基于遙感的黃河源區(qū)土壤水分時(shí)空格局及其影響因子研究
本文關(guān)鍵詞:基于遙感的黃河源區(qū)土壤水分時(shí)空格局及其影響因子研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:黃河源區(qū)是黃河流域水文循環(huán)的起始地,是青藏高原地區(qū)高寒濕地主要分布地區(qū)之一,也是三江源國家自然保護(hù)區(qū)的重要組成部分。為了揭示黃河源區(qū)生態(tài)環(huán)境變化對源區(qū)水分循環(huán)的影響,加深對黃河源區(qū)土壤水分主要影響因子的深入認(rèn)識,本研究以黃河源區(qū)為研究區(qū)域,以遙感觀測為主要手段,結(jié)合野外實(shí)地觀測以及長時(shí)間序列的站點(diǎn)資料,綜合分析了黃河源區(qū)2000—2010年的土地覆被變化的時(shí)空格局特征、區(qū)域水熱格局時(shí)空差異特征和土壤水分的時(shí)間變化趨勢及空間異質(zhì)性。同時(shí),從土地利用、植被覆蓋度以及氣候等三個(gè)方面,分別探究了不同因子對黃河源區(qū)土壤水分的影響。研究結(jié)果表明:(1)2000—2010年,黃河源區(qū)土地覆被類型一直以草地為主,大多數(shù)草地呈退化的趨勢;近11年的草地變化軌跡中,草地恢復(fù)類面積遠(yuǎn)小于草地退化類面積,土地覆被狀況相對較好的地區(qū)主要分布在東南區(qū)域,西北部區(qū)域土地覆被狀況相對較差。(2)整個(gè)研究時(shí)間段內(nèi),黃河源區(qū)的年均和四季氣溫均呈波動(dòng)上升趨勢,春季的增溫趨勢最為顯著;年均與四季氣溫的空間分布基本一致,均為由東向西逐漸降低,變化速率由北向南逐漸增大。黃河源區(qū)降水量同樣呈波動(dòng)上升趨勢,但近30年來降水量變化并不顯著,夏季的降水量增加趨勢最為顯著。從空間分布來看,降水量由北向南減少。(3)經(jīng)過驗(yàn)證,降尺度后1km空間分辨率的黃河源區(qū)土壤水分改善了ECV土壤水分產(chǎn)品的空間分異格局的描述能力。2000—2010年,黃河源區(qū)年均和四季土壤水分均呈上升趨勢,夏季和秋季的土壤水分增加趨勢最為顯著,土壤水分值按季節(jié)排序總體表現(xiàn)為夏季秋季春季冬季;在整個(gè)研究時(shí)間段內(nèi),黃河源區(qū)年均土壤水分的空間分布基本一致,均為由西北到東南逐漸上升。(4)在1~25km的空間尺度變化范圍內(nèi),土壤水分均表現(xiàn)為弱變異性。同時(shí),土壤水分的變異系數(shù)隨著空間尺度的增大而增大,并在空間尺度較小時(shí)變異系數(shù)增加較快,隨著空間尺度的增大,變異系數(shù)逐漸趨于平緩,并且不同空間尺度下不同覆蓋度草地的土壤水分變異系數(shù)的變化范圍及穩(wěn)定變異值均有差異。(5)不同的地表覆被類型對地表土壤的含水量的影響不同,差異較大,高覆蓋度草地下的土壤水分含量最高。在未變化類軌跡下,黃河源區(qū)土壤表層含水量隨著草地覆蓋度的增加而增加,且覆蓋度越高,土壤水分的年均增加幅度越大。在草地恢復(fù)類軌跡下,土壤水分大小排序?yàn)楦吒采w度草地低覆蓋度草地中覆蓋度草地,三者均呈上升趨勢,但上升幅度的大小有差異,表現(xiàn)為中覆蓋度草地高覆蓋度草地低覆蓋度草地。在草地退化軌跡下,土壤水分值大小排序?yàn)橹懈采w度草地灌叢低覆蓋度草地沙地、戈壁與裸地,土壤水分值均有上升,但與草地恢復(fù)類軌跡下的土壤水分上升幅度有明顯的差距。(6)地表植被覆蓋度的大小直接影響了地表土壤的蓄水能力,地表土壤的水分含量隨著植被覆蓋度的增加而升高。草甸和草原均有很好的地表土壤蓄水能力,但二者的土壤蓄水能力的大小有所差異,草甸的土壤含水能力大于草原的土壤含水能力。(7)在年際尺度,黃河源區(qū)年均土壤水分與年均氣溫的相關(guān)性極顯著,與年均降水量的相關(guān)性不顯著,其中,春季氣溫和夏季降水與年均土壤水分為極顯著正相關(guān)。在季節(jié)尺度,各季節(jié)影響土壤水分的氣候因子各有不同,春季的關(guān)鍵影響因子為春季氣溫,夏季和秋季的主要影響因子均為春季氣溫和夏季降水,而冬季沒有主要影響因子,即氣溫和降水量對冬季土壤水分均影響不大。
【關(guān)鍵詞】:遙感 土壤水分 時(shí)空格局 影響因子 黃河源區(qū)
【學(xué)位授予單位】:甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:S152.7;S127
