黄土高原表土花粉与植被覆盖度定量模型的建立及应用
编号:2642
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更新:2023-04-11 22:43:26 浏览:330次
口头报告
摘要
重建过去植被覆盖度对长尺度气候模拟和陆面生态系统时空演变及其驱动机制的研究具有重要意义。黄土高原是我国的生态敏感区,其植被覆盖度相对较低,生态环境较为脆弱,因此,科学认识黄土高原植被覆盖度的时空分布,对保护黄土高原生态系统及其方案的制定具有重要作用。本工作基于黄土高原940个表土花粉数据和2000-2020年的归一化植被指数(NDVI),采用增长回归树法(BRT)、局部加权加权平均法(LWWA)、加权平均偏最小二乘法(WA-PLS)和最佳类比法(MAT)四种方法,结合植被覆盖度(FVC)和年均降水量(Pann)、年均气温(Tann)、1月月均温(T1)、7月月均温(T7)、有效湿度(MAP/ET0)5个气象要素数据,构建表土花粉与FVC定量模型;再通过普通检验、留一交叉检验(LOO)、自助法检验(Bootstrapping)和randomTF函数显著性检验方法对定量模型性能进行评估,进而筛选出更适于黄土高原植被覆盖度定量重建的模型;最后,利用31个全新世地层花粉数据重建黄土高原过去植被覆盖度,探讨其变化特征。结果表明:(1)RDA分析显示FVC的第一排序轴特征值/第二排序轴特征值(λ1/λ2)最大(0.47),单一解释变量最高(9.5),其与花粉组合的相关性最强(0.75),可用于构建表土花粉与植被覆盖度定量模型。(2)采用BRT、LWWA、WA-PLS和MAT四种方法分别建立表土花粉-植被覆盖度定量模型,根据观测值与预测值的决定系数(R2)、最大偏差(Max.bias)和预测均方根误差(REMSP)评估构建的模型,结果显示BRT模型表现更优(R²=0.72,Max.bias=0.27,REMSP=0.16),可用于黄土高原过去植被覆盖度的定量重建。(3)FVC重建结果显示,早中全新世黄土高原植被覆盖度较高,其中7.0-6.0 cal ka BP时达到峰值(平均为0.71),但FVC值在4.0-1.0 cal ka BP期间下降明显(最低值为0.26)。通过与研究区内其他气候指标和人类活动强度指标的对比,我们认为早中全新世黄土高原植被覆盖度的变化主要受自然气候变化的影响,而晚全新世,特别是3.5 cal ka BP以来FVC的减少可能更多地与人类活动强度增加有关。
稿件作者
李雪银
中国科学院大学
孙爱芝
中国科学院大学
吴双双
中国科学院大学
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