收藏本站
收藏 | 论文排版

澳大利亚土壤湿度时空变化及其对植被影响研究

蔡江涛  
【摘要】:土壤湿度是地球气候系统中的核心变量之一,是土壤生态系统物质与能量循环的关键环节,同时也是陆地植被的主要环境控制因素之一。由于土壤湿度的空间异质性较大,很难直接通过观测获取时空连续的数据。遥感反演与模式模拟是目前获取大尺度时空连续土壤湿度数据的主要手段,并且处于快速发展之中,相关数据的验证与分析工作正有序开展。与此同时,半干旱地区的植被生长主要受到水分条件限制,植被对土壤湿度的响应过程有着高度耦合的时空特征。土壤湿度与遥感植被指数数据可被用来研究生态水文过程,同时植被的时空特征也能间接用于检验土壤湿度数据集的有效性。站点观测与土壤湿度产品验证之间存在尺度不匹配的问题,植被响应信号也提供了一个在区域尺度与多源土壤湿度数据进行直接交叉比较的手段。本研究选择澳大利亚作为研究区,该地区以干旱和半干旱气候为主,土壤湿度数据与植被指数数据均具有较高的数据质量,同时植被对土壤湿度变化十分敏感,是典型的生态水文过程研究区。本论文将从以下三个方面研究澳大利亚土壤湿度的时空变化特征以及植被对土壤湿度变化的响应过程:1)对基于再分析(ERA5-Land)、陆面模式(GLDAS NOAH/CLSM,GLEAM v3.5a/v3.5b)和遥感反演(ESA CCI)的三类主要土壤湿度数据集进行比较和验证,对表层土壤湿度记忆性进行分析;2)研究植被含水量对表层土壤湿度响应的过程、时滞性和敏感性,分析地形、土壤类型等对前述响应的影响;3)土壤湿度对植被影响的案例分析,选择了艾尔湖流域北部的侧向流接收区探讨地形引起的土壤湿度再分配现象以及模式模拟土壤湿度的不足。主要结论有:(1)各土壤湿度数据均与站点观测数据具有较高的相关系数。区域平均土壤湿度年际变化较大,在干旱期(2002-2010年、2013-2016年)和湿润期(2011-2012年)之间存在波动。土壤湿度空间格局总体一致,但在艾尔湖流域北部的侧向流接收区差异较大。土壤湿度数据集的变异系数总体上由西北向东南递减,但植被指数的变异系数在西南、东北(非沿海地区)和前述侧向流接收区域较大。不同的土壤湿度数据集计算得到的土壤湿度记忆性与站点观测记忆性结果相比有很大的差异。与此同时,不同表层土壤湿度数据记忆性结果的一致性较差,深层土壤湿度记忆性被明显高估。因此,记忆性指标在土壤湿度数据研发中亟待改进。(2)研究区植被对土壤湿度变化响应具有典型的时间尺度特性。整体上植被对土壤湿度的响应时滞特征尺度在10-20天。然而,在所选侧向流接收区域存在40-90天的较高响应时滞。植被对土壤湿度变化最为敏感的区域主要为澳大利亚西南海岸、墨累-达令和艾尔湖盆地三个流域。光学和微波遥感植被指数在长时间序列上相关性较好,但基于光学植被指数计算得到的植被对土壤湿度变化响应振幅相比微波植被指数更大。(3)选择2019年发生在澳大利亚北方的强降水事件进行典型案例分析。艾尔湖流域北部地区出现了大规模的表层水体侧向流动。遥感和模拟土壤湿度都出现了正距平信号,但是其时空形态差异显著。结合植被指数的距平时空分布信息可以看出,只有基于遥感的土壤湿度数据能够很好地匹配和反映艾尔湖流域北部的侧向流接收区域植被的时空格局演变。地表土壤侧向水流会在大范围内重新分配水分,造成土壤湿度变化空间上与降水范围产生差异,而这种差异往往在模式中难以体现。因此,再分析和陆面模式仍需改进在存在大范围横向壤中流区域的土壤湿度估算。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前17条
1 吴昊;杨晓华;;基于MODIS影像内蒙古地区植被长势监测分析[J];内蒙古气象;2014年05期
2 王涵玉;赵银兵;陈馨熠;;乌蒙山地区植被时空演变趋势预测[J];四川环境;2020年04期
3 张金恒,王珂,王人潮;高光谱评价植被叶绿素含量的研究进展[J];上海交通大学学报(农业科学版);2003年01期
4 饶品增;蒋卫国;贾凯;王晓雅;;2013年黑龙江省洪水对植被影响评估[J];灾害学;2017年04期
5 刘磊;牛生杰;;利用MODIS产品分析长江上游川江段植被变化[J];遥感信息;2007年02期