【目錄】:
- 摘要4-6
- Abstract6-12
- 第一章 緒論12-20
- 1.1 研究背景及意義12-14
- 1.1.1 研究背景12-13
- 1.1.2 研究意義13-14
- 1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展14-16
- 1.2.1 土地覆被變化(LUCC)14-15
- 1.2.2 土壤水分15-16
- 1.3 研究目標(biāo)與內(nèi)容16-18
- 1.3.1 研究目標(biāo)16-17
- 1.3.2 研究內(nèi)容17-18
- 1.4 研究方法及技術(shù)路線18-20
- 1.4.1 研究方法18
- 1.4.2 技術(shù)路線18-20
- 第二章 數(shù)據(jù)與方法20-27
- 2.1 研究區(qū)概況20-21
- 2.2 數(shù)據(jù)來源21-23
- 2.2.1 土地覆被數(shù)據(jù)21-22
- 2.2.2 氣象數(shù)據(jù)22
- 2.2.3 土壤水分原始數(shù)據(jù)22-23
- 2.2.4 歸一化植被指數(shù)(NDVI)和地表溫度(LST)數(shù)據(jù)23
- 2.2.5 降尺度土壤水分(SSM)驗(yàn)證數(shù)據(jù)23
- 2.3 研究方法23-27
- 2.3.1 土地覆被狀況指數(shù)23-24
- 2.3.2 土地覆被變化軌跡24
- 2.3.3 相關(guān)性分析24-25
- 2.3.4 一元線性回歸趨勢線分析25
- 2.3.5 遙感提取土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)降尺度25-27
- 第三章 土地覆被變化時(shí)空格局分析27-38
- 3.1 土地覆被時(shí)間變化特征27-34
- 3.1.1 不同時(shí)期土地覆被空間格局27-28
- 3.1.2 土地覆被變化趨勢28-29
- 3.1.3 不同時(shí)期土地覆被轉(zhuǎn)類途徑、面積及幅度29-32
- 3.1.4 土地覆被變化軌跡的時(shí)序特征32-34
- 3.2 土地覆被空間分異特征34-38
- 3.2.1 土地覆被狀況指數(shù)及其變化率分析34-36
- 3.2.2 土地覆被變化軌跡空間特征36-38
- 第四章 區(qū)域水熱格局時(shí)空差異特征38-47
- 4.1 氣溫變化特征38-42
- 4.1.1 年、季平均氣溫的時(shí)間變化特征38-39
- 4.1.2 年、季平均氣溫的空間變化特征39-42
- 4.2 降水量變化特征42-47
- 4.2.1 年、季降水量的時(shí)間變化特征42-44
- 4.2.2 年、季降水量的空間變化特征44-47
- 第五章 土壤水分時(shí)間變化趨勢及空間異質(zhì)性47-57
- 5.1 土壤水分降尺度數(shù)據(jù)驗(yàn)證47-48
- 5.2 土壤水分時(shí)間變化特征48-51
- 5.2.1 土壤水分的年際變化特征48
- 5.2.2 土壤水分的季節(jié)變化特征48-51
- 5.3 土壤水分空間分異特征51-57
- 5.3.1 土壤水分年際變化空間分異特征51-52
- 5.3.2 土壤水分季節(jié)變化空間分異特征52-55
- 5.3.3 不同空間尺度下土壤水分變異特征55-57
- 第六章 土壤水分時(shí)空分布的影響因子分析57-69
- 6.1 不同土地覆被類型下的土壤含水量變異57-63
- 6.1.1 不同地類下的土壤水分時(shí)間變化差異57-59
- 6.1.2 不同土地覆被變化軌跡下的土壤水分差異59-63
- 6.2 植被覆蓋度變化對土壤水分的影響63-64
- 6.3 氣候因子變化對土壤水分的影響64-69
- 6.3.1 年、季氣候因子與土壤水分的相關(guān)性分析64-66
- 6.3.2 年、季氣候因子與土壤水分的相關(guān)性空間差異66-69
- 第七章 結(jié)論與展望69-72
- 7.1 主要結(jié)論69-71
- 7.2 展望71-72
- 參考文獻(xiàn)72-75
- 致謝75-77
- 作者簡介77-78
- 導(dǎo)師簡介78
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號:280958
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