(
湖泊科学),2018,30(5): 1429-14-7
DOI 10. 18307/2018.0524
© 2018 by Journal of Lake Sciences
基于MODIS数据的博斯腾湖流域植被变化及其与气候因子的关系+
万
洪
秀
1
,2,覃志豪1,3!!,徐永明4
(1:南京大学国际地球系统科学研究所,南京210093 $
(2:中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室,南京210008)(3:中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京100081 $(4:南京信息工程大学遥感与测绘工程学院,南京210044$
摘势
要:以博斯腾湖流域为研究区,基于2001 — 2016年时间序列的MODIS
照
时
数
和
相
对
湿
数据分析了研究区植被的时空变化趋
与
气
候变
因
子化
,并结合流域气象站点的气温、降水、日度数据分析了植被生长季累积和16天
长
季
累
积
年
变
化
率
为
之间的响应特征.结果表明:(1 $流域植被覆盖变化呈改善趋势,生0314 K1,16天
率均为正值,植被改善趋势显著区域主要分布在高山草原湿地和农业灌溉区边缘的新增农田.(2$植被生长季累积 主要受降水和相对湿度影响,植被总体生产力与水分条件关系最密切,生长季逐16天
与
同
期
气
温
和
日
照
时
数
在
植
被生长初期和末期关系显著,而与降水没有显著的相关性,说明植被短期瞬时长势对热量条件更为敏感3 3 $在植被生长
不同阶段对气候变化具有不同的滞后效应,其中植被生长初期和末期对气温有03 ~ 1个月的滞后,生长盛期对降水有
0.5~3个月的滞后、日照时数有1.5~2.5个月的滞后、相对湿度有0.5~2.5个月的滞后,揭示了植被不同生长阶段水热条
件对其生长韵律的控制差异.
关键词:气候变化;物候学;MODIS
时滞效应;博斯腾湖流域
Variation of vegetation cover and its relationship with climatic factors in theBosten Lake Basin using MODISdata
WANHongxiu1'2,Q
INZhihao
1'3** &
XUYongming4
(1: International Institute for Earth SystemSciences,Nanjing University,Nanjing 210093,P.R.China$(2:
State Key Laboratory of Lake
Science
and Environment,Nanjing Institutt
of Geographyand
Limnology,Chinese A
of Sciences,Nanjing 210008,P.R.China$
(3 : Institute of Natural Resources and Regional Planning,Chinese Academyof Agricultural Sciences,B e ijing 100081,P. R.
China $(4: School
of Remote Sensing
and
Geomatcs Engineering,Nanjing University of Information
Science
and
210044, P.R.China$
Abstract: The response of vegetation to climate at different scales provides synthetic understandings of environmental changes. I this paper,the spatio-temporal
variation
of the
vegetation and
its
relationship witli
climatic
factor
in
stiadied based on MODIS NDVI dataset. The correlation and time lag bet^veen the NDVI (16-day NDVI and cumulative NDVI in growing season $ and the climate factors ( air temperature,precipitation,sunshine duration and relative humidity $ were investigated during 2001-2016. The results show that: (1$ The cumulative NDVI in growing season exhibited an increasing trend by 0.014 a 1. The most significant increasing areas are mainly located in the lower edge of permafrost belts and the new irrigated farmland areas. (2$ The
interannual variation of vegetation cover
was
strongly related with the
water conditions.
The
significant
16-day NDVI and the climate factors had highlighted the significant impacts fromtemperature and lower correlation with precipitati- on,which indicated
that the
short-term growth
of vegetation
is mainly sensitive
to
thermal
conditions. (3$ The ti
*国家自然科学基金项目(40701025, 41671028$资助.2018-04-26收稿;2018-06-11收修改稿•万洪秀(1978~), 女
,助理研究员;E-mail :hxwan@niglas. ac.cn.
!!通信作者;E-mail: qinzh@caas. net.cn.
1430! #$% '((湖泊科学),2018,!0(5)
between 16-day 2DF/ and the climate factors showed that vegetation had different time-lag effects on climate change during different growtli stages. There was a 0.5-1 month time lag
effect on temperatiare
during
the early and
late
stages
of tlie
growin
ever, the most significant effect during the fast growing seasons was the 0.5-3 month time lag on precipitation. This difference revealed the mechanism rhythms of hydrothermal conditions on the vegetation growth at different stages.Keywords:
Climate change;
phenology; MODIS
2;34%
time
lag
effect;
Bosten
Lake
Basin
植被是连接土壤、大气和水分的自然纽带,在全球变化研究中具有“指示器”的作用[14].作为反映植被 生长状况最有效的参数之一[45],归一
.近几十年
间分辨
和
GIMMS、SPOT/VGT
EOS/MODIS
数(2DV4)在
与气
等.国内外
学
监测研究中 关系提供
广泛的数据源,
对气[11].
