成渝地区双城经济圈植被覆盖度时空变化及其驱动因素研究

作     者：冯建平 

作者单位：西华师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈涛

授予年度：2023年

学科分类：07[理学] 08[工学] 083301[工学-区域发展与规划] 0833[工学-城乡规划学] 0713[理学-生态学] 

主      题：植被覆盖度 驱动因素 地理探测器 成渝地区双城经济圈 时空变化 

摘      要：植被是陆地生态系统的基本组成部分之一,是地球不同圈层之间的重要联系媒介,在调节碳循环、水循环、水土保持以及减缓温室效应等多个方面发挥着至关重要的作用。成渝地区双城经济圈位于中国长江上游和青藏高原东南部,该区自然环境复杂,是人口、城镇和产业集聚的重要地区,在经济发展和生态环境方面都具有十分重要的作用。探索该区其植被覆盖度时空变化特征及其驱动因素对理解该区生态系统现状、维持生态系统平衡以及促进生态系统的可持续发展具有重要的科学和实践意义。本研究基于2000—2021年的GLASS FVC数据、气象数据、地形数据、植被类型、土壤类型、夜间灯光指数、GDP和人口密度等多源数据,采用一元线性回归分析、分布指数、转移矩阵、Theil-Sen Median斜率估计和Mann-Kendall显著性检验等方法,分析了成渝地区双城经济圈植被覆盖时空变化特征。在相关研究的基础上,结合研究区的实际情况,选取了10个驱动因素,分析了不同驱动因素对植被覆盖度变化的影响。主要结论如下:(1)在时间变化上,2000—2021年间成渝地区双城经济圈植被覆盖变化表现为平均最大FVC增加、低等级植被覆盖面积减少和高等级植被覆盖增加。年度FVC均值呈现出0.023/10a的增加趋势(P0.01),且2010—2021年期间的增长速度和显著性程度均小于2000—2010年期间。四个季节FVC均呈现出显著增加的趋势(P0.01)。2000—2021年和2010—2021年冬季的增加幅度最高;2000—2010年秋季的增加幅度最高。(2)在空间变化上,2000—2021年间成渝地区双城经济圈植被覆盖空间分布呈现出中间低四周高的格局。植被覆盖较高的地区主要分布在雅安市、乐山市、泸州市、达州市以及重庆市南部和东北边缘,较低的地区主要分布在成都市和重庆市主城区。在空间变化趋势方面,2000—2021年成渝地区双城经济圈的植被变化均呈现改善趋势,表现为较低植被覆盖等级转变为较高植被覆盖等级。达州市、重庆市、广安市、乐山市、泸州市和宜宾市等区域植被主要以改善趋势为主,成都市、德阳市、眉山市、自贡市和重庆市中心城区等区域植被呈退化趋势为主。(3)在自然因素中,2000—2021年间平均温度和降水量的变化均呈现增加趋势,在时序变化上,与FVC均呈现显著正相关(P0.05),在逐像元空间相关性上,与FVC分别以正相关和负相关为主;在地形因素中,海拔和坡度对植被覆盖空间分布影响较大。在人类活动中,2000—2021年间夜间灯光指数呈现显著增加趋势(P0.01),与FVC在时序上呈现正相关(P0.01),与FVC在逐像元空间相关性上以负相关为主。GDP和人口密度与FVC在2000、2010和2021年均呈现极显著负相关。(4)在探讨了驱动因素对植被覆盖变化建模中尺度效应的基础上,最终选择3 km为最适宜的格网尺度。不同的时间和地区的分析结果均表明海拔是植被覆盖变化的主要自然驱动因素,夜间灯光是主要的人类活动驱动因素,而自然因素和人类活动因素的交互作用对植被覆盖变化的影响程度显著增强。