蒙古高原植被生长峰值期时空动态及其对气候变化的响应

植被生长峰值期(Peak of season,POS)是植被最重要的物候指标之一。本文基于GIMMS NDVI3g(1982—2015年)和MODIS NDVI(2001—2021年)数据建立两者之间的线性回归模型,研究了蒙古高原植被POS时空变化特征及其对气候变化的响应。结果表明,1982—2021年蒙古高原植被POS主要出现在第188~228天,即每年夏季6—8月,整体呈自西南向东北和自南向北逐渐提前的空间分布特征。除戈壁荒漠地区外,其余类型植被POS年际波动基本在10 d以内,年际变化较稳定。过去40 a间,研究区植被POS未出现显著的变化,变化介于–0.15~0.15 d/a。各植被类型POS变化趋势均不明显。从蒙古高原植被POS对气候的响应特征来看,季前3~5个月的降水量是影响研究区植被POS的主控因子,降水量的增加主要使植被POS呈推迟趋势,这种趋势在草地植被尤为显著,说明降水量的增加有利于草地植被在更长的时间内保持生长,致使POS推迟。在相对湿润和低温的森林、高寒草地和草甸草原等区域,降水量的增加使植被POS提前。气温和太阳辐射对研究区大部分区域POS的影响没有降水量强烈,在蒙古高原北部POS与温度之间呈负相关。在蒙古高原东北部地区太阳辐射的增加将POS推迟,而在中部草地将POS提前。

内蒙古植被生长峰值期时空动态变化及其对气候因子的响应

基于GIMMSNDVI和MODISNDVI数据,利用一元六次多项式函数拟合法,识别内蒙古植被生长峰值期(peakofgrowingseason,POS)时空变化,并在生态区尺度上分析植被生长峰值期与气象因子的相关性。结果表明,1982—2019年,内蒙古植被生长峰值期为第200—230天,即7月中旬至8月下旬,呈显著推迟趋势(0.12天/年)。森林生态区的植被生长峰值期较早,平均为第209天;草原生态区的植被生长峰值期主要分布在第210—225天,平均为第215天;荒漠生态区的植被生长峰值期晚于草原生态区,平均为第218天。1982—2019年3个生态区的变化趋势相同,呈推迟趋势,其中荒漠生态区显著推迟。森林和荒漠生态区植被生长峰值期受降水影响较大,而草原生态区受温度影响较大。

2001—2020年北半球中高纬度植被生长峰值期和峰值对气候的敏感性研究

植被夏季生长峰值期和峰值是植被极为重要的物候和生长指标,对年生产力的大小具有决定性作用。论文利用2001—2020年MODIS EVI数据和双Logistic四参数模型,识别北半球中高纬度植被生长峰值期与EVI峰值时空变化特征及其对气候的敏感性。研究结果表明:(1)在过去20年间,植被生长峰值期主要发生在6—8月,并随着纬度的升高呈先提前后推迟趋势,但如果忽略70°N以北地区的少部分陆地,植被峰值期随着纬度升高呈提前趋势。植被EVI峰值主要介于0.2~0.6之间,整体上高纬度的值低于低纬度。(2)区域平均植被生长峰值期呈不显著提前趋势(0.12 d/a,p>0.05)。在空间上呈提前趋势(60.3%)的像元占比大于呈推迟趋势(39.7%)的占比。EVI峰值以0.01/10 a(p<0.01)的速率呈显著增加趋势。在空间上,研究区74.5%地区的植被EVI峰值呈增加趋势。(3)2001—2020年间,春夏季气温、降水量和云覆盖对植被生长峰值期(EVI峰值)的影响最广泛,其中气温对植被生长峰值期和EVI峰值的影响最强,在高纬度地区对两者产生不对称作用,在低纬度地区气温的升高可能通过干旱等事件将降低EVI峰值。而降水量和云覆盖对峰值期和EVI峰值的影响在空间分布上相对复杂,空间异质性强。研究结果可为阐明北半球中高纬度地区植被物候和生长变化规律及其对气候变化的响应特征,以及对生态系统的影响过程和预测提供数据支撑。