际变化及趋势

3.2.2 森林植被NPP与气候因子的年际相关性

3.3 森林植被NPP与气候因子相关关系的时间变化特征

3.4 讨论

3.5 本章小结

第四章草原植被生产力及其与气候因子的关系

4.1 草原植被NPP时空变化分析

4.1.1 草原植被NPP的空间分布特征

4.1.2 草原NPP的时间变化特征

4.1.3 草原植被NPP的空间变化特征

4.2 草原植被NPP与气候因子的年际相关性

4.2.1 气候因子年际变化及趋势

4.2.2 草原植被NPP与气候因子的年际相关性

4.3 草原植被NPP与气候因子相关关系的时间变化特征

4.4 讨论

4.5 本章小结

第五章荒漠植被生产力及其与气候因子的关系

5.1 荒漠植被NPP时空变化分析

5.1.1 荒漠植被NPP的空间分布特征

5.1.2 荒漠植被NPP的时间变化特征

5.1.3 荒漠植被NPP的空间变化特征

5.2 荒漠植被NPP与气候因子的年际相关性

5.2.1 气候因子的年际变化及趋势

5.2.2 荒漠植被NPP与气候因子的年际相关性

5.3 荒漠植被NPP与气候因子相关关系的时间变化特征

5.4 讨论

5.5 本章小结

第六章结论与展望

6.1 主要结论

6.1.1 森林植被生产力及其与气候因子的关系

6.1.2 草原植被生产力及其与气候因子的关系

6.1.3 荒漠植被生产力及其与气候因子的关系

6.2 主要创新点

6.3 不足与展望

参考文献

附录

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

个人简况及联系方式

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘雪佳

导师: 杜自强

关键词: 森林,草原,荒漠,净初级生产力,滑动偏相关,气候因子

来源: 山西大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 山西大学

基金: 国家自然科学基金项目“基于长时间序列NDVI数据的草地植被变化及人为影响研究”(41161066),国家自然科学基金联合基金项目“晋北典型煤矿区生态系统服务的时空格局及驱动机制研究”(U1810101)

分类号: Q948.112

DOI: 10.27284/d.cnki.gsxiu.2019.000161

总页数: 97

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中国陆地主要植被类型生产力及其与气候因子的关系

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