一、植被对于气候的反馈作用(论文文献综述)
魏宝成[1](2019)在《北方农牧交错带土地覆被变化对地表温度的反馈作用研究》文中进行了进一步梳理土地覆被变化作为人类活动对地表影响的重要载体,已经从局地、区域和全球尺度上,对气候变化产生了深远的影响。从全球变暖的背景中,分离出土地覆被变化对气候变化的反馈,并且厘清土地覆被变化是如何通过生物地球物理过程来影响区域气候变化,将有助于科学的认识人类活动对气候变化的影响、从而在更大尺度上研究土地覆被变化产生的气候效应以及为未来全球战略的制定提供理论依据。作为世界四大农牧交错带之一的中国北方农牧交错带,是典型的生态环境脆弱区和气候变化敏感区,是我国重要的粮食和草原畜牧业生产基地,也是中东部平原区的天然生态屏障。然而,受人类活动的干扰,特别是自1999年以来实施的一系列生态恢复工程,已经使得研究区土地覆被状况发生了剧烈改变。而这种改变对于区域气候变化产生的反馈作用至今缺乏定量的研究,亟需开展深入研究和分析。本文首先以时序MODIS-NDVI作为主数据源,采用优化后的动态时间规整算法,提出了适合研究区的土地覆被制图方案,实现了20012017年土地覆被状况的空间制图,并根据经过多次检查的样本单元对2010年的制图结果(LC-2010)从传统方法和空间一致性(与GlobLand30-2010进行比较;GL-2010)的角度分别进行了全局精度验证。同时根据在20152017年三次毛乌素沙地野外考察采集的样本点进行土地覆被制图结果的局部验证。在此基础上,从年际尺度揭示了研究区土地覆被变化的演变特征。然后,以MODIS-LST作为主数据源,在对其进行数据质量分析、高质量数据重建以及精度验证的基础上,从空间、时间和趋势三方面,系统分析了研究区LST在年际/季节/月尺度以及白天/夜间的演变特征。最后提出了借助土地覆被数据对LST进行线性变换,以消除或者削弱背景气候对LST影响,并选用日较差作为衡量LST变化的指标,详细分析了3种土地覆被及其变化、草地恢复和退化对日较差的反馈作用以及土地覆被变化是如何通过生物地球物理参数(主要为Albedo和ET)影响LST变化,本研究得出的认识可以为研究区土地资源管理策略的制定,人类土地利用行为的科学调控,以缓减与适应全球气候变化的影响提供借鉴和参考。论文得到以下几点结论:(1)基于时序MODIS-NDVI数据和优化后的动态时间规整方法的土地覆被制图方案,可以实现较高精度的土地覆被信息提取。在进行MODIS-NDVI时序重建时,采用谐波个数为4和拟合容忍误差为0.08谐波参数组合,重建结果最优。真实的缺值模式,会使得高植被覆盖区的均方根误差和最大绝对偏差显着增加;而中-低植被覆盖区,短时间的缺值对重建精度的影响较小。LC-2010的制图精度为77.89%,kappa系数为0.71。不同覆被类型的生产者精度介于69.83%100%;用户精度介于58%86%。LC-2010与GL-2010的总体空间一致性为64.44%。不同的土地覆被,空间一致性表现为草地>水体>耕地>林地>裸地>建设用地。在毛乌素沙地地区的局部验证结果表明,土地覆被制图精度达到了82.16%,kappa系数为0.75。(2)研究时段里,草地和裸地面积呈减小趋势,其中草地以低-中覆盖度草地的面积减小为主,而高覆盖度草地呈增加趋势。耕地,林地(以混交林增加为主),水体和建设用地面积总体呈增加趋势。耕地与草地的交替演化是研究区最主要的土地覆被变化过程。在17年里,耕地以1.93%的年际变化率增加了61173.18km2,表现为一年一季耕地和一年两季耕地的同时增加。在年际尺度,耕地面积经历了20012003年增加,20032008年减小和20082017年的缓慢增加过程。草地面积以-0.48%的速率减小了35401.12km2,主要以低-中覆盖度草地面积的减小为主,而高覆盖度草地以3.16%的年际变化率增加了77877.02km2,增加区域主要分布在黄南-甘南高寒草地、锡林郭勒盟典型草原以及大兴安岭-阴山山脉的高山草地区。在年际尺度上,草地的变化趋势与耕地恰好相反。林地面积以14.61%的年际变化率增加了55111.94km2,以混交林的增加为主,增加区位于西南部的莲花-太子-积石山山脉、中部的吕梁山-燕山和东部的大兴安岭山脉沿线。在年际尺度上,林地的面积呈波动上升趋势,其面积分别在2001年和2014年达到最小值和最大值。水体和建设用地面积分别以0.34%和14.87%的年际变化率增加249.47km2和4290.28km2;而裸地面积以-4.97%的年际变化率减小81955.62km2。(3)LST在年际/季节/月尺度上的空间/时间/趋势变化特征各异。空间特征:年际尺度,LST的低值区、高/低值过渡区和高值区与植被覆盖密切相关。低值区主要位于植被覆盖度较高的高山/高寒草地区、林-草过渡带以及生产力较高的传统耕地区;高值区主要分布在低覆盖度草地区、沙地区以及生产力较低的耕地区;其它区域为高/低值过渡带。季节尺度上,受到太阳辐射、日照时数和下垫面性质等影响,LST均值的空间分布表现出一定的差异性。白天,LST在春季和夏季的空间格局相似,秋季和冬季相似;夜间,LST在春季和秋季分布格局相似,而夏季和冬季LST空间分布格局差异较大。时间特征:年际尺度,LST均值波动幅度为7.259.82℃,多年均值为8.92℃,相对变率介于-18.73%10.01%。夜间的相对变率变化远大于白天。季节尺度,LST的均值夏季>春季>秋季>冬季。相对变率在整个季节尺度和季节尺度白天的变化表现为冬季>秋季>春季>夏季;夜间相对变率变化表现为春季>秋季>冬季>夏季。月尺度,LST在年内呈单峰变化模式,在11月2月,LST均值全部小于0℃;其它月份均在0℃以上。趋势特征:在年际尺度上,LST总体表现为降温趋势,降温速率为-0.002℃/a,降温区面积比例为50.71%。白天,LST总体表现为降温趋势,降温速率为-0.037℃/a,而夜间呈增温趋势,增温速率为0.032℃/a,增温区面积比例达到了85.99%。季节尺度,春季和夏季总体表现为增温趋势,速率分别0.031℃/a和0.02℃/a,增温区面积比例分别为67.41%和61.82%;而秋季和冬季呈相反趋势,降温速率/面积比例分别为-0.056℃/a,-0.004℃/a,75.38%和50.83%。(4)在植被生长旺季,耕地、草地(包括低/中/高覆盖度草地)、退耕还草(耕地转为草地)以及草地退化(草地转为裸地,中覆盖度草地转为低覆盖度草地和高覆盖度草地转为中覆盖度草地),趋向于增加日较差。Albedo减小产生的增温效应大于ET增加产生的降温效应,引起Tmax的升高,是日较差增加的原因。退耕还草后,Albedo和ET同时减小,使得Tmax显着升高是日较差增加的主要原因。(5)在植被生长期,林地、植树造林(草地转为林地)、农田开垦(草地转为耕地)和草地恢复(裸地转为草地,低覆盖度草地转为中覆盖度草地和中覆盖度草地转为高覆盖度草地)趋向于减小日较差。其原因是,由于ET显着增加产生的降温效应大于Albedo减小产生的增温效应,引起Tmax减小所致。而Albedo和ET共同增加引起Tmax显着减小,是导致植树造林区(草地转为林地)日较差减小的原因。在非植被生长期,林地和植树造林,由于Albedo显着增加产生的降温效应大于ET减小产生的增温效应,引起Tmax减小,是二者日较差减小的原因。
朴世龙,张宪洲,汪涛,梁尔源,汪诗平,朱军涛,牛犇[2](2019)在《青藏高原生态系统对气候变化的响应及其反馈》文中提出近几十年来,青藏高原正经历快速的气候变化,高原生态系统因此发生了深刻变化,并对周边地区产生了深远影响.本文围绕青藏高原生态系统结构和功能对气候变化的响应与反馈这一主线,系统总结了气候变化对物候、高山树线、生物多样性、植被生产力和生态系统碳汇功能的影响,阐述了青藏高原植被变化对区域气候的反馈及对亚洲季风的远程影响的研究进展.主要结论如下:气候变暖导致植被返青期总体提前,高原树线位置上升,高寒草原植物物种丰富度和多样性下降;气候变暖总体促进了高原植被生产力、增强了生态系统碳汇功能,但受限于土壤极大的空间异质性和对深层土壤碳动态理解的匮乏,目前对高原土壤碳库及土壤碳汇功能大小的估算仍具有较大不确定性.同时,青藏高原植被变化对近地表气温产生"负反馈"作用;植被活动增强还对东亚季风产生远程影响,导致我国东部夏季降水变化呈现"华南增加-长江黄河中间区域减少"的空间分异格局.未来的研究需要在完善观测体系基础上,加强对高寒生态系统对气候变暖的适应机理及生物地球物理反馈等过程的认知,为优化生态系统管理和保障青藏高原的生态安全提供理论基础.
