近32年黄河源区土地利用和植被指数时空动态变化及其驱动因子分析

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1、分类号UDC密级学号2150461051专业学位论文近32年黄河源区土地利用和植被指数时空动态变化及其驱动因子分析张磊学科门类：工学学科名称：水利工程指导教师：权全副教授梁国玲高工申请日期：2017年11月摘要论文题目：近32年黄河源区土地利用和植被指数时空动态变化及其驱动因子分析学科名称：水利工程研究生：～张磊签名：指导教师：权全副教授签名：梁国玲高工签名：摘要在全球变暖的背景下，青藏高原作为全球气候变化最为敏感和脆弱的地区之一，其植被-土地利用-气候之间的关系备受学术界和社会的关注。黄河源区处于青藏高原东北边缘，海拔较高且落差较大，地形地貌复杂，气候恶劣，土壤贫瘠，自然灾害频繁，

2、在该地区开展植被覆被变化对人类活动和气候变化的响应的研究，为该地区生态可持续发展和全球气候变化研究提供重要的理论支撑。本研究以黄河源区为研究区，以中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集、GIMM/NDVI数据集和中国1:10万比例尺土地利用现状遥感监测数据库为主要数据，得到1982年~2013年近32年来黄河源区土地利用数据、植被NDVI数据和气象因子数据集，从年、季节和月尺度详细分析气候变化和人类活动对黄河源区土地利用和植被指数时空变化特征及其驱动因子。论文主要结论如下：（1）通过与研究区7个国家气象站温度和降水数据对比确定该数据集中的温度和降水要素在黄河源有非常好的适用性。年

3、平均、夏季和冬季年平均温度和降水量均呈上升趋势。黄河源区年平均温度为-2.0℃，夏季多年平均温度为7.6℃，而冬季多年平均温度为-11.8℃。黄河源区年平均降水量为506.6mm，夏季降水量平均为285.6mm，而冬季降水量平均为11.39mm。一年中温度、降水呈现单峰型，7月份温度最高，1月和12月最低。冬季温度波动幅度要大于夏季温度的波动幅度，而冬季降水波动幅度要小于夏季降水的波动幅度。春、夏、秋和冬季面平均降水量为97.25mm、285.65mm、110.84mm和11.94mm，分别占全年降水19.2%，56.4%，22.1%和2.4%。黄河源区NDVI年际和各季节多年变化幅

4、度很小，多年均值为0.3246，整体趋势略有上升，但上升趋势较小，斜率仅为0.3%/10a；在季节上黄河源区NDVI多年平均均值分别为0.2108，0.5938，0.3502和0.1438，呈现夏季>秋季>春季>冬季。上升速率春季>冬季>秋季>夏季，分别为0.5%/10a，0.4%/10a，0.3%/10a和0.2%/10a。一年中NDVI呈现单峰型，8月份温度最高，1-4月和11-12月温度最低。冬季NDVI波动幅度要小于夏季NDVI的波动幅度。（2）经过Mann-Kendall非参数统计检验，黄河源区年平均温度、冬季温度突变点发生在1998年左右，夏季温度突变点发生在1994年左

5、右；而年降水量突变点发生在2004年左右；夏季降水量突变点发生在2005年左右；冬季降水量突变点发生在1999年左右；黄河源区年平均NDVI突变点发生在1983年左右，夏季平均NDVI突变点发生在1984年左右，冬季平均NDVI没有发生突变。经过R/S分析，黄河源区年平均、夏季平均和i西安理工大学硕士学位论文冬季平均温度、降水序列均具有很强的持续性，而年平均NDVI、夏季平均NDVI和冬季平均NDVI序列具有较弱的持续性。（3）通过Morlet小波分析黄河源区年温度变化的第一主周期为22年，第二主周期为6年；夏季温度变化的第一主周期为22年，第二主周期为28年；冬季温度变化的第一主周

6、期为22年，第二主周期为28年。黄河源区年降水变化的第一主周期为28年，第二主周期为21年；黄河源区夏季降水变化的第一主周期为21年，第二主周期为19年；黄河源区冬季降水变化的第一主周期为5年，第二主周期为10年。黄河源区年平均NDVI变化的第一主周期为28年，第二主周期为23年；夏季平均NDVI变化的第一主周期为28年，第二主周期为22年；冬季平均NDVI变化的第一主周期为28年，第二主周期为14年。（4）通过ArcGIS和IDL平台计算年、季节温度、降水、NDVI的空间分布，及近32年来变化趋势的空间分布。温度的空间分布主要受海拔的影响，在高海拔地区，平均气温较低。多年平均降水量

7、在黄河源区变化范围为234.6~839.2mm，呈源区东南部多，西北部少分布。春、夏、秋、冬四季平均降水量范围分别为38.8~186.35mm，144.28~421.45mm，32.86~204.88mm和2.94~25.96mm。在年和季节中，黄河源区温度变化趋势空间分布相似，大部分温度都处于上升趋势，上升趋势最大的地方分布在源区西部和中部。四季降水量空间分布规律具有很高的相似性。黄河源区降水变化趋势空间分布相似，上升趋势主要分布在源区西部和中部的高海拔