东北多年冻土区植被NDVI和物候变化研究

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多年冻土作为冰冻圈的重要组成部分对气候变化十分敏感。尤其是多年冻土上的植被,易受气候变化影响。植被不仅是陆地生态系统对气候变化响应的指示器,而且也会影响区域植被NPP与碳循环过程。东北多年冻土区位于北半球中、高纬度地区,是中国第二大多年冻土区,同时也是欧亚大陆多年冻土带的南缘,因此开展该区域植被NDVI与物候研究十分必要。本文利用LTDR、MODIS和GIMMS NDVI三种数据集对1982-2014年中国东北多年冻土区植被生长季NDVI、不同季节NDVI以及生长季始期、生长季末期以及生长季长度三个物候参数进行研究,同时结合气象数据,研究植被对于气候因子变化的响应,最后分析了多年冻土退化对植被的影响。主要结论如下:  (1)1982-2014年东北多年冻土区植被生长季NDVI整体上具有显著增加趋势;除草原植被外,针叶林、阔叶林、针阔混交林、灌木林、草甸、沼泽以及农田等7种植被类型生长季NDVI均呈显著增加趋势;进一步分析植被NDVI与气温和降水的相关性表明,研究区整体上受到温度的控制,即生长季平均气温升高,导致植被生长季NDVI增加。研究区内草原植被主要分布在呼伦贝尔高原,该区属于半干旱地区,植被生长季NDVI受降水影响显著。  (2)1982-2014年东北多年冻土区植被春季平均NDVI整体上具有显著增加趋势,通过相关分析得出春季温度是春季NDVI变化的主导因子,春季温度增加,有利于植被覆盖增加;植被夏季平均NDVI具有极显著增加趋势,通过相关分析得出夏季温度是夏季NDVI变化的主控因子,夏季温度升高,促进植被生长,局部地区如呼伦贝尔高原典型草原区域,该区属于半干旱地区,植被的生长主要受都降水的控制;植被秋季NDVI具有显著增加趋势,通过相关分析得出秋季植被的生长主要受到秋季降水的控制,秋季降水量减少,有利于该区植被生长。  (3)1982-2014年东北多年冻土区植被生长季始期整体上具有显著提前的趋势,植被生长季始期主要受到春季气温的影响,春季气温增加导致植被生长季始期提前;植被生长季末期整体上具有显著推迟的趋势,并与夏季气温和夏季降水量关系密切,夏季降水量减少或夏季气温增加均会导致植被生长季末期推迟;由于本研究区生长季始期的提前和生长季末期的推迟导致该区植被生长季长度具有显著延长的趋势。  (4)不同多年冻土区植被生长季NDVI与季节性NDVI均具有增加的趋势,分析不同多年冻土区植被NDVI与气候因子相关性表明,短期来看,多年冻土退化对植被的生长具有积极促进作用,但是长期而言,由气温升高所引起的植被覆盖增加的幅度具有减弱的趋势,多年冻土退化会阻碍植被的生长。不同多年冻土区植被生长季始期均具有提前趋势,植被生长季末期具有推迟趋势,由此导致不同多年冻土区植被生长季长度均呈现延长趋势。通过比较不同类型多年冻土区植被物候参数变化幅度,结果表明,短期来看,多年冻土退化对植被物候具有积极的作用,使植被生长季延长,但是长期而言,多年冻土完全退化可能会弱化多年冻土区对于植被物候参数所产生的积极作用。
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