發(fā)布時間：2020-11-17 15:01

　　 在人類活動和全球氣候暖干化的影響下,陜北生態(tài)環(huán)境退化嚴(yán)重,土壤流失及干旱化問題突出。1999年,陜北全區(qū)實施退耕還林還草政策,為中國退耕還林還草的重點實驗區(qū)。在退耕還林還草背景下,定量化準(zhǔn)確把握陜北生態(tài)恢復(fù)的“過程-格局-效應(yīng)-服務(wù)”的變化特征,可為陜北的生態(tài)恢復(fù)制定有效的宏觀調(diào)控措施,為精準(zhǔn)地推進(jìn)退耕還林還草政策提供依據(jù)。針對陜北主導(dǎo)性生態(tài)問題和退耕還林還草政策的生態(tài)目的,本文結(jié)合退耕還林還草政策和植被覆蓋度變化特征,基于遙感手段和模型構(gòu)建的方法,定量化評價陜北植被恢復(fù)情況,應(yīng)用多個模型估算陜北PUE(植被降水利用效率)和土壤侵蝕量,并根據(jù)實測數(shù)據(jù)、相關(guān)文獻(xiàn)及統(tǒng)計數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)源對估算結(jié)果進(jìn)行對比驗證,擇取最優(yōu)模型,確保研究數(shù)據(jù)的精確性和可靠度,探討退耕還林還草背景下,陜北PUE與土壤侵蝕的恢復(fù)／退化狀況,進(jìn)一步利用QQPlot分布、皮爾遜相關(guān)及協(xié)整檢驗等方法分析各指標(biāo)間關(guān)系,得到的主要結(jié)論如下：(1)綜合各指標(biāo)對比結(jié)果顯示,所篩選的各指標(biāo)數(shù)據(jù)的可靠性和精確度較高�；�于NPP的PUE估算值優(yōu)于基于累計NDVI的PUE計算結(jié)果；基于CSLE模型的土壤侵蝕量在本地區(qū)的適應(yīng)性高于RUSLE模型。與實測數(shù)據(jù)、其他模型測算結(jié)果及同一地區(qū)、同一時間的NASA官方NPP測算結(jié)果的對比,發(fā)現(xiàn)基于CASA模型的NPP測算結(jié)果的可靠性較強(qiáng)；校正后氣溫、降水量空間插值結(jié)果明顯優(yōu)于校正前。(2)陜北植被恢復(fù)的生態(tài)效應(yīng)表現(xiàn)出明顯的空間分異格局。2000-2014年陜北植被覆蓋度明顯上升,表明該地區(qū)植被恢復(fù)效果良好。植被恢復(fù)過程中,PUE整體呈現(xiàn)上升趨勢,表明植被生產(chǎn)力水平有所提高(PUE上升)；土壤侵蝕量除部分特殊年份,整體呈逐年下降趨勢,反映退耕還林還草政策對改善區(qū)域生態(tài)質(zhì)量具有積極作用。生態(tài)恢復(fù)效應(yīng)表現(xiàn)出明顯的空間分異格局,這種空間分異格局與自然地理因子的空間差異具有較強(qiáng)的空間關(guān)聯(lián)性。陜北的PUE空間格局受水熱格局的影響顯著,大體呈現(xiàn)“南高北低”空間格局；土壤侵蝕在地勢起伏較大及部分河流沿岸地區(qū)侵蝕嚴(yán)重。(3)植被恢復(fù)期與植被鞏固期PUE和土壤侵蝕表現(xiàn)出顯著的空間分異特征。植被恢復(fù)期,陜北PUE整體呈上升趨勢,但通過M-K檢驗的比例極少,其中,改善區(qū)為3.5%,退化區(qū)為0.5%；陜北土壤侵蝕量呈下降趨勢的面積約占總面積的59.1%,利用M-K方法對土壤侵蝕量進(jìn)行等級劃分,結(jié)果顯示土壤侵蝕改善區(qū)主要位于陜北中北部地區(qū),約占總面積的7.1%。植被鞏固期內(nèi),陜北PUE整體改善成效略低于植被恢復(fù)期,陜北北部及南部地區(qū)PUE均有所下滑,退化區(qū)面積與恢復(fù)期相比有擴(kuò)大趨勢；陜北土壤侵蝕改善區(qū)面積較恢復(fù)期增長了0.21%,土壤侵蝕退化區(qū)明顯下降,約占總面積的4.5%,說明植被鞏固期土壤侵蝕改善效果有所增長。(4)研究期內(nèi),PUE及土壤侵蝕量冷熱區(qū)集聚特征存在明顯不同,但PUE與土壤侵蝕量變化趨勢冷熱集聚特征相似。