蒙古高原积雪变化及对草地植被物候影响的研究

论文摘要

在全球变暖的背景下,北半球积雪面积呈现减少趋势,而在降水稀少的干旱半干旱地区,积雪融水是重要的水源。积雪可以避免植被冻伤,直接或间接影响草地植被的返青、生长期及生产力。本文以蒙古高原作为研究区,利用2000~2017年MODIS数据对蒙古高原积雪和物候进行时空动态监测,在此基础上利用相关性分析方法和灰色关联分析方法研究积雪对不同类型的草地植被物候的影响。主要结论如下:(1)2000~2017年蒙古高原积雪覆盖率、积雪日数、积雪反照率主要呈减少趋势,初雪日期、终雪日期主要呈提前趋势。但蒙古高原东部呼伦贝尔高原和东南部锡林郭勒高原积雪覆盖率和积雪日数呈增长趋势。2000~2017年蒙古高原积雪覆盖率在30~50%之间,其中蒙古阿尔泰山、杭爱山海拔在2000m以上的地区多年平均积雪覆盖率最高(60%以上)而且多年平均积雪日数最长(120天以上),阿拉善高原的沙漠和戈壁地区多年平均积雪覆盖率最低(不足5%)而且多年平均积雪日数最短。1月份积雪覆盖率最高(46.26%);2002年积雪覆盖率最高(36.83%);2014年积雪覆盖率最低(21.55%)。初雪日期从西南向北提前;最早出现在9月份,分布在蒙古阿尔泰山、萨彦岭;最晚出现在1月份,分布在阿拉善高原。终雪日期从西南向北推迟;最早出现在1月份,零星分布在阿拉善高原部分地区;最晚出现在4月份,主要分布在蒙古阿尔泰山脉、杭爱山、萨彦岭、肯特山及大兴安岭和呼伦贝尔高原部分地区。积雪反照率有从北向东南和西南减小的分布规律。(2)2001~2017年蒙古高原NDVI、生长季长度主要呈增长趋势,生长季开始时间、生长季结束时间主要呈提前趋势。2001~2017年蒙古高原西南地区NDVI小,北部、东部地区NDVI大。生长季开始时间集中出现在4月中旬至5月中旬,萨彦岭、杭爱山植被生长季开始时间在5月中旬之后,是进入生长季最晚的地区。生长季结束时间集中出现在9月16日~10月10日之间,萨彦岭、杭爱山植被生长季结束时间在9月之前,是生长季结束最早的地区。蒙古高原西北部阿尔泰山、杭爱山、萨彦岭生长季长度在110天以下;西北部蒙古阿尔泰山和杭爱山间的地区、北部大部分地区、东部大兴安岭以西内陆草原地区,生长季长度在110~140天之间;中部、西南部及东部大兴安岭地区生长季长度多在160~209天;南部河套平原生长季长度多在98~124天;东南部乌兰察布高原生长季长度多在140~160天之间。(3)积雪季节终雪日期推迟、积雪覆盖率和积雪日数增大会使得蒙古高原草甸草原、典型草原、荒漠草原、高山草原的生长季开始时间推迟、生长季结束时间提前、生长季长度缩短。初雪日期推迟会使得草甸草原生长季开始时间推迟、荒漠草原生长季结束时间提前,使得其他3种草地植被类型生长季开始时间提前,生长季结束时间推迟。初雪日期推迟还会使4种草地植被类型生长季长度延长。(4)积雪季节终雪日期、积雪日数、积雪覆盖率对蒙古高原4种草地类型生长季开始时间的影响程度各不相同,但初雪日期对4种草地类型生长季开始时间影响最小。积雪覆盖率对草甸草原生长季开始时间影响最大,终雪日期次之;终雪日期对典型草原生长季开始时间影响最大,积雪日数次之;积雪日数对荒漠草原生长季开始时间影响最大,积雪覆盖率次之;终雪日期对高山草原影响最大,积雪覆盖率次之。初雪日期、终雪日期、积雪覆盖率、积雪日数对蒙古高原每种草地类型的生长季结束时间、生长季长度的影响程度相同,但不同种植被类型间积雪参数对生长季结束时间、生长季长度的影响程度各不相同。初雪日期对蒙古高原4种草地类型生长季结束时间、生长季长度影响最大,终雪日期次之。本文通过分析积雪、物候时空分布特征及积雪对草地植被的影响,不仅对全球能量循环和全球气候变化有重要意义,也能为生态、农业以及防灾减灾等诸多领域提供信息服务。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景与意义
•   1.2 国内外研究进展
•     1.2.1 积雪遥感信息监测
•     1.2.2 植被生长遥感监测
•     1.2.3 积雪变化对植被生长的影响
•   1.3 研究内容与研究目标
