2000-2013年中国土地利用变化对陆地植被碳吸收量的影响

摘要

大气中二氧化碳(CO2)浓度增加引起的增温效应是造成气候变迁和气候灾害逐渐凸显的根源，作为大气中CO2的源和汇，陆地生态系统碳循环是全球碳循环中的重要环节，在陆地生态系统碳循环过程中，土地利用/覆被变化是影响陆地生态系统系统碳循环过程，引起区域碳收支变化的重要原因，因此，研究土地利用变化对陆地碳收支的影响对区域碳循环研究具有重要意义。本文采用C-FIX模型，结合归一化植被指数(NDVI)、气温和地面辐射量等气象要素数据，模拟2000-2013年中国陆地植被净生态系统生产力(NEP)，并对其时空变化特征及影响因素进行了深入分析，通过结合土地利用数据分析出影响植被碳吸收量变化的内在因素。结果表明:
　　(1)2000-2013年中国陆地植被年平均碳吸收量为2.252PgC/a，呈极显著增加趋势，年增加率为0.031PgC/a，一直保持为碳汇，且碳汇能力增强。
　　(2)2000-2013年中国陆地植被碳吸收量表现为南高北低、东高西低的特点，年总量以云南省、内蒙古自治区、四川省、黑龙江省、广西自治区较高，均在0.116PgC/a之上。除黑龙江省呈不显著减少趋势外，其它省份均为增加趋势，其中云南省等16个行政区为显著或极显著增加趋势。
　　(3)2000-2013年中国陆地植被各季节均为碳汇。其碳汇量夏季最高，秋季次之，冬季最低，夏季是冬季的7.164倍。春季、夏季、秋季呈显著增加趋势，冬季呈不显著增加趋势，增加率分别为0.0095PgC/10a、0.013PgC/10a、0.008PgC/10a和0.0002PgC/10a。
　　(4)植被变化、CO2浓度变化、气候变化均使中国陆地植被碳吸收量增加，贡献率分别为54.875％、22.449％和22.676％。植被变化是引起碳吸收量增加的主要因素。
　　(5)2000-2013年中国土地利用空间格局发生明显变化，其中林地面积增加最大，为28.667万Km2，建设用地、水域面积增加较小，分别3.869万Km2、2.498万Km2;未利用地面积减少最大，为15.375万Km2，耕地、草地面积减少次之，分别为12.181万Km2、0.885万Km2。未利用地转化林、草地和耕地转化林、草地是引起中国陆地植被碳吸收量增加的主要因素，其中未利用地转化林、草地引起区域植被碳吸收量增加了291.727TgC，耕地转化林、草地引起区域植被碳吸收量增加了314.412TgC。说明中国退耕还林、植树造林等政策，对于提高中国陆地植被碳汇功能起到了重要作用。
　　(6)2000-2013年中国陆地植被碳吸收量显著变化的省份地区土地利用变化明显，其中青海省、陕西省、西藏自治区、内蒙古自治区、甘肃省、宁夏自治区等6个省份地区主要的土地变化类型是未利用地转化林地、草地，进而引起区域植被碳吸收量显著增加，植被变化导致区域碳吸收量分别增加了0.897TgC、1.819TgC、1.839TgC、0.735TgC、0.435TgC、1.116TgC;辽宁省、吉林省、河北省、广西省、山东省、山西省等6个省份地区主要的土地变化类型是耕地转化为林地、草地，进而引起区域植被碳吸收量显著增加，其植被变化导致区域碳吸收量分别增加了0.220TgC、0.352TgC、1.064TgC、0.771TgC、1.738TgC、1.282TgC。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 研究目的及意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 陆地碳循环模型

1．2．2 土地利用／覆被变化对陆地碳循环的影响研究

1．3 研究内容与技术路线

1．3．1 研究内容与创新之处

1．3．2 本文研究的技术路线

第2章 研究方法

2．1 陆地植被碳吸收量估算方法

2．2 C-FIX模型

2．3 控制实验法

2．4 本章小结

第3章 数据的来源与处理

3．1 数据的来源

3．1．2 中国2000—2013年土地利用数据

3．2 数据预处理

3．2．1 遥感影像处理

3．2．2 月平均气温、辐射数据处理

3．2．3 大气CO2浓度数据处理

3．3 本章小结

第4章 中国陆地植被碳吸收量的模拟

4．1 中国陆地植被碳吸收量时间变化

4．2 中国陆地植被年碳吸收量空间分布与变化

4．3 中国各省级行政区陆地植被年碳吸收量时空格局

4．4 中国陆地植被各季节碳吸收量时空格局变化

4．5 本章小结

第5章 中国陆地植被碳吸收量变化影响因素分析

5．1．3 2000—2013年中国区域年平均辐射变化趋势

5．2 植被变化、气候变化、大气CO2浓度变化对中国陆地植被碳吸收量的影响

5．2．1 植被变化对中国陆地植被碳吸收量的影响

5．2．2 气候变化对中国陆地植被碳吸收量的影响

5．2．3 大气CO2浓度变化对中国陆地植被碳吸收量的影响

5．2．4 不同要素变化对中国陆地植被碳吸收量影响的对比分析

5．3 植被、气候、大气CO2浓度变化对中国各省份陆地植被碳吸收量影响

5．4 本章小结

第6章 2000—2013年中国土地利用变化对陆地植被碳吸收量影响

6．2 2000—2013年中国土地利用变化对陆地植被碳吸收量影响

6．3 2000—2013年中国省份地区土地利用变化对陆地植被碳吸收量的影响

6．4 本章小结

结论与讨论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

声明

致谢