蒙古高原植被返青期对气候、积雪、土壤水变化的响应特征研究

植被返青期是植被生长过程中的重要阶段之一,探究植被返青期的变化及其影响因素具有重要意义。目前,将积雪与气温、降水等结合,从而探讨植被返青期影响机制的研究还比较少,因此研究基于MODIS NDVI、积雪产品以及ERA-5再分析等数据,采用累计NDVI的Logistic曲线曲率极值法、趋势分析、相关分析以及敏感性分析等方法,探究2001~2018年蒙古高原植被返青期时空变化特征及对气候、积雪、土壤水变化的响应机制。主要结果表明:近18 a蒙古高原植被返青期平均在123 d左右,整体呈现出不显著推迟趋势。其中西南地区和大兴安岭地区返青期最早,萨彦岭和杭爱山返青期最晚。蒙古高原返青期与积雪覆盖度、积雪日期、积雪终日呈显著正相关的区域均>30%,与融雪期温度呈显著负相关的区域>25%,与积雪期降水、土壤水分及积雪初日的相关性较弱。研究得到积雪对于植被返青期的影响显著,其因子敏感度排序为:积雪覆盖度(0.467)>积雪日期(0.184)>融雪期温度(0.113)>积雪终日(0.028)。

近20年蒙古国植被春季返青期时空变化特征

目的:植被物候是气候变化的敏感指示器,在全球气候变化背景下,研究蒙古国植被物候变化特征和趋势对揭示蒙古高原植被活动和气候变化的关系及其响应格局具有重要的科学意义。方法:本文以蒙古国为研究区,利用2001-2019年MOD13Q1 NDVI数据,采用动态阈值法提取研究区植被春季返青期信息,并结合自然区划,分析了不同区域植被返青期变化趋势的差异。结果:蒙古国不同植被类型多年平均返青期的范围介于第124d~135d之间,主要集中在3月底至4月上中旬,高山区森林植被、高山苔原、森林草原和草甸草原的返青期集中在第120~130d,草原和干草原返青期集中在第130d~140d。不同植被类型返青期年际波动特征明显,其中高山区森林、山区苔原和森林草原植被返青期呈提前趋势,每10年分别提前4.7d、7.1d和2.7d,而草甸草原、草原和干草原植被返青期呈推迟趋势,每10年分别推迟3.4d、4.4d和6.1d。结论:研究结果对于指导当地的农牧业生产以及生态保护利用等具有重要意义。

基于不同植被指数的天山北坡草地返青期遥感监测初探

草原返青期做为草原植被物候期的始期,掌握返青期的动态变化情况,对于了解草原生态系统全年的情况具有重要意义。为探究不同植被指数反映草原植被返青情况的效果,本文以天山北坡不同草地类为研究对象,结合地面观测点数据,根据草原植被物候期的发展规律,使用MYD13Q1(16 d,250 m×250 m分辨率)数据,并对数据中的NDVI、EVI、红外波段、近红外波段分别进行镶嵌、重采样、加投影等预处理过程,随后进行波段运算处理,得出不同的植被指数,再利用ArcGIS软件进行空间分析处理,以遥感的方式反演出地面监测点的返青情况。结果表明,利用植被指数对天山北坡的温性荒漠类草地进行监测得出的结果与地面监测结果一致,利用光谱指数对温性荒漠类草原植被的返青期监测是一种可行的方法,其他草地类的遥感监测还需进一步的研究。

秦岭山区植被春季物候的海拔敏感性

植被物候作为自然界规律性、周期性的现象,对自然环境尤其是气候变化有着重要的指示作用,研究其时空变化特征对陆地植被生态环境监测具有重要意义。本研究采用Savitzky-Golay滤波法重建秦岭山区2001—2018年MODIS增强植被指数时间序列影像,利用动态阈值法提取研究区春季物候信息(返青期),并对返青期多年平均值和年际变化与海拔、坡度进行相关分析。结果表明:海拔每升高100 m,植被返青期推迟1.82 d;返青期的年际变化趋势主要集中在0~5 d·(10 a)^(-1)。其中,呈推迟趋势的像元主要分布在低海拔地区,呈提前趋势的像元主要分布在高海拔地区。高海拔地区返青期的年际变化比低海拔地区复杂;秦岭山区植被返青期存在南北差异。北坡植被返青期多年平均值较南坡早2.9 d,南坡植被返青期的推迟程度大于北坡。南北坡植被返青期的年际变化在低海拔地区呈推迟趋势,且南北坡相差不大,而提前趋势在中高海拔地区存在显著差异。