阿帕拉契亚山植被动态变化及其对气候变化的响应研究

来源 :东北师范大学 | 被引量 : 23次 | 上传用户:minloveyou
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
位于美国东部的阿帕拉契亚山是一个跨地域森林生态环境的巨剖面,它穿过东部的许多中高海拔地区,它的气候变化可能会先于低海拔区域的变化,并可以作为一个早期预警。在沿着东海岸高海拔地区的植被季节性生命周期里,给检测气候驱动的植被动态变化提供了一个难得的机会。本研究以地表物候为切入点,采用长时间序列遥感数据提取地表物候,分析了阿帕拉契亚山地整体、不同生态分区和不同土地覆盖类型下植被指数和地表物候的空间分布特征及其变化趋势。探讨了阿帕拉契亚山植被动态变化与气候变化(温度、降水)和地理因子(经度、纬度和海拔)的相互作用关系。主要结论如下:(1)阿帕拉契亚山水热空间分布差异性明显,温度东北高,西南低,而降水最高主要集中在最南端和中部区域。在过去的25年里温度以0.31℃/10a的速度增加,短期降水变化有增加的趋势。各省级生态分区变化有区域差异,变化趋势最大的区域为低纬度的M221生态分区。温度以39°N为分界线在南北两侧随纬度变化差异性显著,低于39°N区域,温度变化趋势不明显;高于39°N区域,纬度每升高1°温度降低1.1℃。在低于37°N区域,随纬度升高降水有下降的趋势,而高于37°N区域,降水沿纬度变化没有趋势特征。整个美国东部表现出了温度升高的趋势,而预测到2100年的温度变化也将增加2~6℃。(2)阿帕拉契亚山过去25年里NDVI峰值变化呈现下降的趋势,不同土地覆盖类型的NDVI也表现出了下降趋势,其中常绿林和落叶林的变化趋势最大,说明这两种土地覆盖类型受破坏程度最大。NDVI对地理因子也有很大的响应特征,在海拔高于300m的区域,海拔每升高100m,其NDVI下降0.0062个单位。而纬度每向北移动1°NDVI下降0.01个单位,这种变化趋势在低于40°N时候更为强烈。(3)阿帕拉契亚山在过去的25年里,生长季开始时间(SOS)推迟了2.6天,生长季结束时间(EOS)推迟了10天,生长季长度(LOS)延长主要由生长季结束时间决定。三个省级生态分区中,只有M211生态分区的SOS表现出了提前现象,其它生态分区SOS表现出了推迟的趋势,但变化趋势不显著。M211、221和M221生态分区的EOS分别天、4天和17天。灌木林、常绿林和混交林的EOS变化趋势较大分别为0.84d/a、0.51d/a和0.57d/a,而落叶林、草地和耕地变化趋势较小且显著性水平不高。SOS、EOS和LOS随经纬度和地形变化的表现出明显的上升或下降趋势。海拔每升高100m SOS推迟0.61天,EOS提前0.97天,LOS缩短1.58天。物候沿纬度变化在39°N位置有明显的差异性,在34°N~39°N之间,SOS迅速下降,而EOS和LOS有很强的上升趋势,随着纬度升高1°SOS提前1.47天,EOS推迟3.02天,LOS延长4.48天,在大于39°N的高纬度地区,纬度每升高1°SOS推迟3.56天,EOS提前1.7天,而LOS减少5.27天。在高纬度地区物候随海拔和经纬度的变化特征与霍普金斯定律结果相接近。(4)年均NDVI与同期温度呈正相关关系,与同期降水呈负相关关系,但相关性不明显。冬季和春季的温度对NDVI值影响较大。冬季、春季和夏季的降水对NDVI有抑制的作用,而秋季降水对NDVI有促进作用。不同月份NDVI对温度滞后性响应程度不同,1~5月份NDVI随着月份的增加,对温度的滞后性响应程度减少。3月份NDVI对前5个月的降水累积具有较强的滞后性效应。植被生长对长期降水的累积效应响应强烈,而短期内可能会出现负面效应。