青海湖区沙漠化对气候变化响应动态机制研究

Supported by RS, GPS and GIS technology, using the peripheral region around Qinghai Lake in Qinghai province as the research object, and according to the meteorological observation data as well as TM images (1987~2012), the space-time change of climate and desertification are analyzed by the methods of wavelet analysis, empirical orthogonal function and linear regression analysis, respectively. The objectives of this research are to 1) extract the dominating climate factor of desertification, 2) find out the connection between desertification and quasi-periodic climate variation and 3) study the dynamic response mechanism of land desertification to climate change and its variation trend to propose some countermeasures to prevent land desertification and climate change. Meanwhile, the desertification is an illustration of global climate change, thus to consider the effect of regional climate change on local desertification in the future, this work will provide a scientific decision-making base for desertification control and ecological protection in the region around Qinghai Lake.

课题以青海湖区（湖盆区）为研究对象，利用辐射、温度、降水、大风日数等常规气象台站观测资料，以及较长时间序列的遥感数据（1987-2012年，以TM影像为基础，以Quickbird等高分辨率影像为主），通过野外调查、观测和室内分析，运用小波、自然正交函数展开、回归等空间统计方法，借助"3S"技术，宏观和微观相结合，分别对研究区气候和沙漠化时空变化进行分析，然后将其分别进行比对（以时间序列为主），筛选出沙漠化主控气候因子，找出沙漠化与气候变化准周期项之间的关联度。在此基础上，解析沙漠化对气候变化响应动态机制，分析气候变化驱动下区域沙漠化演变趋势。一方面为全球气候变化影响研究提供实证分析；另一方面考虑未来区域气候变化对湖区沙漠化的可能影响，为湖区沙漠化防治和生态环境保护提供科学决策依据。

项目以青海湖区（湖盆区）为研究对象，利用常规气象台站观测资料和较长时间序列（1987-2015）的遥感数据，通过野外调查和观测，运用空间统计分析方法，借助“3S”技术，把研究区按行政区域划分成海晏、刚察、共和三个区域分别进行研究，然后对整个研究区沙漠化对气候变化响应机制进行了系统分析，并对区域沙漠化演变趋势进行了尝试下预测。结果如下：（1）海晏县气温对轻度和中度沙漠化影响较大，降水量对重度沙漠化影响较大，而风速对严重沙漠化影响较大，未来几十年内沙漠化土地面积将有所减少，但沙漠化程度将持续恶化。（2）刚察县轻度和中度沙漠化主要受温度影响较大，重度和严重沙漠化则主要受风速影响明显。（3）共和县平均相对湿度对除重度沙漠化外的其他沙漠化类型具有较为明显的负相关关系，温度和平均风速对重度沙漠化的影响显著，降水量对轻度沙漠化影响明显。（4）整个研究区内轻度沙漠化与降水量和小型蒸发量的相关系数较高，分别为-0.45和-0.31；中度沙漠化与平均相对湿度呈显著负相关，相关系数为-0.35，与小型蒸发量呈显著正相关，相关系数为0.34；重度沙漠化与平均气温、平均最低气温和小型蒸发量呈显著正相关，相关系数分别为0.41、0.34和0.41，与平均相对湿度呈显著负相关,相关系数分-0.44；严重沙漠化与平均气温、平均最低气温和小型蒸发量呈显著正相关，相关系数分别为0.35、0.38和0.57，与平均相对湿度呈极显著的负相关，相关系数为-0.58；沙漠化总面积与平均相对湿度和降水量呈显著的负相关关系，相关系数分别为-0.51和-0.41，与小型蒸发量呈显著正相关，相关系数为0.45。（5）未来几十年研究区轻度沙漠化面积将呈现逐渐扩大趋势，中度沙漠化和重度沙漠化呈现出逐渐减小的趋势，沙漠化总面积呈现先增大后减小的趋势。（6）研究区沙漠化受诸多因子的影响，项目主要分析了气候变化因子，并为全球气候变化和区域沙漠化防治提供了实证和参考依据。在今后研究中项目组会深入讨论人为活动及其他因素，及其和气候变化对研究区沙漠化耦合作用机理。