秦岭佛坪自然保护区植被变化及其对气候变化的响应研究

发布时间：2020-10-10 06:48

　　秦岭山地是划分我国南北方地理区域的重要分界线,是亚热带向暖温带过渡的区域,是对气候变化响应的敏感区。本文以位于秦岭中段南坡的佛坪自然保护区为研究对象,基于1959-2013年秦岭山地的31个气象站点的实测资料、2000-2013年的植被指数NDVI数据集、1983年Landsat4.5TM遥感影像和2013年Landsat8ETM+遥感影像数据,应用空间分析的方法,分析研究了气温和降水对自然保护区植被的影响,旨在探讨陆地植被生态系统对气候变化响应的规律及区域差异性,研究获得如下进展和结果：(1)1959-2013年保护区年均温、季均温、1月和7月均温均呈现出上升的趋势,且70%左右的区域呈显著上升。55年来,保护区的年均温呈显著上升趋势,其气温变化率为0.21℃/10a。且年均温在2002年左右发生了明显突变,晚于秦岭气温突变时间(1993年),突变后的气温变化率(0.46℃/10a)明显大于突变之前的气温变化率(0.08℃/10a)。从空间分析上看,有75.09%的区域气温上升显著,年均温变化斜率呈现出由“西南向东北递增”的趋势。55年来,研究区不同季节的气温均呈上升趋势,春、夏、秋、冬季的气温变化率分别为O.29℃/10a、0.09℃/10a、0.61℃/10a和0.46℃/10a。且春、夏、秋季气温突变点分别在1998年、2013年和1971年发生了突变,冬季无突变。从空间分析上看,保护区春、夏、秋、冬季气温显著上升的面积比例分别为67.19%、70.40%、69.43%和71.85%：春季气温变化斜率呈现出由“东南向西北递增”的趋势；而夏、秋、冬季的气温变化斜率则呈现“西北向东南递增”的趋势。55年来,研究区最冷月1月和最热月7月气温均呈上升的趋势,其气温变化倾向率分别为0.32℃/10a和0.41℃/10a,高于年均温变化率(0.21℃/10a)。1月和7月气温分别在1966年和1991年发生了突变,均早于该研究区的年均温突变时间(2002年)。从空间分析上看,1月均温有66.56%的区域呈显著上升,气温变化斜率呈现出由“西北向东南递增”的趋势；而7月均温有72.95%的区域呈显著上升,其变化斜率呈现出由“西向东递增”的趋势。(2)1959-2013年保护区年降水总体呈增加趋势,且年降水和不同季节的降水均表现出多突变点。55年来,该保护区的年降水总量呈增加趋势,其变化率为13.06mm/10a,且年降水有多个突变点。夏、冬季节的降水量增加,其变化斜率分别为12.97mm/10a、0.43mm/10a;而春季和秋季的降水减少,其变化斜率分别为-4.53mm/10a、-5.85mm/10a,不同季节的降水均发生多次突变,这可能与降水的随机性关系密切。(3)1983-2013年保护区植被覆盖呈增加趋势,主要表现为阔叶林、针阔混交林、针叶林面积增加,植被指数NDVI值上升。从植被类型上看,30年来,该保护区内阔叶林、针阔混交林、针叶林面积增加,灌丛及草甸、裸岩面积减小。保护区1983-2013年的NDVI值呈上升趋势,其变化率为0.007/10a,占59.62%的区域植被指数NDVI值显著上升。不同季节的NDVI均呈上升趋势,变化率分别为0.003/10a、0.002/10a、0.004/10a和0.007/10a,不同季节NDVI值显著上升的区域比例分别为42.84%、41.16%、52.49%和61.79%。14年来,针叶林区域的NDVI值呈上升趋势,其变化率为0.008/l0a,且NDVI值显著上升的区域比例为44.90%；不同季节NDVI值显著上升的区域比例分别为48.63%、38.23%、38.22%和46.14%。针叶林以上区域年NDVI值也均呈上升趋势,其变化率为0.01/10a,且NDVI值显著上升的区域比例为47.07%；不同季节的NDVI值呈上升趋势,不同季节NDVI值显著上升的区域分别为50.00%、72.16%、63.68%和50.66%。(4)研究区、针叶林及其以上区域,5月NDVI与4月气温之间呈显著正相关,4月NDVI与4月降水之间呈显著负相关。保护区,14年来,生长季各月NDVI与气温的相关关系中,4月NDVI与4月气温、5月NDVI与4月气温呈显著正相关；季尺度上,仅冬季NDVI与冬季气温呈显著正相关。NDVI与降水的相关关系中,4月NDVI与4月降水的相关关系呈显著负相关。针叶林及其以上区域,NDVI与气温的相关关系中,5月NDVI与4月气温均呈显著正相关；且针叶林区域9月NDVI与9月气温、冬季NDVI与冬季气温也均呈显著正相关。NDVI与降水的相关关系中,针叶林及其以上区域4月NDVI与4月降水相关关系均呈显著负相关；且针叶林以上区域5月NDVI与4月降水也呈显著负相关。
【学位单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：Q948;P467
【部分图文】：