6 陈相标;;2010-2019年曲靖市植被NDVI变化特征分析[J];科学技术创新;2021年22期
7 郭英璋;陈文惠;林莉平;洪琴;;基于Google Earth Engine的长汀县植被扰动与恢复长时序监测研究[J];亚热带水土保持;2021年04期
8 许栋;梁心雅;张炳昌;及春宁;;明渠紊流中淹没柔性植被流固耦合大涡数值模拟[J];天津大学学报(自然科学与工程技术版);2022年03期
9 苗旭;李九一;宋小燕;程度良;柳玉梅;;2000-2020年鄂尔多斯市植被NDVI变化格局及归因分析[J];水土保持研究;2022年03期
10 高振翔;叶剑;丁仁惠;唐欢;周红根;李成;;中国植被总初级生产力对气候变化的响应[J];水土保持研究;2022年04期
11 许莉;;植被混凝土技术于北京某地区裸岩治理的应用[J];中国煤炭地质;2020年07期
12 郭岩;何毅;张立峰;邱丽莎;张国强;张志华;;2000—2017年中亚地区植被变化遥感监测[J];中国农学通报;2021年08期
13 谢艳;朱崇林;雷孝章;;含植被坡面水动力学特性的实验研究[J];中国农村水利水电;2021年02期
14 辛岩;李鑫杨;;赤峰市植被净初级生产力时空变化特征分析[J];现代农业;2020年12期
15 杨彧;林颖典;;浸没式人工刚性植被群分布对弯道水流特性的影响[J];水动力学研究与进展(A辑);2021年01期
16 余杭;高若允;杨柳生;李松阳;刘颖;林勇明;王道杰;李键;;震后生态恢复初期植被-土壤的耦合关系研究——以汶川县威州镇、绵竹市汉旺镇为例[J];北京林业大学学报;2021年05期
17 罗琳玲;易桂花;张廷斌;李景吉;王海军;别小娟;王娜;杜清江;;内蒙古植被长势变化及其对气候变化的响应[J];测绘科学;2021年05期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 韩秀珍;李三妹;朱小祥;罗敬宁;;近20年中国植被时空变化研究[A];中国气象学会2006年年会“卫星遥感技术进展及应用”分会场论文集[C];2006年
2 邓晓东;;卫星遥感监测鄂尔多斯市植被变化状况分析[A];第26届中国气象学会年会农业气象防灾减灾与粮食安全分会场论文集[C];2009年
3 邓书斌;陈秋锦;;植被波谱特征与植被指数综述[A];中国遥感应用协会2010年会暨区域遥感发展与产业高层论坛论文集[C];2010年
4 雷少刚;;半干旱矿区植被受扰响应规律及其识别技术探究[A];2016全国土地复垦与生态修复学术研讨会论文摘要[C];2016年
5 严超;崔桂香;张兆顺;;植被动力特性的大涡模拟研究[A];2014年全国环境力学学术研讨会论文摘要集[C];2014年
6 王仁卿;刘建;徐飞;袁义福;;中国植被研究的回顾与展望[A];生态文明建设中的植物学:现在与未来——中国植物学会第十五届会员代表大会暨八十周年学术年会论文集——第2分会场:植物生态与环境保护[C];2013年
7 李迈和;Norbert Kraeuchi;;现实植被的质与量——一种基于生物多样性评价的植被变化研究方法[A];土地覆被变化及其环境效应学术会议论文集[C];2002年
8 宋金玲;王锦地;刘小青;吴门新;;植被真实场景的模拟与建库[A];中国地理信息系统协会第八届年会论文集[C];2004年
9 罗怀良;朱波;陈国阶;;川中丘陵地区主要植被含碳率研究——以四川省盐亭县为例[A];第九届中国青年土壤科学工作者学术讨论会暨第四届中国青年植物营养与肥料科学工作者学术讨论会论文集[C];2004年
10 李聪;李良序;曹占洲;石玉;;浅述植被双向反射模型[A];中国气象学会2007年年会生态气象业务建设与农业气象灾害预警分会场论文集[C];2007年
11 高志强;高炜;;中国植被净生产力的比较研究[A];中国地理学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
12 严晓瑜;董文杰;何勇;;不同传感器数据在若尔盖湿地植被变化监测应用中的适宜性分析[A];中国气象学会2008年年会气候变化分会场论文集[C];2008年
