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2013年政府间气候变化委员会(IPCC)第5次气候变化评估报告指出:1880-2012年,全球海陆表面的平均温度升高了0.85℃,到21世纪末,全球地面平均气温将升高0.3~4.8℃。气候变暖已对陆地生态系统造成显著的影响,对作为陆地生态系统主体的植被及其气候响应进行分析成为目前全球变化研究中的热点领域。而山地作为陆地生态系统中最为活跃的界面和最为脆弱的地理单元,是环境变化的驱动机和放大器,其变化对全球变化的响应更为敏感。山地生态系统同时还承担着生产生活资料的供给、自然生态保护的服务功能,其变化正引起学术界和社会的高度关注。探讨山地植被动态变化及其气候响应对于揭示和预测全球变化背景下山地生态系统变化机理具有重要意义,为其应对气候变化提供决策依据。因此,随着高精度遥感数据源的日益丰富,基于遥感影像数据进行山地植被覆盖变化及其对气候因子响应特征的研究受到国内外学者的广泛关注。 豫西山地是秦岭山系在河南境内的余脉,是河南省地势最高、面积最大的山地系统,处于暖温带和北亚热带、湿润和半湿润气候的交接带,是气候变化的敏感区。在全球变暖的大背景下深入研究豫西山地区近年来降水和气温的时空变化规律以及植被覆盖变化对降水和气温变化的响应特征,一方面可以为分析我国气候带的有关变化提供支撑材料,另一方面还可以为当地制定该区生态环境监测方案提供科学依据。本研究基于2000-2013年MODIS-NDVI、DEM、气温(1984-2013年)和降水数据(1998-2013年),借助MRT、ArcGIS、TIMESAT、ENVI、ANUSPLIN、Kriging、SPSS等工具,采用趋势分析、相关性分析等方法对豫西山地区近年来气温、降水量和植被覆盖的时空变化特征以及植被覆盖变化对气温和降水变化特征的时空响应进行研究。并以500m为步长,重点从不同海拔梯度的角度探讨豫西山地区植被覆盖、气温和降水量变化以及植被覆盖变化对气候因子响应的海拔梯度差异特征,进一步明确豫西山地不同地貌地形单元植被动态及其对气候变化的响应,以期为全球变暖背景下山地生态系统不同生态单元植被的恢复和保护提供决策依据。本研究的相关结论如下: (1)14年来豫西山地NDVI呈增长态势,增速为0.022/10a。在全球变暖背景下研究区植被表现为生长季的延长强于生长季提前趋势。 (2)从<500m到>2000m,豫西山地年均NDVI值呈先增后降,NDVI变化趋势随海拔升高逐渐减弱。 (3)豫西山地区年均气温空间分布呈现南高北低、东高西低的现象;30年来呈显著上升趋势(0.3℃/10a)。降水量自东南向西北逐渐递减;16年来降水量呈减少趋(54mm/10a)。 (4)随海拔增加,豫西山地区年均气温近似呈线性减少,经计算得到气温垂直递减率为0.4℃/100m。而随着海拔增加降水量表现为先减少后增加再减少的特征,最大值出现在1500~2000m区域。 (5)豫西山地 NDVI与气温的相关性在空间上表现为呈正相关的区域(34.9%)主要分布在研究区南部,呈负相关区域(65.1%)主要分布在伏牛山以北;与降水量的相关系数表现为自东南向西北逐渐递增,正相关区域(32.3%)主要分布在研究区西北部,负相关区域(67.7%)主要分布在研究区东南部。 (6)14年来豫西山地 NDVI与气温呈弱负相关(-0.177),与降水量呈弱正相关(0.163)。研究区气温对植被存在滞后效应,而降水量对植被的滞后效应不明显。 (7)豫西山地区不同海拔梯度的年均 NDVI与气温均呈负相关,随海拔升高相关性整体呈减弱趋势;与降水均呈正相关,随海拔升高相关性逐渐增强。表明豫西山地区植被动态受降水变化的影响大于受气温变化的影响,海拔越高越明显。