1982—2020年毛乌素沙地植被对气候变化的响应.pdf
《1982—2020年毛乌素沙地植被对气候变化的响应.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《1982—2020年毛乌素沙地植被对气候变化的响应.pdf(10页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、No.3FORESTRESOURCESMANAGEMENT第3期June20232023年6 月林业资源管理1982一2 0 2 0 年毛乌素沙地植被对气候变化的响应王翠萍12,韩小红1-2,王昊琛12,由珈齐1,2(1.国家林业和草原局西北调查规划院,西安7 10 0 48;2.旱区生态水文与灾害防治国家林业局重点实验室,西安7 10 0 48)摘要:毛乌素沙地属于我国北方农牧交错区,生态环境脆弱,植被生长受气候环境影响较大。基于198 2 一1999年GIMMSNDVI3g.v1数据、2 0 0 0 一2 0 2 0 年MOD13Q1数据,以及相关气象站点的气温降水数据,运用趋势分析、变异
2、系数、偏相关分析及Hurst指数等方法,探讨198 2 2 0 2 0 年毛乌素沙地植被生长时空特征及其对气候变化的响应。研究结果表明:1)毛乌素沙地植被生长状况呈现持续向好趋势,每10 a的增速为1.3%,以2 0 0 5年为拐点,2 0 0 5年以前植被长势缓慢,之后长势迅猛。2)毛乌素沙地NDVI均值介于0.10 0.41之间,空间分布呈“西低东高”的特征,沙地植被变化以增加为主,约占总面积的94.0 7%,其中显著增加占57.43%,极显著增加占30.14%;植被的空间变化稳定性地区差异明显,高波动变化区域占比最大,为35.95%,带状分布于沙地东南部边缘植被生长旺盛区域。3)4,6,
3、8 月,毛乌素沙地NDVI与气温正向相关系数较高;6 9月,NDVI与降水正相关性较强,降水对沙地植被生长发育的影响更大,植被变化的同向特征强于反向特征。4)毛乌素沙地未来变化趋势将以持续改善和持续退化为主,持续改善占总面积的51.49%,持续退化占46.49%。关键词:毛乌素沙地;时空变化;气候响应;趋势分析;变异系数;偏相关分析;Hurst指数中图分类号:Q9488文献标识码:A文章编号:10 0 2-6 6 2 2(2 0 2 3)0 3-0 0 8 0-10D0I:10.13466/ki.lyzygl.2023.03.011Responses of Vegetation in Mu U
4、s Sandy Land toClimate Change from 1982 to 2020WANG Cuiping-2,HAN Xiaohong-2,WANG Haochen-2,YOU Jiaqi1,2(1.Northwest Surveying,Planning and Designing Institute of National Forestry and Grassland Administration,Xian 710048,China.2.KeyLaboratory National Forestry Administration on Ecological Hydrology
5、 and Disaster Prevention in Arid Regions,Xian 710048,China)Abstract:Mu Us Sandy Land belongs to the agro-pastoral staggered area in northern China,the ecologicalenvironment is fragile,and the vegetation growth is greatly affected by the climatic environment.Based onGIMMS NDVI3g.v1 from 1982 to 1999
6、and M0D13Q1 from 2000 to 2020,combined with the temperatureand precipitation data of relevant meteorological stations,this paper discussed the spatiotemporalcharacteristics of vegetation growth and its response to climate change in Mu Us Sandy Land from 1982 to2020 by using trend analysis,coefficien
7、t of variation,partial correlation analysis and Hurst index.Theresearch results showed:1)The vegetation growth of Mu Us Sandy Land showed a continuous upwardtrend,with an increase rate of 1.3%per 10 a,with 2005 being the inflection point,and the vegetationgrowth being slow before 2005 and rapidly th
8、ereafter.2)The NDVIrange of Mu Us Sandy Land wasveragbetween 0.10 O时,表示NDVI随时间序列呈增长趋势;当elope0时,表示NDVI随时间序列呈减少趋势2.3变异系数变异系数一般用于描绘植被变化的稳定程度2 5。变异系数值越大,表明数据波动程度越大;反之,则表明波动程度越小。计算公式如下:n(NDVI,-NDVI1average1C,(2)NDVI7n-1average式中:C,为NDVI的变异系数;n为时间序列长度(年);NDVI,为第i年NDVI值;NDVILavrage为19822020年间NDVI的平均值。2.4偏相
9、关分析存在3个具有相关关系的变量时,通过移除第3个变量的影响,只分析两个要素之间的相关程度2 6-2 7 进进行偏相关分析:2(NDVI,-NDVI.)x(y:-y)=1(3)(NDVI,-NDVI.(y:-j)2=1(4)XX.z式(3)一(4)中:NDVI为第i年各月的NDVI均值;y:为第i年各月气温或降水;NDVImon为各月的NDVI均值;y为各月的气温均值或总降水量均值;x为各月的NDVI均值;y为各月气温或降水量;z为各月气温或降水量;n为样本数;r为x和y的相关系数;为y和z的相关系数;为和z的相关系数;rxy,表示变量z固定时变量x和y的偏相关系数。采用t检验法对偏相关系数的
10、显著性进行检验2 8 ,公式如下:-m-1(5)式中:r为偏相关系数;n为样本数;m为自变量个数。2.5Hurst 指数Hurst指数能够体现时间序列的自相关性,反映隐藏的未来发展趋势2 9(u)(g),),1 tT(7)X(t,T)83王翠萍等:198 2 一2 0 2 0 年毛乌素沙地植被对气候变化的响应第3期在时间序列(t),t=1,2,n)中,(t)为t时刻观测值与t-1时刻观测值的差值,对于任意正整数T1,定义均值序列(),:(),=Z.-(t),T=,n(6)累计离差:极差:R(T)=maxi I,X(t,T)-miniI,X(t,T),T=1,2.,n(8)标准差:S()=/Z.
