鄱阳湖流域极端气候变化特征及其对净初级生产力的影响研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 杨阳 |
| 答辩日期 | 2025-06 |
| 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 | 岳天祥 ; 赵娜 |
| 关键词 | 气候变化 未来情景 净初级生产力 鄱阳湖流域 时空特征 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 地图学与地理信息系统 |
| 英文摘要 | 在全球气候变化加剧的背景下，极端气候事件频发已成为全球生态系统和社会经济可持续发展的重大威胁。作为中国最大的淡水湖泊和长江中下游重要的生态屏障，同时也作为东亚季风区的典型代表，鄱阳湖流域的气候变化响应及生态效应研究具有突出的科学价值和现实意义。本研究聚焦鄱阳湖流域极端气候事件的变化特征及其对植被净初级生产力（Net Primary Productivity, NPP）的影响，旨在揭示气候变化驱动下生态系统的响应机制，为区域生态安全与水资源管理提供理论支撑。 本研究基于地面气象站点数据，区域气候模式数据，CMIP6数据，土地覆被变化数据等，综合集成高精度曲面建模方法，CASA模型和一系列时空数据分析方法，对鄱阳湖流域过去和未来不同情景下的极端气候事件变化特征和其对净初级生产力（NPP）的影响进行了研究。主要研究结论如下： （1）1980~2020年期间，鄱阳湖流域的年平均气温以每十年0.27℃的速度上升，在空间上主要呈现“北低南高”的格局；过去40年的年平均降水量为1621.35毫米，没有明显的趋势变化，在空间上呈现出“东多西少”的格局。所有极端气候指数均具有显著性空间聚集性（P<0.01）。鄱阳湖流域年平均气温（Tem）的莫兰指数值处于较高的水平，近40年来在0.95左右波动。与气温相关的极端事件在空间上的聚集性强于与降雨相关的极端事件。大雨日数（Heavyrain10），极端大雨日数（Heavyrain20），降雨强度（Intensity）的高值聚集区出现在流域东北部，低值聚集区出现在流域南部。独立白天高温事件（IHD）,独立夜间高温事件（IHN）和复合热湿事件（CHHE）的高值聚集区出现在流域南部，而该地区是复合高温事件（CHE）的低值聚集区域。复合热干事件（CHDE）的热点区域在流域西北部，冷点区域在流域东南部。IHD，IHN，CHE这三种极端热事件在过去40年发生多次突变，变化周期以20年为主。Heavyrain10和Heavyrain20在2020年以后发生突变，变化周期以8年为主。 （2）大雨日数（Heavyrain10），极端大雨日数（Heavyrain20），降雨强度（Intensity）这三种极端气候事件热点区域分布相似，均在流域东北区，南部则为低值区域。独立白天高温事件（IHD）,独立夜间高温事件（IHN）的热点区域出现在流域南部，冷点区域零散分布在流域中部和北部。在SSP1-2.6情景下，复合高温事件（CHE）的热点区域主要分布在流域南部，而在SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下，热点区域出现在流域东北部。复合热干事件（CHDE）的热点区域在流域西北部，冷点区域在流域东南部。复合热湿事件（CHHE）的热点区域在流域南部，冷点区域在流域中西部。未来CHHE在全流域几乎均呈现增加的趋势，在SSP5-8.5情景下，极端气候事件的变化率的绝对值明显高于其他两种情景，并且变化率空间分布差异性较大。在SSP5-8.5情景下，极端气候事件出现突变的次数显著高于其他情景下。该情景下，极端事件展现出的明显周期性特征的时间尺度也大于SSP1-2.6和SSP2-4.5下，时间尺度以50年左右为主，而在其他两种情景下，极端气候事件的周期性特征最明显的时间尺度在20~30年之间。 （3）1980~2020年期间，鄱阳湖流域的NPP波动变化，以每年每平方米0.78g的速度呈现出显著的上升趋势。在未来，鄱阳湖流域NPP的高值地区出现在流域的南部和东部，低值地区出现在流域的西部。在高、中和低三种情景下，NPP均呈现出增加的趋势，在SSP5-8.5情景下增加速率最快，可达5-7gC每平米每年，而在SSP1-2.6情景下，在流域中部出现了缓慢的较少趋势，2061~2100的增速明显低于2021~2060年。在SSP1-2.6情景下，NPP没有出现显著的趋势变化，在2065年，2078年和2095年可能会发生突变，在SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下均未出现突变且呈现显著的增加趋势。在SSP1-2.6和SSP2-4.5情景下，NPP的呈现周期变化，最明显的周期为60年，而在SSP5-8.5情景下，最明显的周期为50年。 （4）过去40年来，气候变化对鄱阳湖流域NPP变化的影响约占70%，年平均气温的升高对NPP的变化有显著影响，年降水量对NPP的变化影响不显著。在2000年前后，年降雨量的变化与NPP的变化具有显著的正相关性。在未来，高排放情景下极端气候事件对NPP的影响程度更大。不同情景下的极端气候事件的变化与NPP的相关性不同。复合热干事件的变化与NPP的变化主要呈现负相关，这一特征在SSP2-4.5情景下最显著，尤其是在2080年之后。在SSP1-2.6情景下，年均气温的变化和NPP的变化呈现正相关，但在SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下转为负相关。在SSP1-2.6情景下，大雨日数（Heavyrain10），极端大雨日数（Heavyrain20），降雨强度（Intensity）的变化都超前NPP的变化1/4周期，这一特征在2040~2050年最为显著；在SSP2-4.5情景下，独立夜间高温事件（IHN）和极端大雨日数（Heavyrain20）的变化都与NPP的变化呈现负相关，在2040~2070年间最为显著；在SSP5-8.5情景下，独立白天高温事件（IHD）的变化与NPP的变化呈现负相关，在2060~2090年期间最为显著。总体来看，极端热事件低能量区的显著性与共轭周期范围明显小于高能量区，而与降雨相关的极端气候事件低能量区的显著性与共轭周期范围明显大于高能量区。 |
| 学科主题 | 地图学与地理信息系统 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 162 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/217344]  |
| 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 | 杨阳. 鄱阳湖流域极端气候变化特征及其对净初级生产力的影响研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2025. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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