13 郭艳芬;刘志红;谢明元;;基于知识与监督分类的青南高原植被信息提取[A];中国气象学会2008年年会卫星遥感应用技术与处理方法分会场论文集[C];2008年
14 朱世杰;林颖典;;浸没式刚性植被对于异重流运动的影响[A];2016年全国环境力学学术研讨会摘要集[C];2016年
15 沈亚婷;路国慧;孙青;胡俊栋;;深层土壤有机质特性对短期植被更替的响应[A];第一届全国青年地质大会论文集[C];2013年
16 谷曰能;;植被的保护与再生[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
17 王巍;马克平;高贤明;;土壤种子库与植被的关系[A];生物多样性与人类未来——第二届全国生物多样性保护与持续利用研讨会论文集[C];1996年
18 邓书斌;陈秋锦;;植被光谱特征与植被指数综述[A];第十七届中国遥感大会摘要集[C];2010年
19 张佳华;;基于遥感信息的东亚植被的特征研究[A];海峡两岸地理学术研讨会暨2001年学术年会论文摘要集[C];2001年
20 雷明德;;《陕西植被研究》简顾[A];植被生态学学术研讨会暨侯学煜院士逝世10周年纪念会论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 刘昕;植被屏障对畜禽场排放颗粒物源的拦截效率与机理研究[D];吉林大学;2017年
2 张苏;冠层和叶片尺度植被参数的高光谱遥感反演研究[D];中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所);2017年
3 杜晓;植被叶面水遥感监测及其时空特征分析[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2006年
4 王佃来;基于遥感图像分析的北京植被状态与变化研究[D];北京林业大学;2013年
5 刘英;神东矿区地表植被与土壤湿度遥感监测研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
6 许小娟;植被趋势变化对自然和人类活动的非线性响应及预测[D];南京师范大学;2021年
7 惠二青;植被之间水流特性及污染物扩散试验研究[D];清华大学;2009年
8 周明涛;植被混凝土冻融效应试验研究[D];武汉大学;2010年
9 李有斌;生态脆弱区植被的生态服务功能价值化研究[D];兰州大学;2006年
10 林昌杰;植被碳水通量对水分条件的响应机制及其耦合变化特征[D];清华大学;2019年
11 李朝生;鄂尔多斯高原北部沙区植被—环境关系与生态建设对策[D];中国林业科学研究院;2005年
12 丁一;基于MODIS数据和气象数据的植被水监测研究[D];首都师范大学;2011年
13 米家鑫;半干旱区井工矿山地表形变对植被的长期影响研究[D];中国矿业大学;2021年
14 王彦颖;中国东北植被时空动态变化及其对气候响应研究[D];东北师范大学;2016年
15 陈磊;植被变化和地形对干旱半干旱区天气气候的影响[D];兰州大学;2012年
16 孙刚;基于光谱信息的植被氮素快速探测仪器研究[D];中国农业大学;2013年
17 王巨;基于时序NDVI植被变化检测与驱动因素量化方法研究[D];兰州大学;2020年
18 高荣;动态植被过程对区域气候影响的数值模拟研究[D];中国科学院研究生院(大气物理研究所);2006年
19 肖苡辀;动水及植被环境中射流与浮力射流特性研究[D];武汉大学;2019年
20 安佑志;基于遥感的中国北部植被NDVI和物候变化研究[D];华东师范大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 蔡江涛;澳大利亚土壤湿度时空变化及其对植被影响研究[D];南京信息工程大学;2022年
2 杨钰杰;1982-2015年全球植被时空演变特征及其影响因素分析[D];贵州师范大学;2020年
3 曹佳会;植被斑图形成机制的动力学研究[D];山西大学;2021年