传感器技术的发展为深入探讨
于这些长时间序列2;V数据开展
环境恶劣,
对气
的 研究[610].国西北地区是典型的干旱半干旱地区,
对气
针对西北地区 的响应,李等[1!]于北地区1982 — 2001年 的研究认为降水是
影响西北地区植被变化最主要的自然因素;Zhao等™则认为干旱半干旱区2;V4变化主要受生长季降水量 和蒸散发的
;李净等[14]研究
北地区近30年
来
上
升
趋
势
,且降水
受水热
的
控制存在
主要因素;杜加强等[15]对 月
份
.现有研究主要 域作为
塔 于
盆地的一
30年2;V4变化研究 于区域和行政单元,对
对水热 显著,流域
点观测
的
显著增加趋势, 过程的
的过程
和滞后性研究较少[16].[1718].博斯腾湖流域属于
和空间差
征,揭的
提
的水文单元,可以更好
域,
和湖
/时间序列数据
对水热
的 貌空间
长体现了比较明显的季节 ,研究植被2
对气候因子的
对气
[1920],在区域气
MODIS2W
域过程研究中具有良好代
域气
[2122].本文以博斯腾湖流域为研究区,
;V4
示不同生长阶段的 供科学依据.
1
其对气 ,为正确认识
材料与方法
1.1研究区概况
83°
I
84°
I
85°
I
86°
I
87°
I
博斯腾湖流域位于塔里木盆地北缘的天山 南坡(41。25,~43。34,],82。57,~博斯腾湖及上游开 域,总面积约4.33X
88
。18,6),包括
下游孔雀河部分区图
1
104 km2().流域西北部 在
2400~4500
天山中段的高位山间盆地,
m
之间,气候为高寒山区气候, 覆盖以高寒
草甸、高寒草原和高寒低 的牧区,年
276 mm
2000
草甸为主,是典
.51
气温-4,年 降水量
1000~
;流域东南部为焉耆盆地,海拔在之间,属暖
大
m
干旱气候,土地覆
盖
图
1
自上而下包括高山草甸、草原、荒湖
50 ~ 80 mm
研究区地形、水系及气象站点
漠、农 降水量—
等,多年 气温
8.61
,年
Fig. 1 DEM,stream networks and meteorological stations of the study area
.中国内陆最大的淡水湖
域的
部
盆地调
博斯腾湖位于
与孔
的中心,对开
节
1.2
具有重要的
[20,22].
数据来源与处理
数
数据主要 合~
32
2001 2016年数,每年共23 成,以此类推.M
TERRA/MODIS
1 1
数月
品
MOD
1
13Q1,数据为250 m天的最大
成,第
2
分辨率的1
6
天
17
成
4
.其中,第
ODIS
为第
1
~ 1
6
为第天的最大 数据除了 1景数据之外,其月份
万洪秀等:基于MODIS数据的博斯腾湖流域植被变化及其与气候因子的关系
含2景数据(表1 ),16年共368景影像.对下载 的数据进行镶嵌、投影转换与裁切等处理,得到 研究区2001— 2016年逐16天合成时间序 列数据.地面气象数据包括来自研究区范围内5 个气象站点(巴伦台、库米什、巴音布鲁克、焉耆 和库尔勒)的气温、降水、日照时数和相对湿度.对这5个站点2001 — 2016年逐日气温、降水、日 照时数和相对湿度进行16天合成计算,以与16 天合成相对应.1.3研究方法
在植被覆盖率低的干旱半干旱地区,通常采 用
均
值
0.1
月份
1431
表
1 MODIS
数据逐月对应的数据情况
Tab.1 Adopted monthly MODIS data
第几天第几景影像月份第天第
12
1、1733、4965、8197、113129、145161、177
1、27
8
193 、209225、241257、273289、305
321337、353
13 、 1415 、 1617 、 1819 、20
21
3、45、67、89、10
11、12
345
6
9
101112
23
作为阈值来界定植被的生长季化24].根据博斯腾湖流域2001 — 2016年8
平均16天合成
年内变化规律,确定博斯腾湖流域植被生长季开始于4月的下半月(第景),结束于10月的上半月
(第19景).每年生长季共有12个上、下半月数据,将这12景数据进行累加,得到生长季累积 (即# 2;3)作为植被变化分析的基础数据用于后续分析.
