秦巴山区植被FPAR时空变化特征研究

论文摘要

FPAR即光合有效辐射吸收比例,它是描述植被冠层与大气物质能量交换过程的基本生理变量,反映了植被吸收光合有效辐射能力的高低。不仅是水循环、碳循环、生态模型、作物生长模型等的重要输入参数,也是陆地生态系统观测系统（GTOS）、全球气候观测系统（GCOS）表征气候变化的关键气候参量之一。因此,地区或全球植被FPAR的定量监测对气候变化、陆地生态系统等研究具有重要意义。作为中国南北气候过渡带,秦巴山区是中国重要的地理生态界线,不仅生态和环境意义特别重大,其独特的地理位置、复杂的自然环境、悠久的文明历史也孕育了丰富的植被资源。在当前气候变化、经济快速发展的背景下,本文以秦巴山区为实验区域,研究植被FPAR的时空变化特征,探讨植被FPAR的影响因子,以期为区域植被变化研究和环境保护提供参考。本文以2006—2015年MODIS FPAR、LAI、土地覆盖等遥感数据及DEM、人口/GDP公里网格数据、气象数据为基础,借助ArcGIS、ENVI、ANUSPLIN、MRT、R等软件,采用趋势分析法对秦巴山区植被FPAR像元尺度的时空变化特征进行了研究,基于地理探测器和随机森林回归模型探讨了植被FPAR变化的主要影响因子,最后通过相关分析法和空间自相关定量研究了影响因子与植被FPAR之间的关系,主要研究结论如下:（1）2006—2015年秦巴山区植被FPAR呈西北和东北低、中部和东南部高的分布特征,空间变化表现为中部增加、四周减少的空间格局,总体呈上升趋势。近10年秦巴山区植被FPAR呈显著增加趋势,增速为4.8%·10 a-1（P<0.05）且植被FPAR在冬季上升显著（P<0.05）。不同植被类型中,阔叶林FPAR增加面积比例最高,针叶林FPAR增加面积比例最低,作物FPAR年际增加趋势明显（P<0.05）,阔叶林在冬季上升显著（P<0.05）。（2）7个分区植被FPAR均呈上升趋势,其中汉江上游、秦岭山地、豫西南地区上升趋势显著（P<0.05）,以豫西南地区FPAR显著增加的面积比例最高,秦岭山地其次,海东甘南、岷山邛崃地区呈减少趋势面积比例超过25%,需要加强环境保护。此外,7个分区的植被FPAR时序曲线表现出由西至东偏度系数逐渐减小的规律。（3）在基于地理探测器和随机森林回归模型筛选主要影响因子过程中,随机森林回归模型的解释度达95%,与地理探测器对比后最终确定叶面积指数、年平均气温、高程、年累计降水量、人口密度、GDP、距城市和建设用地距离及植被覆盖度是影响秦巴山区植被FPAR时空变化的主要影响因子。（4）自然因子与植被FPAR的关系表现为:首先,秦巴山区植被FPAR随海拔的升高而降低,具有明显的垂直地带性;其次,从年际水平看,秦巴山区植被FPAR变化总体上与气温的关系更加密切,针叶林、阔叶林FPAR也与年平均气温偏相关性更高,但草地、作物FPAR受年降水量影响更大;最后,植被FPAR与叶面积指数、植被覆盖度均呈正相关,叶面积指数的增加使植被有更大的光合组织面积用于光合作用,而植被覆盖度的变化也是植被FPAR变化的重要原因。（5）社会经济因子对植被FPAR的影响表现为:随着人口密度、GDP的增加,距城市和建设用地距离的减少,植被FPAR整体呈下降趋势,前期（2006—2010年）社会经济因子对植被FPAR影响较大,后期（2010—2015年）影响减弱。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 章金城

导师: 周文佐

关键词: 秦巴山区,随机森林回归模型,时空变化

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: 76

文件大小: 3611K

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标签：秦巴山区论文;  随机森林回归模型论文;  时空变化论文;