吕梁山地区植被物候变化及对气候的响应

吕梁山地区地形垂直差异明显,植被对气候变化反应敏感,研究吕梁山地区植被物候变化,探索植被物候变化与气候的响应关系,旨在为高海拔山区植被物候研究和生态治理提供借鉴。基于2000—2015年MODIS NDVI时间序列数据,通过动态阈值法提取吕梁山地区的植被物候,对气温、降水进行空间插值,并对植被2个关键物候期与气候因素进行偏相关分析。结果表明：（1）植被生长季开始日期(the start of the growing season,SOS)提前的区域约占85.7%,其中16.2%显著提前;植被生长季结束日期(the end of the growing season,EOS)推迟的区域约占90.6%,其中33.3%显著推迟。（2）区内74.8%、87.7%植被SOS分别与气温、降水呈负相关,气温升高或降水增加,植被SOS提前。植被SOS在高海拔山区受4月气温影响显著,而低海拔地区受4月降水影响显著。（3）区内72.6%、65.1%植被EOS分别与气温、降水呈正相关,气温升高或降水增加,植被EOS推迟。植被EOS在北部和西部地区受11月气温影响显著,而高海拔地区受9月降水影响显著。2000—2015年吕梁山地区植被物候发生显著变化,各地区对气温、降水的响应不同,研究结果可为区域物候、气候变化研究和陆地生态治理提供科学依据。     

门源红柳物侯特征及其对气候变化的响应

利用1988—2020年门源国家基本气象站红柳物候和气温资料,通过相关分析等方法研究红柳叶春、秋季物候期（芽开放期、展叶期、开花期、叶变色期、落叶期）的变化特征及其对气候变化的响应。分析发现：（1）春季物候期呈现提前趋势,开花期提前的趋势最为明显,秋季物候期表现出推迟的趋势。（2）门源红柳平均生长季168天,生长季随时间表现为极显著的延长趋势,变化速率为13 d/10 a。（3）1988—2020年门源县年、季平均气温均呈升高趋势,与全球变暖一致,年平均气温变化的气候倾向率为0.54℃/10 a,32年上升了约1.7℃。（4）红柳春季物候期对气温变化很敏感,气温升高,物候期就提前。（5）1988—2020年期间门源年平均气温、红柳物候期均未发生突变。研究结果表明门源红柳对气候变化响应比较敏感,因此,在祁连山生态脆弱区选用红柳对气候变化响应进行研究,对生态环境监测、治理有一定的参考价值。     

气温对安徽省刺槐物候的影响

为了评估气温变化对安徽省木本植物的可能影响,根据安徽省宣城、合肥、滁州、凤阳、宿州5个台站1992—2008年的物候和气象资料,运用一元线性回归法和相关分析法分析安徽省近17年来刺槐的物候变化特征及其对气温变化的响应。结果表明,近17年来,安徽省的刺槐的春季物候期明显提前,秋季物候期明显推迟,从而导致整个生长季延长。温度对物候期变化的影响显著：前一年秋季（9—11月）在春季物候期受温度影响的关键时段气温升高,可导致春季物候期提前0.4~3.1 d/℃,平均提前1.5 d/℃;而在4—7月秋季物候受温度影响的关键时段平均气温升高,可导致秋季物候期推迟4.4~4.6 d/℃,平均推迟4.5 d/℃。     

锡林郭勒草地NDVI和牧草估产产量的变化特征

为及时准确了解草地牧草生长状况,利用EOS/MODIS遥感资料结合地面同步调查数据,分析锡林郭勒草原草甸草原、典型草原和荒漠草原3种草地类型NDVI和草地生物量的月际变化特征。结果表明,利用S曲线回归估产模型测算的草地生长季逐月牧草产量能较好地反映其生长状况变化,体现了各类草地地上生物量的分布特征。其中,草甸草原牧草生长季NDVI和牧草平均估产产量变化范围分别为0.208~0.560和39.8~168.6g/m²（干重）,峰值出现在8月;典型草原牧草生长季NDVI和牧草平均估产产量变化范围分别为0.194~0.480和33.7~146.2g/m²（干重）,峰值出现在7月;荒漠化草原牧草生长季NDVI和牧草平均估产产量变化范围分别为0.130~0.185和10.0~29.8g/m²（干重）,峰值出现在7月。     