逐像元利用最小二乘法对因变量数据进行一元线性回归分析,拟合出的回归斜率'*&(即年变 化率)表征植被在该时段内的变化趋势.计算公式为:
-1 #() NDVI) - #NDV3= —^----------------)~^— (1)
-•yO2
! = 1 -d! = 1
式中,-为监测时间(年数),2DV4为第f年的#2D3值.若'*&零,说明植被变化呈增加趋势,反之植被 变化呈下降趋势.
为了研究植被不同生长阶段与水热条件的关系,分别计算X2DV/和16天2量、平均日照时数和平均相对湿度的相关系数,公式为:
# [(_ -, 〇1
_)(B
DV4
与平均气温、累积降水
-)]
=
(2)
槡
式中,-为样本数,_和
B
(_-_)
2
.#(
F
B
_
B)2
分别为两个变量的观测值,_和
8
分别为两个变量的均值,5XY表示两个变量间线
性相关强弱的程度,采用
2
检验并查询相关系数的临界值表来判断相关系数的显著水平.
结果与讨论
2.1植被的时间变化从
2001— 2016年流域植被覆盖变化(图
2)可知,16年间2DV4多年平均值为2.85,年变化率为0.014,
DV4
在0.05水平上达显著.从不同阶段变化来看,研究区#2从2001年的2.73上升到2002年的2.95,然后
快速下降到2004年的2.66,之后在2005 — 2015年期间呈相对平缓的上升趋势,到2016年快速上升到3.17. 在16年间研究区的植被覆盖状况整体上有所改善,这与之前对该流域植被2013年前2DV4年际变化呈不 显著减少趋势的结论有差异-25],主要原因是2014 — 2016年期间研究区2DV4迅速上升(图2),这是由大尺 度区域性降水量的增加所引起的[26].植被对气候变化响应的研究中需要关注不同时空尺度变化过程,研究 时段的选择会影响植被变化趋势和突变点的差异[27].
从逐16天2D
V
植被短期覆盖状况分析(图3)可以看出所有时期2DV4的变化率均为正值,9月上半月
1,其
和4月下半月植被生长的年变化率最大,超过了 15.50X10-4 K次为
6
月下半月和
6
月上半月,分别为
14.67x10-4和14.04X 10-4 K1,5月上半月和8月上半月2DV4的年变化率相差不大,约为13.50X 10-4 K1,其 后分别为8月下半月、7月上半月、9月下半月、5月下半月、7月下半月和10月上半月,其中仅
6
月下半月
1432! #$% '((湖泊科学),2018,30(5)
年
补
给
变化率在0.05水
长萌
芽
平期
上滞
后
显有
著.结合前期流域气候和冰川等变化研究认为这主要与期间冻土消融
、积 关[21].
3.3
3.2
1 0
-逆DVI
□逐16天M)FZ年变化率显著(P<0.05)
,年平均-4年滑动平均值
9
运2
飈
2
6
.52.4
【二]c_] ^3 ^3 ^3 t-H
y = 0.0142^ + 2.7303
R = 0.5756 (^<0.05)
oooooooooooooooo
图
2
t-H r-^ y—* **>〇
研究区植被生长季累积2;3的时间变化过程 图3 2001 — 2016年植被逐16天NDVI年变化率
Fig.^ Accumulative NDVI dynamics
during growing seasons
Fig.:3 Change rate of 16-day NDVI
during
2001
- 2016
2.2植被A/D
研
究
W
区
的空间变化
2001
2016年平均#ND3的空间分布(图
4a)可以看出,博斯腾湖流域西北部和东南部植被
山
受
分布的
长 覆
盖
地
具域
有明显的空间差异.流域西北部除冰雪覆盖的
在
#NDVI<0之
旺
盛
外,其区
#NDVI均33以上,其中巴音布鲁克草原、开
盆地大部分区域 和农业 势
较
低
域大部分地区
低
,#NDVI在43
与
以上.东南部 西北侧之间的
域
域
部
地
#NDVI<1.0, ,而博斯腾湖湖区
受气 ,
分
比
较
集
中
较
#NDVI>3.0.流域西北部地势较高,
和
供
了
丰
富
的
覆盖 水
资
源
大,
,位于中心的博斯腾湖为
大于气
的
势区势空出间湖分口其布下博
,该区
覆盖受 域
2001
[28].
(图游斯
2016年
小改
趋湖
4/)
部腾分湖区
域
, ,而在部
趋,这
势一的差分空异巴区间主音域特要布
鲁
微克
少草
原显
趋势的区域和
主要在北部
中天山部分山区和博斯腾湖 业灌溉区边 主要受 等
[28]的前期研究
切
关
系.
