岷江上游植被蒸散时空格局及其模拟研究
【摘要】：蒸散是水分平衡的主要分量，包括系统蒸发和植物蒸腾。全面了解蒸散需要气象、土壤、植物、水文等多学科知识；其对探求全球水分循环规律、正确认识陆地生态系统的结构和水文功能具有重要意义。全球约60％左右降水被蒸散所消耗，在农田系统中则有99％用水被蒸散消耗。蒸散作为水循环的重要环节对于了解水循环过程、植被对水文过程调节作用、合理利用有限水资源都有重大意义。
本文基于“3S”技术利用遥感和气象数据结合野外实际调查对岷江上游植被空间景观格局进行了分析，然后运用不同方法(基于气象数据的Thornthwaite法和基于遥感数据的SEBAL模型法)对岷江上游蒸散时空格局进行了模拟，进而分析研究了蒸散时空格局及其与植被、气象等因子之间的关系，得出了如下初步结论：
(1)岷江上游植被格局分析表明：岷江上游针叶林、灌丛、草地是岷江上游三大主要植被类型，三者的面积比例分别为30.26％、22.76％、36.88％。植被景观特征分析表明：整个岷江上游以灌木斑块数最多，密度最大但连通性最差；针叶林、草地则聚集度相对较高，连通性较好。不同子流域植被景观格局以卧龙景观格局破碎化程度最低；而人为活动频繁的黑水、镇江关子流域则表现为破碎化程度较高。
植被与生境关系分析表明：岷江上游植被分布受海拔、日照、坡向、气温、降水等因子的影响。就整个流域而言植被分布与海拔、日照、气温等有一定相关性，但由于岷江上游多样的小气候和人为干扰强度的不同导致相关性并不高。然而不同子流域由于面积相对较小，植被分布相对均匀，植被分布与日照、气温、降水等有较高相关性，但不同子流域与各因子相关性各异。
(2)岷江上游蒸散模拟研究：利用气象资料和遥感数据采用不同方法对岷江上游蒸散进行了模拟。引入山区日照时数算法对Thornthwaite公式进行校正后模拟岷江上游长期蒸散。其结果和未校正公式结果相比预测误差平均降低5％左右。模拟结果准确性虽没有显著提高，但结果说明与辐射密切相关的日照时数是影响蒸散的重要因子。
其次采用SEBAL模型基于MODIS遥感数据结合地面气象资料对岷江上游蒸散进行反演，同时对SEBAL模型引入地形校正因子使其适合于研究区域地形。模拟结果表明引入地形校正算法的SEBAL模型模拟蒸散对具有复杂地形的岷江上游区域是可行的。模拟结果与蒸发皿测定值对比表明在天尺度上两者差异较大，复相关系数为0.63(P＜0.05)，效果不很理想；但在月尺度上两者相关性较好，复相关系数达0.87(P＜0.05)。
研究表明基于Thornthwaite公式的传统方法和基于遥感数据SEBAL模型都能反映研究区域蒸散的季节动态。从两种方法的结果来看，两者所反映的研究区域蒸散季节动态相似，即在冬春季节(11月至次年4月)蒸散小，而夏秋季(5～10月)相对旺盛。但两者又有区别，主要表现在对非生长季节蒸散模拟的差异，若
【关键词】：植被景观格局 蒸发散 时空格局 SEBAL模型 岷江上游 【学位授予单位】：中国林业科学研究院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：Q948
【目录】：
- 中文摘要5-7
- 英文摘要7-15
- 第一章 前言15-30
- 1.1 引言15-16
- 1.1.1 研究背景15
- 1.1.2 研究目的和意义15-16
- 1.2 国内外研究进展16-27
- 1.2.1 蒸散研究方法综述16-21
- 1.2.1.1 蒸散研究传统方法16-19
- 1.2.1.2 蒸散研究新技术方法19-21
- 1.2.1.2.1 闪烁通量法19-20
- 1.2.1.2.2 遥感蒸散估测方法20-21
- 1.2.2 蒸散研究尺度转换问题21-23
- 1.2.2.1 空间尺度转换21-22
- 1.2.2.2 时间尺度转换22-23
- 1.2.3 植被蒸散研究进展23-26
- 1.2.4 蒸散研究发展趋势与展望26-27
- 1.3 研究内容27-28
- 1.4 研究技术路线28-30
- 第二章 研究区域概况30-37
- 2.1 地理位置30
- 2.2 地质地貌30-31
- 2.3 水文与气象31-32
- 2.4 植被32-34
- 2.5 土壤34-35
- 2.6 社会经济及人类活动35-37
- 第三章 岷江上游植被景观格局研究37-51
- 3.1 研究方法37-38
- 3.1.1 数据来源37
- 3.1.2 数据处理37-38
- 3.2 结果与分析38-50
- 3.2.1 岷江上游植被分布空间格局分析38-44
- 3.2.2 岷江上游植被分布与环境因子关系分析44-50
- 3.3 小结50-51
- 第四章 岷江上游蒸散时空格局模拟51-91