气候变化对大兴安岭西麓林牧交错带木本植物物候期的影响

为了揭示气候变化背景下林牧交错带木本植物物候期的变化趋势及对气候变化的响应,为林草交错带固沙防风等生态恢复工程提供科学气象参考依据,利用内蒙古呼伦贝尔市鄂温克牧业气象试验站1994—2019年观测的榆树、小叶杨和紫丁香3种木本植物物候观测资料及同期气象数据,采用线性倾向估计、Pearson 相关系数、散点图等方法,分析了近26 年气候变化对大兴安岭西麓林牧交错带木本植物物候期的影响。结果表明：近26 年,大兴安岭西麓植物生长季气温显著升高,降水变化趋势不明显。榆树、小叶杨和紫丁香3种木本植物花芽开放期提前,落叶末期推后,且落叶末期推迟天数较多,平均每10 年分别推迟9.6、7.5 和8.5天。生长季显著延长,平均生长季分别为160~164天。气温是影响榆树、小叶杨和紫丁香春季花芽开放期和秋季落叶末期的关键气象因子。3种木本植物春季花芽开放期的提前对温度上升的响应是显著负相关关系,落叶末期推后对温度上升的响应显著正正相关关系。说明气候变暖背景下,3种木本植物花芽开放期提前,落叶末期推迟,生长期长度增加;且推迟天数较花芽开放期提前天数更大,说明气候变化对木本植物落叶末期影响更明显,落叶末期对生长季长度增加的贡献更大;大兴安岭西麓林牧交错带木本植物物候期的变化主要是受气温的影响,与降水量关系不大。     

博斯腾湖流域植被覆盖变化及驱动因素分析

植被覆盖变化对于气候变化背景下的区域生态水文响应研究具有重要现实意义。利用博斯腾湖流域2001—2013年16天合成MODIS NDVI影像及30 m分辨率ASTER DEM数据,对博斯腾湖流域植被NDVI时空变化及驱动因素分析。结果表明：（1）博斯腾湖流域植被生长季开始于4月下旬,结束于10月下旬。2001—2013年植被生长季内流域植被NDVI呈不显著的减少趋势,且891~1500 m、3501~4000和4001~4808 m范围呈增加趋势,1501~3500 m范围植被NDVI呈减少趋势。（2）博斯腾湖流域2001—2013年植被NDVI以减少趋势为主,占流域面积的61.80%,呈增加趋势的区域占流域面积36.60%。增加区域主要分布在流域东南部焉耆盆地、博斯腾湖的东南侧与西北侧,以及流域西北部的中部部分区域,其他为减少趋势分布区域。增加区域分布在891~2000和3501~4808 m范围,其他高程范围呈减少趋势。（3）博斯腾湖流域植被覆盖变化受到气候变化与人类活动的双重影响,但高海拔区域植被覆盖变化主要与气候变化有关,而低海拔区域植被覆盖变化受人类活动影响居多。     

高寒草原草地植被物候期及其与气象因子的关系模式

为进一步探寻高寒地区草地植被物候期生长指标与气象因子间的最佳关系模型，基于近11a的气象和牧草观测资料，采用曲线估计分析法探讨了高寒地区不同年际间草地植被物候期生长指标的变化特征及其与气象因子间的关系。结果表明，不同年际间气温和降水量均无显著差异，草地植被物候期生长指标在不同年际间的表现规律不尽相同。其中2005和2010年草地植被高度显著高于2015年，而植被盖度在不同年际间无显著差异；草地植被产量的变化趋势与植被高度一致。另外，2014年草地植被各生长指标的变异系数最大，分别为85%、55%和94%；而2015年变异程度最小，分别为48%、32%和64%。此外，不同年际间高寒草地植被物候期平均气温与高度无关，而与盖度和产量呈一次函数；年平均降水量与高度、盖度和产量间的最佳拟合模型均呈一次线性方程。由此可见，季节性降水量是驱动高海拔地区草地植被高度、盖度和产量的主导因子。     