(5)温度是影响地表物候变化的主要条件,降水在低纬度区域对物候的也有一定的影响。SOS与年均温度相关性最高,其次是冬季温度和春季温度。降水对植被的SOS抑制作用在低纬度地区明显,在高纬度地区主要表现为促进作用。春季降水与植被SOS有明显相关性,冬季降水与SOS显著负相关性比例最高,SOS对温度和降水都有一定的滞后效应。秋季温度对EOS的影响最大,年均、春季、秋季和冬季降水都对EOS有一定的影响,且有一定的促进作用。各种土地覆盖类型的SOS对温度都有较强的负相关关系,即温度升高SOS提前。在夏季、秋季和冬季,灌木林、常绿林、混交林、落叶林的EOS与温度具有较高的显著正相关性。在秋季和冬季,灌木林、常绿林和混交林与耕地的EOS与降水有很大的正相关性。物候年际波动变化表现出了对冷热干湿气候变化的响应特征,在高纬度地区SOS更依赖于温度的变化,而在低纬度地区受降水影响较大。物候对全球极端事件响应强烈,1989年的SOS推迟和EOS提前与1988~1999年的拉尼娜现象相对应,而1998年的SOS提前和EOS推迟与1997~1998发生的厄尔尼诺年份相一致。(6)地理空间要素地NDVI、物候和水热条件的影响特征不同。温度对三维地理空间相要素中关系最强的为经度和纬度,经纬度是研究区内控制温度变化的主要因子。降水对经纬度和海拔都有显著相关性,主控因子不明显。NDVI与经度、纬度和海拔相关系数相差不大,主控为经纬度和海拔。SOS对同空间变化相关性最强的方向为经度和纬度,EOS主控因子为海拔,LOS集成了SOS和EOS的地理空间响应特征,受经度、纬度和海拔共同作用。通过各因子与地理因子的多元线性回归获得复相关系数排序为温度>SOS>LOS>EOS>NDVI>降水,很好的解释了各因子对地理空间要素的相关性。
其他文献
烟化吹炼技术是从冶金贫矿、冶炼中间产品及冶炼废渣中回收有价金属的一种有效方法。随着矿产资源的紧缺,冶金企业对于清洁生产和节能降耗越来越重视。本文介绍了近年来烟化
芦笙是苗族人民喜爱的一种传统乐器,苗族几乎男子人人会吹,女子个个能舞。在苗族的大部分村寨里,都有一个跳芦笙的中心院坝。每当明月东升,村子里的男女老少就聚集在一起,他
目的 明确维持性血液透析(MHD)男性患者勃起障碍的发病率,及评价西地那非的疗效与副作用。方法 以国际勃起功能指数(IIEF)对22例HD男患者进行评分,勃起障碍者给予西地那非,每
在我国经济发展进入新常态和大力倡导供给侧结构性改革的时代背景下,引导传统产业绿色升级、培育新型绿色环保产业成为当前产业结构调整的关键。河北省作为钢铁大省、能源消
设计并实现一个考试系统,用于课程的考试测试和平时自测。系统采用客户端/服务器模式开发,包括题库管理、试卷管理、成绩管理、考试、练习等功能。系统使用JAVA技术和My SQL
针对典型难加工材料钛合金与镍基合金,进行融合宏微观结构特征的高速切削有限元建模与仿真研究,旨在通过难加工材料高速切削过程的有限元建模与仿真研究,深入了解和明确切削过程
金属板材冲压成形工艺是一种常用的塑性成形方法,具有高效、低成本、低耗等诸多优点,被广泛应用于各个工业领域。但是板料冲压成形包含多种复杂的物理现象,使其工艺设计和过程控
食品安全关乎民生,食品安全监管至关重要。本文从研究内容、方法、视角等方面对发达国家及我国香港、台湾地区食品安全监管研究文献进行了分析,研究认为,风险防范意识是域外
我国五十六个民族在文化底蕴、民族风气、社会习俗、艺术审美等方面有着明显的相似性与差异性,由此产生了种类繁多的、相互联系又独立发展的民族舞蹈。毋庸置疑的是,舞蹈与舞
比较思想政治教育的价值从学科发展的阶段和水平看,分为认识价值、反思价值、借鉴价值;从社会发展的维度看,分为政治价值、经济价值、文化价值。比较思想政治教育价值的实现