PUE空間集聚受水熱格局作用顯著,熱區(qū)范圍主要集中在子午嶺和黃龍山地區(qū),冷區(qū)主要分布于陜北長城以北地區(qū)；土壤侵蝕量空間集聚熱區(qū)集中分布于河流沿岸和地勢起伏較大區(qū)域,冷區(qū)集中分布于陜北北部較為干旱區(qū)。植被恢復(fù)過程中,PUE與土壤侵蝕量變化趨勢熱區(qū)范圍均集中分布于陜北中北部地區(qū),冷區(qū)范圍位于陜北南部地區(qū)。(5)不同植被恢復(fù)特征下,PUE與土壤侵蝕量變化趨勢有明顯差異。不同植被恢復(fù)特征下,標(biāo)準(zhǔn)化PUE中位數(shù)分布特征為：顯著改善(0.67)輕微改善(0.21)不明顯改善(0.19)不明顯退化(-0.14)輕微退化(-0.78)顯著退化(-0.91),標(biāo)準(zhǔn)化土壤侵蝕量中位數(shù)變化特征為：顯著退化(0.97)輕微退化(0.49)不明顯改善(-0.09)不明顯退化(-0.11)輕微改善(-0.53)顯著改善(-0.62),說明植被覆蓋的改善促進(jìn)了植被降水利用效率的提高,抑制了土壤侵蝕量的增長。(6)陜北植被覆蓋度與PUE及土壤侵蝕的關(guān)系密切。植被覆蓋度及PUE之間基本保持良好的同步增長的關(guān)系；土壤侵蝕量與植被覆蓋度或與PUE的關(guān)系較為復(fù)雜,只有當(dāng)植被覆蓋度或PUE達(dá)到某一值時,土壤侵蝕量與植被覆蓋度或PUE呈現(xiàn)出此消彼長的特征趨勢；陜北各生態(tài)區(qū)植被覆蓋度與PUE的長期均衡關(guān)系主要集中于陜北南部地區(qū),大部分地區(qū)土壤侵蝕量與PUE或植被覆蓋度長期處于均衡狀態(tài)。
【學(xué)位單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：S157
【部分圖文】：

２．１硏究區(qū)概況??２丄１自然地理概況??陜北（圖２－１）地處陜西省北部地區(qū)，為陜、晉、蒙、甘、寧五省交界地帶，??地理位置介于北紳３５°２１＇？３９°３４，東經(jīng)１０７°４１＇？之間，地區(qū)總面積達(dá)??８０２８０ｋｍ２，約占陜西省總面積的３９％，行政范圍含延安、愉林兩個地級市，其中，??延安市包含１個市轄區(qū)和１２個縣，分別為寶塔區(qū)、延長縣、延川縣、子長縣、安??塞縣、吳旗縣、甘泉縣、富縣、洛川縣、志丹縣、宜川縣、黃龍縣、黃陵縣；愉??林市包括２個市轄區(qū)和１０個縣，分別為愉陽區(qū)、橫山區(qū)、府谷縣、神木縣、佳縣、??吳堡縣＾緩德縣、米脂縣、靖邊縣、子洲縣、定邊縣、清澗縣。??＾ｚｎ＿公Ｉ觀劃??；［－漸｜隋±頒農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)??拜西＊知＇?口－子午玲水源脯區(qū)生態(tài)區(qū)??ＪＬ?ｉｎ－宜延黃止梁±巧侵蝕敏惑生態(tài)區(qū)??Ｉ命吟嫩ＩＶ－化梁巧水止流失控制生態(tài)區(qū)??一?Ｖ－白于山南側(cè)水止保持控制生態(tài)Ｅ??ＶＩ－輔脯贈、織化控制生??ｖ＾±賬陵ＡＳ化流麵??ＩＸ－耐獅濰掛性態(tài)區(qū)??高桂（ｍ）?Ｘ－木愉神府黃止誦賺制生??ＳｆＨｗＵＷＩ?Ｘｌｉ龍山、巧山水源涵養(yǎng)生態(tài)區(qū)??Ｌｏｗ：５０５?２２５?４５０ｋｍ?ＸＩＩ－黃河沿岸王巧侵濁敏感生態(tài)區(qū)??圖２－１研巧區(qū)示意圖??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｅ?Ｓｔｕｄｙ?ａｒｅａ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｎｏｒｔｈｅｒｎ?Ｓｈａｎｎｘｉ??陜北地處黃主高原，地形ｗ高原、丘陵為主，屬黃±高原丘陵溝壑區(qū)，地區(qū)??除黃龍山外，整體海拔呈現(xiàn)西高東低的特征，平均海拔在ｌｌＯＯｍ左右ｔｉｗｉ。陜北西??北地區(qū)地處毛烏素沙漠