- 4.1 基于经验公式的长期蒸散模拟51-64
- 4.1.1 引言51-52
- 4.1.2 数据来源52
- 4.1.3 数据处理52-53
- 4.1.4 模型构建53-54
- 4.1.5 结果与分析54-64
- 4.1.5.1 岷江上游气温插值及空间分布54-58
- 4.1.5.2 岷江上游日照时数时空格局58-60
- 4.1.5.3 基于Thornthwaite公式的区域蒸散60-64
- 4.1.5.4 小结64
- 4.2 岷江上游蒸散季节动态遥感模拟64-88
- 4.2.1 引言64-65
- 4.2.2 数据来源65-66
- 4.2.3 数据处理66
- 4.2.4 模型结构及其参数化66-71
- 4.2.4.1 模型结构66-69
- 4.2.4.2 模型参数化69-71
- 4.2.4.2.1 净辐射通量计算69-70
- 4.2.4.2.2 土壤热通量计算70-71
- 4.2.4.2.3 感热通量计算71
- 4.2.5 结果与分析71-88
- 4.2.5.1 参数敏感性分析71-77
- 4.2.5.2 SEBAL模型模拟结果及验证77-88
- 4.2.5.2.1 净辐射77-82
- 4.2.5.2.2 蒸散结果及验证82-88
- 4.2.6 小结88
- 4.3 讨论88-91
- 第五章 岷江上游蒸散时空格局及其与环境因子关系91-130
- 5.1 研究方法91
- 5.1.1 数据来源91
- 5.1.2 数据处理91
- 5.2 岷江上游蒸散时空格局91-111
- 5.2.1 基于Thornthwaite公式蒸散时空格局91-98
- 5.2.2 基于遥感数据的岷江上游蒸散时空格局98-111
- 5.3 岷江上游蒸散与环境因子关系分析111-128
- 5.3.1 蒸散与环境因子相关性111-113
- 5.3.2 蒸散与环境因子关系113-128
- 5.3.2.1 日蒸散与环境因子关系113-116
- 5.3.2.2 月蒸散与环境因子关系116-121
- 5.3.2.3 蒸散年际变化及其与环境因子关系121-128
- 5.3.2.3.1 岷江上游气温、降水年际变化121-122
- 5.3.2.3.2 蒸散年际动态变化122-123
- 5.3.2.3.3 蒸散年际变化与气温、降水关系123-128
- 5.4 小结128-130
- 第六章 植被蒸散时空格局与环境因子关系研究130-154
- 6.1 研究方法130
- 6.1.1 数据来源130
- 6.1.2 数据处理130
- 6.2 结果与分析130-152
- 6.2.1 岷江上游不同植被蒸散时空格局130-140
- 6.2.1.1 岷江上游主要植被蒸散季节动态131-134
- 6.2.1.2 岷江上游主要植被蒸散空间格局134-140
- 6.2.2 岷江上游植被NDVI时空格局140-143
- 6.2.3 岷江上游蒸散与NDVI关系分析143-152
- 6.3 小结152-154
- 第七章 结论与建议154-158
- 7.1 主要结论154-156
- 7.2 问题与建议156-158
- 参考文献158-168
- 致谢168-169
- 附录1 Thornthwaite公式蒸散ERDAS model maker实现过程169-171
- 附录2 SEBAL模型ERDAS model maker实现过程171-174
- 附录3 文中符号说明174-177
- 导师简介177-178
- 博士期间发表论文及参加课题178
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|
|
| 1 |
刘丽娟,昝国盛,葛建平;岷江上游典型流域植被水文效应模拟[J];北京林业大学学报;2004年06期 |
| 2 |
叶延琼,陈国阶,樊宏;岷江上游脆弱生态环境刍论[J];长江流域资源与环境;2002年04期 |
| 3 |
周国逸,康文星;杉木人工林能量平衡的研究[J];东北林业大学学报;1990年01期 |
| 4 |
李占清,翁笃鸣;一个计算山地地形参数的计算机模式[J];地理学报;1987年03期 |
| 5 |
刘树华，黄子琛，刘立超;土壤－植被－大气连续体中蒸散过程的数值模拟[J];地理学报;1996年02期 |
| 6 |
莫兴国;冠层表面阻力与环境因子关系模型及其在蒸散估算中的应用[J];地理研究;1997年02期 |
| 7 |
魏凤英，曹鸿兴;中国、北半球和全球的气温突变分析及其趋势预测研究[J];大气科学;1995年02期 |
| 8 |
叶笃正,符淙斌,董文杰;全球变化科学进展与未来趋势[J];地球科学进展;2002年04期 |
