论文部分内容阅读
我国从上世纪七十年代开始便规划并实施了一系列生态恢复工程,其中大部分工程在北方地区实施。我国北方,尤其三北区域(东北、西北、华北)是生态环境最脆弱的区域之一,经过近三十年各种生态工程(如三北防护林、退耕还林等)的实施,这一区域的植被覆盖度有了很大的提高。植被通过与大气的物质、能量交换,直接或间接地影响区域乃至全球的气候,但在中国北方地区植被对近地表气候影响的研究尚未深入,尤其是从已有的观测数据中确定直接证据来反映植被对气候的反馈作用及其机理。本论文基于遥感观测、气象观测、模型模拟等多种类型的数据,通过同期-滞后相关分析、格兰杰(Granger)因果检验方法及均衡反馈评价EFA(Equilibrium Feedback Assessment)反馈因子的方法,对中国北方,尤其三北防护林规划区的植被覆盖变化对近地表气候的影响进行了分析及客观综合的评价,并探讨了在不同自然条件下植被对气候反馈的机理,研究结果表明中国北方地区植被变化对气候的影响随区域自然条件不同而表现各异,在干旱半干旱区植被变化对气候的影响有限。 植被覆盖用归一化植被指数NDVI来表示,近地表气候因子主要包括平均温度、最高温、最低温、温差、降水、相对湿度、风速和日照时数等。本文首先运用同期-滞后相关分析方法,分析了三北防护林规划区植被覆盖变化的温度效应;其次运用了计量经济学中的Granger因果检验方法,从统计学角度对植被覆盖变化与各近地表气候因子的“因果”关系进行了探讨;为了实现将植被覆盖变化对气候同期反馈作用的定量化,本文又运用了EFA反馈因子方法探讨了中国北方地区植被覆盖变化对温度和降水的反馈作用及其变化。运用各种方法分析得到的研究结果较为一致,研究结果表明,在不同的自然条件下植被与气候的相互作用不同,总体而言,在适宜植被生长的区域,植被变化对气候的影响更为显著,将起到一定的调节气候改善环境的作用;而在水资源匮乏的干旱半干旱区,植被的生长对自然条件,尤其水资源依赖程度很大,但植被变化对气候尤其水文气候的影响却非常有限,甚至在有的区域会出现植被的增长反而使气候更暖更干的状况。. 为了从能量平衡和水循环的角度了解植被变化对气候反馈的机理,本论文又从植被覆盖变化和大气水汽关系的角度出发进行了一系列研究。水汽是气候系统里非常重要的温室气体之一,水汽的变化对全球水循环和能量平衡具有非常重要的意义,植被覆盖的变化对水汽的影响也不容忽视。运用线性趋势回归、相关分析和经验正交分解等传统统计方法,对植被覆盖、蒸散作用、大气水汽、净下行长波辐射、温度和降水等各种变量进行了时空分析。分析结果显示,中国北方地区中西部植被的增长是水汽增加的原因之一,因而对下行长波辐射的增强有重要作用,从而与同期温度之间形成了正反馈,但植被通过大气水汽对降水产生的同期影响却并不显著。 总之,本论文通过对各种数据的统计分析,证明了植被在气候变化中的重要作用。论文的研究确定了大面积植被改善对近地表气候反馈的直接证据。并且探讨了植被.气候相互作用的机理,对中国地区大规模植树造林生态工程的规划实施及调整具有重要的参考意义。