基于因果网络的黄河流域植被变化归因分析

摘要：

人类与自然耦合系统是一个充满大量非线性互馈关系的复杂巨系统.当前对系统内单要素和静态特征的研究,虽有助于理解某个时刻的系统状态,却不能完整地表达其内部不同要素间错综复杂的关联.论文着眼于黄河流域区县尺度植被变化归因(以叶面积指数LAI作为表征植被的指标),综合利用人类—自然耦合系统多源数据和因果诊断方法,构建黄河流域LAI复杂因果网络.通过复杂网络统计方法对网络节点、结构特征进行分解,揭示影响流域LAI变化的关键要素及其空间分布特征.研究结果表明:①1990-2018年流域LA1以1.3％/a的速率增长,增长速率在空间上由东南向西北逐渐递减.②在网络视角下,降水量、气温、饱和水汽压差、农业用地、城镇化率和粮食产量为影响流域LAI变化的关键要素.③自然要素(如降水量和气温等)主导了流域内259个区县的LAI变化;社会经济(如城镇化率和粮食产量等)和土地利用类型(如林地和草地等)要素主导了流域内76个区县的LAI变化,主要集中于黄土高原且影响强度远大于自然要素.研究在人类—自然耦合系统框架下构建了黄河流域植被变化多层互馈网络,综合认知流域植被演变的自然和社会驱动力,为理解自然—社会系统复杂的互馈关系提供了一种新的思路和方法.

关键词：叶面积指数、因果诊断、复杂网络、黄河流域

所属期刊栏目：41

分类号：G641;G434;P333

资助基金：国家自然科学基金42071144

在线出版日期：2023-02-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：2342-2355