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基于MODIS-NDVI的新疆典型蝗区植被动态及蝗虫发生的气候背景研究

杨洪升  
【摘要】: 蝗灾是新疆主要的自然灾害之一,对草场植被及生态系统的危害极为严重。自20世纪80年代以来,全球气候变暖、局部气候异常以及复杂的蝗区生态条件为新疆蝗灾的持续暴发创造了有利条件。因此,开展外界环境及栖息因素对蝗虫发生影响的研究,对草场的可持续发展以及蝗灾的治理不仅具有理论意义而且具有现实意义。论文以新疆的典型蝗区为研究区,开展了相关领域的研究工作。 主要研究内容和结论如下: 1.以阿勒泰吉木乃蝗区为例,运用遥感归一化植被指数NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)对蝗区2000~2006年生长季(4~10月)植被变化进行了分析,并对地表植被与蝗虫发生及环境因子的关系进行了初步研究,结果表明,吉木乃蝗区植被指数NDVI具有一定的时空分布规律,生长季(4~10月)MODIS-NDVI均值介于0.2~0.5之间,大多年份7月长势最好,且近7年植被覆盖度有增加的趋势;对于影响植被的环境因子而言,温度是主要影响因子;蝗虫的发生面积对6~8月NDVI的影响很大,两者成显著负相关(P0.05)。 2.以哈密白石头蝗区为例,探讨海拔、植被、土壤理化性质与蝗虫数量之间的关系。结果表明,在海拔2000~2400 m之间,随着海拔的升高,蝗虫密度减少。蝗虫主要分布在山地荒漠草原和山地草原带,最适宜的栖息场所为植被覆盖度介于35%~55%之间、土壤呈碱性(pH平均值为8.40)的环境。土壤含盐量范围为0.05%~0.6%,不会对蝗虫的活动产生影响。土壤有机质直接影响到地上植被的长势,从而影响蝗虫的生存。 3.以大尺度的大气环流为背景,开展了新疆蝗虫发生的大气环流背景及长期预测研究。结果表明,大气环流特征值与新疆蝗虫发生面积之间有密切的关系,筛选确定了北非副热带高压、北半球极涡面积指数、冷空气、亚洲纬向环流指数、印缅槽与蝗虫发生面积相关。其中,北非副热带高压对新疆蝗虫发生的影响主要是通过影响4~6月的降雨量,从而影响蝗卵孵化、蝗蝻的发育及蝗虫的发生。将筛选出的39个大气环流特征因子作为预报因子,通过逐步回归,得出拟合较好的4个预测模型。 4.选取塔城、哈密和伊犁区域尺度的三个典型蝗区,采用合成分析和距平分析方法,研究温度和降水对三个不同地区蝗虫发生的影响。结果表明,蝗灾发生严重年份与一般年份的月均温度和月降水有显著差异;蝗虫严重发生的年份,产卵期间(上一年7~8月)的平均气温偏高;塔城和哈密地区,冬季气温较高,孵化期(5~6月)气温偏高、降水偏少有利于蝗灾的发生,而伊犁地区蝗虫大发生年份与常年比较,冬季和孵化期(5月)的气温偏低。


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