城市擴(kuò)張及氣候變化對(duì)植被活動(dòng)的影響研究

前言
第1章 概述 1
1.1 問題的提出 1
1.1.1 陸地碳源/碳匯功能的不確定性 1
1.1.2 陸地碳循環(huán)與全球變化關(guān)系密切 1
1.1.3 當(dāng)前國(guó)際政治經(jīng)濟(jì)環(huán)境背景 2
1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展 3
1.2.1 氣候變化與極端氣候研究 3
1.2.2 LUCC和城市擴(kuò)張研究 5
1.2.3 城市擴(kuò)張及氣候變化對(duì)植被活動(dòng)的影響 7
1.3 主要內(nèi)容 8
1.3.1 基于CA模型的城市擴(kuò)張模擬分析 9
1.3.2 極端降水事件監(jiān)測(cè)分析 9
1.3.3 基于衛(wèi)星遙感的植被活動(dòng)監(jiān)測(cè)分析 9
1.3.4 極端氣候事件及對(duì)植被活動(dòng)的影響分析 10
1.3.5 城市土地利用及城市擴(kuò)張對(duì)植被活動(dòng)的影響分析 10
1.3.6 城市擴(kuò)張及氣候變化對(duì)植被活動(dòng)的影響 11
1.4 主要框架 11
參考文獻(xiàn) 12
第2章 元胞自動(dòng)機(jī)與城市擴(kuò)張模擬 18
2.1 元胞自動(dòng)機(jī)概述 19
2.2 地理元胞自動(dòng)機(jī) 20
2.3 地理元胞自動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)換規(guī)則獲取 22
2.3.1 多準(zhǔn)則判斷方法 23
2.3.2 邏輯回歸方法 24
2.3.3 極限學(xué)習(xí)機(jī)算法 24
2.4 顧及空間相互作用的城市擴(kuò)張模擬 25
2.4.1 空間相互作用模型 25
2.4.2 ELM-CA模型原理 26
2.4.3 耦合ELM-CA和空間相互作用的城市擴(kuò)張模擬案例 27
參考文獻(xiàn) 32
第3章 極端降水事件的變化及可能原因 35
3.1 概述 35
3.2 數(shù)據(jù)源及數(shù)據(jù)處理 37
3.3 研究方法 37
3.3.1 基于POT-GPD方法的極端降水事件識(shí)別 37
3.3.2 極端降水頻率和極端降水強(qiáng)度指數(shù) 39
3.3.3 極端降水事件變化趨勢(shì)和突變檢驗(yàn) 39
3.3.4 基于泊松分布的極端降水事件分析 40
3.3.5 長(zhǎng)江流域部分地區(qū)極端降水事件的案例分析 41
3.4 1961～2012年長(zhǎng)江流域部分地區(qū)極端降水變化 42
3.4.1 平均降水量分布 42
3.4.2 極端降水閾值選擇 42
3.4.3 平均極端降水強(qiáng)度 44
3.4.4 極端降水頻率變化趨勢(shì) 44
3.5 極端降水變化的歸因分析 47
3.5.1 東亞夏季風(fēng)對(duì)極端降水事件的影響 47
3.5.2 極端降水與幾個(gè)局地因子的關(guān)系 48
參考文獻(xiàn) 50
第4章 植被健康指數(shù)的植被活動(dòng)監(jiān)測(cè)能力評(píng)估及在中國(guó)的應(yīng)用 55
4.1 概述 55
4.2 數(shù)據(jù)源及數(shù)據(jù)處理 56
4.3 研究方法 57
4.3.1 利用植被健康指數(shù)監(jiān)測(cè)植被活動(dòng)原理 57
4.3.2 利用植被健康指數(shù)監(jiān)測(cè)植被活動(dòng)的性能評(píng)價(jià)方法 58
4.3.3 基于植被健康指數(shù)的中國(guó)植被活動(dòng)監(jiān)測(cè) 59
4.4 植被健康指數(shù)的中國(guó)植被活動(dòng)監(jiān)測(cè)評(píng)估 60
4.4.1 中國(guó)植被平均生長(zhǎng)季長(zhǎng)度 60
4.4.2 VCI和VHI的時(shí)空變化 60
4.4.3 利用VCI和VHI監(jiān)測(cè)植被活動(dòng)的性能評(píng)價(jià) 64
4.4.4 1982～2013年中國(guó)植被活動(dòng)變化 71
參考文獻(xiàn) 72
第5章 城市化地區(qū)植被初級(jí)生產(chǎn)力變化及植被活動(dòng)分析 75
5.1 研究區(qū)和數(shù)據(jù) 75
5.2 研究方法 77
5.2.1 植被初級(jí)生產(chǎn)力估計(jì) 77
5.2.2 植被初級(jí)生產(chǎn)力變化趨勢(shì)分析 78
5.2.3 基于燈光數(shù)據(jù)的城市建成區(qū)提取及與植被初級(jí)生產(chǎn)力關(guān)系分析 78
5.3 2000～2013年長(zhǎng)江三角洲地區(qū)植被初級(jí)生產(chǎn)力的變化趨勢(shì) 79
5.3.1 植被初級(jí)生產(chǎn)力估算精度分析 79
5.3.2 植被初級(jí)生產(chǎn)力時(shí)間變化趨勢(shì) 80
5.3.3 植被初級(jí)生產(chǎn)力空間變化趨勢(shì) 80
5.4 城市建成區(qū)植被初級(jí)生產(chǎn)力的變化及歸因分析 81
5.4.1 城市建成區(qū)及不同緩沖區(qū)植被初級(jí)生產(chǎn)力的梯度變化 81
5.4.2 植被初級(jí)生產(chǎn)力與城市建成區(qū)面積之間關(guān)系 83
