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民勤绿洲地下水位动态变化与气候变化下的植被响应研究

作　者: 杨雪菲
导　师: 粟晓玲
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 水文学与水资源
关键词: 民勤绿洲气候要素地下水 NDVI 响应关系
分类号: Q948
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

植被是自然生态系统的重要组成部分,也是最能直观反映自然环境现状的要素。尤其在干旱地区,植被对环境变化的敏感性更强,植被覆盖的变化在一定程度上可以反映区域环境状况的变化,研究地下水位动态变化和气候变化的植被响应关系,对干旱区水资源合理利用以及生态植被恢复具有重要的指导意义。本文以甘肃石羊河流域下游民勤绿洲为研究区,以1998～2008年Spot-Vegetation NDVI数据和同期的气象数据(气温、降水、相对湿度),2000年石羊河流域土地利用分类数据,以及民勤绿洲地下水埋深数据为基础,借助于ENVI、ArcGIS和MATLAB等软件对数据进行数理统计分析,基于地统计学中的Kriging法获得地下水埋深的空间分布,并利用趋势拟合法对1998～2008年石羊河流域下游民勤绿洲年均NDVI对气候变化的响应关系以及不同植被类型下的NDVI与地下水埋深之间的响应关系进行了回归分析,获得如下结论:(1)1953～2008年的56年中,研究区民勤绿洲的年均温、年累积降水量距平增加,而年均相对湿度距平减少。但在1998～2008年11年中,研究区的年累积降水量和年均相对湿度增加,尽管“增湿”趋势缓慢,而年平均气温却是下降的趋势。其中夏季和秋季的气温和降水呈现一致的变化趋势,春季和冬季则呈现相反的变化趋势。(2)1998～2008年的11年中,民勤绿洲的整体植被指数较低,但总体呈现增长趋势,初步分析与年降水量和湿度呈增加趋势有关,其中植被改善面积比例为64.6%,退化比例为35.4%。NDVI年内变化具有明显的季节性,夏季7月份NDVI最高。四季平均NDVI中夏季和秋季显著上升,春季下降趋势较为明显,冬季NDVI变化不大。(3)民勤绿洲1998～2008年的年平均地下水位总体呈下降趋势,地下水埋深由1998年的年均12.48m增加至2008年的16.05m,共升高了3.57m,多年平均升高速率0.32m/a。其中民勤绿洲内部地下水浅埋深区位于红崖山水库周围、民勤北部收成乡珍宝社周围,民勤北部中渠乡周围已形成地下水漏斗,且浅埋深的面积逐年减小。(4)分析民勤绿洲NDVI与气候因子的相关性表明,温度与NDVI的相关度小于降水与NDVI的相关度,说明研究区植被对温度的敏感性小于对降水的敏感性。但对气温和降水的相关性都不显著,说明民勤绿洲气候因素对天然植被的影响有限。将天然植被进一步归并为林地和草地两种植被类型,数值分析结果发现由于民勤绿洲地下水埋深低于5m的浅埋深区较少,民勤绿洲10m以上地下水埋深与不同植被类型NDVI之间没有明显的响应关系。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-21
  1.1 选题的背景、目的和意义  10-11
  1.2 国内外研究进展及存在的问题  11-15
    1.2.1 国内研究进展  11-14
    1.2.2 国外研究进展  14-15
    1.2.3 存在问题  15
  1.3 研究内容  15-17
    1.3.1 民勤绿洲植被覆盖度变化  15
    1.3.2 民勤绿洲气候因素年际年内变化  15
    1.3.3 民勤绿洲地下水的时空变化  15-16
    1.3.4 植被覆盖度对气候因子和地下水的响应关系  16-17
  1.4 技术路线  17
  1.5 研究区域概况  17-21
    1.5.1 地理位置  17
    1.5.2 地形地貌  17-18
    1.5.3 水文气象  18-19
    1.5.4 地表水资源  19-20
    1.5.5 社会经济状况  20-21
第二章数据来源、处理及研究方法  21-29
  2.1 数据来源及处理方法  21-28
    2.1.1 归一化植被指数NDVI 数据来源及分析方法  21-25
    2.1.2 地下水数据来源及处理方法  25-28
    2.1.3 气象数据来源及处理方法  28
  2.2 统计分析方法  28-29
第三章民勤绿洲的气候变化特征  29-36
  3.1 气候要素分析方法  29
  3.2 民勤绿洲1953～2008 年的气候变化的总体特征  29-31
    3.2.1 民勤绿洲1953～2008 年温度的变化特征  29-30
    3.2.2 民勤绿洲1953～2008 年降水的变化特征  30-31
    3.2.3 民勤绿洲1953～2008 年相对湿度的变化特征  31
  3.3 典型时间区域1998～2008 年气候特征  31-35
    3.3.1 民勤绿洲1998～2008 年温度的变化特征  31
    3.3.2 民勤绿洲1998～2008 年降水的变化特征  31-32
    3.3.3 民勤绿洲1998～2008 年相对湿度的变化  32-35
  3.4 本章小结  35-36
第四章民勤绿洲地下水的变化特征  36-42
  4.1 民勤绿洲地下水年际变化  36-37
  4.2 民勤绿洲地下水空间变化  37-41
    4.2.1 地下水埋深空间插值方法的选取  37-38
    4.2.2 民勤绿洲地下水埋深年际变化特征分析  38-41
  4.3 小结  41-42
第五章民勤绿洲植被覆盖的变化特征  42-48
  5.1 年分布特征  42-45
  5.2 季节分布特征  45-47
  5.3 本章小结  47-48
第六章民勤绿洲植被变化对地下水和气候变化的响应关系  48-54
  6.1 NDVI 指数对气候因子的相关性关系  48-49
  6.2 NDVI 指数对地下水埋深变化的相关性关系  49-53
    6.2.1 民勤绿洲不同植被类型的分布区域  49-51
    6.2.2 不同植被类型NDVI 对地下水的响应关系  51-53
  6.3 本章小结  53-54
第七章结论与建议  54-56
  7.1 主要结论  54-55
  7.2 建议  55-56
参考文献  56-59
附录  59-62
致谢  62-63
作者简介  63

民勤绿洲地下水位动态变化与气候变化下的植被响应研究

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