金凯[3](2019)在《中国植被覆盖时空变化及其与气候和人类活动的关系》文中提出全球变暖已对人类社会、经济及其赖以生存的生态环境造成了巨大威胁。作为陆地生态系统最重要的一环,植被在防风固沙、保持水土、调节气候等方面发挥着巨大作用,但随着我国国民经济和人口的快速增长,人类活动对植被生态系统的干扰不断加强,加之气候变化的区域性差异,使得我国植被覆盖变化十分复杂。深入了解我国植被覆盖的时空变化特征、科学分析植被与气候和人类活动之间的相互关系对于国家生态环境可持续发展战略的制定与实施具有重要意义。然而,目前的研究在研究尺度、区域及时段等方面差异较大,且对全国植被覆盖变化的归因分析还不够深入。因此,本研究基于气候、土地利用及归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)数据,采用克里格插值、变化趋势分析、变异系数分析、相关性分析、多元回归和残差分析等方法,从不同时空尺度系统研究中国19822015年气候、土地利用和植被覆盖的变化特征,探讨植被覆盖变化的驱动因素,评估气候和人类活动对植被覆盖变化的相应贡献;最后,以植被覆盖显着增加的黄土高原为典型区,采用国际上常用的“观测气温减去再分析气温”(Observation Minus Reanalysis,OMR)方法分析以植被覆盖变化为主的地表过程对地表气温的影响。本文所取得的主要结果如下:(1)19822015年中国年平均气温显着上升,趋势率为0.35℃/10a(P<0.01);各植被类型区的升温速率排序为青藏高原高寒植被区(V8)>温带荒漠区(V7)>温带草原区(V6)>亚热带常绿阔叶林区(V4)>暖温带落叶阔叶林区(V3)>热带雨林区(V5)>温带混交林区(V2)>寒温带针叶林区(V1)。中国年降水量整体无明显变化,但其在V5增加最快,而在V1减少最快。中国季节气温和降水量多呈现一定的年代际变化规律,但整体变化趋势存在很大的空间异质性。从全国平均来看,各季节气温在1998年以前升温较快,其后升温减缓,冬季甚至出现降温;秋季降水量在1998年以前明显减少,其后明显增加,这与夏季降水量的变化相反;近34 a来春季升温最快,冬季升温最慢,各季节降水量均无明显变化。在省域尺度,山西年平均气温上升最快,而海南升温最慢;海南年降水量增加最快,而湖北年降水量减少最快。总体上,研究时段内中国西北及东南沿海的多数地区气候呈现暖湿化现象,而由东北向西南延伸的带状区域呈现暖干化现象。(2)19802015年中国土地利用发生变化的区域面积约占国土总面积的17%。从净变化量来看,耕地和建设用地面积增加,草地、林地、未利用地和水域面积缩减。从年变化率来看,耕地面积在V1增加最快,而在V4缩减最快;V8建设用地扩张最快,其次为V7,再次为V4;在省域尺度,耕地面积在新疆、黑龙江和内蒙古增加较快,而在上海、北京和浙江缩减较快;建设用地在重庆、贵州和上海扩张较快,而在黑龙江最慢。总体上,中国东部地区建设用地增加明显,其主要来自于耕地;东北和西北地区耕地增加明显,其主要来自于草地和林地。可见,人类活动对植被空间分布的影响巨大。(3)与SPOT-VGT NDVI数据对比分析,认为GIMMS NDVI3g数据适用于对中国植被覆盖变化的监测和分析。基于GIMMS NDVI3g计算的年平均NDVI,研究发现19822015年全国约70%的区域植被覆盖呈增加趋势,其中黄河中下游、长江中游及淮河流域的植被覆盖增加较快,而减小较快的区域主要位于东北地区;除黑龙江和吉林外,其他省份NDVI均呈增加趋势。全国年平均NDVI趋势率为0.51×10-3 yr-1(P<0.01),其在19821990、19912004和20052015年具有“快-慢-快”的阶段性增加趋势。全国8大植被类型区的年平均NDVI趋势率排序为V3>V4>V5>V6>V7>V8>V1>V2,其范围在-0.42×10-31.55×10-3 yr-1之间。此外,各季节NDVI趋势率存在很大的空间异质性,整体上以春季和秋季NDVI增加最快。总体上,中国植被生长状况的年际稳定性较好;对于植被覆盖区(排除裸地和水域等),区域(或季节)植被覆盖状况越好,植被的年际稳定性越强。(4)中国植被覆盖状况及其变化的空间差异与气候和土地利用的时空变化关系紧密。其中,气温升高是近34 a来中国植被覆盖增加的主要气候因素,而春季气温上升的影响贡献较大。在不同地区,植被覆盖对气温和降水变化的响应有很大差异,如干旱和半干旱地区的植被覆盖对降水变化较敏感。中国绝大多数地区植被变化受气候和人类活动的共同影响,二者对中国近34 a来生长季NDVI增加趋势的贡献分别约为40%和60%。中国8大植被类型区生长季NDVI均呈增加趋势,其中人类活动的贡献率排序为V6>V3>V2>V5>V4>V1>V7>V8,其范围在081%之间。在省域尺度上,由人类活动引起的生长季NDVI变化趋势率在山西最大(1.77×10-3 yr-1),在上海最小(-0.32×10-3 yr-1);全国多数省份的植被覆盖变化主要受人类活动的影响(贡献率>50%),其中人类活动对上海植被覆盖的减小影响最大。总体上,人类活动对近34 a来中国植被覆盖的增加具有积极作用,而且其贡献大于气候变化。(5)黄土高原中东部地区的OMR气温在19822015年呈快速下降趋势,表明土地利用变化(如植被覆盖变化和城市化)等地表过程对该地区的地表气温产生了很大的降温作用。在黄土高原非城市化区域,植被覆盖及其长期变化均会影响地表气温,而且影响程度随空间尺度大小而变化。在整个黄土高原,植被覆盖状况越好、植被覆盖增加越快,越有利于缓解地表气温的上升;在生态地理分区尺度,植被覆盖的增加同样可缓解半干旱区和半湿润区的地表升温,但会促进干旱区的地表气温上升。对于非城市化区域,植被覆盖状况及其长期变化对近34 a来黄土高原地表气温变化的影响为-0.02℃/10a,其对干旱区、半干旱区和半湿润区地表气温变化的影响分别为0.04、-0.01和-0.07℃/10a;相对于退耕还林前,退耕还林后黄土高原植被覆盖的增加已导致区域平均地表气温下降了0.05℃。可见,近34 a来黄土高原植被覆盖的明显增加已对整个区域的地表气温变化产生了一定的降温作用。综上所述,中国植被覆盖在近34 a来整体呈增加态势,但存在明显的阶段性和很大的空间异质性,气候和人类活动的共同作用是导致这一变化特征的主要原因。其中,人类活动对植被覆盖同时具有正、反两面的影响,比如退耕还林还草等生态工程引起的植被增加和城市化导致的植被减少;降水仅对干旱、半干旱地区的植被覆盖变化影响较大,而气温升高,尤其是春季气温的显着上升,则是促进我国植被覆盖增加的主要气候因素。整体上,人类活动对中国植被覆盖增加的贡献比气候变化的贡献大,而大面积植被覆盖增加已对黄土高原的气候变暖产生了一定的抑制作用。然而,由于气候、土壤水分和土地利用/覆盖类型等的限制,黄土高原干旱地区的植被覆盖增加促进了该区地表气温的上升,而这可能会导致该区水资源短缺问题进一步恶化。鉴于此,我国的植被建设活动可能更应该集中在供水量较为充足的湿润和半湿润地区。本研究对植被-气候-人类活动之间的关系的认识,可以促进对生态系统可持续发展中人类活动作用重要性的深入理解,并为我国正在进行的生态文明建设提供相关理论支撑。
