武汉市植被物候变化规律及影响因素分析

植被物候作为植被生长响应气候变化的指示器,对于研究气候变化以及城市化进程具有重要意义.城市内部植被通常分布破碎,因此公里级的低分辨率遥感影像难以实现植被的精细识别与分析,而十米级空间分辨率的遥感数据在时间分辨率方面又难以满足物候分析的要求.为此,该文基于遥感数据时空融合技术,缓解高时间分辨率与高空间分辨率之间的矛盾,进行城市植被物候变化规律的分析.基于非局部滤波融合方法,生成武汉市空间分辨率30 m、时间分辨率8 d的地表反射率及EVI(增强型植被指数)序列,进一步采用移动加权谐波分析方法对EVI序列进行重建,并通过动态阈值方法提取2006年～2014年武汉市植被物候信息.实验结果表明：1) 武汉市植被由中心向郊区呈现生长期开始时间(SOS)逐渐推迟、结束时间(EOS)逐渐提前、生长期长度(LOS)逐渐延长的空间分布规律,且整体呈现出SOS提前、EOS推迟、LOS延长的时间变化趋势;2) 植被物候和平均气温相关性并不显著,但EOS和LOS受气温年平均日较差影响显著,气温年平均日较差每增加1℃,EOS推迟约12 d,LOS延长约16 d,降水主要影响SOS和LOS,平均降水量每升高100 mm,SOS提前约5 d,LOS延长约9 d.     

中国植被物候研究进展及展望

本文围绕气候变化背景下的中国植被物候研究,梳理了植被物候对气候变化的响应机制,分析了中国植被物候变化对陆地生态系统碳、水和能量循环的影响,植被物候变化对局地气候的反馈机制以及通过大气环流对气候系统的影响．主要结论:1)中国植被生长季开始日期提前1~6 d?(10 a)–1,结束日期推迟2~5 d?(10 a)–1,生长季显著延长;2)中国中高纬度地区植被对温度的响应明显高于亚热带和热带地区,温度在控制植被物候的过程中起到多重作用,降水主要影响干旱和半干旱地区的植被物候;3)植被生长季延长增加陆地生态系统生产力,增加中国碳汇;4)植被物候变化改变植被的蒸散发量,从而改变我国的流域尺度河流径流;5)在中国大部分地区,植被物候变化对气候系统产生负反馈作用,甚至影响大气环流过程．中国植被物候的研究越来越多,但仍存在亟待解决的科学问题,比如未来中国植被物候研究需要更加关注遥感数据反演精度,明确物候响应气候变化机制的尺度效应,结合机器学习等智能算法改进物候模型提高物候模拟精度,并重视农作物物候,加强物候与森林管理结合研究以提高我国生态系统碳汇能力,积极面对碳中和带来的机遇与挑战．      

2002—2011年河北省植被LAI时空变化特征

利用2002—2011年EOS/MODIS数据的植被指数产品MOD15A2和植被类型产品MCD12Q1及气象观测资料,对比分析了7种典型植被的叶面积指数(LAI)的变化趋势,探讨了河北省植被生长季(5—10月)LAI的时空变化特征及其与气温和降水等影响因子的关系。结果表明:河北省植被生长季年均LAI变化在1.0~1.3之间,2008年最高(1.286),2002年最低(1.066);多年平均LAI的空间分布表现为位于东北部的承德地区最高(可达5.0以上),位于西北部的张家口地区最低(小于0.5);7种典型植被生长季年均LAI差异很大,LAI从高到低依次为阔叶林(2.765)、混交林(2.535)、灌丛(1.867)、稀树草原(1.476)、针叶林(1.331)、农田(1.116)和草原(0.967)。显著影响LAI变化的因子有降水、气温、地形、植被类型及其物候期等,且各因子对植被LAI的影响程度不同。     

