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呼伦贝尔草原物候遥感监测及其与气候因子的关系

张玉静  
【摘要】:气候变化影响草原植被在不同物候期的生长状况,草原物候期又影响地表和大气之间水分和物质能量的交换。研究草原植被物候期与气候因子的时空变化特征,探索物候变化对气候变化的响应,对实现放牧优化管理和揭示草原生态系统对全球气候变化的响应机制具有重要的科学意义。本文利用2000~2015年MOD09Q1数据集,采用D-L拟合法对NDVI时间序列进行重建,利用动态阈值法对呼伦贝尔草原植被物候期进行提取,通过分析植被多年物候期时空分布特征、气候因子时空变化特征以及物候期与气候因子的关系,得出以下结论:(1)返青期发生时间介于4月至6月上旬(平均为第138d),大部分地区的返青期发生在5月中下旬,占总面积的百分比为74.13%。枯黄期发生时间介于9月至10月下旬(平均为第277d),9月下旬的占比最大达到36.75%。生长季长度主要在3.5~6个月之间(平均为136d),4~4.5个月之间所占比例最大为38.07%。空间上,西部和北部返青期较早,枯黄期较晚,生长季长度最长;中东部返青期较晚,枯黄期较早,生长季长度较短。返青期和枯黄期均以提前趋势为主,分别在61.2%和63.83%的像元上表现为提前趋势。生长季长度以延长趋势为主,延长趋势的占比为54.95%。温性草原、温性草甸草原和低地草甸的平均返青期分别为第98、141和102天,平均枯黄期分别为第245、279和237天,平均生长季长度分别为148、138和134天。温性草原和低地草甸的返青期和枯黄期相较温性草甸草原都呈显著的提前趋势,返青期每10年分别提前43天和64天,枯黄期每10年分别提前54天和59天。生长季长度变化趋势都不明显,温性草甸草原和低地草甸呈延长趋势,而温性草原呈缩短趋势,每10年缩短约11天。(2)呼伦贝尔草原温度从南向北随着纬度的升高,温度逐渐降低。降水空间上呈现由东向西逐渐递减的趋势。北部温度呈升高趋势,而南部和中部地区温度呈微弱的降低趋势或无变化趋势。降水多数地区呈升高趋势,集中分布在中部和东部地区,降水减少的区域相对较少。春、夏、秋季温度均表现为降温趋势,冬季温度呈现升温趋势。春季和夏季降水量主要表现为上升趋势,而秋季和冬季降水量整体为下降趋势。(3)返青期与年均温、年降水主要呈正相关性,在较低纬度地区温度升高、降水增多促使返青期推迟,而在纬度较高、海拔较高地区促使返青期提前。冬春季温度升高会使返青期提前。冬季降水会使返青期提前,而春季降水会使返青期推迟。年均温和年降水对枯黄期的影响主要表现为负相关性,秋季温度越高的地方植被生长季结束的越早。春季降水对枯黄期的影响最大,春季降水会使枯黄期提前。生长季长度与年均、夏、秋季温度呈负相关总数所占比例都很高,温度越高,生长季长度越短,而春季和冬季温度则表现出促进作用。年降水对生长季长度总体上呈负相关所占比例较高。春季降水对植被生长表现出了较强的抑制作用,同时秋季降水表现出了很强的促进作用。


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