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祁连山植被变化及其对气候因子和人类活动的响应研究

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祁连山植被变化及其对气候因子和人类活动的响应研究

作者：李玉辰西北师范大学

学位级别：硕士

植被作为地球陆地生态系统最重要的组分之一,承担着连接土壤、大气、水文等其他生态要素的重任,对于改善和保护祁连山脆弱的生态系统具有十分重要的现实意义。系统研究祁连山不同时间和空间尺度下植被变化及其对气候因子和人类活动的响... 详细信息

植被作为地球陆地生态系统最重要的组分之一,承担着连接土壤、大气、水文等其他生态要素的重任,对于改善和保护祁连山脆弱的生态系统具有十分重要的现实意义。系统研究祁连山不同时间和空间尺度下植被变化及其对气候因子和人类活动的响应机制,可为合理制定祁连山生态保护和恢复措施、政策提供科学依据。本研究以GIMMS NDVI、MODIS NDVI、同期气象数据和土地利用数据为基础,采用Theil-Sen趋势分析、Mann-Kendall显著性检验、Hurst指数、偏相关分析和残差分析等方法,剖析祁连山1982-2020年不同时间、空间尺度下植被覆盖变化特征,探明植被覆盖变化对气候变化和人类活动的响应,量化气候变化和人类活动对植被覆盖变化的影响,主要结果如下:(1)1982-2020年祁连山植被覆盖年内变化周期性明显,年际变化呈现增加趋势。NDVI年内变化季节性明显,在7月达到峰值,区域尺度NDVI年内变化规律与像元尺度一致。祁连山NDVI在年际(0.0007/a)、生长季(0.0010/a)、春季(0.0006/a)、夏季(0.0014/a)、秋季(0.0009/a)、冬季(0.0002/a)和东段(0.0006/a)、中段(0.0006/a)、西段(0.0008/a)、山脉(0.0004/a)和宽谷地区(0.0011/a)都呈现增加趋势。(2)1982-2020年祁连山植被覆盖整体向好,局部退化。在像元尺度上,NDVI呈现改善区域逐渐增多(72.81%→87.57%),退化区域略有增多(2.80%→3.55%),稳定不变区域逐渐减少(24.38%→8.88%)。在区域尺度上,2000年前后祁连山东段、中段、西段、山脉、宽谷和各种植被类型NDVI变化趋势占比各不相同且变化较大,呈现改善的区域明显增多。(3)1982-2020年祁连山不同尺度植被生长对同季气候因子的响应存在差异,对前季气候因子的响应存在相似性。在像元尺度,植被生长受同季气温控制的区域约占63.81%,受同季降水控制的约占29.95%,且春、秋和冬季NDVI都与同季气温以正相关为主,与同季降水以负相关为主,一年当中植被生长受气温影响的时间较长,气温是影响祁连山植被生长的主导气候因素。在区域尺度上,东段NDVI与秋季气温和春季降水的相关性与中段、西段相反;山脉和宽谷地区NDVI对同季气温的响应相似,对同季降水的响应存在差异性;多数植被类型NDVI与同季气温的相关性高于降水(夏季除外)。祁连山NDVI与前季气候因子在像元、区域尺度上都呈现正相关,仅与夏季气温呈现负相关,表明前季增温多雨对植被生长具有滞后促进作用。祁连山植被NDVI对气温和降水的最大响应分别滞后约2-3个月和0-1个月,对气温响应的滞后期长于降水,且前季气温升高对植被的促进作用强于降水增多。(4)1982-2020年气候变化和人类活动共同影响祁连山植被生长,气候变化的影响更大,但贡献率逐渐降低(73%→60%),人类活动的影响较小,但贡献率逐渐上升(27%→40%)。气候变化贡献率较高区域从祁连山中部地区逐渐向祁连山四周边缘地区转移,人类活动较高区域从祁连山中部逐渐向东南部转移。2000年前,祁连山东段的气候变化贡献率最高,其次为中段和西段;而2000年后,西段的气候变化贡献率最高。山脉和宽谷地区气候变化贡献率相差不大,2000年后两个区域的气候变化贡献率均有所降低。多数植被类型植被覆盖变化都以气候变化驱动为主。人类活动对植被覆盖变化既有正向促进作用也有负向抑制作用。

关键词：祁连山植被覆盖时空变化气候变化人类活动

祁连山国家公园植被时空变化及对人类活动的响应研究

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生态学报 2022年

作者：李玉辰李宗省张小平杨安乐桂娟薛健西北师范大学地理与环境科学学院中国科学院西北生态环境资源研究院内陆河流域生态水文重点实验室/甘肃省祁连山生态研究中心

祁连山国家公园地处青藏、蒙新、黄土三大高原交汇地带的祁连山北麓,作为国家公园体制试点之一,是我国重要的生态功能区、水源涵养地和生物多样性保护优先区域,其生态功能不可忽视。以祁连山国家公园2000—2019年归一化植被指数(NDVI)...