羌塘国家自然保护区植被生长季NDVI时空变化及其对气候变化的响应

为详细了解羌塘国家级自然保护区生长季NDVI时空特征及其对气候变化的响应,使用MODIS传感器的生长季归一化植被指数(NDVI),计算2000—2020年羌塘国家级自然保护区各功能区生长季NDVI变化趋势和稳定性,结合中国第一代大气和陆面再分析产品(CRA/LAND)研究NDVI对气候变化的响应。结果表明：（1）保护区多年植被生长季NDVI均值为0.02~0.55,平均值为0.138,呈现由东南向西北逐渐减小的空间分布特征。（2）保护区86.39%的面积区域植被生长季（6—9月）NDVI呈缓慢上升趋势,并且大部分区域达到显著水平(P<0.05),剩余13.61%的面积区域植被生长季NDVI处于下降趋势,其中只有极少部分区域达到显著性水平(P<0.05);总体植被状况随时间变化呈变好趋势。（3）2000年以来保护区的生长季NDVI稳定性较差,NDVI≤0.1的大部分区域处于较低稳定度,较低稳定度和中等稳定度面积之和占整个研究区域面积的86.66%。（4）保护区在植被生长季气候趋向于“暖湿化”;气温与降水量对保护区生长季NDVI都有重要的正向影响。研究结论能为气候变化背景下该区域植被生态保护提供一定科学依据。     

荒漠绿洲区木本植物物候研究——以且末地区木本植物为例

木本植物物候特性在研究植物群落演替、生态系统物质循环及气候变化等方面具有重要意义。以且末地区杏树、银白杨、白柳、桑树和葡萄5种木本植物物候为研究对象，采用趋势分析、显著性检验、Mann-Kendall突变检测等方法，分析植物物候变化特性及其与气温的关系。结果表明：（1）物候期的变化特征为：杏树、银白杨、白柳、桑树和葡萄的展叶始期、始花期提前，叶色全变期推后，末花期、落叶末期各不相同。杏树、桑树和葡萄的生长季延长，银白杨、白柳略微缩短。（2）杏树、桑树和葡萄的物候特征变化较为显著，银白杨、白柳不显著。（3）植物物候变化的总趋势为：春季物候提前，秋季物候推后，生长季延长，与气温的变化趋势一致。     

2001—2020年藏东南苹果物候期变化特征分析

开展气候变化对苹果物候期的影响研究,可为应对气候变化和指导当地苹果生产提供科学依据。利用2001—2020年林芝苹果物候期和逐日平均气温(T_m)、最高气温(T_max)、最低气温(T_min)、相对湿度(RH)、降水量(Pr)和日照时数(S)等资料,采用线性倾向估计法、Pearson相关系数和优势分析方法等,分析了苹果物候期及生长期长度的变化趋势,以及影响的主导气候因子。结果表明：2001—2020年藏东南苹果各物候期均呈推迟趋势,为2.11~10.20 d/10 a,以开花始期推迟的最多;春季物候期较秋季物候期推迟的明显。果实生长发育期和果树生长季分别以8.10、1.59 d/10 a的速率缩短,这与中国苹果主产地延长趋势不同。果树生长季内,只有Pr、RH、S呈下降趋势,其他气候要素趋于上升。其中,可采成熟期之前T_m、T_max、T_min、Pr趋于增加,之后呈下降趋势。影响物候期长度的主导气候因子,除叶变色末期—落叶末期是S外,其他物候期为∑T₀。研究区3月上旬T_max每升高1℃,开花始期提前3.29天;8月下旬T_m平均升高1℃,可采成熟期推迟3.15天。     

基于MODIS数据2001—2019年NDVI时空变化及驱动力分析——以阿克苏地区为例

植被作为生态系统中的重要因素之一,深入了解植被覆盖的变化与驱动力因素,以期为生态环境保护提供重要参考。以阿克苏地区为研究区域,基于2001—2019年长时间序列的MODIS数据的NDVI变化特征进行了分析,通过利用线性回归分析与相关分析2种方法对植被和气候间的关系进行分析。结果表明：2001—2019年阿克苏地区植被覆盖总体呈现出增加的趋势且在生长季的夏季最为明显,研究区在空间上呈现出以绿洲为主向周围扩散的格局,研究区生长季NDVI对气温和降水的响应关系表现出显著的季节差异,并在空间上与温度具有显著相关性但同降水相关性不明显。人类的生产生活对植被覆盖度的变化影响有正负两个方面。     