相
近
,
现
显
的 著等
改
善
趋
盆地的农,这
部
分
区
域
善趋,尤
征与与
王
势
增加趋势.彳 间分布范围上略有
涛[25]和哈丽旦•司地克2016年
研
究
区
2014 NDVI明
显升高有密
图4研究区2001 — 2016年年均#NDVI(a)及变化趋势(b)的空间分布
of
tlie
average accumulative NDVI
( a)
and
the
change
Fig.^ Spatial distribution trend
during 2001-2016 in the study area
万洪秀等:基于MODIS数据的博斯腾湖流域植被变化及其与气候因子的关系
2.3植被与气候因子的关系
区
影
响
域
植被覆盖的变化不仅受到气温和降水量的影响
1433
,还
季对
受到日照时数征
和相对湿度等能量和水分条件的
[3’8'].此外
累
积对为
湿
与度
,
气
对气 的
化
从
图累积
与
往往还具有一定的滞后 [27,29].
子
的正关 主
要
受季
降降
水水同
相相关关
性
从相显和量研
究关著相的大性水对影到较平小强
依
次
为
2.3
降数
.1
候要
素变5可以
积气与温降和
水
,生
和照湖日腾干因
素
长相时流
累积气候因显
:
水分
、相
别
、日
照时数和气温.年
覆化存
主在
相盖要一
关
著
,且
07444和
年 关结
性论
较一
.
0.4955
,
年累数
,相
生
,相
, ,与
关系博斯
腾湖流域 与
气
温较
要
由
研
的小究
相的区
与水分关系更为密切.博斯
弱致
域区认
变识
受定
响
,而
气温关
主
存在
,这,而
与与
Zha?等[13]为干旱驱
半动
旱的
长
[12].不
、研
究 和研究 的不同所致.
3.2
3.1 .R=0.0230 (P>0.05)
m
y- :-0.006U +2.8943,
3.2 3.1 ^ 3.0
3.0
2-9
嶼2.8 I
2.7
2i
1 2,
嶼2.8
2.7 2.6
〇6.57.07.5
t
8.0
100
>;
140 160 180
年均温/
3.1 ■ 3.0 ■
年降水量/mm
3.2
-& 3.0
= 0.0265jc+1.499
= 0.4955 (P<0.05)
>^ = -0.1572x: +4.033 i? = 0.3095 (P>0.05)
釅 2.8 ■
晨 2.9.
1
2-9
略2.8
2.7
2.6 L
7.0
7.2
7.4
7.6
7.8
8.0
均
温
、累
积
降
26464850 52 545658
日照时数/h
图
相对湿度/%
与
年
水
、日照时数和相对湿度的相关性
5研究区植被累积
Fig.5 Correlation between accumulative and average annual temperature,accumulative precipitation,
sunshine duration and relative humidity in the study area
2.3.2逐16天与气
候要
素变化由2001 — 2016年博斯腾湖流域气温、降水、日照时数和相对湿度逐
中上
16天的年变化率(图6)可知,逐16天气温年变化率既有增加也有下降,其
为
,达显显
4月下半月增加率达
显
著
;降水年 不
著
;相
显对
著
0.151/
大多以
a,但不显著,5月下半月气温下降最明显,年
增
加
趋
势
为
主
,其以
少
,其
增中
中加
-0.161/a,在0.05水
5月下半月增
为
主
为明显0.96 mm/a,但所有月份降水
,达
;逐16天日照
有增
显
,年
数年 也率
约
有为
减
,7月上半月增 0.17 h/a,且在0.05水上显
4月下半月减少趋势
在
,年 -0.65%/a,5月下半月增加趋势
0.39%/a,均0.05水平上显著.
