青藏高原末次冰盛期以来植被定量重建与空间格局变化
文献类型：学位论文
| 作者 | 韩皓爽 |
| 答辩日期 | 2024-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 赵艳 ; 尹云鹤 |
| 关键词 | 孢粉 植被参数 植被定量重建 末次冰盛期 青藏高原 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 英文摘要 | 青藏高原是研究高寒植被对全球气候变化响应机制的关键区域。重建过去增温时段青藏高原高寒植被的变化过程，探索高寒植被对气候变化的响应规律，为预测和应对未来增温场景下青藏高原生态系统的变化趋势提供依据。末次冰盛期（lastglacialmaximum,LGM; 距今约2.1万年）是距今最近的一个冰期旋回的高峰，该时期之后全球气候转暖。末次冰盛期以来青藏高原植被定量重建可以为理解气候变暖背景下高寒植被的演化特征提供重要证据，并为模型模拟结果的检验提供基础数据。孢粉记录与植被动态模型模拟的植被特征无法直接对比，阻碍了孢粉在植被模拟和未来植被预测方面的应用。虽然遥感观测的植被参数可与植被模型模拟结果相匹配，但存在时间跨度较短，无法监测更长时间尺度的植被变化的问题。因此，将遥感观测与孢粉分析有效结合有潜力突破两者各自的局限性，获取超出器测时间尺度的连续的植被定量信息，为验证植被/气候模型、分析植被对气候的响应机制、提高未来植被预测的准确性提供关键证据。 本研究采用多个遥感观测植被参数，包括归一化植被指数（normalizeddifferencevegetationindex,NDVI）、植被覆盖度、叶面积指数和净初级生产力，分析了青藏高原1998–2018年植被的时空变化趋势及其对气候变化的响应，为利用孢粉数据重建植被参数提供理论认识和数据准备。然后基于覆盖青藏高原地区的现代孢粉数据和遥感观测的植被参数，分析了现代孢粉与植被参数之间的空间分布特征，并建立了现代孢粉-植被参数定量重建模型。进而选取青藏高原地区的高质量的钻孔孢粉记录，采用构建的植被参数重建模型定量重建了高原不同地区的多个古植被参数序列，并参考上述现代植被参数变化规律，探讨青藏高原末次冰盛期以来植被时空格局变化特征与机制。主要结论如下： （1）1998–2018年青藏高原植被总体生长趋好，但受气候因素的综合影响，不同时间段内植被的变化趋势存在差异；且植被空间变化表现出明显的异质性，变化趋势大致为北部绿化，南部褐化，各区域主导气候驱动因子不同。 （2）基于现代孢粉和植被参数数据构建的孢粉-植被参数模型可用于重建过去的植被参数序列。以NDVI重建为例，采用最佳类比法（modernanaloguetechnique，MAT）重建的植被NDVI值与遥感观测的NDVI值呈现出较高的一致性。经过测试，距孢粉采样点周围10km半径内的NDVI数据，经反距离加权后，最适合用于分析青藏高原孢粉与NDVI的关系，以此建立的孢粉-NDVI模型可靠性最高（R2adjusted=0.79）。基于新构建的模型重建了若尔盖盆地和可鲁克湖全新世时期的NDVI序列，结果表明两个钻孔NDVI的变化与各自钻孔点的其他指标指示的植被变化及区域气候变化模式基本一致，反映基于孢粉和MAT重建过去植被参数的可靠性。 （3）基于构建的孢粉-植被参数模型，重建青藏高原不同区域的35个钻孔末次冰盛期以来的植被参数变化序列。结果显示末次冰盛期青藏高原不同区域的植被参数普遍达到了整个研究时段的最低值，之后植被参数明显增长，但受区域气候环境的影响，植被演变空间差异显著。末次冰盛期以来高原东部的植被生长持续向好，并在全新世中期达到了鼎盛状态，而中、西部地区的植被较为稀疏且变化相对稳定。与区域气候记录对比发现青藏高原末次冰盛期以来的植被演变与当时的气候条件密切相关。高原东部地区的植被生长与夏季气温和年降水量之间呈现出明显的正相关；而西部地区的植被对冬季气温和冬季降水的正向响应更为显著。这种差异可能是由于青藏高原东部和西部受到不同的大气环流系统主控所导致的。 （4）末次冰盛期以来青藏高原植被发生了明显的植被带迁移和植被类型更替。以NDVI分析为例，0.7、0.6和0.3等值线分别代表森林-灌丛、灌丛-草甸和草甸区的西界，而NDVI小于0.3的区域，则主要被高寒草原-荒漠植被占据。其中，0.2和0.3等值线主要分布在高原的北部和西北部地区，0.5和0.6等值线分布在高原东部和东南部，而在水热条件较好的时期，0.7等值线能够延伸到高原东南部。在末次冰盛期，0.6等值线向青藏高原的北部、东部和低海拔区域小幅度地延伸，而0.3和0.2等值线在同一方向上显著地扩张，这反映草原和荒漠的分布范围有所扩大，而灌丛-草甸的范围则压缩在高原东北部较小区域。在末次消冰期，0.6、0.3和0.2等值线向高原的南部、西部和高海拔地区移动，且0.2和0.3等值线的移动量相对较大，这说明草甸的分布范围扩张明显，而草原和荒漠的生长区域缩小。在全新世早期，随着0.7等值线的扩展，0.6、0.3和0.2等值线向高原更靠南部和西部地区延伸，该时期森林-灌丛及草甸扩张，而灌丛-草甸、草原和荒漠植被的生长区域受到挤占。在全新世中期，森林-灌丛扩张和灌丛-草甸退缩趋势明显，并且草原扩张而草甸范围缩小。在全新世晚期，0.6、0.3和0.2等值线向高原的北部和东部区域移动，0.7等值线逐渐向高原南部和东部移动，说明灌丛-草甸和草原-荒漠区进一步扩张，而森林-灌丛和草甸区则缩小。 本研究分析了青藏高原现代植被时空变化及其与气候的关系；在此基础上，构建青藏高原现代孢粉和植被参数数据集，建立孢粉-植被参数定量重建模型，并检验其可靠性；利用建立的模型重建了青藏高原多个钻孔过去的植被参数变化序列，分析了末次冰盛期以来青藏高原植被的时空格局变化及其机制。研究结果填补了青藏高原地区基于孢粉数据定量重建植被参数研究的空白，丰富了青藏高原末次冰盛期以来的古植被信息，有助于提高古环境分析的准确性，并为青藏高原未来植被和气候模拟提供基础数据。 |
| 学科主题 | 自然地理学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 153 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/209332]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 韩皓爽. 青藏高原末次冰盛期以来植被定量重建与空间格局变化[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2024. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。