赵靖川,刘树华[4](2015)在《植被变化对西北地区陆气耦合强度的影响》文中提出西北地区地处欧亚大陆腹地,生态系统对于气候变化和人为影响十分敏感,同时该区也是湿润的东亚季风区与干燥的中亚干旱区的过渡区域,陆气相互作用比较强烈.本文对西北地区植被变化对当地的陆气耦合强度及其与之相关的地表水文过程的影响进行了分析研究,并且找出适于增加植被以缓解西北地区荒漠化趋势的最具成效的地区.本文利用美国国家大气科学研究中心(NCAR,National Center for Atmospheric Research)研制的通用大气模式CAM3(Community Atmosphere Model Version 3)对西北地区植被变化的影响进了数值模拟.本文共设计了三个试验,使用正常地表植被覆盖的参考试验,地表下垫面变为裸土的去植被试验和植被增加的生态环境好转试验.首先,本文对西北地区植被变化对于当地降水量、地表水分盈余量、径流量、地表土壤含水量等地表水文变量的影响进行了分析研究.然后对西北地区植被变化对当地的陆气耦合强度的影响进了分析研究,陆气耦合强度是衡量局地陆气相互作用强弱程度的一个新标准,基于计算年降水量与蒸散量的协方差与降水量方差之比而得到.它利用观测数据或模式输出数据,计算起来简便容易,物理意义明确清晰,陆气相互作用越强烈的地区,其陆气耦合强度也越高.最后,本文计算了一个蒸散-水汽通量散度指数来衡量植被变化对局地蒸散与大气水汽通量散度的影响,其在一定程度上反应了植被变化对局地陆气相互作用和大尺度大气环流输送作用的影响,也可以视为一个评估人为生态环境工程效果的指标.西北地区陆气耦合强度由东南向西北递增.去植被之后,西北地区降水与蒸发普遍减少,其中在东南部区域,地表径流增加约1040mm,渗流量与地表土壤含水量分别减少约4080mm和520mm3·mm-3,陆气耦合强度上升,这有可能导致水土流失,不利于当地植被的恢复.生态环境好转之后,内陆地区降水与蒸发明显增加,但地表盈余水分有所减少,主要原因是蒸散量相较于降水量增加的更多.其中在沙漠戈壁区边缘的新疆南部与内蒙西部,渗流量与地表土壤含水量分别上升约520mm和520mm3·mm-3,陆气耦合强度降低,蒸散-水汽通量散度指数较高,这可能主要是由于植被变化对局地陆气相互作用的改变而造成的.植被对于西北地区地表水文过程有着明显的影响,植被的存在能加速西北地区地表水文循环过程,减小陆面蒸散的变化,降低陆气耦合强度.在有限的人力与财力条件下,集中力量在在沙漠戈壁区边缘的新疆南部与内蒙西部适当种植灌木与青草并防止过度放牧,能有效降低当地陆气耦合强度,缓解西北地区荒漠化加剧的趋势.本文下一步还需考虑如模式地表植被数据与真实情况的差异性,海洋因素变化对于植被变化的反馈,以及进行集合实验来增加研究结果的可靠性.
苟娇娇,王飞,于恩涛,金凯[5](2017)在《黄土高原地区土地覆盖变化对气候的反馈作用数值模拟》文中研究说明区域尺度土地覆盖变化是自然变化和人类活动共同驱动的结果,同时又对区域气候环境产生反馈。利用欧洲中值数值预报中心(ECMWF)ERA-Interim再分析资料,驱动RegCM4.5区域气候模式,进行了两个时间段(1980-2014、2005-2014)的数值模拟试验。以1∶250 000土地利用图为基础,结合植被图、土壤图制作具有高精度、极强现势性的土地覆盖资料,区域模式中陆面过程模式采用BATS,模拟了现实的土地覆盖改变对气候要素的影响,分析了黄土高原地区土地覆盖变化对气候的反馈作用。结果表明:(1)RegCM4.5不但能够较好描述黄土高原气温、降水的时间空间分布特征,也能够模拟土地覆盖变化对黄土高原局地气候变化的反馈。(2)不同土地覆盖变化特征对气候反馈作用不同,荒漠化会引起局部地区气温升高和降水减少,并通过正反馈机制,致使自然植被生长发育受阻;水域旱化会导致夏季气温升高和降水增加,从而加剧干旱洪涝灾害风险;草地覆盖增加会导致春夏季降水量与气温的降低,秋冬季降水量与气温升高。(3)土地覆盖变化对气温与降水的影响在夏季较强。该研究可促进对黄土高原生态治理环境效应的理解,也能深化对土地利用-气候变化之间互馈作用的过程认识,并为区域生态建设对策选择提供参考。
王筝,延晓冬,侯美亭[6](2010)在《植被对气候的反馈效应研究进展》文中指出植被对气候的反馈效应体现在植被影响了陆面-大气间水分、能量、动量的交换以及大气CO2浓度等各种生物物理和生物化学过程,从而对气候产生了直接或间接的影响。目前,植被对气候反馈作用的研究,主要基于观测分析、动力理论分析和数值模拟试验等三种研究途径,且已经获取了许多有关的研究结论,提高了我们对植被-气候反馈的认识。本文回顾了植被影响气候的研究历史,综述了国内外关键研究区域植被变化的观测事实和数值模拟实验研究的方法和研究结果,探讨了植被破坏和植被改善对区域气候的可能影响,并对植被变化气候效应的研究方向进行了讨论和展望。
孙钦明[7](2016)在《新疆典型沙区区域防风固沙体系协同配置研究》文中认为新疆沙区属于生态环境极端脆弱的地区,水资源匮乏,植被盖度低,沙丘活化,大风、沙尘暴、扬沙、浮尘等风沙危害对新疆人民生产生活和经济发展、政治稳定等方面均产生巨大影响,甚至对全国的生态环境都造成了巨大影响。本研究选取新疆典型沙区:北疆150团和南疆和田地区作为研究区,研究典型沙区区域尺度防风固沙体系的协同配置,对区域防风固沙、风蚀灾害研究和治理提供理论和技术指导。研究根据风沙局部移动和长距离扩散的危害特征,采用遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术方法,结合风洞试验、FLuent数值模拟和野外观测,分析新疆典型沙区近30年(1980-2014年)风沙灾害现状、成因和时空变化趋势;区域尺度上,分析沙尘来源路径及不同下垫面条件对风沙运动的影响,针对性的进行防护林体系空间布局;林带尺度,以风沙物理学模型为基础确定林带最佳疏透度;在局域尺度上,分析自然植被与防护林协同配置优化模式以及农作物与农田防护林优化配置模式,构建新疆典型沙区以防护林、自然植被、农田作物为基础的防风固沙体系配置模式。研究主要结论如下:1)北疆和南疆全年平均风速在1960-2014年整体呈现下降趋势,各季节和全年平均风速均在1995年之后下降趋势变弱。植被变化对平均风速的反馈随着时间尺度变化而变化,最佳时间尺度一般为20旬,最佳时滞为8旬。大风和植被因素是影响沙尘暴较为直接的因素。尤其是近年来随着植被覆被的增加以及相应大风的减小,是区域沙尘暴呈减小趋势的主要原因。2)通过对典型沙区莫索湾地区沙沉降变化特征分析表明,研究区自西向东沙沉降速度逐渐降低,尤其是在4月份,0.2m,0.5m,1.5m高度上风沙沉降速度均呈现明显的下降趋势。沙丘、丘间低地和农田下垫面表层土壤趋向于粗化,地表沙尘物质可以较容易在风的作用下进入空中,成为沙源地,而荒漠自然植被区和防护林内部表层土壤粒径趋向细化,这说明防护林体系可以抑制沙尘物质,同时防护林体系可以降低风速减弱风蚀作用,也可以拦截和降解沙尘物质,因而使得这些地区可以明显降低向大气中提供沙尘物质。3)林带尺度,通过野外相对风速和疏透度的观测分析,当林带疏透度为0.35时,防护林防护效益最佳。采用风沙理论分析表明,当疏透度p>35%时,防风固沙能力随着防护林疏透度的增加出现急剧下降趋势,而当p<35%时,防风固沙能力随着防护林疏透度的减小变化缓慢。数值模拟过程中,选取林带风速衰减曲线与u/u0=100%直线围成的区域面积衡量林带的防护效益,结果表明当林带疏透度为0.35时,防护效益最好。4)为针对性的进行区域尺度防护林体系配置,本研究分析南疆和田地区和北疆150团沙尘来源及其路径。结果表明,南疆和田地区有五类传输路径:西南、西部、西北、北部和东北。东北路径发生沙尘天气最高,3-5月发生比例分别为67.6%、44%和48%。北疆150团3月份近地面传输路径主要有6条,其中以北部路径所占比例最高(传输路径1),占总路径轨迹的46%。