空间分布,年均温,空间分布,保护区

３N１．１年均温空间分布特征逦’逡逑图３－１为佛坪自然保护区１９５９？２０１３年的年均温在空间上的分布图。由图３－１可逡逑知，佛坪自然保护区的多年平均气温在０．５１？１１．２６’Ｃ之间波动，且整个保护区的多年逡逑平均气温为６．６６°Ｃ，离温主要分布在保护区的中部、南部和东南部等海拔较低的西河、逡逑东河和金水河的河谷地带；低温主要分布在北部、西北部和东北部等海拔较高的中高山逡逑地带，总体来看，研究区５５年的年均温整体呈现出由＂高海拔向低海拔递增＂的特征。逡逑Ｉｍ逡逑巧例逡逑ｆｔ邋＝邋０．５１逦■邋■逡逑图３－１研巧区５５年来年均温空间分布逡逑１９逡逑

年均温,变化趋势,保护区,气温变化

３．１N２年均温时问序列变化及突变逡逑计算佛坪自然保护区１９巧？２０１３年均温在时间序列上的平均值，得到研究区５５年逡逑来年均温随时间的变化趋势图（图３－２）。由图３－２可知，５５年来佛坪自然保护区的年逡逑均温呈显著上升趋势，其气温变化倾向率为化２ｒＣ７１０ａ，高于秦岭南坡的气温变化趋势逡逑（气温变化率０．１５°ａｉ０ａ），但低于秦岭北坡气温变化趋势（气温变化率０．２４°Ｃ／１０ａ）【８７］。逡逑由图３－２年均温变化曲线可知，保护区５５年来的年均温最离值（８．０７°Ｃ）与最低值逡逑（５．２ｒＣ）分别出现在２０１３年、１９６１年。从上化纪８０年中期开始，保护区的气温发生逡逑明v缱郏是凵仙魇疲坏冢保梗福埃浚保梗梗兜氖奔涠文冢；で钠麓τ谝桓龅湾义衔虏ǘ氖逼冢坏保梗梗赌曛螅虏ǘ仙魇葡灾ｅ义希稿濉稿巍俊昃⒚ㄥ危慑义希靛危椋五蜰－逦—ｊ逦－逦邋＿ｊ逦逦逦１邋．．．逦－逦逦Ｉ逡逑１９５９逦１９６５逦１９７１逦１９７７逦１９８；｛逦１９８９逦１９９５逦２００１逦２００７逦２０１３逡逑年份逡逑图３－２研巧区巧年来年均温变化趋势逡逑全球气温的突变主要发生于ｉ：巧纪８０年代末到９０年代初期左右，那么佛坪自然保逡逑护区的气温是否也存在突变

年均温,突变检验

【参考文献】