三北防護(hù)林工程區(qū)植被覆蓋變化特征及其對氣候變化的響應(yīng)研究.pdf

1、在全球變暖的大背景下，區(qū)域氣候也發(fā)生了變化，在此背景下研究區(qū)域地表過程的相關(guān)理論對區(qū)域生態(tài)環(huán)境及經(jīng)濟建設(shè)具有重大意義，植被覆蓋動態(tài)變化是土地資源和環(huán)境變化研究的重要內(nèi)容。生態(tài)環(huán)境成為全人類生存與發(fā)展的根基，是社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)。利用遙感數(shù)據(jù)源全天候、多時相的特點，再結(jié)合地理信息系統(tǒng)空間分析技術(shù)分析中國三北防護(hù)林工程區(qū)NDVI的時空變化規(guī)律，同時對NDVI與區(qū)域氣候間的耦合性做了分析研究，為揭示氣候轉(zhuǎn)型期研究區(qū)NDVI的變化特征做進(jìn)一步探

2、索。
　　本文基于1982~2006年間的GIMMS AVHRR NDVI植被覆蓋數(shù)據(jù)和氣象站點氣候數(shù)據(jù)，以NDVI和氣溫、降水為研究對象，利用GIS和遙感技術(shù)、最大化NDVI均值法、提取植被覆蓋度法和一元線性回歸趨勢分析等方法對中國三北防護(hù)林工程區(qū)四大建設(shè)區(qū)（風(fēng)沙區(qū)，西北荒漠區(qū)，黃土高原丘陵溝壑區(qū)和東北、華北平原區(qū)）連續(xù)25年的植被覆蓋時空變化特征進(jìn)行了動態(tài)變化研究，并分析了三北防護(hù)林工程區(qū)植被覆蓋與氣溫、降水變化的相關(guān)性、滯后

3、性。以Hurst指數(shù)為基礎(chǔ)，分析了研究區(qū)NDVI的變化趨勢，并且分析了該研究區(qū)植被覆蓋變化總體趨勢及其空間分異。最后通過采用殘差分析法探討了人類活動對研究區(qū)植被覆蓋變化影響的空間格局。本文研究結(jié)果表明：
　　(1)近25年來，研究區(qū)植被NDVI平均值總體呈緩慢上升趨勢，增速為0.007/10a，植被覆蓋整體呈緩慢上升趨勢，其中風(fēng)沙區(qū)和東北、華北平原區(qū)植被增速最明顯，而西北荒漠區(qū)植被呈微弱下降趨勢。植被變化量增加幅度略大于減少幅度。

4、
　　(2)四大建設(shè)區(qū)植被覆蓋度有不同程度提高，其中黃土高原溝壑區(qū)植被覆蓋度上升最快，比1982年提高了9.66％；1982-1991年、1992-2001年和2002-2006年三個時期，研究區(qū)植被覆蓋面積分別增加了472994km2、451032km2、435196km2和減少了197717km2、270192km2、182690km2。植被覆蓋增加的區(qū)域主要分布在大興安嶺中、南部，小興安嶺中部，長白山東北段，燕山，遼西低山丘

5、陵區(qū)，阿爾泰山，天山，祁連山東段，西北荒漠區(qū)東部和黃土高原丘陵溝壑區(qū)南部等；植被覆蓋減少的區(qū)域主要是在大興安嶺兩側(cè)，呼倫貝爾高原西部，三江平原北部，科爾沁沙地南端，西北荒漠區(qū)南部和黃土高原丘陵溝壑區(qū)北部等。
　　(3)三北防護(hù)林工程區(qū)及其四大建設(shè)區(qū)年平均氣溫整體出現(xiàn)上升趨勢。研究區(qū)氣溫傾向率為0.61℃/10a，總體年累積降水量出現(xiàn)下降趨勢，年降水量線性變化趨勢為減少13mm/10a。研究區(qū)植被和氣溫、降水整體呈正相關(guān)關(guān)系，17.

6、74%的地區(qū)植被與氣溫呈負(fù)相關(guān)，而6.84%的地區(qū)呈正相關(guān)，10.60%的地區(qū)植被與降水呈負(fù)相關(guān)，19.53%的地區(qū)則呈正相關(guān)，植被與降水正相關(guān)面積明顯大于植被與氣溫正相關(guān)面積，降水是研究區(qū)植被生長的關(guān)鍵因子；不同時間段的溫度、降水與NDVI的相關(guān)性的差異比較明顯。植被存在明顯的季節(jié)變化特點，植被成長期的NDVI隨氣溫、降水的變化存在滯后現(xiàn)象。
　　(4)研究區(qū)近十年NDVI平均值的Hurst指數(shù)均值是0.6881，數(shù)值較高，可持

7、續(xù)性強弱依次排列為Ⅰ區(qū)＞Ⅱ區(qū)＞Ⅲ區(qū)＞Ⅳ區(qū)。研究區(qū)植被殘差年際變化顯著正相關(guān)面積比例7.70%大于顯著負(fù)相關(guān)面積比例7.17%，人類活動對植被建設(shè)作用要強于破壞作用，三北防護(hù)林建設(shè)工程帶來的生態(tài)效益正在呈現(xiàn)。植被殘差呈顯著增加的區(qū)域集中在天山北部、塔里木盆地、河西走廊、河套平原、鄂爾多斯高原東部、烏蘭察布高原南部、赤峰、通遼東南部、呼倫貝爾高原西部、大興安嶺中南部、松嫩平原和遼河平原等；而顯著減少的地區(qū)主要在塔克拉瑪干大沙漠周邊區(qū)、阿拉善