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本文以1975-2005年间羌塘高原湿地的变化为研究对象,对影响湿地变化的驱动因子进行了分析,探测了对湿地影响较显著的敏感驱动因子,构建了湿地变化与敏感驱动因子间的相关关系模型,从定性与定量两个角度对羌塘高原湿地的演变规律进行了分析,以期能为青藏高原生态地质环境保护、经济发展规划与管理提供支持。主要研究内容和成果如下:
(1)初选因子设计与量化。分别按县级行政区和1°×1°格网采集了两套羌塘高原湿地1975-2000、2000-2005间的变化数据,同时设计了43个初选因子,采用空间插值技术,按相同采样单元,对这些初选因子进行了量化。共采集了66组县域数据,144个格网数据;
(2)分析研究了青藏高原1965-2009年间年均降水量、年均温度等气象要素的变化特性,以揭示青藏高原气候变化的基本规律。主要采用距平分析、气候倾向率分析等方法分析了降水、温度的时间变化规律;通过绘制等值线图等方法分析了降水、温度的空间分布规律;采用小波分析和小波系数方差图提取了降水、温度的变化周期。结果表明:青藏高原年降水倾向率为3.923mm/10a,总体上有增加的趋势,并呈现以25年为周期的周期性波动特征;在空间上呈现出由东南向西北递减的趋势;年均温度呈波动式上升趋势,气温倾向率为0.328℃/10a,远高于全球近50年来0.13℃/10a及近20年来0.2℃/10a的变化速率,并呈现以25年为周期的周期性波动特征,在空间上呈现出中间低四周高的趋势。
(3)对羌塘地区湿地变化进行了定性分析。从气候及地形地貌等方面对羌塘地区湿地面积变化的背景进行了分析,结果表明羌塘高原湿地变化对温度的响应比较大,同时证明了降水不是羌塘地区湿地面积增加的主要水分来源。
(4)敏感驱动因子探测。通过计算相关系数、VIP、PLSR系数及灰色关联度等指标,探测出影响羌塘地区湿地生态系统的敏感驱动因子为:温度标准差、温度倾向率、降水倾向率、湿润系数、海拔极差、坡度标准差、地形起伏度标准差、坡向标准差、地形起伏度中位数、海拔极小值、海拔标准差、坡向极差、温度极差。
(5)湿地变化规律的定量分析。以多元回归、偏最小二乘回归、神经网络、拟线性化等数学建模方法,构建了湿地变化与敏感驱动因子的相关关系模型,结果表明:虽然绝对精度尚不能令人满意,但趋势预测正确率可达65.45%。模型精度不高的主要原因有以下几点:①湿地生态系统的复杂性,尚不能完全用数学模型来描述;②样本数据本身的精度,包括原始解译资料的精度、空间插值的精度等等;③影响因子尚不完备,如冻土、植被覆盖等对湿地有影响的因子,受条件所限,没有采集到;④非线性建模技术尚需进一步作深入研究。