丝绸之路经济带不同类型荒漠植被生长及其对气候变化响应

结合GIMMS归一化植被指数（NDVI）、TRENDYv2模型模拟净初级生产力、GRACE陆地水储量变化（ΔS_TW）及网格气候数据集,借助线性回归和偏相关分析,研究了1982—2015年丝绸之路经济带（the Silk Road Economic Belt,SREB）区域不同类型荒漠植被各季节生长动态及其对气候变化的响应规律．结果表明:1）升温导致SREB在1993—2015年的土壤含水量显著减少,2003—2015年陆地水储量下降,且ΔS_TW下降趋势增大,干旱加剧．2）不同类型荒漠植被生长存在差异,沙漠、半沙漠及荒漠灌丛区植被在1982—1992年呈增加趋势,1992年后降低;荒漠与苔原区植被仅在1992年前的生长季增加;沙漠与半沙漠区和荒漠草原区植被变化不显著．3）温度升高及降水减少引起的干旱胁迫是导致植被减少的主要因素,生长季前期降水有助于荒漠植被生长,促进作用从春季持续到夏季,秋季减弱．      

青藏高原物候研究的热点和趋势——基于CiteSpace可视化分析

基于1994—2020年关于青藏高原地区植被物候的已发表文献资料，利用CiteSpace可视化技术、文献研究法等分析近27 a青藏高原地区植被物候变化趋势及影响因素，并对该地区物候研究的热点及未来的研究方向进行分析.结果表明，青藏高原地区物候研究的年发文量总体呈上升趋势，发文内容以青藏高原地区物候与气候变化之间的关系为主，遥感技术取代传统地面观测成为研究青藏高原植被物候的主要手段.近27 a青藏高原地区植被返青期呈提前趋势，枯黄期变化趋势尚无一致结论，生长季长度呈延长趋势；气温和降水为物候期变化的主导因素，暖湿条件使物候期提前，暖干条件则会不同程度推迟物候期.未来应在不同研究手段整合的基础上对青藏高原地区植被物候开展多尺度研究.     

青海省草地生态系统碳储量及其分布特征

以第2次土壤普查形成的土壤图和草地资源清查图为本底,通过文献搜集及实测数据的结合,对青海省草地的碳储量进行了估算．结果表明:1）青海省草地生态系统碳储量约为6.12 Pg,平均碳面密度为18.08 kg·m?2,其中:地上植被碳储量（包括凋落物）为0.0097 Pg,平均碳面密度为0.03 kg·m?2;地下植被碳储量为0.0967 Pg,平均碳面密度为0.29 kg·m?2;土壤有机碳储量为6.01 Pg,平均碳面密度为17.76 kg·m?2;土壤储存的有机碳是植被的54倍多．2）从9大草地类来看,总碳储量从大到小依次为高寒草甸类（3.64 Pg）、高寒草原类（0.94 Pg）、低地草甸类（0.61 Pg）、温性草原类（0.35 Pg）、温性荒漠类（0.33 Pg）、温性荒漠草原类（0.08 Pg）、山地草甸类（0.08 Pg）、高寒草甸草原类（0.05 Pg）、高寒荒漠类（0.04 Pg）;从5大功能区来看,总碳储量从大到小依次为三江源地区（3.95 Pg）、柴达木盆地（1.31 Pg）、祁连山地区（0.45 Pg）、青海湖流域（0.31 Pg）、河湟谷地（0.10 Pg）．3）从9大草地类总碳面密度来看,低地草甸类的总碳面密度最高（57.37 kg·m?2）,温性草原类的最低（14.04 kg·m?2）;从5大功能区总碳面密度来看,柴达木盆地的最高（24.41 kg·m?2）,河湟谷地的最低（14.05 kg·m?2）．      

