中国地表干湿变化及陆地生态系统响应研究

【摘要】： 本研究基于地表气候变化数据库及中国数字高程模型，采用空间化技术和时间序列趋势分析方法，分析了1954-2002年中国气候要素和地表干湿变化时空分布特征，进而以卫星遥感数据为基础，初步研究了1982-2002年陆地生态系统对气候水热条件变化的响应。通过研究得出以下结论： 1954-2002年我国大部分地区温度升高，增幅达每10年0.26℃。其中冬季增温最为明显，平均每10年0.38℃，秋季次之，春夏季增温最少。从温度变化的空间分布和季节差异来看，北方比南方地区增温幅度大；东北和华北地区春、冬季增温显著；长江以南地区夏季温度有所降低，冬季显著增温。近50年来中国温度变化与全球温度变化趋势基本一致，差异性主要体现在西南部分地区的小幅度降温。 全国年平均降水量从1960到1990年代明显下降，90年代后期出现回升趋势，其中夏季和冬季降水量已恢复到1950和1960年代的水平。各个季节对全年降水变化的贡献有很大差异，春秋季对全年降水量减少趋势的影响最大，夏季对全年降水量增加趋势的影响最大。从降水量变化的空间分布格局来看，华北、华中、东北南部地区持续下降，长江流域以南地区明显上升，新疆北部、东北北部和青藏高原西部1960到1970年代下降，1980年代后期回升。我国全年降水量平均减少约0.57mm／a，略大于全球平均减少趋势(0.54mm／a)，但区域格局变化与全球中高纬度地区降水增加、热带和亚热带地区减少的特征相反。 利用Penman-Monteith潜在蒸散模型计算我国1954-2002年地表干湿指数的变化趋势得出以下结论：我国年平均地表干湿指数呈东南-西北递增格局。1954-2002年干湿指数的空间变化格局与降水量基本相似，东南、西北西部地区地表变湿；华北和东北南部地表显著变干。从季节变化来看，南方地区一月、七月有变湿趋势；华北地区一月有变干趋势；新疆地区七月、十月有显著的变湿趋势。从各自然地理分区来看，降水量相对较多的华南、华中、西南地区干湿指数有减少趋势，地表更加湿润；而降水量较少的东北、华北、内蒙和西藏地区干湿指数增加，地表更加干燥。西北地区1980s年代后表现出略微暖湿的趋势。同时我们选取了四个典型暖湿暖干区域分析其近50年来干湿转换特征。 在分析了我国气候因子及地表干湿变化趋势特征后，我们以NOAA／AVHRR遥感数据为基础，探讨了1982-2002年陆地生态系统对气候水热因子的响应特征。得出结论如下：水热组合即干湿指数能够真实反映地表植被覆盖状况，在植被的空间分布上起着很大的作用，植被NDVI按照森林-灌丛-草地-荒漠的顺序递减。NDVI和干湿指数Iα、降水量成对数关系，当水分严重不足或降水量超过一定限度时，己不适合用来描述NDVI与它们之间的关系。平均气候态下，降水量充足的地区(干湿指数小于5时)热量因子对植被NDVI空间分布的影响大于水分因子；降水量不足的地区(干湿指数大于5时)水分因子对植被NDVI空间分布的影响大于热量因子。在季相变化水平上水分因子对植被NDVI季节变化的影响大于热量因子。近20年来我国植被活动整体在增强，但各植被类型之间有很大差异，森林NDVI有减少趋势，草地和荒漠等有增加趋势，说明我国北方干旱地区植被状况在好转。同时我们分析了植被生长季始末时间和生长季长短的变化，生长期开始的时间平均每年提前0.5天，而生长期结束的时间平均每年延迟0.05天。生长季开始的时间对温度变化大概滞后1.5个月，而对降水变化的滞后效应不明显。

【关键词】：中国 气候变化 干湿指数 陆地生态系统 NDVI
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：P426.12
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