2011-2014年北疆150团西北路径发生的沙尘天气最高,随着月份的增加,西和西北路径的气流和沙尘天气呈现出先增加后下降趋势,其中最大值集中在4月份和5月份。5)在0.5m和1.5m两高度处,防护林与自然植被协同后对风速起到了减弱作用,据此得到最小相对风速和不同相对风速条件下二者协同配置的优化模式,如在0.5m高度上,当相对风速取值0.5时,协同配置最优模式为:防护林结构因子指标:冠层体积30.95m3,胸高断面积0.47m2,株行距为3.79m2,自然植被指标为:平均高度1.44m,盖度0.21。不同风速和林带疏透度下,枣树对林带前后流场均具有显着影响,特别是林带后近地面风速缩减程度较大,能够提高防风效应1.28%-29.05%。6)风洞实验表明,小风速(8m/s)和大风速(14m/s)下的流场差异不明显。不同林带结构对风速的影响不一,在冠层高度林带后2H处,8行与4行林带比6行林带出现更多的湍流区,而在其上方20cm处,6行林带出现明显的上空加速湍流区。相同风速下,不同配置的多林带林网流场差异明显,在基干林分别为4、6行时,阻力抬升区要比基干林分别为8、10、12、14行时要小。林带不同配置结构下近地表流场变化差异较大。对于阻力抬升区而言,林带间距小时,冠层高度流场等值线更加密集,说明林带间距对流场区域分布具有明显影响。研究区以风速缩减率模型和风洞实验结果为基础,构建局域尺度农田防护林网优化配置模式。表明当初始风速为10m/s时,农田防护林网的最优配置模式为基干林14行,田间林带6行,林带间距1为20H,林带间距2为11H。综上所述,新疆典型沙区进行防护林体系的系统配置,首先明确区域尺度上风沙灾害发生规律及沙尘传播路径和不同下垫面供尘能力,针对性地进行区域防护林体系配置;其次,在局域尺度上分析防护林外围自然植被以及防护林内部农作物的防风固沙效益,以此为基础进行局域尺度的防护林协同配置;第三,在林带尺度上,选取林带疏透度作为林带结构因子指标进行调控建设。
赵丽侠[8](2020)在《盐沼湿地空间自组织格局形成机理及其生态系统功能》文中研究表明空间自组织格局的形成是许多自然生态系统的普遍特征。目前研究认为尺度依赖反馈是规则空间格局形成的主要机制,即局部正反馈和长程负反馈的耦合作用。理论和实验证据研究表明,规则的空间自组织格局对于生态系统的生产力、稳定性、恢复力及脆弱性有显着影响。然而,自然生态系统中不规则空间格局更为普遍。理解规则空间格局形成机制、过程与生态系统功能是否适用于解释不规则的空间格局仍有待深入探讨。滨海盐沼湿地是陆海相互作用最为剧烈的生态交错带。随着海平面上升、生物入侵、气候变化、人为活动等多重胁迫的加剧,滨海盐沼湿地生态系统的功能受到严重威胁,湿地生态保护和修复已迫在眉睫。随着生物—地貌研究的深入,越来越多的研究强调盐沼湿地生态系统各要素之间的耦合作用的重要性。基于自组织理论,从局部尺度上系统各要素之间的反馈作用出发,预测或解释全局尺度上空间格局的演变及其对环境压力的响应,为探究生态系统复杂空间格局的形成及其生态系统功能提供了很好的切入点。结合遥感影像分析、野外移植控制实验和数学模型,本研究以滨海盐沼湿地几种典型自组织植被和地貌空间格局为例,探讨生态系统各要素在不同时空尺度上的反馈作用,并探讨其可能的生态系统功能,主要有以下结论:(1)自组织塑造不规则植被空间格局并影响植物特征和底栖生物多样性。通过崇明东滩盐沼湿地前缘海三棱藨草移植实验,证明尺度依赖反馈驱动了盐沼湿地不规则植被空间格局的形成;野外观察和实验表明,自组织过程影响了一系列植物性状,包括地上—地下生物量的分配,根系分支方向、长度、数量等,并提高了系统初级生产力。另外,盐沼湿地植被自组织空间格局为大型底栖生物提供异质性生境,有助于提高底栖生物的丰度,改变物种丰富度的空间异质性。该研究将现有的自组织概念及其对生产力和生物多样性的影响拓展到自然生态系统中更为常见的不规则空间格局中,创新性地发现空间自组织、植物性状与生态系统功能这些生态学热点研究问题存在重要关联。(2)精灵圈指示自组织盐沼湿地具有较高的恢复能力并影响微生物多样性。通过在崇明东滩和南汇边滩进行的野外移植实验、原位监测,以及理论模型和无人机影像分析,本研究指出中国东部沿海盐沼湿地精灵圈格局形成可能机制是植物—营养反馈作用。野外观测数据表明,植被斑块中氮消耗非常显着,植物倒伏现象普遍存在于研究区域。虽然野外观测到植被斑块中心硫化物的累积,但是硫化物浓度较低,表明仅硫化物的累积并不能直接导致植物的死亡。理论模型模拟预测精灵圈的形成和演化,与无人机影像记录的精灵圈时空动态演化高度一致,表明养分消耗和硫化物累积可用于解释不同地区精灵圈的形成。除此之外,瞬态的出现(指点状、环状和同心圆状斑块)可用来识别空间格局形成的机制,并理解盐沼湿地生态系统对环境胁迫的生态恢复力。另外,精灵圈的形成明显提高海三棱藨草系统中土壤微生物的生物多样性,但是对互花米草盐沼湿地中的土壤微生物的生物多样性没有显着影响。(3)盐沼湿地植被斑块大小的偏度分布指示胁迫梯度假说和种内促进作用的存在。通过对崇明东滩和南汇边滩盐沼湿地的历史遥感影像分析,本研究指出植被斑块大小分布的特征可以用来指征盐沼湿地发育早期种内促进作用的存在。结合移植实验和野外观测证明,在中等淹水时长下,植被密度增加指示的种内促进作用最为强烈。此外,充分利用胁迫梯度假说与自组织理论,有助于提高湿地生态修复的效率。(4)盐沼湿地演化过程中,非局部熵率表征的潮沟网络的动态最优性不断提高。通过对崇明东滩、荷兰Schiermonnikoog和Saeftinghe盐沼湿地遥感影像分析指出,在发育中的盐沼湿地内部,非局部熵率增加指示的潮沟网络的动态最优性不断提高;对比崇明东滩不同植被覆盖区域中潮沟网络的非局部熵率发现,潮沟网络结构的变化与盐沼湿地植被的空间分布和植被类型有极大的相关性,即高地上和地下生物量有利于潮沟网络结构的稳定;植物生物量较低,沉积物粘性较小的盐沼湿地内部潮沟网络更易实现动态最优性。通过对意大利Venice lagoon和美国Blackwater盐沼湿地遥感影像分析指出,退化中的盐沼湿地内部的潮沟网络的非局部熵率没有明显的变化趋势。(5)植被—螃蟹—沉积动力耦合作用影响陡坎动态。通过对崇明东滩盐沼湿地的遥感影像分析指出,多级陡坎的出现指示了盐沼湿地的扩张。盐沼湿地内部陡坎的动态具有明显的季度和年际特征。一般而言,陡坎在植物生长季初期以向海推进为主,而在生长季后期以后退为主。生物量较高的盐沼湿地内部陡坎水平方向上的年际变化较小;生物量的降低导致陡坎的水平稳定性降低,年际变化增大。通过控制实验,证明了水动力、植被和螃蟹对陡坎的时空动态有较大的影响。盐沼湿地内部,植被的存在可以稳定陡坎,螃蟹促进陡坎的崩塌;当植被的地上和地下生物量都很高时,植被的稳定作用大于螃蟹的解构作用,陡坎基本保持稳定;当植被生物量相对减小,螃蟹对陡坎的破坏,促进陡坎上部植被的崩落前移;此时,若水动力作用较弱,崩落的植被在陡坎前方定植,有益于陡坎的向海前进;若水动力作用较强,崩落的植被和沉积物被冲刷侵蚀,导致陡坎的后退。盐沼湿地生态系统中,从植被空间格局到生物地貌格局,包含了不同时间和空间尺度的生物、理化因子、沉积动力等要素的自组织过程。作为盐沼湿地生态系统的“工程师”,植被在不同时空尺度上与系统其他要素相互作用,并产生一系列的生态系统功能,如影响植物性状、底栖生物以及微生物多样性,提高初级生产力,影响地貌格局的稳定与演化。从自组织理论角度解释植被空间格局和生物地貌格局的形成及其生态系统功能,一方面有助于认识盐沼湿地应对环境胁迫的脆弱性和恢复力,为盐沼湿地生态系统保护和修复提供理论支撑,进而有针对性地进行干预调控;另一方面,有助于拓宽自组织理论的系统框架。