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 研究目标
•   1.4 技术路线
• 2 数据与方法
•   2.1 研究区概况
•     2.1.1 研究区地理位置
•     2.1.2 研究区植被类型
•   2.2 数据源
•   2.3 数据预处理
•   2.4 积雪与物候参数提取及研究方法
•     2.4.1 积雪参数定义及提取方法
•     2.4.2 物候信息定义及提取方法
•     2.4.3 趋势分析
•     2.4.4 相关分析
•     2.4.5 灰色关联分析
• 3 蒙古高原积雪特征及变化趋势
•   3.1 积雪覆盖率
•     3.1.1 积雪覆盖率时空分布特征
•     3.1.2 积雪覆盖率变化趋势
•   3.2 积雪日数
•     3.2.1 积雪日数时空分布特征
•     3.2.2 稳定、不稳定积雪时空分布特征
•     3.2.3 积雪日数变化趋势
•   3.3 初雪日期
•     3.3.1 初雪日期时空分布特征
•     3.3.2 初雪日期变化趋势
•   3.4 终雪日期
•     3.4.1 终雪日期时空分布特征
•     3.4.2 终雪日期变化趋势
•   3.5 积雪反照率
•     3.5.1 积雪反照率时空分布特征
•     3.5.2 积雪反照率变化趋势
•   3.6 小结
• 4 蒙古高原物候特征及变化趋势
•   4.1 归一化差分植被指数
•     4.1.1 归一化差分植被指数时空分布特征
•     4.1.2 归一化差分植被指数变化趋势
•   4.2 生长季开始时间
•     4.2.1 生长季开始时间时空分布特征
•     4.2.2 生长季开始时间变化趋势
•   4.3 生长季结束时间
•     4.3.1 生长季结束时间时空分布特征
•     4.3.2 生长季结束时间变化趋势
•   4.4 生长季长度
•     4.4.1 生长季长度时空分布特征
•     4.4.2 生长季长度变化趋势
•   4.5 小结
• 5 蒙古高原积雪变化对草地植被影响
•   5.1 不同植被类型积雪与物候参数相关分析
•     5.1.1 草甸草原积雪与物候相关关系
•     5.1.2 典型草原积雪与物候相关关系
•     5.1.3 荒漠草原积雪与物候相关关系
•     5.1.4 高山草原积雪与物候相关关系
•   5.2 积雪参数与不同物候参数的相关分析
•     5.2.1 生长季开始时间与不同草地植被积雪参数相关关系
•     5.2.2 生长季结束时间与不同草地植被积雪参数相关关系
•     5.2.3 生长季长度与不同草地植被积雪参数相关关系
•   5.3 不同草地类型积雪与物候灰色关联度分析
•     5.3.1 草甸草原积雪与物候灰色关联度分析
•     5.3.2 典型草原积雪与物候灰色关联度分析
•     5.3.3 荒漠草原积雪与物候灰色关联度分析
•     5.3.4 高山草原积雪与物候灰色关联度分析
•   5.4 小结
• 6 结论与讨论
•   6.1 结论
•   6.2 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李晨昊

导师: 萨楚拉

关键词: 蒙古高原,积雪,物候,时空分布,灰色关联

来源: 内蒙古师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学,气象学

单位: 内蒙古师范大学

基金: 国家自然基金地区项目:基于多源遥感数据的蒙古高原积雪监测及对草地植被生长影响机制研究(41861014),中国农业科学院草原研究所科技创新工程项目:草原非生物灾害防灾减灾团队(CAAS-ASTIP-2016-IGR-04),内蒙古自然基金项目:基于多源遥感数据的内蒙古牧区雪灾快速监测与评估研究(2016MS0409),内蒙古科技计划项目:基于多源遥感数据的内蒙古草原牧区雪灾监测预警与风险评价应用示范(201502095)

分类号: P426.635;Q948

总页数: 116

文件大小: 10781K

下载量: 233