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青藏高原生长季植被NDVI对气候变化的响应研究

花匠小妙招
2024-08-31 03:35

青藏高原的高寒植被对外界干扰十分敏感,使其成为研究植被对气候变化响应的理想区域之一。现有研究缺乏对青藏高原区域多时期不同类型、不同高程的植被对三个以上不同气候因子响应的细部刻画。关于植被对气候变化的响应滞后研究往往基于以下两种方法,其一是基于点的研究,通过统计气象站点所在像元NDVI值或其一定范围内的像元NDVI均值,计算该点植被NDVI对气候因子响应的滞后时间,并通过统计多点滞后时间来表征该区域植被对气候因子的响应程度。另一种方式是基于面的研究,由气象站点数据插值处理得到气象数据栅格图,对气象数据栅格图与NDVI栅格图进行相关分析,最后根据不同时间的平均关联度大小确定滞后时间。第一种方法具有较高的研究精度,但较为依赖气象站点的分布。第二种方法在气象站点稀少的地方依然可以进行相应研究,但所得结果忽视了细节的描述。本文基于MODIS09A1数据反演出青藏高原植被NDVI数据,采用时间嵌套序列研究不同植被类型的生长变化趋势,利用灰色关联分析与逐点分析研究该区域植被生长对气候因子响应程度与响应速度,通过以上研究探讨青藏高原植被-气候间的互动关系,并划分植被生长的气候驱动分区,分析研究区生长季植被NDVI对气候因子响应的时空差异特征。主要结论如下:(1)青藏高原多年生长季植被NDVI值的空间分布呈由东向西、由北往南逐步减少趋势,变化速率分别为-0.13/10°E、-0.3/10°N。(2)近17年来青藏高原生长季植被NDVI整体表现出微弱升高的趋势,增长幅度为0.01/10a。其中,占研究区面积15.4%的区域植被NDVI值改善明显,7.31%的区域极显著改善,2.5%的区域呈现显著退化,0.89%的区域表现出极显著退化趋势。青藏高原中低海拔区域植被NDVI值呈升高趋势区域面积占比高于高海拔和极高海拔区域,整体上研究区生长季植被NDVI值呈升高趋势的区域面积表现出增加趋势,但未来植被NDVI值的变化趋势总体上趋于缓和。(3)青藏高原不同海拔区间的植被对水热条件的需求有较大差异,整体上植被对日照时长的响应程度最高。在不同植被类型中,草甸、灌丛、阔叶林和针叶林等对日照时长的响应程度较高;栽培植被对降水的响应程度较高;草原和高山植被更易受到气温和降水的影响。植被NDVI对气候因子的滞后响应表明,整体上青藏高原大多数植被与同期气温相关性较好,对降水的响应滞后时间大多在1个月以内,对于相对湿度和日照时长的响应滞后时间在2-3个月。(4)植被NDVI对气候因子的滞后响应表明,整体上青藏高原大多数植被与同期气温相关性较好,对降水的滞后响应时间大多在1个月以内,对于相对湿度和日照时长的滞后响应时间在2-3个月。(5)研究区生长季植被NDVI日照时长强驱动区面积占总研究区面积的17.35%,而降水强驱动区占研究区总面积的9.84%,气温和相对湿度强驱动区分别占研究区总面积的10.26%和10.05%,青藏高原植被生长总体上与日照时长关系最为密切。

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