唐健,汤剑平[9](2012)在《基于植被光合有效辐射资料研究中国地区植被大气反馈作用》文中认为本文采用中国地区基于卫星观测的植被光合有效辐射资料(FPAR)和月平均气候数据(1982—2000年)来分析中国区域陆面植被与气温、降水的反馈作用.通过计算和分析超前滞后相关系数和反馈系数发现:春、夏季FPAR超前气温一个月相关系数在全国大部分地区为负值,反映出植被生长旺盛,可以降低局地气温.春、秋两季气温与FPAR的同期相关系数较大.夏季降水超前FPAR一个月的正相关性反映出夏季降水对于植被生长存在促进作用.在中国长江流域以南区域,植被对于气温的反馈系数为一致正值,可达0.5℃(0.1FPAR)-1;在30°N以北区域显示出一致的负反馈,可达-0.42℃(0.1FPAR)-1.FPAR对降水全年反馈系数全国区域平均可达-2.12cmmonth-1(0.1FPAR)-1.不同植被类型、不同季节的植被反馈效应也存在差异.植被反馈系数可以用来验证动态植被模式计算的植被大气反馈作用.
岑晓腾[10](2016)在《土地利用景观格局与生态系统服务价值的关联分析及优化研究 ——以杭州湾南岸区域为例》文中指出生态系统服务是人类赖以生存和发展的环境条件和效用,人类通过从生态系统获取收益以不断地满足和提高自身福祉。然而随着人口急剧增加,工业化和城市化加速,人类活动对自然生态系统造成了巨大损害,出现的一系列生态问题已成为人类在现代化进程中必须面对的世界性难题。改革开放以来,我国在社会经济方面取得了巨大成就,但同时面临着生态资源约束趋紧,环境污染严重,生态系统退化等一系列矛盾,已成为国家可持续发展的重大瓶颈。土地可持续利用的本质目的是实现生态系统与经济社会系统的可持续发展。因此,通过研究土地利用景观格局和生态系统服务价值,有助于理解两者之间的关联机制,并为促进社会、经济、生态的可持续发展提供科学的理论支撑,为政策制定者提供合理有效的决策依据。本文以土地利用景观格局为研究切入点,采用景观格局指数法对所选研究区的土地利用景观格局进行分析;采用直接市场法与替代市场法对区域内的生态系统服务价值进行评估;采用相关分析,灰色关联分析和冗余分析(RDA)对两者之间的关联关系做定量分析;通过构建“土地利用景观格局——生态系统服务价值”综合分析框架,促进理解两者之间的传导和作用机制,并提出相应的优化策略。本文主要研究内容和结论如下:(1)以遥感影像数据作为源数据,从土地利用景观类型的数量结构和景观格局的空间配置两方面对研究区内的景观格局演变进行分析。采用土地转移矩阵、土地利用动态度等方法分析土地利用景观要素的结构特征;采用景观格局指数法,选取景观水平和斑块类型水平上的两组指数对景观格局进行分析。研究表明:研究区在21年间内发生了较为剧烈的城市化现象,城市景观主要来自于农业景观的转入,同时有一定规模的建设景观和林业景观复垦为农业景观。景观水平上的景观格局呈现破碎度加剧、丰富度多元化、斑块形状复杂化、斑块团聚程度下降且分散化的趋势。农业和建设景观呈破碎化加剧,前者斑块形状区域规则,后者趋于不规则;建设和水体邻近度下降,农业邻近度稳中有升,林业邻近度处于波动状态;水体、林业和建设景观的斑块分散度上升,农业景观呈下降。(2)对研究区内的生态系统服务进行分类,并对1993-2013年间的生态系统服务生产总值进行核算。首先核算生态系统产品和服务的功能量,其次采用直接市场法和替代市场法确定各类产品和服务的价格,最后对各类型的服务价值进行汇总。研究表明:供给服务和调节服务为研究区内的生态系统服务价值的主要贡献;区域内总价值、单位面积服务价值、供给服务价值和文化服务价值总体呈上升趋势,调节服务价值保持稳定;各类服务价值在空间上满足由中心城区向外围区县逐渐增加的特征。(3)采用相关分析、灰色关联分析和冗余分析(RDA)对景观指数和生态系统服务价值进行分析。研究表明:景观指数间有着广泛而复杂的联系,存在着一定的相关性;各类生态系统服务之间存在着非线性复杂关系,且具有权衡/协同作用;景观丰富度、破碎度和分散度的提高有利于提升整体服务价值;林业景观分散度、农业和水体景观破碎度是关键性指标,林业、建设和水体斑块形状的复杂度也是重要指标,与多种类型生态系统服务价值有较大关联度;林业景观格局的不同指标对生态系统服务价值的变化起关键性作用;各景观指数对各类型服务价值的作用机制有较大差异,供给服务、气体调节、气候调节、废物处理、防护功能和文化服务价值这一组价值与水源涵养和土壤保持服务价值之间存在权衡作用。(4)通过构建土地利用景观格局——生态系统服务价值综合分析框架,对两者的影响和反馈机制进行探讨。研究表明,土地利用景观格局与生态系统服务价值之间存在着非线性的复杂动态关联关系;土地利用系统对生态系统服务价值的空间异质性、多样性和稳定性产生影响;生态系统对土地利用景观格局的反馈表现在环境影响、经济影响、社会影响和服务价值供给/需求异质性影响。(5)以生态系统服务价值提升为目标,提出土地利用工程优化和景观格局空间配置优化策略。土地利用工程优化通过改变土地利用结构和性状来提高并优化生态系统服务的供给和质量;对景观格局斑块、廊道和基质的调整可以促进景观格局的空间配置的优化,从而提升景观连通性,促进生态系统物质、能量和信息流的交换,提高相应的生态系统服务价值。
二、植被对于气候的反馈作用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、植被对于气候的反馈作用(论文提纲范文)
(1)北方农牧交错带土地覆被变化对地表温度的反馈作用研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 土地覆被变化研究进展 |
1.2.2 气候变化研究进展 |
1.2.3 土地覆被变化对气候变化的反馈研究进展 |
1.2.4 北方农牧交错带界线变迁研究进展 |
1.3 研究目标和研究内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 技术路线和章节安排 |
1.4.1 技术路线 |
1.4.2 章节安排 |
第二章 研究区与数据源 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 空间范围的界定 |
2.1.2 自然环境概况 |
2.1.3 社会经济概况 |
2.2 数据源 |
2.2.1 遥感数据收集与处理 |
2.2.2 非遥感数据 |
第三章 土地覆被制图与时空变化过程分析 |
3.1 NDVI时序数据重建和精度评价 |
3.1.1 时序重建方法 |
3.1.2 重建精度评价 |
3.2 重建误差的空间分布 |
3.3 土地覆被制图和精度验证 |
3.3.1 分类体系建立 |
3.3.2 动态时间规整(DTW) |
3.3.3 土地覆被制图 |
3.3.4 样点收集策略 |
3.3.5 数据预处理 |
3.3.6 分类精度验证 |
3.4 土地覆被制图结果分析 |
3.4.1 土地覆被制图精度验证 |
3.4.2 空间一致性 |
3.5 土地覆被时空变化过程 |
3.5.1 年际尺度上LCC趋势 |
3.5.2 2001 ~2017年LCC趋势 |
3.6 讨论 |
3.6.1 谐波参数选取和缺值序列的影响 |
3.6.2 参考样本选择和精度验证 |
3.6.3 土地覆被变化的可能原因 |
3.7 本章小结 |
第四章 地表温度变化过程及其特征 |
4.1 LST时序数据的重建和验证 |
4.1.1 数据质量分析 |
4.1.2 LST时序数据重建 |
4.1.3 精度验证 |
4.2 地表温度变化特征分析 |
4.2.1 空间变化特征 |
4.2.2 不同时间尺度上地表温度变化特征 |
