陕北黄土高原蒸散发变化及其影响因素研究

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1、分类号:P2810710-2015127016硕士学位论文陕北黄土高原蒸散发变化及其影响因素研究刘丽丽导师姓名职称王晓峰副教授申请学位类别理学硕士学科专业名称地图学与地理信息系统论文提交日期2018年4月20日论文答辩日期2018年6月1日学位授予单位长安大学StudyonEvapotranspirationandItsInfluencingFactorsinLoessPlateauofNorthernShaanxiProvinceAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:LiuLiliSupervisor:Prof.WangXia

2、ofengChang’anUniversity,Xi’an,China摘要蒸散发是水分循环的重要环节，也是能量循环与物质交换的重要变量，某区域地气互相影响的强弱能很好的通过蒸散发的大小来体现。而蒸散发受人类活动、植被、气候等因子直接或间接地影响。因此分析研究区的各因素的变化能够更好地理解蒸散发相关问题。随着人口的急剧增长和经济的快速发展，我国的土地利用模式发生了显著改变，由土地利用/覆被变化引起的水文效应等相关领域的研究成为当下研究的热点。而陕北黄土高原长期遭受水土流失和风沙危害，是我国典型的生态脆弱带，也是黄河中上游水土保持的重点区域。1999年，我国开始实施退耕还林(草)工程，

3、陕北黄土高原作为实施退耕还林(草)工程最先开展的重点地区，经过几年的努力，当地的植被已得到很大的恢复。本文选取2000-2013年的黄土高原实际蒸散发数据，借助ArcGIS、ENVI、Matlab、SPSS等软件的支持，分析其时间和空间上的变化特征及变化趋势；分析其影响因子土地利用/覆被变化、NDVI及气温、降水、日照时数、相对湿度等气候因子的时空特征和变化趋势；分析不同土地利用/覆被类型的变化引起的蒸散发的变化、NDVI与蒸散发的相关性、气候因子与蒸散发的相关性，研究结论如下：（1）陕北黄土高原2000-2013年的年蒸散发表现为弱上升，2000-2005年陕北高原的蒸散发变化最

4、大，且富县、洛川县、黄龙县和黄陵县以及宜川县的南部地区是蒸散发高值区，也是变化最大的地区。榆林地区的神木县、榆阳县和横山县标准差值是蒸散发较小的区域，同时也是变化稳定地区。2010-2013年次之，2005-2010年的蒸散发变化最稳定。春季蒸散发大部分地区无显著变化，夏季的蒸散发则是大面积的增加，秋季蒸散发大部门范围蒸散发都是显著减少，冬季的蒸散发变化多为较显著减少。ET在季节上表现为：夏季>秋季>冬季>春季。（2）草地和耕地在陕北黄土高原分布最广泛，灌木林、沙地次之，疏林地和有林地面积相对较少，榆林的定边县、靖边县、横山县等地区主要分布的土地类型为耕地。草地集中分布在延安的各个

5、县区，分布最广。榆林的神木县和榆阳区有大面的沙地。有林地虽然面积小，但在春季、夏季、秋季中，有林地的蒸散发最大，其次是灌木林，疏林地的蒸散发次之，沙地蒸散发最小；冬季的各类地物的蒸散发相差不大，这是由于冬季的低温使得植物的蒸腾作用减弱。从变化量分析，灌木林和沙地是变化数量最大的两种土地利用类型，且耕地转草地>草地转耕地>沙地转草地等。不同土地利用/覆被类型I的转化引起的蒸散法变化中：疏林地转为草地>耕地转为沙地>灌木林转为草地。（3）近14年的研究区NDVI在夏季最高，其次是春季，秋季次之，多年NDVI均值最小的季节在冬季，整个区域在研究时段是极显著上升。NDVI增加区域分布在神木

6、县的东部、佳县、米脂县、子长县、吴堡县、府谷县、横山县、子长县等；NDVI减少区域主要在靖边县、洛川县、宝塔区的南边、富县的东边、榆阳区、富县的西边、黄陵县和黄龙县。ET与NDVI的空间相关性以显著正相关和较显著负相关为主，并且在春、夏季以正相关为主，秋季和冬季以负相关为主。这是人类活动和气候变化共同作用的结果。NDVI的高值区也是蒸散发的高值区。蒸散量与NDVI的空间相关性以显著正相关和较显著负相关为主，并且在春、夏季以正相关为主，秋季和冬季以负相关为主。（4）对平均气温、降水量、平均风速、日照时数、平均相对湿度五种气候因子进行M-K趋势检验，结果表明：均气温和日照时数呈下降的态

7、势，平均风速、平均相对湿度和降水量呈上升明显，且降水量上升最显著。影响蒸散发最主要的气候因子是平均相对湿度，平均风速，日照时数。平均气温、风速、日照时数与蒸散发以负相关为主，平均相对湿度和降水量与蒸散发以正相关为主。在研究区域内，热力因素中气温对蒸散发为负相关，表明气温越高，蒸散发越小，但在空间范围上影响不大。日照时数的影响既有正相关也有负相关。水分条件中的降水量和平均相对湿度对蒸散发的影像为正相关，表明降水量越多，蒸散发越大或平均相对湿度越高，蒸散发越大，并且在空间