期
气
候
要
素
变
化
的
响
应
特
征
,分
析
植
被的
数月分
别和
在
变关化系与
当
期
、前
为了研究 长对不
、前
0.5月、前1月、前在
1.5月
月前半
下期月月
半气
、前月温
2月
和
2.5月和前3月气温、降水、日照时数和相对
较
大
,相
关下系半
(表2).当期
上
达
显
著
水
平
4
9月下半月受同期气温(T0) 0.01和
上
半
0.05水
月
有
,与
(T1〜T6)在4月下半月、5月上、下半月以及9月10月0.5个月的滞后,5月上
6
有的
1个月的滞后;植被变化受同期降水(P0)的影响均不显著,与前期降水(P1〜P
滞
后
,(月
下
半
月
和
)在
月
有
7月上半月有0.5 1.5个月的滞后,
7月上、下半月有1个月的滞后,7月上、下半月和8月上半
1434! #$% '((湖泊科学),2018,!0(5)
□气象因子年际变化显著(
0.18 n
(
W3b)/#(§sir
尸
<〇.〇5)
□气象因子年际变化不显著(
(
B1藏蓄
~只
>0.05)
0.120.060-0.06 - -0.12-0.18-
^铿
o-I
n
图6博斯腾湖流域2001 — 2016年逐16天气温
、降
水量
、日
照时数和相对湿度的年变化率
Fig
.6 Interannual variation of temperature,precipitation,sunshine duration and
relative humidity
du
ring 2001-2016 in Bosten Lake Basin
&月下半月和
下
半
月
和
8月上、下半月有2个月的滞后,5月
在
上半月、8月上半月上
和半
U月上半月有2.5个月的滞后,8月
月
和
U月下半月有3个月的滞后; 4月下半月、8月U月上半月受同期日照时数
下半半月月有和
(S0)的影响显著,与前期日照时数(S1〜S6)在
月后
有
4月下半月、5月上半月、8月下半月、U月
下
半
月
和
10月上半
0.5个月的滞后,4月下半月和7月上半月有1.5个月的滞后,4月
上
半
月
和
7月下2个月的滞
显月
和
著
,与
,5月7月上半月有2.5个月的滞后;
6
4月下半月受当期相对湿度(H0)
月
和
前期相对 半月征
月上,对
研有半前究
(H1〜H6)在月下半月、7月上半10月上半月有0.5个月的滞后,6月下半7月上
,8
1个月的滞后,7月上半月、8月下半月有
月
有
1.5个月的滞后,7月下半月、8月上半月有2个月的滞后
长对同期不同的气候要
有
2.5个月的滞后.由此可见,在博斯腾湖流域
间长度的滞后性.
主要在
长水
,但
盛降期水
有比
0.5〜3月气候要素还具有不
结
果的
表
明
,
对气 不
显要
长
的
重收著强要有,但于水一较大
以显
2
的 在降源个显降
长初期和末期,且存在0.5〜1个月博
斯
的腾
滞湖
后流
期域
,
对降水 0.5〜3个月不等的滞后效应.
气
温
对
可能 增
大
长对气温的
北部
水
、
的量对
降
滞增
后加
时间
,
长.这覆
盖长
度
于在流域西
,气 过著水滞
程, 的为本
一认主致长识,因此
也一有致气
.而降水在土壤
长
部
分
中的循环和 日照
内输送、吸长水的滞后期延.
时期
受
时数
和相对
域植被受气温的 对
降
水
的
一为强性般明
0.5〜2.5个月不等的滞后性.这些研究
,对降水的 温
的也温
与一天
般山
以山受
为
的结论有
1
与在西北黑[-°],
与新疆
河上中 地区
于月
个,对
时滞
区日
在照
个月为上
主的
,
变
对前期降水与对化
与
同这
期些
结气论
同期气温的
、日照一
致
,但
程度较相降
关水性相较关
的 [31], 于
气
旬
时数
与
期
,降水的滞后强
和
日
照
时间
,以
时数
的滞后期较长
时数
相关性弱的结论存在 [32].研究结论存在 的原因主要是不
万洪秀等:基于MODIS数据的博斯腾湖流域植被变化及其与气候因子的关系1435
同区域植被在不同生长化对气候要素变化的因
子
对
时期
的响应特征以及植被类型、人类活与
动哪
,甚个
至气
下候
垫要
面素
土的
壤关
结系
构更
差密
异切
的影响.植被变
时滞
响应研究揭示了植被生长不同
时期
,以及不同气候
植被生长节律的控制,反映了植被生长不同阶段对水热条件的响应特征及植被的物候特征.
表2研究区逐16天与当期
、前
05~3月的气温
.、降
水量
、日
照时数和相对湿度的相关系数
Tab.2 Correlation coefficient between 16-day
sunshine duration
of current stage and temperature
,precipitation,
,relative hum
idity of tlie previous stages in the study area
气彳帛 因子
T0T1T2T3T4T5T6P0P1P2P3P4P5P6S0S1S2S3S4S5S6H0H1H2H3H4H5H
6
与的相关系数
4
下
5
上5
下
-
6
上
0.20
6
下
0.11
7
上
7
下
8
上
8
下
9
上9
下
10
上
0.73 !!0.59 !
0.200.21
0.140.58!0.59!0.240.13-0.15-0.12
0.170.54!0.230.250.070.240.280.09-0.150.42-0.09-0.030.19-0.190.150.190.250.13
0.02
--0.18-0.34-0.200.00
0.19-0.17-0.070.03
0.01
0.21-0.070.230.14-0.19
0.21
0.30-0.21
0.58!0.48!-0.270.240.420.06-0.11
0.050.49!
0.20
0.190.420.330.15-0.44-0.340.060.15-0.040.29-0.230.340.06
0.20
-0.16-0.23-0.010.01
0.40
0.02
0.040.070.14
0.12
0.15-0.040.04-0.330.250.34
0.20
-0.28-0.170.18-0.04-0.05-0.48
0.01
--
0.120.21
-0.39-0.42-0.430.060.59!
