Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 干湿交错区与农牧交错带空间关系及原因探究 | |
| 其他题名 | Analysis on the spatial relationship and reasons of the dry-wet zone and the agro-pastoral zone |
| 李宗梅 | |
| 出版年 | 2013 |
| 学位类型 | 博士 |
| 导师 | 张增祥 |
| 学位授予单位 | 中国科学院大学 |
| 中文摘要 | 干湿交错区和农牧交错带是我国很重要的两个生态脆弱带，对气候变化和人类活动加剧反应最为敏感。目 前在干湿交错区的范围界定，以及与农牧交错带的空间关系方面研究少见。论文以气象数据、地形数据、 MODIS数据和土地利用数据为基础，利用阈值确定方法界定干湿交错区，并利用空间自相关分析和空间聚 类分析界定2010年农牧交错带，分析两个交错区时空动态变化，并研究两个交错区的空间关系以及其原因 探究。论文主要成果和创新点包括： （1）研究过去60年全国干湿动态变化。论文基于1951-2010年干燥度指数，将全国划分为6类干湿分区， 全国趋向于干旱，东北地区趋向于干旱，北疆地区趋向于湿润，不同年代呈现干湿波动性规律，80年代为 湿润时期，90年代为极端干旱时期，半干旱区范围明显增加并往东南移动。 （2）基于气象指标划分干湿交错区，并首次探讨了基于遥感指标划分干湿交错区的可行性。论文根据气 象指标（年平均降水量（300-450mm）、干燥度指数（0.2-0.5）和降水效率指数（8-23））划分干湿交错 区，20世纪80年代末到2010年干湿交错区从东北向西南移动，东北地区移动距离大，干旱化严重；基于 MODIS反演干旱监测指数和土壤潜在蒸散发量数据，利用阈值确定方法，划分2010年干湿交错区，与气象 指标划分的干湿交错区对比验证，在空间趋势具有较好的一致性，错算面积较大，需要进一步研究以增加 准确性。 （3）首次界定2010年全国农牧交错带，并研究该区20世纪80年代末以来的动态变化。论文基于2010年土 地利用类型-耕地和草地，在多重分型理论基础上，计算10km耕地和草地百分比栅格数据，基于空间自相 关和空间聚类分析方法，划分2010年10km农牧交错带栅格数据。20世纪80年代末、2000年、2010年10km农 牧交错带的面积减小，由东往西移动，东北地区变化最为剧烈，近10年移动变化剧烈。农牧交错带与其他 类型之间的转化关系，转化集中区域有南移的趋势，在近10年变化最大，近10年与其他类型之间的转化剧 烈，华北地区农业区转化为农牧交错区的区域减少，东北地区农业区侵占农牧交错带的区域严重，西北地 区实行了退耕还草政策。 （4）首次研究干湿交错区与农牧交错带在空间上的关系，并探讨其原因。论文叠加分析干湿交错区与农 牧交错带，在空间生成三类区域，具有重合区域和区别区域；重合区域主要分布在沿着内蒙古自治区与东 北三省、河北省、山西省、陕西省交界处，延伸到宁夏回族自治区与青海省；从青海省往西藏自治区延伸 的区域为干湿交错区非农牧交错带的区域；农牧交错带非干湿交错区分布在从青海省延伸到四川省、贵州 省、云南省。三类区域产生的基本原因是由自然因素和人类活动因素决定的，其中大于等于10℃的积温、 DEM、人口密度、人口数量、GDP等对区别区域的影响最大。干湿交错区非农牧交错带内自然条件不适宜耕 地的分布，适宜草地的生长；人口少，经济发展缓慢造成对粮食需求低，造成该地区耕地分布少，草地分 布较多。农牧交错带非干湿交错区内自然条件适宜耕地分布和草地的生长；人口多，经济发展快，造成对 粮食需求高，是该地区耕地和草地分布都较多的原因。 （5）北方干湿交错区比北方农牧交错带动态变化大；北方干湿交错区往东北方向移动，北方农牧交错带 往西南方向移动，移动反向相反，干湿对农牧交错带动态变化影响较小，耕地和草地对农牧交错带动态变 化的影响更大，人类活动的作用已经大于气候干湿对农牧交错带的影响。北方干湿交错区和北方农牧交错 带在三期重心的动态变化不同，移动方向相反，北方干湿交错区重心的移动距离比北方农牧交错区重心的 移动距离大，北方干湿交错区变化较大；北方农牧交错带重心转移方向和距离与耕地的相符，气候因素对 北方农牧交错带动态变化影响较小，土地利用影响较大；东北地区干湿交错区与农牧交错带移动方向相反 ，东北地区干湿交错区变化较大，东北地区农牧交错带动态变化与气候变化相关性较小，与草地的移动方 向和距离相符，耕地变化更大。 |
| 英文摘要 | The dry-wet zone and agro-pastoral zone are the two important ecotones in China. They are the most sensitive to climate change and human activities. There are rare research about the definition of the dry-wet zone and analysis on the relationship with agro-pastoral zone. In this paper, based on the data including climate, topography, MODIS products and the land use data, we study the boundary definition of the dry-wet zone using threshold value determination method. Spatial autocorrelation analysis and Spatial Clustering Analysis methods used to define the agro-pastoral zone in 2010. And study their temporal and spatial changes. Also we firstly explore the spatial relationship of the two ecotones and their reasons. The main results are as follows: (1) The paper has research on the dynamic changes of wet and dry in the past 60 years. Based on the climate data, we calculate the aridity index from 1951 to 2010. Then based on the threshold of the wet and dry, six wet and day zones are divided. The nation tends to be dry, and also in the Northeast China. The northern Xinjiang tends to be wet. During the year of 1951 to 2010, the ten year changes are volatility in wet and dry. Wet period is in the 1980s and 1990s as a period of extreme drought. The range of semi-arid zone increases. (2) We define the range of dry-wet zone based on climate data and the firstly to investigate the feasibility of remote sensing-based indicators to divided wet-dry zone. Based on climate data (mean annual precipitation (300-450mm), aridity index (0.2-0.5), the precipitation efficiency index (8-23)), we use the spatial overlay method to divide the dry-wet zone. It moves from the northwest to southeast in China from late 1980s to 2010. The range tends to be dry. The changes are large in Northeast China. Based on the drought monitoring index and PET (potential evapotranspiration) inversion from MODIS, we use the threshold determination method to divide the dry-wet zone in 2010. It verified by the dry-wet zone from the climate data. The spatial distribution of the inversion zone is same as the actual. |
| 中文关键词 | 干燥度指数 ; 多重分形理论 ; 空间自相关分析 ; 重心 ; 干旱监测指数 |
| 英文关键词 | aridity index multifractal theory |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 来源学科分类 | 地图学与地理信息系统 |
| 来源机构 | 中国科学院遥感应用研究所 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/287319 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李宗梅. 干湿交错区与农牧交错带空间关系及原因探究[D]. 中国科学院大学,2013. |
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