4.2.3 趋势变化特征 |
4.3 本章小结 |
第五章 土地覆被变化对地表温度的反馈 |
5.1 研究方法 |
5.2 土地覆被变化对DTR的反馈作用 |
5.2.1 耕地及其变化对DTR的反馈 |
5.2.2 林地覆被对DTR的反馈 |
5.2.3 草地及其变化对DTR的反馈 |
5.2.4 不同植被覆盖度草地对DTR的反馈 |
5.2.5 草地退化与恢复对DTR的反馈 |
5.3 讨论 |
5.3.1 耕地DTR变化的影响因素及可能的后果 |
5.3.2 林地DTR变化的影响因素及积雪的可能影响 |
5.3.3 草地DTR变化的影响因素及不同转化方式的内在机制 |
5.3.4 生态恢复措施的效果 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 展望 |
6.3 创新点 |
参考文献 |
附图 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
(2)青藏高原生态系统对气候变化的响应及其反馈(论文提纲范文)
1 生态系统结构对气候变化的响应 |
1.1 高原植被返青期总体呈提前趋势,其返青期的温度敏感性低于全国平均水平 |
1.2 气候变暖导致高原树线位置呈上升趋势,但其上升幅度受种间关系和降水的调控 |
1.3 升温显着降低高寒草原植物物种丰富度和多样性,但对高寒草甸群落的影响没有定论 |
2 生态系统功能对气候变化的响应 |
2.1 高原植被生产力总体上呈增加趋势,气候变暖是其主要驱动因子 |
2.2 高原生态系统碳储量增加,尤其是高寒草甸土壤碳储量增加显着 |
3 青藏高原植被变化对气候的反馈 |
3.1 不同于泛北极地区,青藏高原植被生长对气候变暖产生“负反馈”作用 |
3.2 植被生长的增加提高了土壤水源涵养能力 |
3.3 青藏高原植被生长增强导致我国东部夏季降水变化呈现“华南增加-长江黄河中间区域减少”的空间分异格局 |
4 结论与展望 |
(3)中国植被覆盖时空变化及其与气候和人类活动的关系(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 植被覆盖变化遥感监测研究进展 |
1.2.2 植被覆盖变化驱动力研究进展 |
1.2.3 植被覆盖变化对气候的反馈作用研究进展 |
1.3 亟待解决的科学问题 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 研究区与研究方法 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 地理位置及区划 |
2.1.2 地形与地貌特征 |
2.1.3 气候与水文特征 |
2.1.4 植被和土地利用状况 |
2.2 数据获取及预处理 |
2.2.1 数据来源 |
2.2.2 气象数据预处理 |
2.2.3 NDVI数据预处理 |
2.3 数据分析方法 |
2.3.1 传统统计方法 |
2.3.2 变化趋势分析 |
2.3.3 相关性分析 |
2.3.4 地理信息系统空间分析 |
第三章 中国气温、降水及土地利用时空变化 |
3.1 引言 |
3.2 方法 |
3.2.1 气温和降水量的趋势分析 |
3.2.2 土地利用/覆盖变化的度量 |
3.3 中国气温时空变化特征 |
3.3.1 气温年内变化及空间分布特征 |
3.3.2 气温年际变化及空间分布特征 |
3.3.3 区域平均气温变化特征 |
3.4 中国降水量时空变化特征 |
3.4.1 降水量年内变化及空间分布特征 |
3.4.2 降水量年际变化及空间分布特征 |
3.4.3 区域平均降水量变化特征 |
3.5 中国土地利用时空格局演变 |
3.5.1 中国土地利用变化特征 |
3.5.2 不同植被类型区土地利用变化特征 |
3.5.3 建设用地和耕地时空变化特征 |
3.6 讨论 |
3.6.1 中国气候变化区域差异 |
3.6.2 中国土地利用变化格局 |
3.7 小结 |
第四章 基于GIMMS NDVI3g的中国植被覆盖时空变化分析 |
4.1 引言 |
4.2 方法 |
4.2.1 GIMMS3g数据的适用性评价 |
4.2.2 植被覆盖年际变化分析 |
4.3 GIMMS3g数据在中国的适用性评价 |
4.3.1 GIMMS3g与 SPOT-VGT NDVI数值差异和相关性 |
4.3.2 GIMMS3g与 SPOT-VGT NDVI变化趋势一致性 |
4.4 中国植被覆盖时空变化特征 |
4.4.1 NDVI年内变化及区域差异 |
4.4.2 年平均NDVI时空变化 |
4.4.3 季节平均NDVI时空变化 |
4.4.4 NDVI时序稳定性分析 |
4.5 讨论 |
4.5.1 GIMMS3g数据在中国的适用性 |
4.5.2 中国植被覆盖变化的时空差异 |
4.6 小结 |
第五章 中国植被覆盖对气候变化和人类活动的响应 |
5.1 引言 |
5.2 方法 |
5.2.1 气候变化对植被覆盖的影响 |
5.2.2 土地利用变化对植被覆盖的影响 |
5.2.3 气候变化及人类活动对植被覆盖变化的贡献 |
5.3 植被覆盖变化与气候要素的关系 |
5.3.1 气候条件对植被空间分布的影响 |
5.3.2 区域尺度NDVI年际变化与气候的关系 |
5.3.3 像元尺度NDVI年际变化与气候的关系 |
5.4 土地利用变化对植被覆盖变化的影响 |
5.4.1 土地利用分布规律与NDVI空间变异的关系 |
5.4.2 土地利用变化与NDVI变化的关系 |
5.5 气候变化及人类活动对植被覆盖变化的贡献 |
5.5.1 像元尺度植被覆盖变化驱动力分析 |
5.5.2 区域尺度植被覆盖变化驱动力分析 |
5.6 讨论 |
5.7 小结 |
第六章 植被覆盖时空变化对黄土高原地表气温的影响 |
6.1 引言 |
6.2 研究区概况及研究方法 |
6.2.1 研究区概况 |
6.2.2 植被NDVI数据预处理 |
6.2.3 ERA-Interim再分析资料的适用性评估 |
6.2.4 植被覆盖对气温变化的影响评估 |
6.3 结果 |
6.3.1 黄土高原植被覆盖时空变化 |
6.3.2 黄土高原地表气温时空变化 |
6.3.3 植被覆盖状况与OMR变化趋势的关系 |
6.3.4 植被覆盖变化与OMR变化趋势的关系 |
6.3.5 植被覆盖时空变化对地表气温的影响 |
6.4 讨论 |
6.4.1 与以往研究结果的对比 |
6.4.2 黄土高原植被覆盖变化对地表气温的影响机制 |
6.5 小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
(4)植被变化对西北地区陆气耦合强度的影响(论文提纲范文)
1 引言 |
2 模式简介、试验方案设计、资料与方法 |
2.1 模式简介 |
2.2 试验方案设计 |
2.3 资料 |
2.4 方法 |
3 试验结果与分析 |
3.1 模式性能检验 |
3.2 植被变化对地表水文变量的影响 |
3.3 植 被 变 化 对 于 陆 气 耦 合 强 度 影 响 的 模 拟 与分析 |
4 结论和讨论 |
(5)黄土高原地区土地覆盖变化对气候的反馈作用数值模拟(论文提纲范文)
1 研究区概况 |
2 研究方法 |
2.1 模式、数据及试验设计 |
2.2 高精度土地覆盖数据制作 |
3 结果分析 |
3.1 土地覆盖资料比较 |
3.2 模拟检验及气温降水时空分布 |
3.3 土地覆盖变化对黄土高原气温、降水的影响 |
4 地表覆盖变化对气温、降水影响的机理分析 |
5 结论 |
