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《新疆大学》 2019年
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2001-2014年新疆草地物候与草地NPP时空格局变化研究

蔡亚荣  
【摘要】:植被物候是反映植被当前生长状况及气候与环境变化的重要指标之一。近年来,对于研究植被物候与初级生产力对气象因子的响应已成为地理、环境、生态等多学科的研究焦点。新疆作为我国“五大牧区”之一,其草地生态环境发展的好坏,不仅直接会影响当地的畜牧业的发展,而且会影响当地的生态安全。对于新疆脆弱的生态系统及日趋恶化的生态环境,草地物候及草地净初级生产力的研究会促使我们会更加了解新疆草地当前的现状及变化趋势。研究新疆草地物候与草地净初级生产力之间的相互关系,对新疆天然的草地资源的保护及合理利用有着重要的科学意义和实践意义。本研究基于MODIS NDVI数据和气象站点的气温、降水及辐射数据,结合新疆草地类型、实测生物量数据及新疆高程等数据,利用CASA模型对新疆草地净初级生产力进行精准估算。并分析新疆不同草地类型净初级生产力的时空分布格局。此外,采用新疆2001-2014年MCD12Q2数据集,从连续时序的数据集中提取出新疆草地物候的三个主要参数,其参数包括:生长季开始日期(SOS)、生长季长度(LOS)、生长季结束日期(EOS)。然后对新疆草地物候参数的时空分布变化及年际变化趋势进行分析探索,并将提取出的物候参数与草地NPP进行相关分析,从而研究新疆草地物候对NPP的影响。通过以上三方面的研究,本文初步得到的结论如下:(1)对于新疆草地NPP的研究发现,新疆草地NPP的年均变化较大。全疆地区的年均NPP为158 g C/(m~2·a),从空间上来讲,北疆部分及伊犁河谷地区出现最大值,而南疆部分地区出现最小值。对于新疆不同草地类型的年均NPP进行统计分析,其年均净初级生产力根据草地类型的分布从大到小的排列顺序为:草甸、高山亚高山草甸、平原草地、高山亚高山草地、荒漠草地,其草地NPP值分别为:189 g C/(m~2·a)、148 g C/(m~2·a)、126 g C/(m~2·a)、115 g C/(m~2·a)、60 g C/(m~2·a)。从新疆不同草地类型的NPP值分布的面积来看,不同的草地类型所占的面积相差也较大。其中,荒漠草地分布的面积占新疆草地总面积的35.32%。平原草地的面积占该区域的14.48%。高山亚高山草甸的面积占该区域的7.93%。草甸的面积为占到新疆草地总面积的25.02%。高山亚高山草地的面积为占到新疆草地总面积的17.25%。(2)对于新疆2001-2014年不同物候参数的时空分布变化及多年变化趋势的研究中发现,不同物候参数的时空变化格局及多年变化趋势各不相同。其中新疆草地物候的生长季开始期的分布时间为一年的73~154d,草地物候的生长季开始期多年的变化趋势中,大多数面积呈提前趋势,且轻度提前的面积比例最大;新疆草地物候的生长季长度持续分布的时间为一年的156~183d,新疆草地物候的生长季长度多年的面积分布中,整体上呈现的为缩短趋势,且轻度缩短的面积比例最大,占草地总面积的35.95%,其次占总面积比例较大的为轻度延长的面积;新疆草地物候的生长季结束期时间集中分布在一年的241~317d,草地物候的生长季结束期多年变化趋势面积的分布中,整体上呈现为基本不变的趋势,在生长季结束期的面积分布比例中,基本不变的面积占新疆草地EOS的42.08%,其次为推迟的面积。(3)新疆不同的草地类型物候的主要参数对新疆草地年均NPP、春季NPP、夏季NPP及秋季NPP的影响相差较大。研究表明,新疆草地物候生长季开始期对春季NPP的影响最显著,两者之间达到极显著水平,而新疆草地物候生长季开始期与其他三种NPP的显著性不明显。平原草地物候生长季开始期对夏季NPP及秋季NPP的影响达到极显著水平,其余不同草地类型的物候生长季开始期与年均NPP、夏季NPP及秋季NPP的相关性不明显;新疆草地物候长度对年均NPP、春季NPP、夏季NPP及秋季NPP的影响未达到显著水平;新疆草地物候生长季结束期与秋季NPP的相关性最明显,其次是新疆部分草地类型的物候生长季结束期对年均NPP的相关性较显著。而新疆不同草地物候生长季结束期对春季NPP和夏季NPP的影响不显著。
【学位授予单位】:新疆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:S812

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