60个引种美洲黑杨无性系的苗期物候特征研究

为了探索美洲黑杨物候性状遗传变异水平与利用潜力,开展基因资源评价,提供杨树定向遗传改良育种材料,对60个引种美洲黑杨无性系苗期的8个物候期进行观测分析。结果表明：（1）各无性系物候特征存在较大差异,展叶盛期差异最大,变异系数为14.97%,最小的是落叶末期,为3.83%;（2）展叶盛期出现的时间最分散,落叶末期相对集中,苗木生长前期物候特征是影响生长期长短的主要因素;（3）通过主成分分析将物候期分为3类典型,即萌芽期、展叶盛期和落叶期;（4）对各无性系物候出现时间变量进行聚类分析,将60个无性系分成4类。     

新疆布尔津县五年间归一化植被指数时空演变

基于新疆布尔津县2010—2014逐月MODIS-NDVI遥感数据,旨在了解布尔津县四季的归一化植被指数NDVI时空分异规律。采用趋势分析方法,分析了5年来布尔津县NDVI的时间动态特征和空间变化趋势,定量的探讨了5年间研究区NDVI的时空演变。结果表明：(1) 2010—2014年布尔津县NDVI的时序变化呈现下降趋势,反映出不同季节NDVI的大小为：夏季>秋季>春季>冬季。(2) 5年间NDVI 不同年份同季节变化情况大体上变化幅度较小,不同季节 NDVI 的年际变化特征呈现出显著差异,其中春季变化特征显著,而夏季空间分布变化不明显,分布规律相对较为稳定;(3) 5年间布尔津县夏季年均NDVI变化趋势逐渐增加;春季NDVI变化趋势减小,植被指数逐步降低;秋季NDVI变化趋势增加,北部植物分布减少;冬季NDVI变化趋势减小。本研究对布尔津县植被覆盖的时空分布和演变进行分析,为生态环境的区域保护提供一些科学参考。     

Regional Yield Forecasts of Malting Barley (Hordeum vulgare L.) by NOAA-AVHRR Remote Sensing Data and Ancillary Data

Yield forecasts are of major interest to the malting and brewing industry in order to allow the most convenient organization of the respective policy of raw materials. As malting barley is predominantly cultivated in a limited set of growing regions because of its special requirements, yield predictions can be limited to these regions of interest. Within this investigation, malting barley yield forecasts (Hordeum vulgare L.) are performed for typical growing regions in southwestern Germany. Multitemporal remote sensing data on the one hand and ancillary data such as meteorological, phenological, pedological, agro statistical and administrative data on the other hand are used as input data for two versions of prediction models, which are both based on an empirical–statistical modelling approach. The basic version of the yield estimation model is conducted by means of linear correlation of remote sensing data [national oceanic and atmospheric administration-advanced very high resolution radiometer (NOAA-AUHRR) normalized difference vegetation index (NDVI) maximum value composites], CORINE land cover data and agro statistical data. In an extended version, meteorological data (temperature and evapotranspiration) and soil data are incorporated. Yield predictions are significantly influenced by the selected time span for NDVI integration. For NDVI time-integration across the grain-filling period, the mean deviation of reported and simulated yield is 7.0 and 6.4 %, respectively, for the basic and extended yield estimation model.     

毛乌素沙地南缘不同植被恢复类型的土壤养分效应

为了探讨植被恢复对土壤养分的影响,研究了毛乌素沙地南缘天然草地、人工封育草地、撂荒地、退耕还林地、固定沙地5种不同植被恢复类型区的土壤养分特征。结果表明：不同植被恢复类型对土壤有机质、全氮、有效氮、速效磷的影响存在明显差异;灌草结合的人工封育草地、退耕还林地、固定沙地土壤有机质、全氮、有效氮的含量高于以草本为主的天然草地和撂荒地,但土壤速效磷的含量刚好相反;植被对表层0~20 cm土壤养分的影响大于下层20~60 cm土壤,植被作用下土壤养分向表层富集;采用柠条进行退耕还林,能够充分发挥其根系特性,有利于改良深层土壤养分。