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《中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心)》 2020年
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黄土高原植被变化及其对极端气候的响应

韩丹丹  
【摘要】:植被是连接土壤、水和大气的纽带,在全球变化中有着重要的作用。随着全球变暖,极端气候频发,强度增强,对植被的生长产生了重要的影响,导致植被覆盖状况的剧变。本文基于1982—1999年黄土高原GIMMS NDVI数据和2000-2017年MODIS NDVI数据与87个气象站日降雨、日最高温和日最低温数等气象数据,采用趋势分析、相关分析等方法,研究黄土高原植被覆盖度时空变化及其对极端气候的响应。得到以下研究结果:(1)黄土高原NDVI呈显著增加趋势。1982-2017年黄土高原NDVI以每年0.37%的幅度增加(p0.01)。黄土高原各月植被NDVI季节变化明显,呈单峰模式变化,从4月开始生长,8月达到峰值,在8月后,NDVI值整体呈下降趋势。空间上,该地区植被呈西北低东南高的分布格局,与1982年相比,2017年黄土高原西北地区植被覆盖状况明显改善,且分布在高值区的东南部植被覆盖状况也呈增长趋势。(2)极端气候指数变化中,极端气温指数变化趋势显著,而极端降水指数显著性检验不明显。极端气温指数变化趋势较为一致,即表征极端高温事件的指数(SU25、TMAXmean、TMINmean、TN90p、TXx、TNn)呈极显著的增加趋势,表征极低温事件的指数(FD0、TN10p)均呈现下降的趋势,极端降水指数未发生明显变化。极端降水指数(RX1day、RX5day、R50 mm、CDD)空间分布较为一致,均呈由西北部向东南部递增的空间分布格局。黄土高原中部和东南部降水更多,主要分布在子午岭林区、黄龙山林区、山西吕梁以及太行山区。较降水指数相比,各站点气温指数变化趋势显著。(3)不同时间尺度的极端气候指数与NDVI相关性表现不同。年际变化中,NDVI与极端气温指数(TMAXmean、TMINmean、TN90p、TXx、TNn)显著相关(p0.01);月尺度上,NDVI与极端降水指数(RX1day、RX5day)和极端气温指数(TMAXmean、TMINmean、TN90p、TXx、TNn)显著相关(p0.01);黄土高原地区NDVI与极端气温指数TMAXmean、TN10p、TN90p、TNx、TXx前1个月的相关性大于当月、前2个月、前3个月的相关性,说明植被变化对极端气候的响应具有一定滞后性。季节尺度,NDVI与极端降水指数未表现出明显相关性,而与极端气温指数显著相关;且春季和夏季的相关性高于秋季和冬季。
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