２．１硏究區(qū)概況??２丄１自然地理概況??陜北（圖２－１）地處陜西省北部地區(qū)，為陜、晉、蒙、甘、寧五省交界地帶，??地理位置介于北紳３５°２１＇？３９°３４，東經(jīng)１０７°４１＇？之間，地區(qū)總面積達(dá)??８０２８０ｋｍ２，約占陜西省總面積的３９％，行政范圍含延安、愉林兩個地級市，其中，??延安市包含１個市轄區(qū)和１２個縣，分別為寶塔區(qū)、延長縣、延川縣、子長縣、安??塞縣、吳旗縣、甘泉縣、富縣、洛川縣、志丹縣、宜川縣、黃龍縣、黃陵縣；愉??林市包括２個市轄區(qū)和１０個縣，分別為愉陽區(qū)、橫山區(qū)、府谷縣、神木縣、佳縣、??吳堡縣＾緩德縣、米脂縣、靖邊縣、子洲縣、定邊縣、清澗縣。??＾ｚｎ＿公Ｉ觀劃??；［－漸｜隋±頒農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)??拜西＊知＇?口－子午玲水源脯區(qū)生態(tài)區(qū)??ＪＬ?ｉｎ－宜延黃止梁±巧侵蝕敏惑生態(tài)區(qū)??Ｉ命吟嫩ＩＶ－化梁巧水止流失控制生態(tài)區(qū)??一?Ｖ－白于山南側(cè)水止保持控制生態(tài)Ｅ??ＶＩ－輔脯贈、織化控制生??ｖ＾±賬陵ＡＳ化流麵??ＩＸ－耐獅濰掛性態(tài)區(qū)??高桂（ｍ）?Ｘ－木愉神府黃止誦賺制生??ＳｆＨｗＵＷＩ?Ｘｌｉ龍山、巧山水源涵養(yǎng)生態(tài)區(qū)??Ｌｏｗ：５０５?２２５?４５０ｋｍ?ＸＩＩ－黃河沿岸王巧侵濁敏感生態(tài)區(qū)??圖２－１研巧區(qū)示意圖??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｅ?Ｓｔｕｄｙ?ａｒｅａ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｎｏｒｔｈｅｒｎ?Ｓｈａｎｎｘｉ??陜北地處黃主高原，地形ｗ高原、丘陵為主，屬黃±高原丘陵溝壑區(qū)，地區(qū)??除黃龍山外，整體海拔呈現(xiàn)西高東低的特征，平均海拔在ｌｌＯＯｍ左右ｔｉｗｉ。陜北西??北地區(qū)地處毛烏素沙漠

Ｆｉｇ．３－１?Ｔｈｅ?ｓｐａｔｉａｌ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏ口?ｂｅｔｗｅｅｎ?ＰＵＥ?（ＮＰＰ）?ａｎｄ?ＰＵＥ?（ＮＤＶＩ）??進(jìn)一步驗證基于ＮＰＰ的ＰＵＥ與基于累計ＮＤＶＩ的ＰＵＥ測算結(jié)果的相關(guān)關(guān)系，??根據(jù)ＡＲＣＧＩＳ的漁網(wǎng)創(chuàng)建功能，統(tǒng)計陜北基于漁網(wǎng)單元的二者的相關(guān)性（圖３－２）。??ＰＵ巧累計ＮＤＶＩ）明顯小于ＰＵＥＣＮＰＰ），但二者呈現(xiàn)極高的線性相關(guān)，ＰＵＥ（ＮＰ：Ｐ）約??為ＰＵ巧累計ＮＤＶＩ）的２倍，相關(guān)系數(shù)為０．９２３，畳信度在０．００１水平上顯著，因此，??可知二者相似度極高，基于ＮＰＰ測算所得ＰＵＥ具有極高的可信度。??０．５０?ｒ?／??／／??Ｉ?０，３０?－??＾?０．＾０?３ＳＨ：??０．１０??＊?＊?■?■?＇??０１０?０．３０?０．５０?０．７０?０．９０?１．１０??Ｒ孤＜Ｋｍ??圖３－２基于ＮＰＰ與基于累計ＮＤＶＩ的ＰＵＥ散點圖??Ｆｉｇ．３－２?Ｔｈｅ?ｓｃａｔｔｅｒ?ｄｉａｇｒａｍ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ＰＵＥ?（ＮＰＰ）?ａｎｄ?ＰＵＥ?（ＮＤＶＩ）??３．２．２?±壤侵蝕估算結(jié)果的比較驗證??ＲＵＳＬＥ與ＣＳＬＥ模型是當(dāng)前較為常用的大尺度±壤侵蝕量測算模型，很多學(xué)??者針對單一模型做了不少研究，眾研究［７０＇７３］均表明，民ＵＳＬＥ模型及ＣＳＬＥ模型對??陜西止壤侵蝕量估算均有較好的適用性�；�于此，本文綜合利用兩種模型對陜北??±壤侵蝕量進(jìn)行估算
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2887639