| 9 |
郭晓寅,程国栋;遥感技术应用于地表面蒸散发的研究进展[J];地球科学进展;2004年01期 |
| 10 |
黄妙芬,刘绍民,朱启疆;LAS测定显热通量的影响因子分析[J];干旱区资源与环境;2004年04期 |
|
|
|
|
|
| 1 |
黄承标;罗保庭;杨钙仁;谭海明;廖日香;覃琨;;森林涵养水源功能及其生态补偿机制构建——以广西大瑶山自然保护区为例[J];安徽农业科学;2008年20期 |
| 2 |
杜鹏;杨蕾;;2001～2006年广东省江门地区森林生态系统服务功能的经济价值评估[J];安徽农业科学;2009年16期 |
| 3 |
谢尚春;刘慧;王海涛;方泽红;;岷江上游生态安全综合评价[J];安徽农业科学;2010年11期 |
| 4 |
赵文智,程国栋;生态水文学——揭示生态格局和生态过程水文学机制的科学[J];冰川冻土;2001年04期 |
| 5 |
角媛梅,马明国,肖笃宁;黑河流域中游张掖绿洲景观格局研究[J];冰川冻土;2003年01期 |
| 6 |
周毅;李旋旗;赵景柱;;中国典型生态脆弱带与贫困相关性分析[J];北京理工大学学报;2008年03期 |
| 7 |
孙鹏森,马履一,王小平,翟明普;油松树干液流的时空变异性研究[J];北京林业大学学报;2000年05期 |
| 8 |
付文斌,袁虹,张元山,孙小霞,汪有奎,李进军,尹承陇,张辉荣;青海云杉球果生命表研究[J];北京林业大学学报;2000年05期 |
| 9 |
高成德,余新晓;水源涵养林研究综述[J];北京林业大学学报;2000年05期 |
| 10 |
程金花,张洪江,余新晓,张东升,赵玉涛;贡嘎山冷杉纯林地被物及土壤持水特性[J];北京林业大学学报;2002年03期 |
|
|
|
|
|
| 1 |
方长明,高荣孚;油松人工林的能量平衡和蒸发散[J];北京林业大学学报;1988年02期 |
| 2 |
孙鹏森,马履一,王小平,翟明普;油松树干液流的时空变异性研究[J];北京林业大学学报;2000年05期 |
| 3 |
包维楷，陈庆恒，刘照光;岷江上游山地生态系统的退化及其恢复与重建对策[J];长江流域资源与环境;1995年03期 |
| 4 |
何毓蓉,黄成敏;川江流域的土壤退化与防治[J];长江流域资源与环境;1996年03期 |
| 5 |
孙和平,罗少聪;中国及其邻区地表气象数据预处理和网格化数值结果分析[J];地壳形变与地震;1998年03期 |
| 6 |
吴险峰,刘昌明;流域水文模型研究的若干进展[J];地理科学进展;2002年04期 |
| 7 |
廖顺宝,李泽辉;基于GIS的定位观测数据空间化[J];地理科学进展;2003年01期 |
| 8 |
高国栋,陆渝蓉,李怀瑾;我国最大可能蒸发量的计算和分布[J];地理学报;1978年02期 |
| 9 |
孙惠南;用自然地理观点探讨蒸发力[J];地理学报;1984年01期 |
| 10 |
陈祖明,任守贤;岷江上游森林水文效应研究[J];地理学报;1992年01期 |
|
|
|
|
|
| 1 |
胡志斌,何兴元,江晓波,赵永华,胡远满,常禹,李月辉,韩文权,刘淼;岷江上游典型时期景观格局变化及驱动力初步分析[J];应用生态学报;2004年10期 |
| 2 |
邓其祥,李操,吴光举;岷江上游的鱼类[J];四川师范学院学报(自然科学版);2001年01期 |
| 3 |
樊宏,张建平;岷江上游半干旱河谷土地利用/土地覆盖研究[J];中国沙漠;2002年03期 |
| 4 |
李爱农,周万村,江晓波,孙育秋,曾文蓉;土地利用与土地覆被时空动态变化分析——以岷江上游地区为例[J];地球信息科学;2003年02期 |
| 5 |
姚建,丁晶,艾南山;岷江上游生态脆弱性评价[J];长江流域资源与环境;2004年04期 |
| 6 |
陈勇,陈国阶,杨定国;岷江上游聚落分布规律及其生态特征——以四川理县为例[J];长江流域资源与环境;2004年01期 |
| 7 |
童成立,李慎典;岷江上游半干旱区耕地生产潜力分析——以茂县静州村为例[J];长江流域资源与环境;1996年04期 |
| 8 |
向双,丁建林;岷江上游干旱河谷葡萄的气候生态适宜性分析[J];中外葡萄与葡萄酒;2003年03期 |
| 9 |
赵永华,何兴元,胡远满,常禹;岷江上游景观格局变化研究(英文)[J];Journal of Forestry Research;2005年01期 |
| 10 |
王昕;岷江上游泥石流活动的分布特征研究[J];重庆师范学院学报(自然科学版);2000年04期 |
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