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为探寻京津风沙源治理工程实施以来该区域环境时空变化情况,本文基于2001年至2017年时间分辨率为月的时空序列数据,将考虑时空因素贯穿整个论文的分析中。采用了时空克里格进行气象数据的插值,利用时空贝叶斯非参数趋势模型对京津风沙源治理工程区的植被及与其相关的环境变化指标的趋势进行了分析,而后通过随机偏微分方程(SPDE)模型结合拉普拉斯近似(INLA)算法进行了响应关系分析,并对研究区的NDVI和GPP进行时空建模。主要的研究结论如下:(1)时空克里格由于考虑了时空相关性,其对于平稳数据的插值精度高,其中和度量时空模型拟合时空变异函数效果较好;非参数时空趋势模型Type II交互模式由于包含时间结构能按时间尺度呈现趋势,对于研究对象的周期、最大值、最小值、能准确反映,并与实际情况相符,且效应值大小显示研究区各环境指标趋势以时空交互趋势为主。(2)响应关系方面,对于NDVI,净光合作用和气温对其正向影响较大,每增加一个标准差,NDVI分别增加0.48和0.382个标准差;夜间陆表温度、日夜陆表温差和0-10cm土壤含水量对其负向影响较大,每增加一个标准差,分别减少0.077、0.074和0.065个标准差;对于GPP,净光合作用、气温以及实际蒸散对其正向影响较大,每增加一个标准差,GPP分别增加0.692、0.165和0.143个标准差;陆表温差、区域潜在蒸散对其负向影响较大,每增加一个标准差,GPP分别减少0.073和0.033个标准差。(3)对于土地覆盖类型,相较落叶针叶林,落叶阔叶林以及常绿针叶林的NDVI分别增加0.05和0.03,其余土地覆盖类型NDVI均减少,GPP与其响应关系不显著;对荒漠化气候类型来讲,湿润区的NDVI值高于其他区域;亚湿润干旱区3的气候类型与GPP的响应关系显著,该区域GPP相较于湿润区减少约21.4kg C/m2;NDVI和GPP都与10-40cm土壤含水量响应关系不显著,淋溶土和灰色森林土最适于植被生长,盐土、碱土和红砂土最不利于植被生长;灰色森林土、黑钙土和淋溶土对于NDVI和GPP的正向影响超过了降水;比起土壤劣势天然对植被覆盖增加的阻力,风速更为严重的加速了该地区的植被退化。(4)时空建模方面,对于NDVI和GPP,考虑气象指标的时空模型在纳入时空效应和土壤类型指标后模型精度大幅提高。此时降水对于NDVI和GPP的影响下降70%左右,风速降幅分别为62%和15%,海拔的影响分别增加了15倍和6倍,气温对NDVI和GPP的影响的影响增加30%左右,说明海拔通过时空效应影响NDVI的程度较大;海拔和气温对于NDVI和GPP的影响有一部分通过土壤类型的不同得到了体现,降水和风速通过时空交互效应对于NDVI和GPP的影响程度较大。(5)精度检验显示时空贝叶斯模型估算NDVI和GPP的R2分别为0.82和0.91,优于固定效应模型的0.62和0.67;能捕捉到平时容易被忽视的时空交互效应,同时能给出超过阈值的概率图,且模型对阈值设定较敏感,效果好;仅用3种易获取的数据包括气象数据、高程数据和土壤类型数据,在时空贝叶斯模型下就能达到较高精度,且时效性强,对于估算植被覆盖变化有参考意义。