!!
0.64 !!0.49!-0.090.320.170.05-0.29-0.34
-0.18-0.40
0.20
-0.42-0.14
0.01
-0.01
-0.28-0.46-0.17-0.15
0.02
0.16-0.15
0.22
-0.09-0.31-0.23
0.22
0.15-0.23-0.16-0.06-0.12
0.13-0.47-0.260.030.06
0.12
0.27
0.660.12
0.460.54!0.53!0.53!-0.050.290.06-0.24-0.18
0.02
0.280.270.51!0.400.51!-0.21
0.57!0.50!0.52!
0.12
0.40
0.22
-0.19-0.10
-0.44-0.230.44
0.68
0.24-0.160.36-0.150.03-0.430.23-0.11
-0.52!-0.25
!!
-0.01
0.59!0.420.53!-0.26-0.39-0.24
0.20
-0.18-0.05-0.02
0.55!0.250.85 !!-0.31-0.46-0.16-0.07-0.03-0.05-0.120.00
-0.53!-0.250.03-0.27
0.22
0.72!!0.47-0.48!0.51!0.150.08-0.52!-0.25-0.310.16-0.140.06
0.10
0.59!0.430.31-0.460.54!0.150.03-0.27-0.29-0.430.05-0.39-0.04
--
-0.08
0.110.020.12
-0.56!-0.200.01
0.53!0.33-0.14
0.000.100.11
-0.64 !!--0.04-0.51!-0.26
0.21
-0.55!-0.17-0.15
0.21
-0.180.26-0.400.330.410.330.50!0.190.330.33
--
-0.350.380.15
0.12
-0.380.080.340.38
0.010.22
0.06-0.440.350.50!0.79 !!-0.090.040.150.39
-0.39-0.250.400.230.380.280.48!0.53!0.25
0.11
0.24
0.10
-0.33-0.60!-0.03-0.07-0.01
0.69 !!0.61!!0.48!-0.10
0.460.370.430.58!0.16-0.03
0.250.330.29
0.220.20
0.35
0.11
0.230.19
0.10
-0.070.13
0.02
0.090.24
0.21
0.300.44
-0.08-0.07
0.410.34
!为在
0.5
水平上显著,为在
0.1
水平上显著;“4下”即
分别
照时数和相对湿度;〇、丁1、丁2、丁3、丁4、丁5、丁6
、P、S、H分别
代表当期、前0.5月、前1月、前1.5月、前2月、前
4
月下半月,以此类推;T代表温度、降水量、日
2.5
月和前
3
月气温
,
降水、日照时数和相对湿度以此类推.
3结论
本文基于2001 — 2016年
植
被博
对斯
气腾
候湖
变流
化域
MODIS
的生响长应
特季
征累
时,得积
间出年
序如变
列下化
数结呈
据论增
分析了博斯腾湖流域植被时空变化特征,并结合气:长
趋
势
,明
显
增现
加了
的气
区候
域和
主人
要类
分活
布动
在双
山重
区影
中响
部下
的的
象数据分析了
1
)16年间
巴音布鲁克草原湿地和受人类活动影响较大的流域东南部新增灌区,体植
被
分
布
及
其
变化的格局特征.
1436! #$% '((湖泊科学),2018,!0(5)
2)流 域植被累积2
气
温
;3长期(年)变化主要受降水和相对湿度等水分条件的影响,生
受
同
期
降
水
和
相
对
湿
度
影
响
并
不
显
著
,反
长映
季逐16天2;3
对同期、日照时数等热量条件更为敏感,而了植被生长不同
阶段对水热条件敏感差异.
3)
温效
流域植被生长对不同的气候要素生
变长
化旺
具盛
有时
不期
同植
的被
时变
间化
滞对
后降
性水
,在和
相
生对
长湿
季度
初有
期较
和长
末时
期间
植的
被滞
变后
化
对气
、日照时数的响应表现出明显的滞后性,而应
,揭示了水热条件对植被年内生长时间韵律的控制特征.
4参考文献
-1 ] Meng M, Zong M. Impacts of changes in climate variability on regional vegetation in China : NDVI-based analysis from1982 to 2000. Ecolo^Fical Research,2011, 26(2) : 421-428.
-2 ] Peng J,Liu Z,Liu Y ei al. Trend analysis of vegetation dynamics in Qinghai-Tibet Plateau using Hurst Exponent. Ecol〇i-cal Indicators,2012,14(1) : 28-39.
-3 ] -4 ]
Walther ER,Post E,Convey P eO al. Ecological resjDonses to recent climate change. Nature,2002,416: 389.
