2000-2018年间青藏高原植被覆盖变化及其与气候因素的关系分析

探讨全球气候变化背景下青藏高原地区植被覆盖变化及其驱动因素,对加深全球气候变化的认识和生态环境保护具有重要的生态价值和现实意义。本研究利用2000-2018年中尺度分辨率成像光谱归一化植被指数（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer Normalized Difference Vegetation Index,MODIS NDVI）1 km·月^-1分辨率数据以及气象观测数据,采用最大合成法、趋势性分析以及相关分析方法,探讨了青藏高原地区NDVI的时空变化趋势及其与气温、降水的关系。结果表明,近19a来,青藏高原地区NDVI呈增加趋势。从地理单元来看,低植被覆盖区主要分布于西藏大部、新疆南部和甘南局部以及青海西北部;中植被覆盖区主要位于青海与甘肃、西藏、四川和云南的交汇区域;高植被覆盖区主要分布在四川和云南西北部、青海和甘南以及藏东南局地。除局部地区植被有所退化,大部地区植被生长良好,且植被改善的面积大于植被退化。因此,青藏高原植被整体呈稳定恢复状态。青藏高原地区NDVI与同期气温和降水均显著相关,但与气温的关系更密切。气温每升高1℃,NDVI增加0.128;降水每增加100 mm,NDVI增加0.172。     

1982-2013年新疆不同植被生长时空变化

基于逐像元一元线性回归模型,应用MODIS NDVI数据对AVHRR-GIMMS NDVI 数据进行时间序列拓展,建立了1982-2013年间长时间序列生长季最大NDVI数据集,分析了新疆不同分区的生长季植被NDVI变化及其对气候变化的响应。结果表明,1)北疆平原地区、南疆平原地区和南疆山地地区的植被NDVI变化呈显著增长趋势,北疆山地地区的植被呈下降趋势。2)水分条件和最低气温是影响新疆植被生长的重要因素,但不同分区的影响程度不同。北疆平原地区植被受水分条件影响较大,其中最低气温对农田植被影响较大;南疆平原地区植被受气温和降水的双重作用;山地地区植被受水分条件影响较大。3)从不同植被类型来看,水分条件对草地的影响最大,其次是林地,农田植被受水分条件的限制较小,与灌溉有着直接关系。4)增温增湿的气候条件有利于植被生长;北疆山地地区植被退化趋势受气候变化、火灾、平原草地围栏保护后放牧压力向山地转移等综合因素的影响。     

2000-2010年锡林郭勒草原植被覆盖时空变化格局及其气候响应

利用2000-2010年间生长季(4-10月)MODIS NDVI数据和同期气象观测数据,分析锡林郭勒草原植被覆盖度年际和季节变化趋势及其对气温和降水的响应特征.研究表明:生长季平均NDVI总体上呈增加趋势,其变化趋势主要受降水量的控制,年总降水量与NDVI的相关系数达到0.89.从不同季节植被NDVI的变化趋势看,春季NDVI呈上升趋势,夏季和秋季呈下降趋势.与气候因子的相关分析表明,春季和夏季植被覆盖变化趋势主要受降水的控制,而秋季温度的变化对植被生长的促进作用也较明显.在空间分布趋势上,阿巴嘎旗、锡林浩特市、太仆寺旗和多伦县植被覆盖总体上增加趋势较明显,而东乌珠穆沁旗东部、西乌珠穆沁旗的下降趋势最为明显,其气候影响因地区和季节而异.不同草原类型的植被具有不同的变化趋势和受温度和降水量的影响各不相同.     

2000-2014年浑善达克沙地植被覆盖变化研究

基于2000-2014年间植被生长季(4-10月)的MODIS NDVI数据反演浑善达克沙地地区植被覆盖变化,结合2000-2013年该地区周边11个气象站点的气温和降水数据,分别从年际变化和月变化角度分析该地区植被覆盖变化对气候变化的响应。研究表明,浑善达克沙地植被NDVI,不论是植被生长季平均值,还是其各月份值都呈上升趋势。研究区植被覆盖度的显著增加是气候和人为因素综合作用的结果, 一定程度上反映了生态恢复重建措施的有效性,但其植被NDVI年际变化趋势与降水量的关系更密切,其相关系数达到0.75,是驱动植被覆盖年际波动的最直接因素。在空间分布上,研究区的南部、中部和北部边缘区域的植被覆盖增加趋势较明显,而中部和西部部分区域未发生明显的趋势性变化。从月变化来看,4月草地植被变化受气温变化影响较明显;5-8月与前一月降水变化关系密切,说明植被生长对降水变化具有一定的滞后性。从沙地类型植被覆盖年际变化趋势看,所有类型都呈增加态势,增加态势最大的类型是移动沙地,最小的是固定沙地。     