4 王晓燕;植被刚度对水流阻力特性影响的研究[D];河海大学;2007年
5 张雪莹;基于遥感的北京市植被时空分布规律及影响因素分析[D];中国地质大学(北京);2010年
6 张巧玲;含漂浮植被弯道水流特性试验及数值模拟研究[D];北方民族大学;2022年
7 曾攀儒;植被水分利用效率时空变化及影响因素分析[D];陕西师范大学;2020年
8 王晓林;柴达木盆地植被空间分布特征[D];中国地质大学(北京);2012年
9 申艳琴;半干旱区煤炭开采对植被扰动规律的研究[D];中国矿业大学;2014年
10 魏鹏;植被浅沟运行效果评价及改进设计研究[D];北京建筑大学;2014年
11 张薇薇;浑善达克沙地天然重叠植被需水量分析研究[D];内蒙古农业大学;2010年
12 张蓓;基于MODIS数据的植被水监测及其应用研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2004年
13 侯小丽;基于MODIS数据的全球干旱区植被变化及其与气候关系的研究(2002-2011年)[D];山东农业大学;2016年
14 胡昕利;长江中游地区土地利用和植被NDVI动态及驱动因素研究[D];上海交通大学;2020年
15 涂伟伟;考虑植被作用的三维水流模型研究[D];天津大学;2020年
16 黄梦星;秦东陵保护中的现状植被调整研究[D];西安建筑科技大学;2016年
17 张洁;气候因子协同影响下贵州省植被水分利用效率研究[D];贵州师范大学;2021年
18 李岸;植被对水流结构影响试验研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
19 严晓瑜;不同时间尺度若尔盖湿地植被变化及其与气候的关系[D];中国气象科学研究院;2008年
20 李敏;浑善达克沙地重叠植被生态需水量分析研究[D];内蒙古农业大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 实习记者 王婉;今年生长季我国植被长势偏好[N];中国气象报;2021年
2 徐锐;全球地下植被储存人类10年碳排放[N];中国科学报;2021年
3 记者 姜慧婕;河北探索“白茬山”植被修复新模式[N];中国自然资源报;2020年
4 记者 丁佳;中科院植物所 揭示气候变暖对历史植被影响[N];中国科学报;2018年
5 记者 崔国辉;今年生长季我国植被长势总体偏好[N];中国气象报;2019年
6 记者 蔡晓磊;昆阳磷矿复垦植被162.5公顷[N];昆明日报;2012年
7 记者王慧敏;新疆 破坏植被者将蹲班房[N];人民日报;2003年
8 记者 赵陈;坚决打击破坏生态、植被和原始森林的人与事[N];巴中日报;2011年
9 张波 凡石;“广阔绿根牌植被蛋”在沙漠植树中大显身手[N];大众科技报;2007年
10 韩建恩 蔡茂堂;研究揭示青藏高原南部末次盛冰期以来植被变化特征[N];中国矿业报;2021年
11 记者 殷雷 通讯员 柏斌;昆阳磷矿复垦植被7000亩[N];昆明日报;2011年
12 通讯员 贺仁生;昆阳磷矿恢复植被3000多亩[N];云南日报;2007年
13 记者 杜仲莹;4年全市“五采区”恢复植被14922亩[N];昆明日报;2013年
14 记者 马雪荣;加快恢复“五采区”植被[N];昆明日报;2013年
15 本报记者 渠娟 实习记者 郭军鸽;和平西渠放水 雅山植被受益[N];乌鲁木齐晚报(汉);2013年
16 解德志;恢复植被200公顷[N];吉林日报;2003年
17 记者 陈飞燕 刘云云;植被修复技术将在全省推广[N];四川日报;2011年
18 记者 董宇虹;33个采区去年植被修复完成75.5%[N];昆明日报;2015年
19 记者 刘小飞 通讯员 李果 谭政平 王湘临;我市今冬明春将恢复林地植被250万亩[N];郴州日报;2008年
20 记者 周羽谊 实习生 聂山;植物多样性 植被覆盖面广[N];泸州日报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978