Diodato N,Bellocchi E. Modelling vegetation greenness responses to climate variability in a Mediterranean terrestrial ecosystem. Environmental Monitoring and Assessment,2008,143( 1) : 147-159.
-5 ] Eckert S,Hiisler F,Liniger H et al. Trend analysis of MODIS NDVI time series for detecting land degradation and regeneration in Mongolia. Journal of Arid Environments,2015,113: 16-28.
-6 ] Ndayisaba F,Euo H,Bao A et al. Understanding the spatial temporal vegetation dynamics in Rwanda. Remott Sensing,2016, 8(2): 129.
-7 ] Jiang L,Jiapaer E,Bao A ei al. Vegetation dynamics and responses to climate change and human activities in Central Asia. Science of the Total Environment,2017,59%/600: 967-980.
-8 ] Nash M,WickhamJ,Christensen J e al. Changes in landscape greenness and climatic factorr over 25 years (1989-2013)in the USA. Remott Sensing,2017,9: 295.
-9 ] Euo N,Zhu YJ,Wang JM ei al. The relationship between NDVI and climate elements for 22 yearr in different vegetationareas of northwest China.
等.近
Journal o -10] Li JY,Xu WX,Cheng ZE et al. Spatial-temporal changes of climate and vegetation cover in the semi-ari(d and arid regionsof China during 1982-2006. Ecoloy and EnJronmeni Sciences,2012,21 (2): 268-272.-李军緩,徐维新,程志刚等. 1982-2006年中国半干旱、干旱区气候与植被覆盖的时空变化•生态环境学报,2012, 21(2): 268-272.] -11] Zhang TR,Zhang JH,Shen YB et al. Analysis of vegetation variation and its effect factors in nortliwestern China during1981-2001. :hineJcfm alf9rf7m Offfy,2010, 31(3): 586-590.-张钛仁,张 佳华,申彦波 等.1981-2001 年 西北地区植被变化特征分析•中国农业气象,2010, 31(3): 586-590.] -12] Li Z,Yan FL,Fan XT. The variability of NDVI over Northwest China and its relation to temperature and precipitation.Journal OfRemfeSen0ng,2005, 9(3): 308-313.-李震,阎福礼,范湘涛•中国西北地区NDVI变化及其与温度和 降水的关系•遥感学报,2005. 9(3): 308-313.] -13] Zhao X,Tan K, Zhao S et al. Changing climate afects vegetation growthi in the arid region of thie northiwestem China. Journal 〇oArid Environments,2011,75( 10): 946-952. -14] Li J, Liu HB, Li L ei al. Vegetation dynamic changes in northwest China based on multi-source remote sensing datasets inrecent 30 years. Arid Land Aooraphy,2016,39(2): 387-394.-李净,刘红兵,李龙等.基于多源遥感数据集的近 30a西北地区植被动态变化研究•干旱区地理,2016, 39(2): 387-394.] -15] Du JQ,Eao Y,Jiaerheng AHT ei al Spatio-temporal patterns and driving factors of vegetation growth anoma jiang over the last three decades. AcaEcoloiaSica, 2016,36(7) : 1915-1927.-杜加强,高云,贾尔恒.阿哈提等. 近 30年新疆植被生长 异常值时 空变化及驱动因子•生态学报,2016, 36(7): 1915-1927.] -16] Wu D,Zhao X,Liang S et al. Time-lag effects of 2015, 21(9): 3520-3531. global vegetation resjDonses to climate change. Global Chang -17] Yang DW, Lei HM, Cong ZT. Overviewof the study on interaction between the hydrological processes and vegetation incatchment. Jouma/f'>ydraulcEngi^erng,2010,39(10): 1142-1149.-杨大文,雷慧闽,丛振涛,流域水文过程 万洪秀等:基于MODIS数据的博斯腾湖流域植被变化及其与气候因子的关系 与植被相互作用研究现状评述.水利学报# 2010, 39(10): 1142-1149.] 1437 [18] Wang Z, Shi QS, Wang T et al. Spatial-temporal characteristics of vegetation cover change in mountain-oasis-(Jesert systemof Xinjiang from 1982 to 2006. Journal of Natural Resources, 2011, 26( 4) : 609-618.