气候变化和干扰对河西走廊北部风沙源区NDVI的影响

利用1982-2005年的NASA/GIMMS半月合成植被指数(NDVI)数据,结合气候与家畜数量资料,分析河西走廊北部风沙源区东部民勤、中部酒泉和西部玉门的NDVI、气温、降水和家畜数量年变化及其关系,以探讨河西走廊北部风沙源区植被覆盖变化对气候变化和人类活动的响应。结果表明:民勤和酒泉的NDVI年变化呈增加趋势(P<0.01和P<0.05);民勤、酒泉和玉门的气温年变化均呈增加趋势(P<0.01);降水与降水利用效率(RUE)年变化则相反(P>0.05)。NDVI和气温的年变异系数(CV)小,降水和家畜数量及RUE的CV大。3地的NDVI、气温、降水及家畜数量为民勤>酒泉>玉门,RUE为酒泉>民勤=玉门。民勤的NDVI与降水和气温成正相关(P<0.05),酒泉的NDVI与降水、气温及家畜数量均无显著相关性,玉门的NDVI与家畜数量成负相关(P<0.05)。分析认为,降水对民勤NDVI的贡献大于气温,气候和载畜量都是影响酒泉植被的重要因素,家畜数量是玉门NDVI变化的限制因子。     

高寒草甸植被退化的几个案例分析及恢复问题的探讨

从近40多年高寒草句区的气候趋暖、趋干化,放牧对草地的影响,鼠类活动对草地的影响,人类定居对草地的影响,干旱、荒漠化及垦殖对草地的影响,气候变化下各辐射量变化在草地中的互动作用,气候变暖效应对草地的影响等7个案例出发,探讨了青藏高原植被退化的原因及形成机制问题.结果表明:青藏高原气候正在趋暖趋干,气温以大于0.18℃/10年的倾向率升高,降水则相对平稳,气候的这种变化使高寒草甸植被表面蒸发量加大,将导致气候干暖化,同时叠加放牧强度加大等人类活动影响,草地鼠类活动猖獗,毒杂草滋生,草地资源遭受破坏,部分地带出现荒漠化.这就要求在青藏高原高寒草甸分布地区建立适宜的一年生和多年生人工草地,采取草场封育、优良牧草选育、群落结构优化配置、对草地进行松耙、补播和施肥处理等措施.同时加大灭鼠工作力度,提倡草畜相适应的合理放牧制度,保护草地生态系统,使草地植物群落多样性指数增加,保证群落的稳定性和持续发展.同时,在未来的气候变化过程中,气候干旱现象应给予高度重视.     

锡林浩特市不同景观类型草地对气候的响应

基于锡林浩特市气温、降水、NDVI、海拔、地形地貌等数据,将其划分为9个景观类型,在景观尺度上对NDVI变化及对气候的响应、不同景观在不同时空尺度上植被生长状况差异等进行研究。同时,选取6个特征年,结合景观空间差异对研究区草地的适应性、脆弱性及敏感性进行划分,分析不同年份水分状况的景观响应。结果显示,降水、海拔、温度的综合效应导致了景观时空分异。温度高、水分较好的景观类型受气候影响较小,温度较高、水分条件差的景观类型比其他景观更加脆弱。低温、水分充足的景观类型更喜好高温气候。气候暖干化大背景下,水分条件优越区将是畜牧业发展重要依赖区域。“暖湿型”气候年份,所有景观草地生长状况都达到了最高值,“冷湿型”气候年份所有景观植被生长状况都受到了抑制;“暖干型”气候年份对水分优越景观类型起正效应,对高温、水分条件差的景观产生负作用。     

