基于NOAA NDVI和MSAVI研究中国北方植被生长季变化

利用1982～1999年的NOAA／AVHRRNDVI和MSAVI指数监测了中国北方植被生长季变化规律，主要内容包括：（1）不同植被类型的生长季变化监测。提取植被的1982～1999年NDVI和MSAVI时间序列，利用阈值法和滑动平均法逐年估测植被类型的生长季的开始、结束日期及长度。对估测的生长季开始、结束时间和长度进行一次线性拟合，得到了18a中植被生长季的开始、结束日期和长度的线性变化趋势；（2）不同区域的植被生长季变化监测。将中国北方13省、区按纬向划分为32～36°N，36～40°N，40～44°N，44～48°N，48-52°N等5个区域。基于最大变化斜率法估测了不同年份的生长季开始、结束和长度；（3）研究区域植被生长季的空间变化监测。利用曲线拟合出1982～1999年像元对应的空间位置的植被平均生长季变化，然后讨论了多年平均的植被生长季的空间分异规律，并利用一次线性拟合分析了这18a的植被生长季的变化趋势。结果表明：部分植被类型生长季的开始日期提前，结束日期推迟，而生长季长度延长，提前或推迟的天数不一，如典型草原、荒漠草原、寒温带山地落叶针叶林。而一些植被类型的生长季并没有表现出这样的趋势，而是开始日期延迟或结束日期推迟，如温带落叶阔叶林。不同纬度带的植被生长季变化监测表明，大部分纬度带植被生长季开始日期都表现出不同程度的提前趋势，生长季结束日期表现出推迟的趋势，整个生长季长度表现出延长的趋势。中国北方植被生长季空间变化研究表明，青海、甘肃、陕南地区的植被生长季开始较早。新疆天山、东北北部、青海、甘肃的部分地区植被生长季结束较早。东北、青海、新疆的大部分地区的植被生长季有明显的延长趋势，整个研究区内有一部分地区的植被生长季长度表现出缩短的趋势。

中国中高纬地区植被物候对干旱的响应特征研究

植被物候直接影响其生物量,调控生态系统碳循环过程。目前,气候变化(尤其干旱)对中国中高纬度植被物候的影响依然不清楚。因此,文章基于GIMMS NDVI3g数据集,提取中国30°N以北地区中多种植被类型生长季的开始日期(Start of the Season,SOS)与结束日期(End of the Season,EOS)两物候参数。然后结合野外观测数据,验证提取物候参数结果可靠性,并结合饱和水汽压差(Vapor Pressure Deficit,VPD)与改进后的标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)探究植被物候对干旱的响应特征规律。结果表明:(1)不同地区的植被物候变化呈现明显的差异性,单季植被与双季植被第1个生长季的SOS集中在每年的第30~180天,而双季植被第2个生长季的SOS集中在每年的第200~220天。单季植被与双季植被第1个生长季的EOS主要集中在每年的第180~300天,双季植被第2个生长季的EOS主要集中在每年的第260~300天。(2)森林季前VPD的上升导致植被的SOS提前及EOS延迟;草地季前VPD上升导致植被的SOS滞后以及EOS提前。(3)研究区内大部分地区的SPEI与植被的SOS、EOS均呈正相关,即干旱促使该地区植被的SOS、EOS提前。

中国温带草原和荒漠区域春季物候的变化及其敏感性分析

[目的]在全球气候变化背景下,分析中国温带草原和荒漠区域春季物候变化趋势,探索该区域春季物候与气候因子之间的关系。[方法]利用1982—2015年归一化植被指数(NDVI)数据集,提取中国温带草原和荒漠区域植被生长季开始日期(SOS),评估整个研究区及草甸、草原和荒漠SOS的线性趋势。利用偏相关和多元线性回归方法,分析SOS与季前(5月—上一年11月)温度和季前降水的关系,并分析SOS对气候变化响应的空间模式。[结果]1982—2015年中国温带草原和荒漠区域SOS以0.14d·a^-1的速率显著提前。空间上,68%的地区呈提前趋势,32%的地区呈延迟趋势。SOS与不同季前时期的平均温度和降水均呈负相关,且与季前平均温度的相关性更显著。SOS分别与季前40d平均温度和季前200d降水的相关性最大。1982—2015年,季前(40d)平均温度上升1℃,SOS显著提前1.31d;季前(200d)降水增加10mm,SOS提前0.44d。空间上,长期平均季前(200d)降水增加10mm,SOS温度敏感性增加0.093d·℃^-1,SOS降水敏感性降低0.019d·10mm^-1。[结论]过去34年中国温带草原和荒漠区域SOS表现提前趋势。季前平均温度是控制SOS变化的主要因子。季前平均温度升高和季前降水增加会导致SOS提前。季前降水决定SOS温度敏感性和SOS降水敏感性的空间格局。季前降水越多的地区,SOS对季前平均温度越敏感;季前降水越少的地区,SOS对季前降水越敏感。