祁连山国家公园地处青藏、蒙新、黄土三大高原交汇地带的祁连山北麓,作为国家公园体制试点之一,是我国重要的生态功能区、水源涵养地和生物多样性保护优先区域,其生态功能不可忽视。以祁连山国家公园2000—2019年归一化植被指数(NDVI)和净初级生产力(NPP)数据为基础,结合气温、降水、土地利用、矿产开采和旅游发展数据,利用Theil-Sen趋势分析、Mann-Kendall显著性检验、土地转移概率矩阵和多元残差分析方法,分析该区域的植被时空分布特征、变化趋势特征及其对气候变化和人类活动的响应。结果表明:1)2000—2019年祁连山国家公园内NDVI和NPP在空间上呈现出东南高西北低,由东南向西北递减的格局。时间上呈现上升趋势,上升速率分别为0.0053/a和0.0014/a;2)祁连山国家公园内NPP提高、降低和稳定区域分别占总面积的87.29%、0.40%和12.30%。降低区域零星分布于整个国家公园,其中在走廊南山和冷龙岭交汇处,靠近甘青两省交界边缘分布最为集中。提高区域分布广泛,尤其以国家公园东部最为明显;3)祁连山国家公园NDVI与气温呈现显著正相关区域约占40.18%,与降水呈现正相关区域约占25.70%,气温上升、降水增多促进了国家公园植被生长,适宜的水热组合对植被生长更有利;4)人类活动对植被变化的影响具有两面性:约有28.91%矿业、旅游和水电站在整改、规范之后植被生长状况仍较差,生态环境没有明显恢复;退耕还林还草工程、生态林建设工程成效显著,近3年林地、草地面积增多。5)祁连山国家公园大部分植被覆盖变化是由气候变化和人类活动共同导致。

关键词：

祁连山国家公园植被时空变化及其对人类活动的响应

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生态学报 2023年第1期43卷 219-233页

作者：李玉辰李宗省张小平杨安乐桂娟薛健西北师范大学地理与环境科学学院兰州730070 中国科学院西北生态环境资源研究院内陆河流域生态水文重点实验室/甘肃省祁连山生态研究中心兰州730000

祁连山国家公园地处青藏、蒙新、黄土三大高原交汇地带的祁连山北麓,作为国家公园体制试点之一,是我国重要的生态功能区、水源涵养地和生物多样性保护优先区域,其生态功能不可忽视。以祁连山国家公园2000—2019年归一化植被指数(NDVI)... 详细信息

祁连山国家公园地处青藏、蒙新、黄土三大高原交汇地带的祁连山北麓,作为国家公园体制试点之一,是我国重要的生态功能区、水源涵养地和生物多样性保护优先区域,其生态功能不可忽视。以祁连山国家公园2000—2019年归一化植被指数(NDVI)和净初级生产力(NPP)数据为基础,结合气温、降水、土地利用、矿产开采和旅游发展数据,利用泰尔-森趋势分析(Theil-Sen趋势分析)、曼-肯德尔检验(Mann-Kendall显著性检验)、土地转移概率矩阵和多元残差分析方法,分析该区域的植被时空分布特征、变化趋势特征及其对气候变化和人类活动的响应。结果表明:(1)2000—2019年祁连山国家公园内NDVI和NPP在空间上呈现出东南高西北低,由东南向西北递减的格局。时间上呈现上升趋势,上升速率分别为0.0053/a和0.0014/a;(2)祁连山国家公园内NPP提高、降低和稳定区域分别占总面积的87.29%、0.40%和12.30%。降低区域零星分布于整个国家公园,其中在走廊南山和冷龙岭交汇处,靠近甘青两省交界边缘分布最为集中。提高区域分布广泛,尤其以国家公园东部最为明显;(3)祁连山国家公园NDVI与气温呈现显著正相关区域约占40.18%,与降水呈现正相关区域约占25.70%,气温上升、降水增多促进了国家公园植被生长,适宜的水热组合对植被生长更有利;(4)人类活动对植被变化的影响具有两面性:约有28.91%矿业、旅游和水电站在整改、规范之后植被生长状况仍较差,生态环境没有明显恢复;退耕还林还草工程、生态林建设工程成效显著,近3年林地、草地面积增多。(5)祁连山国家公园大部分植被覆盖变化是由气候变化和人类活动共同导致。