-王智,师庆二,王涛等.1982— 2006年新疆山地-绿洲-荒漠系统植被覆盖变化时空特征•自然资源学报,2011, 26(4): 609-618.] [19] Xu N,Yao YL,Wang M ei al. Spatialdistribution of plant communities and environmental interpretation in Xinjiang Bay-anbulak mash. J#a%e Sc) 2017, 29(2): 409荒19. DOI:10.18307/2017.0217.[徐 娜,姚艳玲,王 铭等•新疆巴音布 鲁克高寒沼泽湿地植物群落空间分布与环境解释•湖泊科学,2017, 29(2$: 409荒19. [20] Xia J,Zuo QT,Shao MC eds. The sustainable development of water resources in Bosten Lake: theory,method,practice.Beijing: Science Pres,2003.[夏军,左其亭,邵民诚.博斯腾湖水资源可持续利用:理论 学出版社,2003. •方法•实践.北京:科 [21] Shi YF,Shen YP,Hu RJ. Preliminary study on signal,impact and foreground of climatic shift fromwarm-dry to warm-humid in Northwest China. Jouma/ f AaCffD a-I Aeocryolf,2002,24(3): 219-226.[ 施雅风 ,沈永平,胡 汝襲•西 北气候由暖干向暖湿转型的信号、影响和前景初步探讨 •冰川冻 土,2002, 24(3): 219荒26. [22] Lan WH,Abiti,An HY. Conservation and control of aquatic environment of Bosten Lake Watershed,Xinjiang. J #a% S(,2003, 15(2): 147荒52. DOI: 10.18307/2003.0208•[兰文辉,阿比提,安海燕•新疆博斯腾湖流域水环境保护与治 理•湖泊科学,2003, 15(2): 147荒52.] [23 ] Chen Q,Zhou Q,Zhang HF e al. Spatial disparity of NDVI response in vegetation growing season to climate change in theThree荒iver Headwaters Region. 1ccffy a-I Uro-m et,2010,26(6): 1284-1289.[陈琼,周强,张海峰等.三江源 地区基于植被生长季的NDVI对气候因子响应的差异性研究•生态环境学报,2010, 26(6): 1284荒289.] [24] Deng CP,Guo N,Wang JM et al. Vegetation cover variation in nortliwest China during the past 22 year. Journal 〇oGlaci-oloy a-I Aeocmolf,2006,(5): 686-693•[邓朝平,郭妮,王介民等•近20余年来西北地区植被变化特征分析. 冰川冻 [25 ] 土,2006,(5): 686-93.] Wang T,Tao H,Lei G et al. Analysis of vegetation cover changes and its driving forces in Bosten Lake Basin. Chinese Ag-riuluraSCnc @ Ul),2015, 31(4): 228荒36.[王涛,陶辉,雷刚等•博斯腾湖流域植被覆盖变化及驱动因素 分析•中国农学通报,2015, 31(4): 228-36.] [26] Shang SS,Lian LZ,Ma T ei al. Spatiotemporal variation of temperature and precipitation in northwest China in recent 54years. AriZneReeamh,2018, 35(1): 68 -6•[商沙沙,廉丽姝,马婷等•近54 a中国西北地区气温和降水的时 6 空变化特征.干旱区研究,2018, 35(1): 68-.] [27] Jong R,Verbesselt J,Schaepman ME et al. Trend changes in global greening and browning: contribution of short-termtrends to longer-term change. Global Change Biolo^gy,2012, 18 ( 2): 642-655. [28] Halidan S,Yusufujiang R,Hamit Y. Ecological effects of human activities and climate change in Yanqi Basin,Xinjiang,China. A(a Icolgia S))a,2016,18: 5750-5758•[哈丽旦.司地克,玉素甫江.如素力,海米提.依米提•新疆 焉耆盆地人类活动与气候变化的效应机制•生态学报,2016, 18: 5750-758.] [29] Li X,Li XB,Chen YH ei al. Temporal responses of vegetation to climate variables in temperate steppe of northern China.!um alf 滞响应•植物生态学报,2007, 31(6): 1054-1062.] [30] Zhao J,Xu ZX,Niu ZR ei al. Spatiotemporal variation of vegetation in response to changes in temperature and precipitation in upper t and middle reaches of thie Heihie River basin: a SPOT NDVI dataset stiady. Journal 〇o Beijing ,2016,(3): 387-392•[赵捷,徐宗学,牛最荣等•黑河上中游流域植被时空演变规律及其对水热条件的响应特 征分析.北京师范大学学报,2016,(3): 387-92.] [31] Pang J,Du ZQ,Zhang XY. Time-lagged resp>onse of vegetation to hydro-thiernial factor in Xinjiang region. Chinese Journal ofAgrjulura/Resure(an1Retina/ 静 ,杜自强,张 霄羽• 新疆地区植被对水热 [32] Wang GG,Zhou KF,Sun L et al. Temporal resjDonses of NDVI to climate factor in Tianshan Mountainous Area. Arid LandGeoaphy,2011,34(2): 317-24•[王桂钢,周可法,孙莉等•天山山区草地变化与气候要素的时滞效应分析•干 旱区地理,2011,34(2): 317-24.] 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容