柴达木盆地气候变化对植被的影响分析

柴达木盆地地处青藏高原,全区年降水量仅为110 mm左右,生态环境比较脆弱。近年来受全球气候变暖的影响,柴达木盆地气温大幅升高,降水量明显增加,气候逐渐向暖湿化方向发展。基于柴达木盆地10个气象观测站1961-2016年逐月气温、降水等观测资料、GIMMS和MODIS 1982-2016年卫星遥感资料,利用线性趋势、综合顺序分类法等方法,分析了该地区不同区域和主要类型植被NDVI值多年变化趋势及其植被演替特征,结果表明,1982-2016年柴达木盆地四周高寒区和盆地内干旱荒漠区植被NDVI值均呈显著上升趋势,趋势系数分别为0.0090/10年、0.0011/10年;温性荒漠类、低地草甸类植被NDVI呈微弱增加趋势,趋势系数分别为0.0011/10年、0.0036/10年,而高寒草原类植被NDVI指数呈显著增加趋势,趋势系数为0.0058/10年。柴达木盆地气候极其干旱,水分是限制植被生长发育的主要因子,植被NDVI值与年降水量呈显著的正相关关系,与蒸发量呈显著的负相关关系。以气温发生突变的1987年为界,植被主要朝着温暖化和湿润化的方向发展。随着年代变化,寒温带植被类型逐渐减少,微温带植被类型逐渐增多,同时湿润度级别有所升高,尤其是进入21世纪以来,出现了微温微干和微温微润的植被类型。     

呼伦贝尔草原、湿地和森林植被对气候变化的响应

气候变化会影响区域生态系统的结构和功能。植被覆盖状况是研究不同类型植被对气候变化响应的重要指标。采用遥感与GIS技术,对1981~2012年呼伦贝尔草原不同植被类型的植被变化特征及其与气候变化因子的关系进行对比分析,以揭示植被覆盖状况对气候变化的响应规律。得出以下结论:(1)该地区的气候在1998年前后发生显著变化,在1981~1999年植被年均NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)的波动较平缓,在2000~2012年植被年均NDVI的波动较大。(2)32年间该区森林和湿地的年均NDVI增加,且年际波动较稳定,NDVI与温度呈正相关,而与降水呈负相关;但草原的年均NDVI减少,年际波动较强烈,并与降水量呈极显著正相关(P0.01),但与温度呈极显著负相关(P0.01)。研究结果表明,草原比森林和湿地对气候变化的响应更为强烈,并受降水的影响较大,加之过度放牧的影响,其对气候变化的适应性较弱。     

基于GIMMS NDVI 3g.v1的近34年青海省植被生长季NDVI时空变化特征

在气候变化和人类活动的综合影响下,青海省生态环境发生了明显变化。在此背景下,以GIMMS NDVI 3g.v1为数据源,采用Sen+Mann-Kendal方法研究青海省1982-2015年植被覆盖区域NDVI时空变化,将趋势分析和R/S(rescaled range analysis)分析叠加,研究植被生长季NDVI变化的持续性特征,并揭示植被对气候变化及人类活动的响应规律。结果表明:1)近34年青海省植被NDVI整体呈从西北到东南的增加趋势;且变异系数显示,波动性较大地区集中在柴达木盆地周边和青南牧区西北部等植被NDVI较低的区域,波动性较小地区集中在祁连山东部、东部农业区和青南牧区东南部等植被NDVI较高的区域。2)近34年青海省植被NDVI整体呈增加趋势,增长率为0.38%·10a~(-1);且NDVI变化具有明显的阶段性,存在1994年和2000年两个突变点。3)近34年青海省植被改善区域(75.4%)远大于退化区域(24.6%),其中显著改善面积占植被覆盖区域面积的40.9%,退化区随时间变化在空间上表现出明显的转移现象。4)Hurst指数表明,青海省植被变化反持续性较强,趋势分析与Hurst指数叠加得出,由退化转为改善的区域占植被覆盖区面积的13.7%,由改善转为退化的区域占植被覆盖区面积的44.3%,另41.5%的区域无法确定未来变化趋势。5)青海省植被生长季NDVI受气候变化和人类活动的双重影响,且不同植被类型对气候变化的响应存在较大差异。     

三江源植被覆盖区NDVI变化及影响因素分析

为研究三江源植被覆盖区归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)的变化及其影响因素,本研究利用植被类型、中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolution imaging spectroradiometer,MODIS) NDVI产品和气象数据等,结合趋势分析和偏相关分析等方法,分析了三江源植被覆盖区2000—2019年NDVI时空变化和引起NDVI变化的主要影响因素。结果表明,三江源植被覆盖区NDVI主要呈增加趋势,明显增加比例为38.49%,局部地区出现减小趋势,明显减小比例为1.49%。气候变化促进研究区NDVI增加,温度升高在研究区西部起主导作用,降水增加在东部地区的作用效果较明显,日照时数对局部地区的影响较大。另外,气温上升引起的冻土消融会造成高坡度地区土壤水分流失,进而导致对水分较敏感的植被如草甸的NDVI减小。     