关键词：祁连山国家公园归一化指数(NDVI) 净初级生产力(NPP) 时空变化人类活动

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变形速率对5m瓜瓣拉形成形的影响

锻压技术 2022年第7期47卷 122-126页

作者：李玉辰张下陆谷春杰白志刚李林桦天津航天长征火箭制造有限公司天津300462

利用有限元分析方法对5种不同变形速率对5 m球形瓜瓣拉形成形过程的影响进行了分析,预测了零件应力及壁厚分布与变形速率之间的关系。通过试验验证,得到真实拉形条件下变形速率对5 m瓜瓣的成形精度、力学性能等方面的影响。结果表明,变... 详细信息

利用有限元分析方法对5种不同变形速率对5 m球形瓜瓣拉形成形过程的影响进行了分析,预测了零件应力及壁厚分布与变形速率之间的关系。通过试验验证,得到真实拉形条件下变形速率对5 m瓜瓣的成形精度、力学性能等方面的影响。结果表明,变形速率提高对产品的表面质量及型面精度无明显影响。变形速率小于0.3~0.4 mm·s^(-1)时,随着变形速率的提高,产品的力学性能出现波动,下降趋势不明显。变形速率大于0.3~0.4 mm·s^(-1)时,随着变形速率的提高,产品的力学性能明显下降,拉形钳口处出现断裂征兆。为了提高生产效率,可采用平台范围内的变形速率。

关键词：变形速率 5 m瓜瓣拉形力学性能断裂

基于MGWR的黄河流域土壤有机碳密度和影响因素分析

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环境科学 2023年第2期44卷 912-923页

作者：南富森李宗省张小平崔乔李玉辰熊雪婷杨雪杰杨安乐西北师范大学地理与环境科学学院兰州730071 中国科学院西北生态环境资源研究院兰州730000

土壤有机碳作为最大陆地碳库,其空间分布特征和影响因素对于全球碳循环过程具有重要影响.基于土壤有机碳密度数据,结合环境因子,使用多尺度地理加权回归(MGWR)模型预测了黄河流域土壤有机碳密度(SOCD)和影响因素.结果表明:(1)黄河流域0~... 详细信息

土壤有机碳作为最大陆地碳库,其空间分布特征和影响因素对于全球碳循环过程具有重要影响.基于土壤有机碳密度数据,结合环境因子,使用多尺度地理加权回归(MGWR)模型预测了黄河流域土壤有机碳密度(SOCD)和影响因素.结果表明:(1)黄河流域0~20 cm和0~100 cm的SOCD范围分别为0~14.82 kg·m^(-2)和0~32.39kg·m^(-2),均值分别为3.48 kg·m^(-2)和8.07kg·m^(-2),储量则分别为2.76 Pg和6.48 Pg;(2)各生态系统类型中,0~20 cm的SOCD从大到小依次为:森林>水体与湿地>其他>草地>农田>聚落>荒漠,0~100 cm的SOCD从大到小依次为:水体与湿地>森林>其他>草地>农田>聚落>荒漠,SOCR从大到小皆为:草地>农田>森林>荒漠>水体与湿地>聚落>其他;(3)黄河流域SOCD的分布主要受常数项、剖面曲率、 NDVI和降水的影响,曲率和粉砂对深层的SOCD的分布也具有重要影响;此外,降水、 NDVI和常数项(除森林外)是影响各生态系统的主要因素,曲率和粉砂则仅对荒漠和其他生态系统具有重要影响.研究结果得出了黄河流域SOCD的空间分布和影响因素,可为黄河流域碳平衡、土壤质量评价和生态治理恢复与巩固提升提供科学依据.

关键词：多尺度地理加权回归(MGWR) 黄河流域土壤有机碳密度空间分布生态系统类型

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对赌协议信号与反信号均衡

对赌协议信号与反信号均衡

作者：李玉辰上海交通大学

学位级别：硕士

对赌协议是私募股权投资中投资者和企业家之间约定的一种事后相机调整协议。本文讨论了基于Spence信号发射模型下的对赌协议决策机制，并且引入额外信息，得到了额外信息下的反信号均衡。研究发现当市场中存在信息不对称时，只有高盈利... 详细信息

对赌协议是私募股权投资中投资者和企业家之间约定的一种事后相机调整协议。本文讨论了基于Spence信号发射模型下的对赌协议决策机制，并且引入额外信息，得到了额外信息下的反信号均衡。研究发现当市场中存在信息不对称时，只有高盈利能力的企业愿意和投资者签订对赌协议。同时，研究还发现当存在额外信息的情况下，盈利能力差的企业一定不会签订对赌协议，而额外信息的效率将决定中等和及优质企业的行动：额外信息的噪音越小，则优质企业越有可能通过发送额外信号将自己区分出来，即额外信息进一步加强了对赌协议的信号作用。这一分析框架很好地解释了现实私募股权投资中的契约设计问题以。此外，本文结合中小企业私募债中的投资者转股条款，用案例分析分析的方式研究了不完全合约之下对赌合约的设计问题，为中国私募股权市场的投资提供了可行的设计方案。