11、6()-(),1,T=1,2.:,n(9)比值序列:R(T)R(10)S(T)S式(6)一(10)中:(t)为t时刻的观测值;T为1的任意正整数;(),为均值序列;X(t,T)为累计离差;maxX(t,r)为最大累计离1IT差;minX(t,T)为最小累计离差;R()为极差;1tTR(T)S(T)为标准差为极差与标准差的比值,即S(T)极差的“标准化”。若R/S,则说明1(t)存在Hurst现象,在双对数坐标系(InT,lnR/S)中,用最小二乘法拟合得到Hurst指数,即H值。Hurst指数取值范围为0 1,当0.5 H1时,变化具有一致性,H值越接近1,一致性越强;当H=0.5时,变化不具
12、有持续性;当0H0.5时,变化具有反向性,H越接近0,反向性越强30 3结果分析3.1NDVI时间变化特征19822020年毛乌素沙地的NDVI年度均值在0.150.25之间波动(图1),总体呈增长趋势,每10a的增速为1.3%,结果与前人的研究结论一致(2 9-32 。植被生长状况变化整体可以归纳为“二升”,即198 2 2 0 0 4年间,每10 a的增速为0.5%,植被生长缓慢;2 0 0 52 0 2 0 年间,每10 a的增速为3.6%,植被生长状况持续大幅好转。0.250.24y=0.0005x-10.8177R2=0.51(19822004年)0.23-y=0.0036x-16.
13、9538R2=0.85(20052020年)0.22-y=0.0013x-2.5067R2=0.73(19822020年)0.210.20.190.180.170.160.15198019851990199520002005201020152020年份图119822020年毛乌素沙地植被NDVI时间变化Fig.1 Temporal variation of NDVI vegetation in Mu Us SandyLand from 1982to 20203.2NDVI空间分布特征根据198 2 2 0 2 0 年的NDVI均值空间分布(图2),计算毛乌素沙地近40 年间的NDVI平均值ND
14、VLaverage,NDVI.,average的范围为0.10 0.41。NDVI高值分布于研究区的南部与东北部,该区域为低海拔地区,气候与土壤环境较好,多生长大面积森林与灌木林地,植被生长状况良好;而高海拔地区水土保持能力较差,高大植被稀疏,植被类型以荒漠灌丛草地为主,NDVILavernge数值较低。10800E10900E11000EN02550kmN.0.0.88N.0.0.80NDVI均值10.100.150.150.200.200.250.250.300.300.350.350.4110800E10900E11000E图219822020年毛乌素沙地NDVI均值空间分布Fig.2
15、Spatial distribution of NDVI mean in Mu Us SandyLandfrom1982to202084第3 期林业资源管理3.3NDVI空间变化特征3.3.1空间变化显著性一元线性回归方程中,斜率slope可可以用来反映时间序列内变量的变化趋势,结合t检验显著性分析(极显著:P0.01;显著:0.0 1P 较低波动 较高波动 中等波动 低波动。其中,高波动变化连接成片分布于研究区东南部植被生长最旺盛地带,其余波动情况均匀分布于整个研究区。各土地类型中,林地和农田变化波动较大,草地和裸土地波动程度低。表1变变异系数5个变化等级Tab.1 Five grades
16、of variation coefficient变化等级变异系数范围面积占比/%高波动0.13 1.2735.95较高波动0.10 0.1321.10中等波动0.080.1017.58较低波动0.050.0823.06低波动0.020.052.3010800E10900E11000EN025 50kmN.0.0.68N.0.0.66N.0.0.86N.0.0.86稳定性低波动较低波动中等波动较高波动高波动10800E10900E11000E图419822020年毛乌素沙地NDVI空间变化稳定性Fig.4 Spatial variation stability of NDVI in Mu Us
17、SandyLand from 1982 to 20203.4NDVI对气候变化的响应在像元尺度上通过偏相关分析,计算毛乌素沙地月均NDVI与气温、降水变化之间的偏相关系数及其显著性(图5和图6)。NDVI与气温的偏相关系数rxy,在-0.58 0.6 5之间,4月与8 月偏相关系数相对最高,10 月最低。结合显著性分级与相关性85王翠萍等:198 2 一2 0 2 0 年毛乌素沙地植被对气候变化的响应第3期NNNN0.30.60km1月0.30.60km2月0.3060km3月0.30.60km4月NNNN0.3060km0.3060km0.30.60km0.3060km5月6月7月8月NNN
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 1982 2020 年毛乌素 沙地 植被 气候变化 响应
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。