青藏高原植被物候监测及其对气候变化的响应

研究青藏高原植被物候变化对揭示高寒生态系统对全球气候变化的响应机制具有重要的科学意义。本文选取1982-2005年的GIMMS NDVI遥感数据,采用动态阈值法提取了青藏高原高寒草地的物候信息,包括植被返青期、枯黄期及生长季长度,分析了青藏高原高寒草地植被物候的时空变化及其对气候变化的响应规律。研究结果表明,1)青藏高原植被物候多年均值的空间分布与水热条件密切相关。青藏高原从东南向西北,植被返青期逐渐推迟、枯黄期逐渐提前,生长季长度因受到植被返青和枯黄的影响,呈现逐渐缩短的趋势;2)植被返青期和枯黄期的年际变化整体上呈提前的趋势,生长季长度呈增长趋势;3)高原地区的植被物候易受到海拔的影响,但存在3400 m的分界线,在3400 m以下,物候随海拔变化的波动较大,而在3400 m以上,物候与海拔的关系密切;4)气象因子是不同草地类型植被物候变化的主要影响因素,与降水相比,植被物候期与温度相关程度更高。     

青藏高原不同退化梯度下植被蒸散发的时空格局研究

全面深入地了解青藏高原蒸散发与植被退化的关系对陆地生态系统的稳定有十分重要的意义。本文选取MODIS16A2数据分析青藏高原及其14 个子流域蒸散发的时空格局，同时选用MODIS NDVI及GIMMS NDVI3g数据采用像元二分模型计算青藏高原植被覆盖度，进而识别青藏高原植被退化梯度和植被变化区，以此探究2001—2020 年青藏高原不同退化梯度和不同植被变化区蒸散发的变化趋势。结果表明：2001—2020 年青藏高原蒸散发呈波动上升趋势，空间上呈中部低，东南高的态势，14 个子流域中羌塘高原区的蒸散发最高，黄河流域的蒸散发最低，同时大部分地区蒸散发未来将呈现下降趋势。青藏高原各植被类型中灌木的蒸散发最高，其次是森林和草地。2001—2020 年青藏高原植被退化不断减弱，各退化区蒸散发的均值排序为：未退化区>轻度退化区>极重度退化区>中度退化区>重度退化区。青藏高原植被恢复区集中在青海湖和柴达木盆地周边区域且植被恢复区面积高于植被恶化区，各植被变化区的年均蒸散发呈波动上升趋势，总体呈植被恢复区>植被不变区>植被恶化区。识别青藏高原植被退化梯度及植被蒸散发的时空特征能为当地生态安全格局构建和高寒植被退化的恢复治理提供参考。     

藏北高原气候变化与植被生长状况

概述了近年来对西藏藏北地区气候变化与植被生长状况的研究进展.总结发现,藏北的那曲地区总体在向暖湿方向发展,有利于植被生长和生态环境的改善;阿里地区则有暖干化发展趋势,对牧草的生长有不利影响.诸多气候因子--最低气温、水汽压、平均气温、最高气温和降水量等对植被生长均有一定的影响.对藏北高原植被变化的研究表明,牧草都呈现出...     

气象因子对青藏高原高寒草甸 参考蒸散的驱动特征

青藏高原被誉为"中华水塔",在全球气候变化的大背景下,青藏高原的水热平衡发生了一系列变化,研究青藏高原蒸散与气候变化关系,对于揭示气候变化对高原水文过程影响具有重要意义。基于2011-2016年6年自动观测连续数据,选取净辐射总量、气温、饱和水汽压差、降水、风速、相对湿度、日照时数7个主要气象因子,采用随机森林分析方法,分析了参考蒸散的季节及年际变化趋势,评估各气象因子对青藏高原参考蒸散的贡献。结果表明:1)在季节尺度上,参考蒸散总体表现为单峰曲线,即1-7月呈增加趋势,7月份达到最大值(132.48mm),7-12月开始逐渐下降;在年际尺度上,参考蒸散总体呈现递增的趋势,平均为1 023.03mm,且每年以29.61mm增加趋势上升。2)净辐射是影响参考蒸散年内变异最重要的气象因子,其他气象因子对其影响强弱排序为饱和水汽压差最高气温日照时数平均气温;对于生长季参考蒸散,气象因子对其影响强弱依次排序为净辐射日照时数饱和水汽压差最高气温。而降水、风速、最低气温和平均气温对年内参考蒸散和生长季参考蒸散影响较小。对非生长季参考蒸散,其所受气象因子强弱排序为净辐射饱和水汽压差风速最高气温平均气温,而相对湿度、日照时数、降水和最低气温对非生长季参考蒸散贡献较小。本研究表明,青藏高原矮嵩草(Kobresia humilis)草甸参考蒸散主要受净辐射驱动,且相比于平均温和最低气温,最高气温对其参考蒸散影响更大,这对于明晰高寒草甸水循环过程具有重要意义。     

