黑龙江省生态气象监测与评价研究
【摘要】：近年来,由于各种自然资源受到破坏,资源消耗过大,整个生态系统的灾害性已显露。尤其以气候变暖为标志的全球气候变化已经并将继续影响陆地生态系统,极端气候事件及气象灾害明显增多,人类正面临着越来越严重的资源与生态环境问题的挑战,并且也严重制约着商品粮基地的发展,将对粮食安生生产造成巨大威胁。因此,开展生态气象监测与评价工作,在保护生态环境、保障粮食安全生产和防灾减灾中具有重要意义。
本研究利用黑龙江省生态质量气象监测、植被长势遥感监测、陆地生态系统生物量监测及陆地生态系统生产力遥感监测等资料,结合陆地生态系统生产力及人口承载力分析,对黑龙江省生态气象质量进行了评价,取得如下研究成果：(1)黑龙江省植被覆盖度分布规律较为明显,各种植被类型相差亦不大。比较而言,针叶林变化幅度较小,耕地变化稍大。黑龙江省在2007年7月份以前植被长势状况较好,同时也要比历年同期植被覆盖指数高些。进入到8月份后开始下降,NDVI逊于往年。(2)黑龙江省森林NPP空间分布的基本特点是南高北低,东高西低,其中大兴安岭的森林NPP最低,小兴安岭次之,老爷岭最高。2006年黑龙江省陆地生态系统NPP的年总量为283.1tC·a-1,年平均值为382.8gC·m-2·a-1。(3)黑龙江省近40年来平均气温、年降水量总体呈上升趋势；近40年来黑龙江省年均总生产力为3.35×108t DM·yr-1,其中森林、农田、草原和湿地的均总生产力分别为1.71×108t DM·yr-1、0.88×108t DM·yr-1、0.27×108t DM·yr-1和0.49×108tDM·yr-1,森林、农田、草原和湿地的平均生产力分别为10.00t DM·hm-2·yr-1、9.60t DM·hm-2·yr-1、7.10t DM·hm-2·yr-1、8.62t DM·hm-2·yr-1。(4)1967-2006年黑龙江省在宽裕型、小康型与富裕型3种消费水平下的年均总人口承载力分别为1.62亿、1.37和1.33亿。黑龙江省丰富的土地、自然资源及气候资源可以确保当地人口具有富裕型的消费水平,即使在富裕型的消费水平下黑龙江省仍然具有相当程度的粮食输出能力,在我国的粮食安全战略中具有重要地位。(5)利用气象灾害指数、植被覆盖指数、,水体密度指数等方法,对黑龙江省2007年7-9月的生态质量进行气象评价,综合分析得出：2007年7-9月黑龙江省生态质量指标在49-57之间,黑龙江省生态质量良好。
另外,本研究从宏观角度出发,运用GIS和RS理论和技术方法,对黑龙江省东部山地森林生态系统土壤呼吸的空间分布特征进行比较研究,其结果可为该省森林生态系统能量流动和物质循环研究,以及在区域甚至更大尺度上探讨土壤呼吸的空间变异规律提供一定的理论参考和技术支持。
【关键词】：生态气象 土壤呼吸 监测 评价 【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：P411
【目录】：
- 摘要5-7
- ABSTRACT7-12
- 第1章 综述12-30
- 1.1 生态气象研究现状及其发展趋势13-16
- 1.2 生态气象监测和评价方法概述16-26
- 1.2.1 区域生态环境质量评价16-17
- 1.2.2 陆地生态系统生产力及人口承载力分析17-19
- 1.2.3 植被指数19-20
- 1.2.4 植被第一性生产力20-21
- 1.2.5 植被长势技术21-26
- 1.3 土壤呼吸作用研究现状26-29
- 1.3.1 土壤呼吸基本概念26
- 1.3.2 国内外研究进展26-28
- 1.3.3 存在的问题及发展趋势28-29
- 1.4 论文研究意义与主要研究内容29-30
- 第2章 研究资料与方法30-34
- 2.1 资料来源30
- 2.2 评价方法30-34
- 2.2.1 植被长势遥感监测评价方法30
- 2.2.2 陆地生态系统生物量评价方法30-31
- 2.2.3 黑龙江省陆地生态系统生产力遥感监测评价31
- 2.2.4 黑龙江省陆地生态系统生产力及人口承载力评价31
- 2.2.5 生态质量气象评价方法31-34
- 第3章 黑龙江省生态气象质量评价34-60
- 3.1 黑龙江省气象生态质量评价气象资料34-38
- 3.1.1 温度资料的选取34-36
- 3.1.2 降水资料的选取36-38
- 3.2 黑龙江省植被长势遥感监测评价38-45
- 3.2.1 植被长势遥感监测评价方法39
- 3.2.2 植被的划分39-41
- 3.2.3 植被覆盖指数的变化41-43
- 3.2.4 多年平均覆盖植被指数43-44
- 3.2.5 2007年的农田长势状况44
- 3.2.6 小结44-45
- 3.3 黑龙江省陆地生态系统生物量评价45-49
- 3.3.1 陆地生态系统生物量评价方法45
- 3.3.2 模型的应用45-47
- 3.3.3 黑龙江省不同植被类型生物量/生产力评价47
- 3.3.4 提高生态系统生产力/生物量的途径47-49
- 3.3.5 小结49
- 3.4 黑龙江省陆地生态系统生产力遥感监测评价49-54
- 3.4.1 各参数反演方法49-52
- 3.4.2 黑龙江省NPP反演结果52-54
- 3.4.3 小结54
- 3.5 黑龙江省陆地生态系统生产力及人口承载力评价54-56
- 3.5.1 第二性生产潜力和人口承载力优化模型54-55
- 3.5.2 结果分析55-56
- 3.6 2007年黑龙江省生态质量评价结果56-60
- 3.6.1 湿润指数57
- 3.6.2 地表植被覆盖状况57-58
- 3.6.3 2007年主要灾害58
- 3.6.4 生态质量气象综合评价58-59
- 3.6.5 小结59-60
- 第4章 东部山区森林生态系统土壤呼吸的空间分布特征60-71
- 4.1 研究区概况60-61
- 4.2 东部山地土地覆盖变化61-62
- 4.3 研究方法62-66
- 4.3.1 数据处理62-64
- 4.3.2 植被数据处理64-65
- 4.3.3 土壤数据处理65-66
- 4.3.4 研究方法66
- 4.4 结果与分析66-69
- 4.4.1 土壤呼吸速率模型简介66-67
- 4.4.2 土壤呼吸速率的分布67-69
- 4.5 小结69-71
- 第5章 结论71-72
- 参考文献72-76
- 致谢76
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