石羊河流域上游山区植被时空变化及其对区域气候的响应

石羊河流域上游山区植被时空变化及其对区域气候的响应

本文利用1998年4月-2008年7月的SPOT-VEGETATION NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) 1km分辨率的时间序列数据和降水、气温数据,采用一元线性回归、趋势分析、变化幅度百分比、相关分析等方法,从时间和空间两个尺度对石羊河流域上游山区11a间的植被变化特征及其与降水和气温的关系进行了研究,旨在揭示该区植被变化对区域气候变化的响应。本文的主要研究结果如下： (1)植被NDVI空间分布特征：研究区植被NDVI的分布随海拔的变化规律明显。从东北向西南随着海拔高度的增加NDVI的值先增大后减小,植被从东南-西北方向呈带状分布。 (2)植被NDVI的时间变化特征：从1998-2008年,研究区植被NDVI整体呈上升趋势,不同类型植被的年均NDVI和春、夏、秋各季的平均NDVI都在上升,植被生长季在延长。从不同NDVI聚类类别来看,年均NDVI小于0.15的低覆盖类别,NDVI呈下降趋势,其它类别都呈上升趋势。植被从4月开始返青,植被状况最好的月份出现在7、8月份。 (3)植被NDVI的空间变化特征：近11年来研究区的大部分地区植被活动在增强的同时,局部地区出现了植被退化或恶化现象。植被覆盖增强区占研究区总面积的73.36%,退化地区占17.47%。NDVI呈下降趋势的地区主要分布在高海拔地区以及研究区东部土地利用类型为耕地的地区。NDVI变化趋势随海拔变化的规律明显。 (4)植被NDVI变化与气候变化的关系：①研究区年均NDVI与年降水量呈显著正相关,与年半均气温呈弱的正相关,表明研究区植被对降水的敏感性高于对气温敏感性,年降水量是影响年均植被状况的主要因素；②研究区季均NDVI与降水之间存在滞后性,降水对植被的生长起促进作用。除春季之外,夏季和秋季NDVI受降水的影响大于气温。气温对植被的影响主要体现在春季的促进作用和夏季的抑制作用,春季气温的上升可能是导致研究区春季平均NDVI上升的主要原因,是植被变化对全球变暖响应的重要信号；③不同区域气候对植被的影响不同,植被对气候的敏感性也不同,NDVI与降水量和气温之间的相关系数随海拔的变化关系比较明显,正相关地区与负相关地区的界限明显。④不同类型植被体现出对降水和气温不同程度的敏感性,降水对三种植被类型的促进作用为耕地>草地>林地,春季气温的促进作用为林地>耕地>草地,夏季气温的抑制作用为耕地>林地>草地。