青藏高原草地退化原因述评

导致青藏高原草地退化的因子很多,主要有气候、野生动物和人类活动等。在气候因素中以气温和降水的影响为主,短期内气候的变化不会成为草地退化的主导因素,从长期来看,气候变化与草地退化之间的相互作用可引起草地生态系统的退化;野生动物因素中主要以植食性小哺乳动物的影响为主,其危害程度取决于其种群数量的高低,同时大型野生草食动物对草地退化的影响也不容忽视;人类活动因素中主要以家畜过度放牧为主,在一定程度上,家畜放牧强度的高低直接决定草地的退化程度;草地退化是多种因素综合作用的结果。不同地区导致草地退化的主要因素不尽相同,导致青藏高原草地退化最主要的因子是过度放牧和植食性小哺乳动物种群爆发。针对退化的原因,提出了青藏高原退化草地恢复与管理过程中应注意的事项。     

青藏高原东北边缘牧区气候变化及其对畜牧业的影响

利用青藏高原东北边缘的甘南高原牧区草原牧场气候资料和牧业生态定位观测资料及统计资料,分析青藏高原东北边缘的甘南高原牧区草原牧场气候变化特征及其对畜牧业的影响.结果表明,青藏高原东北边缘的甘南高原牧区大部分区域降水量年际变化呈下降趋势,降水量的年际变化存在6～7、15 a的年周期振荡特征.气温年际变化趋势呈上升趋势,增温速度均大于全国增温速度.20世纪70年代之后持续偏暖.草地年干燥指数变化呈显著上升趋势,使牧区草场产草数量和质量下降,劣等牧草、杂草和毒草的比例越来越高,草场生产力进一步下降.由于冬、春季气温升高,降雪减少,牧区雪灾趋于减少,牲畜死损率呈明显的下降趋势.幼畜成活率1984年之后持续在一个较高水平上.     

新疆不同植被NDVI的变化及其与气候因子的关系

使用归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)和气象数据研究了全球气候变化背景下,1982-2003年新疆10种植被类型NDVI时间动态变化及其与气候因子的关系。研究区植被生长季NDVI以0.58%的年平均增长率显著增加,并且春、夏、秋三季的总体及各种植被类型NDVI都显著增加(P<0.01);通过对生长季NDVI和气候因子的相关分析,发现有5种植被类型与降水量呈显著正相关,主要是阔叶林、荒漠、草原、草丛和草甸;与温度显著相关的植被类型为针叶林、灌木、高寒沼泽和高山植被;农田生长季NDVI与降水和温度均不显著相关。通过研究各个季节不同植被类型NDVI与气候因子关系表明,春季植被NDVI与温度关系密切,夏季植被NDVI与降水呈显著正相关关系,秋季NDVI的增加是温度和降水量共同作用的结果。     

三江源兴海县草地生态环境变化的气候背景分析

利用青海省三江源区兴海县气象站近47年的气温、降水、冻土等气象资料的变化及其对该地区草地生态环境的影响作了分析。结果表明:近47年来,三江源区兴海县的气温呈明显上升趋势,降水呈不明显的上升趋势,干燥指数呈极不显著的上升趋势,年最大冻土深度明显上升,20世纪90年代以来极端天气事件增多。鼠虫害、牲畜存栏数的不断增加、滥采乱挖和工矿业的迅速发展造成兴海县植被生产力下降、草原退化严重。进入21世纪后,该地区的气候呈暖湿化发展,牧草产量和牧草高度呈上升趋势,提高了草地生产力,为发展畜牧业提供了良好的条件。     

三江源兴海县草地生态环境变化的气候背景分析

利用青海省三江源区兴海县气象站近47年的气温、降水、冻土等气象资料的变化及其对该地区草地生态环境的影响作了分析.结果表明:近47年来,三江源区兴海县的气温呈明显上升趋势,降水呈不明显的上升趋势,干燥指数呈极不显著的上升趋势,年最大冻土深度明显上升,20世纪90年代以来极端天气事件增多.鼠虫害、牲畜存栏数的不断增加、滥采乱挖和工矿业的迅速发展造成兴海县植被生产力下降、草原退化严重.进A.21世纪后,该地区的气候呈暖湿化发展,牧草产量和牧草高度呈上升趋势,提高了草地生产力,为发展畜牧业提供了良好的条件.