(7)新疆典型沙区区域防风固沙体系协同配置研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
第一章 文献综述 |
1.1 地表风沙运动研究进展 |
1.2 植被防护效益研究 |
1.2.1 植被与土壤风蚀 |
1.2.2 植被与风沙动力学 |
1.2.3 植被防护效应的研究方法 |
1.3 防护林体系空间配置研究进展 |
1.3.1 防护林体系土地利用结构研究 |
1.3.2 防护林体系林种、林分结构研究 |
1.3.3 防护林体系空间配置的研究方法 |
1.3.4 防护林空间配置模型研究进展 |
1.4 论文主要研究内容及技术路线 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 研究技术路线 |
第二章 研究区域与研究方法 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 地理位置、地形地貌 |
2.1.2 气候特征 |
2.1.3 区域风速、风向特征 |
2.1.4 研究区的风积沙特征 |
2.1.5 风沙灾害特征 |
2.1.6 防护林建设 |
2.2 野外调查方法 |
2.2.1 防护林结构调查 |
2.2.2 荒漠自然植被调查 |
2.2.3 风速温度数据测定 |
2.2.4 沙沉降观测及测量 |
2.3 数据处理方法 |
2.3.1 气象数据预处理 |
2.3.2 植被遥感数据解译 |
2.3.3 相对风速计算 |
2.3.4 防护林疏透度测量 |
2.3.5 互相关分析方法 |
2.3.6 防护林数值模拟基本原理及方法简介 |
2.3.7 沙尘传输路径分析方法 |
2.3.8 风洞实验方法 |
第三章 新疆典型沙区气候变化和风沙灾害特征分析 |
3.1 新疆沙区近 1961-2014年风速变化特征分析 |
3.1.1 南北疆风速的年际变化 |
3.1.2 南北疆风速的突变特征 |
3.1.3 新疆沙区沙尘天气变化特征分析 |
3.2 区域尺度下垫面变化对区域气候变化的影响分析 |
3.2.1 各分区降水和植被变化年际趋势分析 |
3.2.2 植被变化对区域降水变化的影响分析 |
3.2.3 植被反馈作用过程分析 |
3.3 沙尘天气变化原因分析 |
3.3.1 沙尘暴的时间变化特征 |
3.3.2 沙尘暴发生频次的时空变化特征 |
3.3.3 准噶尔盆地气候因子与植被变化特征 |
3.3.4 气候因子与植被对沙尘暴的影响 |
第四章 不同下垫面条件对风沙运动影响分析 |
4.1 下垫面变化对风沙沉降变化的影响 |
4.1.1 风沙沉降速率的空间分布 |
4.1.2 不同高度降尘分布特征分析 |
4.1.3 不同高度降尘粒度分布特征 |
4.1.4 下垫面粒度特征与供尘关系分析 |
4.1.5 不同风速、风向下风沙沉降变化特征 |
4.2 沙源地不同自然植被条件下风蚀变化特征分析 |
4.2.1 各样地物种组成及植被盖度变化特征分析 |
4.2.2 最大摩阻风速空间分布特征 |
4.2.3 临界起沙风速空间变化特征 |
4.3 过渡带自然植被防护作用分析 |
第五章 林带尺度防护林最佳疏透度确定 |
5.1 防护林疏透度测定 |
5.2 疏透度与其它结构因子关系分析 |
5.3 风沙物理学模型下林带最佳疏透度 |
5.4 相对风速下最佳疏透度计算 |
5.5 数值模拟下林带最佳疏透度分析 |
第六章 防风固沙体系协同配置研究 |
6.1 区域尺度下新疆典型沙区风沙传输路径分析 |
6.1.1 南疆和田地区春季近地面和 1500 m气流轨迹特征 |
6.1.2 南疆和田地区春季各月近地面和 1500m气流轨迹特征 |
6.1.3 南疆和田地区春季不同传输路径气流和沙尘所占比例特征 |
6.1.4 南疆和田地区春季不同传输路径气流和沙尘变化特征 |
6.1.5 北疆150团春季各月近地面气流轨迹特征 |
6.1.6 北疆150团春季不同传输路径气流和沙尘所占比例特征 |
6.1.7 北疆150团春季不同传输路径气流和沙尘变化特征 |
6.2 局域尺度下防护林与自然植被协同配置模式 |
6.2.1 防护林与自然植被的协同作用对风速的影响 |
6.2.2 防护林与自然植被协同配置模型构建 |
6.3 农田防护林与作物协同作用对风速的影响 |
6.3.1 枣树对林带周围风场的影响 |
6.3.2 不同风速下枣树防护林风场及防风效应 |
6.3.3 不同疏透度下枣树林带风场及防风效应 |
6.3.4 小结 |
6.4 局域尺度农田防护林网与农作物配置模式研究 |
6.4.1 对农田防护林周围流场能量分区的划分 |
6.4.2 农田防护林单林带流场特征 |
6.4.3 农田防护林网多林带流场分析 |
6.4.4 农田防护林网多林带优化配置模式 |
第七章 结论与讨论 |
7.1 新疆典型沙区气候变化和风沙灾害特征分析 |
7.1.1 植被覆盖和沙尘暴发生持续时间关系 |
7.1.2 区域尺度下垫面植被变化对区域气候变化的影响分析 |
7.1.3 沙尘天气变化原因分析 |
7.2 不同下垫面条件对风沙运动影响分析 |
7.2.1 风沙沉降变化特征及不同下垫面供尘关系分析 |
7.2.2 沙源地临界起沙风速的空间分布特征 |
7.2.3 过渡带早春自然植被防风效应分析 |
7.3 林带尺度防护林最佳疏透度确定 |
7.4 区域尺度下新疆典型沙区风沙传输路径分析 |
7.5 局域尺度下防护林与自然植被协同配置模式 |
7.6 局域尺度下防护林与农田作物协同配置模式 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
导师评阅表 |
(8)盐沼湿地空间自组织格局形成机理及其生态系统功能(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 引言 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 盐沼湿地生物—沉积—动力研究 |
1.2.2 盐沼湿地自组织空间格局 |
1.2.3 自组织空间格局的形成机制 |
1.2.4 自组织的生态系统功能 |
1.3 研究目标与方法 |
1.4 论文框架与技术路线 |
第二章 盐沼湿地前缘不规则植被空间格局的形成 |
2.1 引言 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 研究区与假设 |
2.2.2 影像分析 |
2.2.3 移植实验 |
2.2.4 野外调查 |
2.2.5 统计分析 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 不规则植被空间格局的识别 |
2.3.2 尺度依赖反馈机制的验证 |
2.3.3 自组织的塑造功能 |
2.4 小结 |
第三章 复杂植被空间格局—精灵圈的形成 |
3.1 引言 |
3.2 研究方法 |
3.2.1 研究区与假设 |
3.2.2 野外实验 |
3.2.3 模型模拟 |
3.2.4 微生物样品收集与鉴定 |
3.2.5 统计分析 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 精灵圈形成的实验证据 |
3.3.2 营养消耗和硫化物毒素假设的模型验证 |
3.3.3 精灵圈的形成对微生物群落的影响 |
3.4 小结 |
第四章 种内促进作用对植被空间格局的影响 |
4.1 引言 |
4.2 研究方法 |
4.2.1 研究区与影像分析 |
4.2.2 野外实验 |