基于Landsat 8影像的南京市热岛效应对植物物候的影响

【目的】在城市化高速发展的今天,城市热岛效应显著。城市绿地可以有效地缓解城市热岛效应,城市热岛由于长期高温作用也会对绿化植物的物候产生影响。该文旨在基于遥感数据,通过对比城市热岛区和非热岛区的植被物候特征研究城市热岛效应对城市绿化植物物候的影响。【方法】对Landsat 8影像数据进行地表温度的反演,划分地表温度等级,对地表温度进行空间分析确定热岛区域,进而选取热岛区域及热岛区和非热岛区植被,并使用中分辨率成像光谱仪(MODIS)数据作出热岛与非热岛区植被的归一化植被指数(NDVI)曲线,以此分析对比热岛区和非热岛区植被物候的差异。【结果】南京市热岛区植物生长季开始的时间(SOG)比非热岛区早,而热岛区植物生长季结束的时间(EOG)比非热岛区晚; 热岛区植物生长期比非热岛区植物生长期长20 d。此外,研究结果还表明夏季热红外影像更为适合划分热岛区。【结论】绿化植物适应长期城市热岛效应高温的表现为生长季开始的时间提前,结束的时间推后,整个生长季的时间加长。     

祁连山植被NDVI时空变化特征及其与气候变化的响应研究

本文运用1982-2006年间MODIS NDVI数据对祁连山地区植被覆盖变化及其与气候的相应进行了深入研究,结果表明,在近23a间,植被整体上呈波动增长的趋势,但增加幅度并不明显,植被NDVI增加区域主要集中在祁连山中西部及高海拔地区,减少区域主要分布在祁连山东部及河谷地带。植被NDVI与温度和降水并未表现出规律性的变化,但在生长季内,5月NDVI和9月NDVI分别与前期降水和当月温度显著正相关,人类活动对研究区内植被影响较大。本文研究成果将对了解区域内土地利用特征及环境变化具有深远的意义,同时也为祁连山自然保护区的防治奠定了一定的理论基础。     

东北地区植被NDVI变化及对气象因子的响应

根据1998-2008年东北地区SPOT-VGT NDVI数据和气象数据,分析了11年来东北地区植被年均NDVI变化及其与气象因子的相关性,并对不同植被生长季NDVI变化及其与气象因子的相关性和滞后性进行了研究.结果表明:近11年来东北地区植被总体状况较好,绝大部分地区植被未发生明显变化;植被年均NDVI受温度、降水影响较为显著,且温度影响程度高于降水,降水影响程度北部地区高于南部;东北地区不同植被生长季NDVI值不同,植被生长状况变化不同,但变化幅度较小;植被生长季NDVI受同期温度和降水影响显著,在旬的尺度上表现更为明显,其中温度对植被影响更大;东北地区植被NDVI对温度的响应存在10～20 d的滞后期,对降水的响应存在约20 d的滞后期.     

内蒙古温带典型草原物候期的变化研究

将不同函数方法拟合后的植被指数时间序列数据比较,选出最佳拟合方法拟合了锡林郭勒盟典型草原1990—2008年中14a的物候期和生长季长度,研究它们的时空变异规律.结果表明:1)返青期和枯黄期在空间上大体呈现从锡林郭勒盟东北到西南地区逐渐推后的趋势,在时间上,不同年份草原物候期变化程度不同;2)拟合锡林郭勒盟典型草原14a的平均物候期和生长季长度,发现返青期、枯黄期、生长季长度分别集中在110~150、300~320、190~200d,分别为提前、提前、缩短的趋势占优势;3)7年返青期观测值与拟合值差值平均值约为-4d,总体拟合效果较好.     

Spatiotemporal variability of vegetation phenology with reference to altitude and climate in the subtropical mountain and hill region, China

Understanding the seasonal behaviour of a subtropical forest and its inter-annual variation is crucial to understanding and monitoring its ecosystem function in the context of global warming. Based on the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) Enhanced Vegetation Index dataset, a wavelet transform method was used to investigate the inter-annual variations of vegetation phenology in a subtropical mountain and hill region in Fujian, China, during 2001-2010. The results show a distinct inter-annual variation of vegetation phenology related to climate variability even if most areas presented non-significant trends. The start dates significantly advanced and end dates delayed in 2003 and 2008, due to anomalously warm conditions. There was generally a gradient of increasing start dates, and earlier end dates of vegetation growing season, due to colder temperatures at higher altitudes. However, the altitudinal phenology relationship also depends on its corresponding rainfall conditions. Earlier start dates were observed at higher altitudes during rainfall deficit years such as 2008, which coincides with relatively abundant rainfall at higher altitudes. This paper reveals that vegetation phenology was coupled with altitudinal gradient, with distinct responses at different combinations of alternate temperature and precipitation conditions variability.     

