三北防護林工程區(qū)植被覆蓋變化特征及其對氣候變化的響應研究.pdf

1、在全球變暖的大背景下，區(qū)域氣候也發(fā)生了變化，在此背景下研究區(qū)域地表過程的相關理論對區(qū)域生態(tài)環(huán)境及經(jīng)濟建設具有重大意義，植被覆蓋動態(tài)變化是土地資源和環(huán)境變化研究的重要內(nèi)容。生態(tài)環(huán)境成為全人類生存與發(fā)展的根基，是社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎。利用遙感數(shù)據(jù)源全天候、多時相的特點，再結合地理信息系統(tǒng)空間分析技術分析中國三北防護林工程區(qū)NDVI的時空變化規(guī)律，同時對NDVI與區(qū)域氣候間的耦合性做了分析研究，為揭示氣候轉(zhuǎn)型期研究區(qū)NDVI的變化特征做進一步探

2、索。
　　本文基于1982~2006年間的GIMMS AVHRR NDVI植被覆蓋數(shù)據(jù)和氣象站點氣候數(shù)據(jù)，以NDVI和氣溫、降水為研究對象，利用GIS和遙感技術、最大化NDVI均值法、提取植被覆蓋度法和一元線性回歸趨勢分析等方法對中國三北防護林工程區(qū)四大建設區(qū)（風沙區(qū)，西北荒漠區(qū)，黃土高原丘陵溝壑區(qū)和東北、華北平原區(qū)）連續(xù)25年的植被覆蓋時空變化特征進行了動態(tài)變化研究，并分析了三北防護林工程區(qū)植被覆蓋與氣溫、降水變化的相關性、滯后

3、性。以Hurst指數(shù)為基礎，分析了研究區(qū)NDVI的變化趨勢，并且分析了該研究區(qū)植被覆蓋變化總體趨勢及其空間分異。最后通過采用殘差分析法探討了人類活動對研究區(qū)植被覆蓋變化影響的空間格局。本文研究結果表明：
　　(1)近25年來，研究區(qū)植被NDVI平均值總體呈緩慢上升趨勢，增速為0.007/10a，植被覆蓋整體呈緩慢上升趨勢，其中風沙區(qū)和東北、華北平原區(qū)植被增速最明顯，而西北荒漠區(qū)植被呈微弱下降趨勢。植被變化量增加幅度略大于減少幅度。

4、
　　(2)四大建設區(qū)植被覆蓋度有不同程度提高，其中黃土高原溝壑區(qū)植被覆蓋度上升最快，比1982年提高了9.66％；1982-1991年、1992-2001年和2002-2006年三個時期，研究區(qū)植被覆蓋面積分別增加了472994km2、451032km2、435196km2和減少了197717km2、270192km2、182690km2。植被覆蓋增加的區(qū)域主要分布在大興安嶺中、南部，小興安嶺中部，長白山東北段，燕山，遼西低山丘

5、陵區(qū)，阿爾泰山，天山，祁連山東段，西北荒漠區(qū)東部和黃土高原丘陵溝壑區(qū)南部等；植被覆蓋減少的區(qū)域主要是在大興安嶺兩側，呼倫貝爾高原西部，三江平原北部，科爾沁沙地南端，西北荒漠區(qū)南部和黃土高原丘陵溝壑區(qū)北部等。
　　(3)三北防護林工程區(qū)及其四大建設區(qū)年平均氣溫整體出現(xiàn)上升趨勢。研究區(qū)氣溫傾向率為0.61℃/10a，總體年累積降水量出現(xiàn)下降趨勢，年降水量線性變化趨勢為減少13mm/10a。研究區(qū)植被和氣溫、降水整體呈正相關關系，17.

6、74%的地區(qū)植被與氣溫呈負相關，而6.84%的地區(qū)呈正相關，10.60%的地區(qū)植被與降水呈負相關，19.53%的地區(qū)則呈正相關，植被與降水正相關面積明顯大于植被與氣溫正相關面積，降水是研究區(qū)植被生長的關鍵因子；不同時間段的溫度、降水與NDVI的相關性的差異比較明顯。植被存在明顯的季節(jié)變化特點，植被成長期的NDVI隨氣溫、降水的變化存在滯后現(xiàn)象。
　　(4)研究區(qū)近十年NDVI平均值的Hurst指數(shù)均值是0.6881，數(shù)值較高，可持

7、續(xù)性強弱依次排列為Ⅰ區(qū)＞Ⅱ區(qū)＞Ⅲ區(qū)＞Ⅳ區(qū)。研究區(qū)植被殘差年際變化顯著正相關面積比例7.70%大于顯著負相關面積比例7.17%，人類活動對植被建設作用要強于破壞作用，三北防護林建設工程帶來的生態(tài)效益正在呈現(xiàn)。植被殘差呈顯著增加的區(qū)域集中在天山北部、塔里木盆地、河西走廊、河套平原、鄂爾多斯高原東部、烏蘭察布高原南部、赤峰、通遼東南部、呼倫貝爾高原西部、大興安嶺中南部、松嫩平原和遼河平原等；而顯著減少的地區(qū)主要在塔克拉瑪干大沙漠周邊區(qū)、阿拉善