中国黄土高原潜在植被模拟

论文摘要

人类对自然环境的改造深刻地影响着地球系统的生物地球化学过程,该过程通过生态过程、水文过程和气候过程之间的高度耦合作用,使支撑人类社会经济的自然生态环境系统发生着人类不可预知的变化。为了社会经济的可持续发展,需要理解人类活动对于生态环境系统的影响程度,其基础性工作就是关于潜在自然植被区域分布的探索。为探索中国黄土高原生态环境建设之路,构建本区域可持续发展格局,需要理解以植被为主导的生态系统的原本面貌。从中国黄土高原生态—水文—气候过程的相互耦合联系的角度,本研究进行了气候植被尺度和群系物种尺度上潜在植被分布的规律性探索。 本研究进行了四个方面的工作:1、构建用于进行潜在植被类型分布模拟的气候要素的分布式模型。气候要素主要包括:降水、气温、地面温度、最低气温、最高气温、空气湿度、蒸发及潜在太阳辐射。首先通过对气候要素详细的空间结构模式的探索,提出了中国黄土高原地区的气候分布结构函数;之后对剔除结构性分量后的残差进行详细的空间内插分析和模型比较,最后形成本区域空间分布式气候要素模型。2、采用柯本模型、吉良模型与HOLDRIDGE模型进行本区域的气候植被分类模拟,并对HOLDRIDGE模型进一步分类,形成HOLDRIDGE主要气候植被模型和HOLDRIDGE过渡性气候植被综合模型模型,其中HOLDRIDGE主要气候植被模型与柯本和吉良模型具有可对比性,且模拟效果要好,包含过渡性植被类型的综合模型能模拟出植被型尺度上的中国黄土高原潜在植被分布,模型结果基本上体现了本区域气候控制下的潜在植被类型。3、利用预设预测规则的遗传算法(GARP)、BIOCLIM算法、DOMAIN算法及生态位因子分析算法(ENFA)四种算法对本地区主要的12种地带性植被型中17种典型群系物种进行了潜在空间分布模拟。其中GARP能模拟出物种潜在分布的空间格局;DOMAIN算法与BIOCLIM算法模拟的结果具有相似的结构特征,但DOMAIN算法适合于连续大片分布的物种模拟,BIOCLIM算法在小尺度上具有对潜在物种模拟的良好效果;对于具有明显垂直地带性分布特征的物种,ENFA算法具有其他算法不可比拟的优势。4、根据模拟的结果初步分析了中国黄土高原潜在植被分布的地理空间特征,根据不同类型生态系统典型物种的空间分布态势,提出人类活动干预在本地区植被物种潜在分布具有重要影响的观点,即现代气候条件下,人类活动能导致植被物种地理分布的转型,黄土高原大部具备森林和森林草原存在的气候条件,其生态环境的恢复和治理需要人类活动基于生态规律的积极干预。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 第一节 论文的选题背景及研究意义
• 第二节 研究目标、内容
• 第三节 技术路线及实验室工作环境
• 第四节 论文的内容组织
• 第二章 研究区概况
• 第一节 中国黄土高原的范围
• 第二节 气候
• 第三节 地貌
• 第四节 植被
• 第五节 土壤
• 第六节 历史时期研究区的植被状况
• 第三章 文献综述
• 第一节 生态区划
• 第二节 植被气候分类
• 第三节 潜在自然植被模拟
• 第四节 预测性植被模拟
• 第五节 黄土高原植被研究现状
• 第四章 研究方法
• 第一节 地统计学概述
• 第二节 气候植被分类模型
• 第三节 物种适宜性模拟
• 第四节 植被分类数据
• 第五章 分布式气候模型
• 第一节 分布式气候模拟概述
• 第二节 气候要素的统计分析
• 第三节 残差空间分布
• 第四节 降水分布式模型
• 第五节 气温分布式模型
• 第六节 空气湿度分布式模型
• 第七节 蒸发分布式模型
• 第八节 潜在太阳辐射
• 第六章 气候植被分类模拟
• 第一节 柯本气候植被分类与吉良气候植被分类
• 第二节 中国黄土高原Holdridge植被分类
• 第三节 气候植被分类模型的讨论
• 第七章 典型植被群落潜在分布模拟
• 第一节 寒温性针叶林典型物种模拟
• 第二节 温性针叶林典型物种模拟
• 第三节 落叶阔叶林典型物种模拟
• 第四节 高寒落叶灌丛典型物种模拟
• 第五节 高寒常绿灌丛典型物种模拟
• 第六节 温性落叶灌丛典型物种模拟
• 第七节 温性草丛典型物种模拟
• 第八节 草甸草原典型物种模拟
• 第九节 典型草原典型物种模拟
• 第十节 荒漠化草原典型物种模拟
• 第十一节 亚—高山草甸典型物种模拟
• 第十二节 沙生植物典型物种模拟
• 第十三节 结论
• 第八章 结论与展望
• 第一节 结论
• 第二节 展望
• 学习工作简历与论文发表
• 后记