基于偏最小二乘法的近30年来青藏高原植被活动对气候因子的响应研究开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.1 研究目的及意义

通过遥感数据、气象数据、植被类型数据以及其他辅助数据等,利用趋势分析、相关分析和偏最小二乘等方法,探究植被类型区域尺度的近30年青藏高原植被活动的活动规律的时空分布特征及其对气候因子的响应规律,为青藏高原生态环境等研究提供理论与技术支持。

青藏高原是全球气候系统的重要组成部分。受全球变暖影响,青藏高原处于不断升温过程中(刘振元, 张杰 and 陈立 2017, 姚檀栋 et al. 2006, 蔡英 et al. 2003, 冯松 et al. 2001),并且增温速度高于中国其他地区(Piao et al. 2004, 刘振元 et al. 2017)。对青藏高原植被覆盖时空分布特征及其气候响应的研究,对加深气候变化的认识及生态环境保护具有重要的生态价值和现实意义(卓嘎, 陈思蓉 and 周兵 2018)。

1.2 国内外研究现状

目前,多数研究者对植被活动影响因子的研究集中在气温和降水。但相关研究表明,除了气温、降雨外,其他相关气候因子也对植物的生长有显著影响。如曹博等人在对甘肃省NDVI时空变化特征的研究中,除了使用气温和降水因子,还计算了湿润指数,发现湿润指数在生长季和夏季均与植被生长状况有显著的相关性(曹博 et al. 2018)。刘振元等人在对青藏高原植被变化特征及其气候因子关系研究中,选取了降水量、平均最低气温、平均最高气温、,平均气温和日照百分率五个气象因子,得出日照强度在不同区域内对植被活动均存在显著的影响(刘振元 et al. 2017)。Wang等人也对日照时间对NDVI和植被生物量的影响进行了探究,发现青藏高原东南部针叶林和灌木对日照时间异常的敏感性高于阔叶林、草原和草甸,日照时间减少导致青藏高原东南部局部地区NDVI下降(Wang et al. 2015)。Kong等人在对北半球植被活动对气候变化响应的研究中,气温、太阳辐射和土壤湿度三种气候要素被认为是影响植被活动的主要因素,指出持续的低土壤湿度可引起植物高水分胁迫和蒸腾作用与光合作用的停止(Kong et al. 2016)。Mora等人用气温、太阳辐射和土壤湿度三种气候要素来研究植物生长的适宜天数(Kong et al. 2016, Camilo et al. 2015)。

在对气象数据的使用和处理上,目前的研究主要有三类:空间插值、使用数据产品、和气象站点以点代面。空间插值是目前多数研究使用的方法,通过空间插值,将从气象站点获取的数据插值成与遥感数据相同分辨率和投影的栅格数据,以此展开分析。也有研究者采用数据产品,如邓兴耀等人使用英国East Anglia 大学气候研究中心( Climatic Research Unit, CRU) 发布的全球陆地表面月平均气候数据集( http:/www.uea.ac.uk/)(邓兴耀, 姚俊强 and 刘志辉 2017)。Pang等人使用新发布的格网每日气温和降雨CN05.1 观察数据对青藏高原植被活动展开研究(Pang, Wang and Yang 2016, 吴佳 and 高学杰 2013)。Kong等人使用NCEP/NCAR再分析数据度北半球植被活动进行研究(Kong et al. 2016)。数据产品相对于插值具有较高的精度,但同样存在分辨率低、区域适用性差等问题,而且所能获得的气候要素类型有限,集中在气温和降雨两种气候要素。

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