西双版纳土地利用/覆盖变化对气温和降水影响的研究

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气候变化和土地利用/覆盖变化(Landuseandcoverchange,简称LUCC)是两个主要的全球变化。LUCC通过改变下垫面性质,如反射率、显热通量、潜热通量等,影响能量平衡,最终导致地区水分循环和热量循环的改变,进而影响气候变化,这种影响在地方尺度和区域尺度显得尤其突出。过去几十年间,人口增加和经济的快速发展,使滇南西双版纳地区森林砍伐严重,土地利用/覆盖发生剧烈变化,同时,该地区气候也发生显著变化,然而它们之间的关系却少有研究。因此,定量化开展LUCC对气温和降水影响的研究有助于揭示这种关系,也充实该区LUCC和气候变化关系研究的资料,为该区生物多样性保护,森林管理,以及采取减缓气候变化对当地土地利用影响措施提供科学依据。  本文利用解译好的七个时期遥感影像和土地利用现状图获得土地利用信息,加上近50年气温、降水和再分析数据(Reanalysis),使用格兰杰因果分析法、相减法(ObservationminusReanalysis,简称OMR)及M-K法等分析土地利用变化对气温和降水的影响。主要结论如下:  1.气象站周围土地利用变化对气温影响的范围  (1)西双版纳土地利用变化对平均气温变化产生了显著影响,不同覆盖类型变化对气象站观测气温影响的范围不同。对气温有显著影响的范围是:有林地为3km,水田为7km,而灌木林地、橡胶园、旱地和建设用地则高达10km。  (2)有林地的减少、橡胶园和建设用地的增加是加剧西双版纳地区气温升高的原因。  (3)旱季气温对LUCC反应较灵敏,LUCC对雨季气温影响不大。平均最低气温和平均最高气温对LUCC反应均不灵敏。  2.再分数据研究LUCC对气温的影响  (1)使用双线性内插得到每个气象站相应再分析数据,三种再分析数据和实际气温的相关性检验均达到极显著水平(P<0.01),其中ERA-40数据的相关性最高,在研究区使用的可信度高于其他两种数据。NCEP-2相关性高于NCEP-1数据。  (2)LUCC对研究区气温变化影响很大,其10a的贡献值:勐海气象站为0.05℃、景洪气象站为0.08℃,勐仑气象站为0.01℃,以及勐腊气象站为0.07℃。尤其在20世纪80年代和90年代,对气温升高贡献值分别高达0.09℃和0.04℃。  3.LUCC背景下降水变化分析  (1)西双版纳降水呈下降趋势,但变化趋势不如气温明显,降水在2000-2010年间发生由高到低的突变。20世纪80年代降水减少最为明显,90年代有轻微上升,2000s降水和20世纪60年代的基本相当。  (2)缓冲半径从11km开始,除了灌木林,其他土地覆盖类型变化都对降水变化产生影响。有林地面积减少,橡胶园、旱地、水田和建设用地面积增加会加剧降水减少。与气温不同,旱季和雨季降水均会受土地利用变化的影响。
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