本文關(guān)鍵詞：中國沿海極端氣候變化及其對NDVI的影響特征研究

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【摘要】：在全球氣候變化的背景下,極端氣候事件頻繁發(fā)生。與氣候平均態(tài)的變化相比,極端氣候的變化對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境演變的影響更顯著、更強(qiáng)烈。中國沿海地區(qū)是一個生態(tài)脆弱性較高的地區(qū),對氣候變化極其敏感,該區(qū)域臺風(fēng)、風(fēng)暴潮、暴雨、熱浪以及干旱等極端天氣氣候事件頻繁發(fā)生,造成海平面上升、海水入侵、城市內(nèi)澇、農(nóng)業(yè)和漁業(yè)減產(chǎn)減收等嚴(yán)重后果,直接影響區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,對生態(tài)環(huán)境保護(hù)和人們的生產(chǎn)生活構(gòu)成了嚴(yán)重威脅和巨大挑戰(zhàn)。植被覆蓋在中國沿海地區(qū)的生態(tài)服務(wù)功能中扮演了極其重要的角色。近年來,高溫?zé)崂�、�?qiáng)降水和干旱等極端氣候事件的變化對沿海地區(qū)的植被覆蓋產(chǎn)生了一定程度的影響,造成區(qū)域初級凈生產(chǎn)力、水土保持、大氣調(diào)節(jié)、氣候維持乃至整個生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的變化。鑒于此,研究沿海地區(qū)極端氣候事件的歷史變化特征、空間差異特征以及未來變化趨勢,并進(jìn)一步探究極端氣候事件對植被覆蓋的影響作用,不僅有益于促進(jìn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)和生態(tài)建設(shè)成果的維持,而且能夠為中國沿海區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展決策提供強(qiáng)有力的支持。本文基于1961~2014年中國沿海地區(qū)地面氣象站的逐日平均氣溫、日最高(低)氣溫以及逐日降水資料,計算27個極端氣溫和極端降水指數(shù),對沿海地區(qū)及各子區(qū)域極端氣候事件的變化趨勢及其持續(xù)性、周期特征、突變特征、空間格局等進(jìn)行全面和深入的分析;同時,基于GIMMS NDVI3g數(shù)據(jù)分析1982~2014年中國沿海地區(qū)NDVI的時間變化趨勢及其持續(xù)性、突變特征以及空間分布特征等;最后,利用相關(guān)性分析和去季節(jié)變化方法探究中國沿海地區(qū)極端氣候事件對NDVI的影響特征。本文的主要結(jié)論如下:(1)極端氣溫事件特征中國沿海及各子區(qū)域極端氣溫暖指數(shù)呈上升趨勢,冷指數(shù)和氣溫日較差呈下降趨勢,夜指數(shù)的變化幅度明顯大于晝指數(shù)的變化幅度。相對指數(shù)、極高值指數(shù)和冷(暖)持續(xù)日數(shù)的多年均值在各子區(qū)域之間相差不大,霜凍日數(shù)、冰凍日數(shù)和氣溫日較差的多年均值從北至南依次遞減,夏季日數(shù)、熱夜日數(shù)、極低值指數(shù)和生長季長度的多年均值從北至南依次增加。各子區(qū)域極端氣溫指數(shù)年際間的主周期介于2~8 a。各子區(qū)域極端氣溫指數(shù)的突變主要發(fā)生在1980s和1990s,冷指數(shù)和極低值指數(shù)的突變時間稍早于暖指數(shù)和極高值指數(shù)的突變時間。未來一段時期,沿海地區(qū)極端氣溫事件仍繼續(xù)呈上升趨勢,極端低溫事件會繼續(xù)下降。極端氣溫暖(冷)指數(shù)對日均氣溫和日最高(低)氣溫具有較好的指示性,而氣溫日較差、日最高氣溫的極低值和冰凍日數(shù)等對均態(tài)氣溫的指示性相對較弱。(2)極端降水事件特征中國沿海地區(qū)及各子區(qū)域的持續(xù)濕潤日數(shù)呈下降趨勢,其他極端降水指數(shù)在黃淮(含)以北基本呈下降趨勢,以南呈上升趨勢,在全區(qū)表現(xiàn)為增加趨勢。極端降水指數(shù)的多年均值基本呈北低南高的分布狀態(tài),最高值和最低值一般分別在華南和華北沿海地區(qū)。各子區(qū)域極端降水指數(shù)的主周期介于2~7 a之間。極端降水指數(shù)的突變主要發(fā)生在1990s和1970s,突變后,東北和江淮(含)以南沿海地區(qū)的極端降水日趨頻繁,華北和黃淮沿海地區(qū)極端降水日趨減少。未來時期,華北、黃淮和江淮沿海地區(qū)將趨于干旱化,而東北、江南和華南沿海地區(qū)極端降水事件將持續(xù)增多。除持續(xù)干燥日數(shù)以外,其他極端降水指數(shù)兩兩之間高度相關(guān),對年總降水量的指示性均較強(qiáng)。(3)極端氣候?qū)χ脖桓采w的影響特征中國沿海地區(qū)及各子區(qū)域的NDVI均呈上升趨勢,未來時期該趨勢仍將持續(xù)。各子區(qū)域NDVI的突變主要發(fā)生在21st初期,其次是1990s,突變后,區(qū)域植被指數(shù)呈增加趨勢。沿海地區(qū)植被覆蓋狀況總體較好,江淮(含)以南沿海地區(qū)的覆被狀況優(yōu)于江淮以北的。年際尺度上,極端氣溫暖指數(shù)和極值指數(shù)與NDVI總體呈正相關(guān),氣溫日較差在黃淮(含)以北與NDVI呈負(fù)相關(guān),在黃淮以南呈正相關(guān);黃淮(含)以北沿海地區(qū)極端降水量與NDVI基本呈正相關(guān)。年內(nèi)尺度上,極端氣溫極值指數(shù)和氣溫日較差與NDVI之間均呈強(qiáng)相關(guān)關(guān)系,江南(含)以南沿海地區(qū)的NDVI對極端氣溫極值指數(shù)存在一定的時滯現(xiàn)象;江淮(含)以北沿海地區(qū)年內(nèi)極端降水與NDVI總體呈正相關(guān),江淮以南NDVI對極端降水具有一定的滯后性。極端高溫類指數(shù)和氣溫日較差均對東北沿海西部、華北沿海和黃淮沿海地區(qū)的NDVI產(chǎn)生負(fù)面影響,對其他沿海地區(qū)的NDVI產(chǎn)生正面影響,當(dāng)月和前一個月極端低溫類指數(shù)對沿海地區(qū)的NDVI總體上分別起消極和積極影響;極端降水對東北沿海西部、華北和黃淮沿海地區(qū)的NDVI起積極影響作用,對其他沿海地區(qū)的NDVI均起消極影響作用。本研究評估了中國沿海地區(qū)極端氣溫事件和極端降水事件的時空變化特征,并著重開展區(qū)域差異特征的比較研究,同時,結(jié)合沿海地區(qū)NDVI數(shù)據(jù),進(jìn)一步評價了極端氣溫事件和極端降水事件對NDVI的影響特征,以更好地認(rèn)識沿海地區(qū)極端氣溫事件和極端降水事件的變化特征和規(guī)律及其對NDVI的影響,為科學(xué)適應(yīng)、減緩和應(yīng)對沿海地區(qū)氣候異常和海岸帶生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供參考和依據(jù),促進(jìn)沿海地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：Q948;P467
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本文編號：1258714