基于多源数据产品集成分类制作的青藏高原现状植被图

充分利用多源植被分类/土地覆盖分类产品各自的优势,通过专门设计与青藏高原植被类型相适应的植被分类体系,选用集成分类方法,在数据可靠性的基础上遵循一致性的原则,制作了青藏高原现状植被图,其在现势性、分类体系的针对性和分类精度上均表现更优．从分类结果的现势性来看,青藏高原现状植被图较早期中国植被图能更好地反映青藏高原植被覆盖现状;从分类体系的针对性来看,青藏高原现状植被图采用了针对青藏高原植被专门设计的分类体系,有利于从多源数据产品中充分提取出具备高可靠性和一致性的植被覆盖信息;从分类精度来看,青藏高原现状植被图的总体精度（78.09%,Kappa系数0.75）较已有相关数据产品提高了18.84% ~ 37.17%,特别是对草地、灌丛等植被类型的分类精度有明显提升．      

安徽大别山区天然降雨对典型植被水土流失影响研究

基于霍山县水土保持试验站3个径流小区2013—2018年的连续观测数据,分析水土流失月际、年际变化特征,定量探讨不同植被类型（茶树、红芋、桑树）下各降雨（次降雨、降雨等级、降雨雨型）特征指标对坡耕地水土流失的影响．结果表明:1）4和7月为一年中水土流失高峰期;2013—2018年水土流失量变化趋势均表现为先迅速下降,后趋于稳定,到2018年出现上升．2）各降雨因子对于水土流失贡献度由大到小依次为降雨量（P）、降雨侵蚀力（R）、30 min雨强（I₃₀）、降雨历时（t）、60 min雨强（I₆₀）、平均雨强（I）．降雨量是影响产沙量的最重要因素;降雨侵蚀力对乔木和灌木产流影响最大．3）中雨和大雨年际变率最大,大暴雨场次少,但造成的水土流失情况最严重;Ⅰ型降雨是安徽大别山区主要的降雨类型,Ⅲ型降雨场次最少,但水土流失量远高于其他3种雨型,Ⅳ型降雨对水土流失影响最小．      

中国东北多年冻土区植被生长对气候变化的响应

基于归一化植被指数(NDVI), 分析多年不同冻土分布状态下植被生长的年际变化趋势及其与气候因子的相关性差异。结果表明: 1981—2014年, 中国东北多年冻土分布区针叶林的NDVI呈增加趋势, 与生长季温度正相关, 与生长季降水量负相关。随着冻土活动层深度增加, 针叶林NDVI的增加速度自北向南逐渐下降; 草原NDVI在非多年冻土区加速增长, 与生长季降水量正相关。混交林在多年冻土区与非多年冻土区对气候的响应出现明显的差异: 在多年冻土区, 混交林NDVI与生长季温度正相关, 与生长季降水量负相关; 随着冻土活动层加深, 与生长季温度从正相关变为负相关, 与生长季降水量由负相关变为正相关。原因可能与冻土活动层深度差异导致的不同水分供给条件有关。上述结果预示, 在气候–冻土耦合影响下, 未来气候变暖可能会促进针叶林和混交林逐渐北移, 草原可能会更多地占据非多年冻土区。     

鄱阳湖湖滩草洲发展畜牧业的试验研究

鄱阳湖是一个过水型湖泊,洪水季节,茫茫一片.枯水季节洲滩显露后,湿生草本植物相继萌生,是天然的季节性牧场.本文就鄱阳湖水位变化与洲滩显露淹没规律,植物的生物量,营养成分和自然载畜量,草洲利用现状,提出合理利用鄱阳湖湖滩草洲发展畜牧业的意见,并建议对现有畜禽品种进行改良和建立一个以水禽为主休的草洲畜牧业体系.同时,还应正确处理牧业与其他各业的关系,以及充分发挥草洲的效益.