Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 基于随机森林的河西走廊植被净初级生产力估算及其时空演变 | |
| 曹红娟 | |
| 出版年 | 2019 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 学位授予单位 | 西北师范大学 |
| 中文摘要 | 为了丰富植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)的估算手段,本文利用实测NPP数据、遥感数据、DEM数据以及土地利用类型等数据,采用随机森林(Random Forest,RF)算法模拟了2001~2018年河西走廊的植被NPP,分析了NPP的时空变化规律;根据随机森林算法中变量的重要性排序,利用相关系数分析了影响河西走廊植被NPP的主要驱动因素(光和有效辐射吸收比例fAPAR(fraction Absorbed Photosynthetic Active Radiation)、降水量、相对湿度、气温、潜在蒸散量(Potential Evapotranspiration,PET)、海拔、坡度和坡向)与NPP之间的关系;量化了单个区域和各土地利用类型NPP对全区NPP IAV(Interannual Variability)(NPP年际变化)的贡献,探讨了在NPP年际变化中起主导作用的区域或土地利用类型。研究结果表明:在干旱半干旱区,随机森林算法是估算植被NPP的有效方法之一;2001~2018年河西走廊NPP呈增加趋势。得出的主要结论如下:1、基于随机森林算法的河西走廊植被NPP时空动态分析(1)本文基于随机森林算法模拟的NPP与实测NPP值相关性较高,R~2为0.8434,因此,随机森林算法模拟的河西走廊NPP结果精度较高。(2)2001~2018年河西走廊平均NPP呈东南向西北递减的空间格局,高值区主要分布在上游祁连山区和中下游绿洲,低值区分布在下游的沙地、戈壁。河西走廊NPP年均值为130.03 gC·m~(-2)·a~(-1),总量为32.17 TgC·a~(-1)(1 Tg=10~(12)g)。从三大流域来看,植被生产力总量排序依次为:石羊河流域>黑河流域>疏勒河流域。(3)2001~2018年河西走廊平均NPP的波动范围为106.79~151.97 gC·m~(-2)·a~(-1),整体呈波动上升趋势,年均增速为2.18 gC·m~(-2)·a~(-1)。石羊河流域的NPP在18年间波动最大,黑河流域次之,疏勒河流域的NPP年际变化较平稳。(4)对于研究区内土地利用类型来说,NPP均值和总量在2001~2018年间整体也呈波动上升的态势,河西走廊的林地年均NPP最高,为707.92 gC·m~(-2)·a~(-1),年际变化最大。NPP总量最高为草地,值为11.96 TgC·a~(-1)。林地NPP年平均增量最大,为7.41gC·m~(-2)·a~(-1),未利用土地NPP年平均增量最小,值为1.27 gC·m~(-2)·a~(-1)。2、河西走廊NPP驱动因子分析(1)土地利用类型是影响NPP最主要的因子,这与植被自身的生理特征有关。在气候影响因子中,年均fAPAR对植被NPP的影响最大,其次为降水量、相对湿度、气温和年潜在蒸散量。在地形因子中,重要性排序依次为坡向>海拔>坡度。(2)河西走廊NPP与年均fAPAR、总降水量、年最低气温和PET整体表现为正相关,NPP与年均相对湿度则呈负相关。(3)河西走廊年均NPP随着海拔和坡度的增加均呈先增加后减少的趋势,从坡向来看,阴坡和半阴坡NPP均值明显高于阳坡和半阳坡。3、河西走廊NPP IAV贡献分析(1)各栅格单元NPP对NPP IAV的平均贡献为正,其中,正贡献较多的区域主要分布在上游祁连山区以及中下游绿洲区,负贡献交错分布在绿洲区以及荒漠区。(2)从流域来看,三大流域总体贡献从高到低依次为:石羊河流域>黑河流域>疏勒河流域,因此,石羊河流域在整个河西走廊NPP IAV中起主导作用。(3)各行政区划对整个河西走廊NPP IAV的贡献具有显著的地域差异性,NPP IAV总贡献最大为肃南裕固族自治县,为13.17%,肃南裕固族自治县、肃北蒙古族自治县和天祝藏族自治县(总贡献和为37.07%)共同主导整个河西走廊的NPP IAV。(4)从各土地利用类型总贡献来看,草地最高,为32.06%。未利用土地的负贡献最高,达到-12.05%。总体而言,草地主导着整个河西走廊的NPP IAV。 |
| 中文关键词 | 植被净初级生产力 ; 随机森林 ; 降尺度 ; 驱动因子 ; 年际变化贡献 ; 河西走廊 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | S718.5;X173 |
| 来源机构 | 西北师范大学 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/337775 |
| 作者单位 | 西北师范大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 曹红娟. 基于随机森林的河西走廊植被净初级生产力估算及其时空演变[D]. 西北师范大学,2019. |
| 条目包含的文件 | 条目无相关文件。 | |||||
| 个性服务 |
| 推荐该条目 |
| 保存到收藏夹 |
| 导出为Endnote文件 |
| 谷歌学术 |
| 谷歌学术中相似的文章 |
| [曹红娟]的文章 |
| 百度学术 |
| 百度学术中相似的文章 |
| [曹红娟]的文章 |
| 必应学术 |
| 必应学术中相似的文章 |
| [曹红娟]的文章 |
| 相关权益政策 |
| 暂无数据 |
| 收藏/分享 |
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。