5.4.3 植被初級(jí)生產(chǎn)力與氣象驅(qū)動(dòng)因子關(guān)系 83
5.4.4 植被初級(jí)生產(chǎn)力與建成區(qū)綠化覆蓋率的變化關(guān)系 84
參考文獻(xiàn) 85
第6章 植被凈初級(jí)生產(chǎn)力及植被活動(dòng)監(jiān)測(cè)分析 87
6.1 植被NPP模型概述 87
6.2 研究方法 89
6.2.1 CASA模型 89
6.2.2 MTCLIM模型 93
6.2.3 BIOME-BGC模型 94
6.2.4 植被NPP的模型估算及城市地區(qū)改進(jìn)應(yīng)用 98
6.3 基于CASA模型的中國(guó)植被NPP模擬 99
6.3.1 數(shù)據(jù)源及處理 99
6.3.2 *大光能利用率參數(shù)校正 100
6.3.3 CASA模型驗(yàn)證 101
6.3.4 中國(guó)植被NPP的時(shí)空分布模擬 102
6.4 基于BIOME-BGC模型的廣東省植被NPP模擬 104
6.4.1 研究區(qū)和數(shù)據(jù) 104
6.4.2 BIOME-BGC模型參數(shù)化 105
6.4.3 植被NPP比例因子的計(jì)算及驗(yàn)證 107
6.4.4 MTCLIM模型和BIOME-BGC模型的驗(yàn)證 108
6.4.5 廣東省植被NPP的時(shí)空分布 111
參考文獻(xiàn) 112
第7章 中國(guó)干旱事件監(jiān)測(cè)及其對(duì)植被活動(dòng)的影響 117
7.1 概述 117
7.2 數(shù)據(jù)源和研究方法 118
7.2.1 數(shù)據(jù)源及處理 118
7.2.2 標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù) 118
7.2.3 基于SAI的植被NPP異常指數(shù)構(gòu)建 120
7.2.4 基于SPI和SAI-NPP的干旱事件對(duì)植被NPP的影響分析 120
7.2.5 植被NPP和SAI-NPP的可靠性檢驗(yàn) 121
7.3 2001～2010年中國(guó)干旱事件變化 122
7.4 2001～2010年中國(guó)干旱事件對(duì)植被NPP的影響 124
參考文獻(xiàn) 128
第8章 中國(guó)東部南北樣帶極端氣溫變化及其對(duì)植被活動(dòng)的影響 131
8.1 研究區(qū)和數(shù)據(jù) 131
8.2 研究方法 133
8.3 中國(guó)東部南北樣帶極端溫度時(shí)空變化趨勢(shì) 134
8.3.1 極端溫度頻率的時(shí)間變化趨勢(shì) 134
8.3.2 極端溫度頻率的空間變化趨勢(shì) 135
8.3.3 極端溫度強(qiáng)度的時(shí)間變化趨勢(shì) 137
8.3.4 極端溫度強(qiáng)度的空間變化趨勢(shì) 137
8.4 中國(guó)東部南北樣帶植被活動(dòng)的時(shí)空變化規(guī)律 138
8.4.1 植被活動(dòng)的時(shí)間變化特征 138
8.4.2 植被活動(dòng)的空間分布特征 146
8.5 中國(guó)東部南北樣帶極端氣候變化對(duì)植被的影響 158
8.5.1 極端溫度對(duì)植被活動(dòng)的影響 158
8.5.2 不同水分條件下極端氣候事件對(duì)植被活動(dòng)的影響 164
8.5.3 不同植被區(qū)劃下極端氣候事件對(duì)植被活動(dòng)的影響 166
參考文獻(xiàn) 168
第9章 中國(guó)城市土地開發(fā)對(duì)陸地植被活動(dòng)的影響 170
9.1 研究區(qū)和數(shù)據(jù) 170
9.2 研究方法 172
9.3 土地利用/土地覆被分布分析 172
9.4 中國(guó)陸地植被NPP的時(shí)空分布 174
9.4.1 植被NPP的空間分布 174
9.4.2 植被NPP的季節(jié)變化 175
9.5 城市土地開發(fā)前后中國(guó)陸地植被NPP差異 179
參考文獻(xiàn) 183
第10章 城市擴(kuò)張及氣候變化對(duì)植被活動(dòng)影響的情景分析 185
10.1 概述 185
10.2 基于情景方法的未來植被NPP模擬 186
10.2.1 基于BIOME-BGC模型的未來植被NPP估算方法 186
10.2.2 基于情景方法的植被NPP模擬 186
10.3 Logistic-CA模型及土地利用模擬 188
10.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 188
10.3.2 Logistic-CA模型參數(shù)化 189
10.3.3 廣東省城市擴(kuò)張模擬 190
10.4 降尺度技術(shù)及氣候變化分析 192
10.4.1 全球氣候變化模式 192
10.4.2 基于降尺度技術(shù)的未來氣候變化模擬 196
10.4.3 廣東省氣候變化情景模擬 200
10.4.4 廣東省未來氣候變化特征 209
10.5 氣候變化及城市擴(kuò)張對(duì)植被NPP影響的情景分析 212
10.5.1 氣候不變-城市用地不變情景下植被NPP模擬 212
10.5.2 氣候變化-城市用地不變情景下植被NPP模擬 214
10.5.3 氣候不變-城市用地?cái)U(kuò)張情景下植被NPP模擬 214
10.5.4 氣候變化-城市用地?cái)U(kuò)張情景下植被NPP模擬 216
參考文獻(xiàn) 219