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额济纳旗植被地上生物量对地下水埋深与气候变化的响应研究

孙长虹  
【摘要】:准确监测额济纳旗荒漠——绿洲生态系统植被地上生物量的时空变化有助于反映研究区生态环境的变化情况。研究植被地上生物量的时空变化对地下水埋深与气候变化的响应关系,期望为额济纳旗地区的生态系统恢复与水资源配置提供科学依据。自额济纳旗实施生态输水十多年以来,研究区植被种类逐渐增加,生态环境呈现良好态势。鉴于研究区生态环境所出现的良好改观,利用ARCGIS、ENVI和EXCEL软件工具对2000-2015年额济纳旗的植被地上生物量、地下水埋深以及气象数据(温度、降雨量、日照时数以及年积温)进行统计分析,最终借助于SPSS软件工具中的回归分析法对2000-2015年额济纳旗植被地上生物量与地下水埋深以及气候变化之间的响应关系进行分析讨论,结论如下:(1)2000-2015年16年中,额济纳旗植被地上生物量整体呈现增加趋势,利用研究区的地面实测样方地上生物量数据和NDVI数据建立植被地上生物量估算模型,结果得到三次回归方程为最佳估算模型,R~2为0.776,2000-2015年来的实测值与估算值之间的总体平均误差系数为23.6%。研究结果表明2000-2015年额济纳旗植被地上生物量整体呈现增加趋势,多年平均植被地上生物量为1.941×1012g,最低值出现在2002年为1.918×1012g,最高值出现在2015年为1.992×1012g。(2)从时间角度来分析,额济纳旗2000-2015年的年平均地下水埋深整体呈现增加趋势,其中总体变化趋势呈现3个变化阶段:2000-2010年地下水埋深以0.0139m/a的速率减小;2010-2014年地下水埋深以0.004m/a的速率增加;2014-2015年地下水埋深以0.14m/a的速率减小。从空间角度来分析,额济纳旗2000-2015年的地下水埋深分布相对较浅的两个观测井是13号井33号井,地下水漏斗处于苏苏木策克嘎查(北约5km)达布套海(06号井)四周。额济纳旗植被地上生物量与地下水埋深之间呈现正相关(R~2=0.222,F=3.996),研究结果表明地下水埋深与植被地上生物量之间的相关性并不显著。(3)1966-2015年以来的50年中,额济纳旗的年平均气温呈现增加趋势,而年降雨量与年日照时数呈现减小趋势。典型时间年份2000-2015年中,研究区的年平均气温与年累计降雨量呈现增加趋势,有利于植被生长,相应的地上生物量也会增加,而年累计日照时数却呈现减少趋势。年平均温度、年积温与植被地上生物量之间的相关度(R~2=0.422,F=10.237、R~2=0.3819,F=8.649)大于年降雨量、年日照时数与植被生物量之间的相关度(R~2=0.267,F=5.112、R~2=0.206,F=3.629),因此研究结果表明温度是年际尺度上影响额济纳旗地区植被地上生物量变化的主要气候因素。


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