黄河流域典型区域气候因子和植被变化及二者响应关系研究

摘要

气候变化对水资源、植被、经济社会发展具有重要影响，植被对气候与环境变化起着敏感指示器的作用。近几十年来，全球范围内气候因子、植被均发生了较大变化，黄河流域内蒙古段亦是如此，其既是黄河流域典型区域，也是内蒙古自治区重要的经济发展区和生态环境脆弱带，气候因子、植被变化具有典型性和代表性，植被对气候因子变化响应明显，研究流域气候因子、植被变化及二者响应关系对流域水资源利用、生态环境建设、经济社会发展都具有参考意义。以黄河流域典型区域-黄河流域内蒙古段为研究区，利用研究区及其周边地区52个气象站点1951~2012年气温与降水、2000~2012年归一化植被指数（NDVI）数据，采用回归分析、年代均值比较、气候倾向率、Mann-Ken-dall检验、最大合成（MVC）、像元二分模型、偏相关分析等方法，对气候因子、植被变化特征及二者响应关系进行了定性与定量研究。
　　本研究主要内容包括论：⑴近62年研究区降水量年际变化大，总体呈微弱下降趋势（-1.48mm/10a，不明显），其中80~90年代呈小幅上升（9.2mm）。夏季降水呈减少趋势（-1.952mm/10a），春（0.752mm/10a）、秋（0.706mm/10a）、冬（0.14mm/10a）季降水呈增加趋势。降水空间呈东北多西南少格局，降水少的地区多年变化速率较快。⑵研究区区域平均气温（0.283℃/10a）、最高气温（0.235℃/10a）、最低气温（0.59℃/10a）均呈上升趋势，20世纪90年代最为明显。冬季上升最快（0.539℃/10a），是温度升高的主要驱动力。空间上气温呈南高北低分布格局。年（季）最低气温首先发生突变（1977~1987年），平均气温次之（1978~1993年），最高气温最晚（1978~1994年）。各类气温均是冬季（1977~1978）突变最早，夏季（1987~1994）突变最晚。突变后在1997~2007年间发生变暖停滞，春（2002）、冬（2002）季首先发生停滞，秋（2006）季晚之，夏季未停滞，大部分晚于全球停滞时间（1998年）。突变后到停滞前年平均最高气温（0.047℃/a）升温速率相对最慢，而停滞后其（-0.172℃/a）降温速率反而最快，平均最低气温与之相反。⑶年降水量与年平均气温、最高、最低气温总体表现为对称性变化，仅在1983~1999年呈一致上升趋势。春季降水与三类气温关系较好，秋季呈阶段反对称，夏季与年际类似，冬季在90年代到21世纪初呈反对称，其它年代趋势一致。⑷2000~2012年多年NDVI呈上升趋势（均值0.38），走势分两阶段，与年内单峰状类似。植被覆盖度呈上升趋势，10月份增长速率最快（0.0065/a）。空间上总体呈由东向西逐渐变差趋势，植被长势越好地区，多年变化率越小。⑸随当月及生长期累积降水量增加、当月（或前一月）气温升高，植被长势变好，累积降水量影响更强，当进入7月份，较高温度会抑制植被生长。降水、气温在一定范围变化时，NDVI响应于一定范围，如：水热共同作用下，当降水、最高、平均、最低气温分别在8.77~106.40mm、13.85~26.04℃、20.50~32.37℃、8.68~19.65℃之间变化时，NDVI响应于0.29~0.39间。

目录

声明

1. 引言

1.1 研究背景

1.2 研究意义及目的

1.3 国内外研究进展

1.4 研究技术路线与内容

2 研究区概况

2.1 自然地理概况

2.2 地形地貌

2.3 气候条件

2.4 社会经济状况

2.5 研究区主要植被

2.6 流域水文情况

3 数据来源与处理

3.1 数据来源

3.2 数据处理方法

4 气候因子变化分析

4.1 降水

4.2 气温变化分析

4.3 气温突变分析

4.4 气温突变后的变暖停滞

4.5 气温与降水的关系分析

4.6 讨论

5 植被时空变化分析

5.1 植被指数时间序列变化分析

5.2 植被指数空间变化分析

5.3 植被覆盖度变化分析

6 植被与气候因子变化间的响应关系分析

6.1 植被与气候因子变化间时间序列响应关系分析

6.2 植被与气候因子变化间空间响应关系分析

6.3 讨论

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

致谢

参考文献

作 者 简 介