关键词：私募股权投资对赌协议信号模型额外信息

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对赌协议的信号与反信号均衡

统计与决策 2013年第14期29卷 50-55页

作者：李玉辰费一文上海交通大学安泰经济与管理学院上海200052

对赌协议是私募股权投资中投资者和企业家之间约定的一种事后相机调整协议。文章讨论了基于Spence信号发射模型下的对赌协议决策机制,并且引入额外信息,得到了额外信息下的反信号均衡。研究发现当市场存在信息不对称时,只有高盈利能力... 详细信息

对赌协议是私募股权投资中投资者和企业家之间约定的一种事后相机调整协议。文章讨论了基于Spence信号发射模型下的对赌协议决策机制,并且引入额外信息,得到了额外信息下的反信号均衡。研究发现当市场存在信息不对称时,只有高盈利能力的企业愿意和投资者签订对赌协议。同时,研究还发现当存在额外信息的情况下,盈利能力好的企业和盈利能力差的企业都不会签订对赌协议。这一分析框架很好地解释了现实私募股权投资中的契约设计问题。

关键词：私募股权投资对赌协议信号模型额外信息

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黄河源区径流变化特征及影响因素研究

水资源与水工程学报 2022年第4期33卷 64-71页

作者：梁鹏飞李宗杰辛惠娟李宗省段然南富森李玉辰兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃省黄河水环境重点实验室甘肃兰州730070 兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 中国科学院西北生态环境资源研究院内陆河流域生态水文重点实验室/甘肃省祁连山生态环境研究中心甘肃兰州730000

近年来,黄河源区水资源状况发生了较大变化,为探究黄河源区径流变化特征及影响因素,基于1961-2018年共58 a的径流和气象资料,采用Mann-Kendall检验和小波分析等方法对其进行了分析。结果表明:黄河源区径流量整体上呈现出不显著减少趋势... 详细信息

近年来,黄河源区水资源状况发生了较大变化,为探究黄河源区径流变化特征及影响因素,基于1961-2018年共58 a的径流和气象资料,采用Mann-Kendall检验和小波分析等方法对其进行了分析。结果表明:黄河源区径流量整体上呈现出不显著减少趋势,递减速率为-0.63×10^(8)m^(3)/a,夏、秋季减少幅度大,冬、春季减少幅度较小;1990年前后径流量均呈现不显著增加趋势,且1990年后增加趋势明显加速,后者增幅是前者的3.09倍;1990年后,降水量和气温递增高值区高度重合,且降水量是影响径流量变化的最重要因素。说明暖湿化加速和空间迁移过程导致了黄河源区冰川的加速消融,这也是1990年后径流快速增加的主要原因。

关键词：径流变化特征气温降水量黄河源区

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石羊河流域径流变化特征

中国沙漠 2023年第3期43卷 57-68页

作者：段然李宗杰王昱刘晓颖桂娟梁鹏飞李玉辰薛健刘梦晴徐斌兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 中国科学院西北生态环境资源研究院内陆河流域生态水文重点实验室/甘肃省祁连山生态环境研究中心甘肃兰州730000

基于石羊河流域干流及八大支流的9个水文站和35个雨量站的逐月降水和径流数据,采用小波分析和双累积曲线等方法,研究石羊河流域径流的变化特征。结果表明:(1)石羊河流域径流量总体呈减少趋势,平均每10 a减少0.37亿m3,其中石羊河干流、... 详细信息

基于石羊河流域干流及八大支流的9个水文站和35个雨量站的逐月降水和径流数据,采用小波分析和双累积曲线等方法,研究石羊河流域径流的变化特征。结果表明:(1)石羊河流域径流量总体呈减少趋势,平均每10 a减少0.37亿m3,其中石羊河干流、金塔河、杂木河、黄羊河和古浪河的径流量减少,西大河、东大河、西营河和大靖河的径流量增加。(2)石羊河流域的9个水文站存在2~10、10~30 a的周期变化,其中杂木寺站和黄羊河水库站还存在30~60 a的长周期变化,并且9个水文站分别在24、21、21、21、43、45、22、17、21 a的时间尺度丰枯变化最明显。(3)石羊河干流和八大支流突变分别发生在1971、2014、2000、2018、1960、1959、1962、1994、1965年,其中石羊河干流、金塔河、杂木河、黄羊河和古浪河突变后径流量下降,西大河、西营河和大靖河突变后径流量增加,东大河不具有突变性。研究结果可以为石羊河流域水资源的科学管理、优化配置和后续生态工程的实施提供参考。

关键词：石羊河流域气候变化径流变化