4.2.3 统计分析 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 植被空间格局的梯度性 |
4.3.2 种内促进作用的空间梯度性 |
4.3.3 淹水产生的胁迫梯度 |
4.4 小结 |
第五章 植物—沉积动力自组织生物地貌格局 |
5.1 引言 |
5.2 研究方法 |
5.2.1 非局部熵率 |
5.2.2 研究区概况与潮沟网络提取 |
5.2.3 潮沟网络分析 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 盐沼湿地发育促进潮沟网络的优化 |
5.3.2 盐沼湿地退化与潮沟网络优化 |
5.4 小结 |
第六章 底栖生物—植物—沉积动力自组织生物地貌格局 |
6.1 引言 |
6.2 研究方法 |
6.2.1 研究区与影像分析 |
6.2.2 野外实验 |
6.2.3 统计分析 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 盐沼湿地动态与植被演替 |
6.3.2 陡坎的动态演化 |
6.3.3 蟹类—植物—水动力耦合作用对陡坎动态的影响 |
6.4 小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
作者简历 |
攻读博士期间参与科研项目和科研成果 |
致谢 |
(9)基于植被光合有效辐射资料研究中国地区植被大气反馈作用(论文提纲范文)
1 引 言 |
2 资料与方法 |
2.1 资 料 |
2.2 方 法 |
3 中国植被覆盖与FPAR概况 |
3.1 中国地区陆地植被覆盖状况 |
3.2 FPAR和气候变量均值、季节方差和年际变化 |
3.3 FPAR和气象要素的持续性 |
4 FPAR与大气要素之间的关系 |
5 反馈系数 |
6 结 论 |
(10)土地利用景观格局与生态系统服务价值的关联分析及优化研究 ——以杭州湾南岸区域为例(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 现实背景 |
1.1.2 理论背景 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 土地利用景观格局研究进展 |
1.2.2 生态系统服务及其价值研究进展 |
1.2.3 土地利用景观格局与生态系统服务价值关系研究进展 |
1.2.4 文献评述 |
1.3 研究的目的与意义 |
1.3.1 研究目的 |
1.3.2 研究意义 |
1.4 研究内容 |
1.5 研究方法与技术路线 |
1.5.1 研究方法 |
1.5.2 技术路线 |
2 研究区概况与数据处理 |
2.1 研究范围及概况 |
2.1.1 研究区自然地理概况 |
2.1.2 研究区社会经济概况 |
2.2 研究数据来源与处理 |
2.2.1 数据来源 |
2.2.2 遥感影像处理 |
3 土地利用景观格局时空演变分析 |
3.1 土地利用景观类型的结构特征分析 |
3.1.1 土地利用景观类型的数量结构特征 |
3.1.2 土地利用景观类型的动态变化特征 |
3.2 土地利用景观格局变化分析 |
3.2.1 景观格局分析研究方法 |
3.2.2 景观格局指数选取 |
3.2.3 最佳景观分析粒度确定 |
3.2.4 土地利用景观格局分析 |
3.3 本章小结 |
4 生态系统服务价值评估与变化分析 |
4.1 生态系统服务价值分类及核算方法 |
4.1.1 生态系统服务价值分类 |
4.1.2 生态系统生产总值核算 |
4.2 研究区土地生态系统服务价值评估 |
4.2.1 供给服务价值评估 |
4.2.2 调节服务价值评估 |
4.2.3 文化服务价值评估 |
4.3 研究区生态系统服务价值时空演变 |
4.3.1 生态系统服务价值数量结构特征 |
4.3.2 生态系统服务价值时间变异分析 |
4.3.3 生态系统服务价值区域差异分析 |
4.4 本章小结 |
5 土地利用景观格局与生态系统服务价值关联的定量分析 |
5.1 基于相关分析的指数间关联分析 |
5.1.1 景观指数间相关性检验 |
5.1.2 不同类型生态系统服务价值之间的相关性检验 |
5.2 土地利用景观格局与生态系统服务价值灰色关联分析 |
5.2.1 景观水平指数与生态系统服务价值关联分析 |
5.2.2 斑块类型水平指数与生态系统服务价值关联分析 |
5.3 土地利用景观格局与生态系统服务价值排序分析 |
5.3.1 研究方法与数据处理 |
5.3.2 排序结果分析 |
5.4 本章小结 |
6 土地利用景观格局与生态系统服务价值的关联机制探讨 |
6.1 土地利用景观格局与生态系统服务价值综合分析框架 |
6.2 土地利用景观格局对生态系统服务价值的驱动机制 |
6.2.1 影响生态系统服务价值异质性 |
6.2.2 影响生态系统服务价值多样性 |
6.2.3 影响生态系统服务价值稳定性 |
6.3 生态系统服务价值对土地利用景观格局的反馈机制 |
6.3.1 生态系统服务价值的自然环境影响 |
6.3.2 生态系统服务价值的经济与社会影响 |
6.3.3 生态系统服务价值供给与需求的空间异质性 |
6.4 本章小结 |
7 基于生态系统服务价值提升的土地利用景观格局优化策略 |
7.1 土地利用景观格局优化的技术总体框架 |
7.2 土地利用优化工程策略 |
7.2.1 土地地类优化 |
7.2.2 地类结构优化 |
7.2.3 防护治理优化 |
7.3 景观格局空间配置优化策略 |
7.3.1 识别生态系统源地 |
7.3.2 构建景观累积阻力面 |
7.3.3 建立生态廊道和生态节点 |
7.3.4 研究区景观格局优化策略 |
7.4 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 研究结论 |
8.2 可能的创新点 |
8.3 研究展望 |
参考文献 |
作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
四、植被对于气候的反馈作用(论文参考文献)
- [1]北方农牧交错带土地覆被变化对地表温度的反馈作用研究[D]. 魏宝成. 兰州大学, 2019(02)
- [2]青藏高原生态系统对气候变化的响应及其反馈[J]. 朴世龙,张宪洲,汪涛,梁尔源,汪诗平,朱军涛,牛犇. 科学通报, 2019(27)
- [3]中国植被覆盖时空变化及其与气候和人类活动的关系[D]. 金凯. 西北农林科技大学, 2019(08)
- [4]植被变化对西北地区陆气耦合强度的影响[J]. 赵靖川,刘树华. 地球物理学报, 2015(01)
- [5]黄土高原地区土地覆盖变化对气候的反馈作用数值模拟[J]. 苟娇娇,王飞,于恩涛,金凯. 干旱区地理, 2017(04)
- [6]植被对气候的反馈效应研究进展[A]. 王筝,延晓冬,侯美亭. 第27届中国气象学会年会应对气候变化分会场——人类发展的永恒主题论文集, 2010
- [7]新疆典型沙区区域防风固沙体系协同配置研究[D]. 孙钦明. 石河子大学, 2016(02)
- [8]盐沼湿地空间自组织格局形成机理及其生态系统功能[D]. 赵丽侠. 华东师范大学, 2020(11)
- [9]基于植被光合有效辐射资料研究中国地区植被大气反馈作用[J]. 唐健,汤剑平. 地球物理学报, 2012(06)
- [10]土地利用景观格局与生态系统服务价值的关联分析及优化研究 ——以杭州湾南岸区域为例[D]. 岑晓腾. 浙江大学, 2016(12)