广西漓江流域植被净初级生产力时空变化及其影响因素变化响应分析开题报告
2022-01-05 21:52:53
全文总字数:3658字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
漓江位于广西东部的漓江,属珠江水系,全长437km。近几年,漓江流域森林面积面临着严峻的考验,除了自然条件制约外,一些人为的因素进一步促使了漓江在枯水期存在河床干枯的现象,根据桂林市林业局的研究调查,虽然漓江流域森林覆盖面积在扩大,但涵养水源能力强的阔叶林面积却在不断减少,特别是涵养水源、水土保持的能力有所下降。流域内有常绿阔叶林、温性针叶林、暖性针叶林、常绿落叶阔叶林、灌草丛、草甸等10 个植被类型共 14 个植被亚型,囊括了中国中亚热带地区所有的植被类型。如何实现流域自然-经济-社会的协调和可持续发展,是值得探讨并且非常严峻的现实问题。因而,研究漓江流域 npp时空变化,进而理解流域的碳循环过程和物质的流动方向,对于解决流域生态环境问题具有重要的现实意义。植被净初级生产力(npp)是判断森林生态系统碳源、碳汇功能,评价生态系统可持续发展的重要因子,在全球气候变化及碳平衡中起到重要的作用,是碳循环研究的基础。但目前针对漓江流域长时间序列的npp估算鲜见报道,因此本研究以广西省为例,运用gis和rs技术,结合遥感数据、植被数据以及气象数据,利用基于遥感数据的光能利用模型-CASA模型对广西漓江流域植被npp进行估算,并分析其时空格局及其影响因素,为漓江流域生态系统净初级生产力快速估算及动态变化监测提供科学的参考依据。
国内外研究现状
国内研究现状:朱文泉等在综合分析已有光能利用率模型的基础上,构建了一个净初级生产力(npp)遥感估算模型,该模型将植被覆盖分类引入模型,根据误差最小的原则,利用中国的npp实测数据,模拟出各植被类型的最大光能利用率。李燕丽等人利用2000—2011年modis归一化植被指数数据,基于光能利用率模型对广西植被净初级生产力(npp)进行估算,分析其时空变化规律并探讨气象因子、植被类型、土壤类型、海拔高度及人类活动的影响。鹿业涛等选择利用修正后的 casa模型,对左江上游流域植物气候进行研究,研究表明左江上游流域 npp 受水热条件影响显著,在地带分布与季节变更上都表现出与气温、降水相一致的空间时间特征。官凤英等基于改进的casa模型为基础,估算了2012年福建省毛竹NPP,并对其分布规律进行了分析。潘竟虎等人通过改进的casa 模型估算 2001—2010 年间疏勒河流域陆地生态系统的净初级生产力(npp) ,并采用线性趋势分析、hurst 指数以及变异系数等方法,分析了 npp 的时空变化特征及其与气候因子的相关性。
国外研究现状:mingkui cao等人根据卫星观测资料,以1981年至2000年8 km和10日的分辨率对全球npp变化进行了量化,并使用几乎完全来自卫星遥感的变量驱动的global生产效率模型(glo-pem)实现了高分辨率。r. p. singh 等人利用全球生产效率模型(glopem)使用noaa-avhrr数据得出的1981年至2000年净初级生产力(npp)年际变率的结果。christine lucas等提出初级生产力基于1km1km分辨率的多时相(1998 - 2012年)spot影像的月归一化植被指数(ndvi),涵盖19%的乌拉圭林地的光合有效辐射分数。并利用多个时间窗的相关性和时间序列分析,累计降雨量和平均温度对河岸和山坡森林和树木繁茂的热带草原生产力的影响进行了评估。barbara brzska等采用cmip5全球气候模式未来时期(2006-2035)和历史时期(1981-2010)的结果,选定气候指数评估气候变化对波兰某些作物生产力的潜在影响。junhwan kim等人通过用oryza2000模型确定最佳播种日期来评估气候变化对韩国稻米生产力的影响,从而检验区域气候模式数据的空间不确定性,并使用rcp 8.5情景下的区域气候模式输出确定每个网格点的最佳播种日期。
2. 研究的基本内容
本研究以广西省为例,基于2000—2015年MODIS 序列遥感数据、植被数据和气象数据,利用光能利用率模型,估算2000-2015年广西漓江流域植被净初级生产力(NPP)。采用线性趋势分析的方法模拟每个栅格的变化趋势,通过不同时期单个像元的空间变化特征,综合表征一定时间序列的区域格局演变规律,真实地反映长时间序列NPP的演化趋势。采用稳定性分析来计算2000—2015年每个栅格NPP 的变异系数,用其来评估时间序列上的稳定性。利用基于像元的空间分析法,计算 NPP 与降水或气温的相关系数,通过计算两者的简单相关系数,进而获得偏相关系数。最终实现对漓江流域植被NPP的时空变化特征及其影响因素的估算与分析。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
2月底确定论文主题方向,进行论文题目的筛选,最终确定为《漓江流域植被净初级生产力时空变化及其影响因素变化响应分析》。
3月初以论文题目为核心,对相关资料进行收集和翻阅。 3月中旬对已搜集的遥感数据、植被数据、气象数据结合相关文献进行处理,论证分析论文的可行性、实际性,将论文题目和大致范围确定下来,进行开题报告。 3月下旬整合已有资料、构筑论文的大纲。 4月上旬根据处理完毕的数据和相关资料、文献,对照大纲进行深入详实的论文编写工作,对论文编写过程中所发现的问题,研究其解决方案,推敲整合,并进行修改完善,准备论文中期检查。 4月中下旬完成论文的初稿部分,向指导老师寻求意见,优化论文的结构,修改不当之处,补充不足之处。 5月上旬整合论文资料,最终定稿,为最终的答辩做好各方面准备,熟悉论文内容,增强自己对论文研究方法、内容的把握,进行一定的思维发散,设计论文答辩。 5月中下旬论文答辩。
4. 参考文献
[1]李宁.基于3s技术的漓江流域生态整治与规划[j].绿色科技,2015(02):197-199.
[2]张永祥,蔡德所,周铭.基于gis的漓江流域环境敏感性分析[j].中国水土保持,2012(11):61-63.
[3]官凤英,夏明鹏,范少辉,刘广路,郜燕芳,周亚琦.福建省毛竹npp遥感估算及其时空格局研究[j].西北林学院学报,2017,32(01):218-223.