冠层温度和降水对农牧交错带植被生产力的影响研究

降水是影响北方农牧交错带植被生产力变化的最重要因子之一。然而,随着气候变暖,较高的冠层温度会对植被生产力产生不利影响。因此,需要进一步加深关于冠层温度和降水变化对植被生产力变化的理解。本研究使用卫星遥感数据集探讨了2005—2015年内蒙古农牧交错带生长季植被总初级生产力（Gross primary productivity,GPP）的时空变化特征,进而分析了冠层温度（Canopy temperature,Tc）以及降水（Precipitation,Prec）对植被GPP的影响。结果表明：研究区内94.2%的区域GPP呈现上升趋势,其中约27.7%具有显著性（P < 0.05）;Tc和Prec能够解释约75.7%的该地区平均GPP年际变化;GPP与Tc具有较强的负相关关系,而与Prec呈较弱的正相关关系。研究结果强调了冠层温度变化对农牧交错带植被生产力的重要影响。未来仍需要开展研究以全面揭示气候变化对农牧交错带生态系统的影响,以便为可持续农牧生产提供适应气候变化的管理方案和减灾措施。     

茫崖地区近55a气候变化趋势分析

利用青海省茫崖气象站1961~2016年逐月温度、降水、风速、日照数据,采用线性趋势、显著性分析、Mann-Kendall检验等方法,对茫崖55a以来的温度、降水、风速、日照的年、季、月变化特征进行了分析。结果表明:近55a来茫崖地区平均温度年、季、月都呈显著的增加趋势,年气候倾向率为每10a增加0.8℃;降水呈不显著增加趋势,气候倾向率为每10a增加1.6mm;平均风速年、季、月都呈显著的减小趋势,气候倾向率为每10a减小0.6m/s,并在90年代中期发生突变;平均日照年、季、月呈现减少趋势,气候倾向率为每10a减少51.10h。     

曲麻莱地区光温湿度变化特征及其对牧草产量的影响

利用1965~2015年曲麻莱地区月、光、温、湿气象资料和1990~2015年牧草资料,采用线性倾向估计、相关分析等方法分析了该地区光、温、水和牧草产量变化特征及其同期牧草产量和温湿因子之间相关性研究。结果表明:近51a来曲麻莱地区年平均气温以0.42℃/10a的速率呈极显著升温趋势,四季气温均呈极显著增加且秋季气温对年气温升温贡献率最大;年降水量和日照时数以11.6mm/10a和-18.9h/10a的速率呈不显著的增加和减少趋势,日照时数减少主要体现在春夏季;1990~2015年曲麻莱地区牧草产量以441.0(kg·hm~2)/10a速率呈显著增加趋势;牧草产量和同期温湿因子之间呈显著正相关,但年降水量变化对牧草产量的影响要大于气温对牧草产量的影响,冬季气温和夏季降水量对牧草产量的影响要大于其他各季气温和降水对牧草产量的影响。     

近58a长江源地区不同等级降水的变化特征分析

利用长江源地区1962～2019年逐日降水资料,运用数理统计的方法,分析不同等级降水量、降水日数和降水强度的变化特征.结果 表明:近58a长江源地区年降水量、年降日数和降水强度均呈增加趋势,年降水量和年降水日数增加趋势明显,降水强度增加趋势不明显;小雨、中雨降水量(降水日数)呈显著增加趋势,大到暴雨降水量(降水日数)呈...     

气候变化对兴海县高寒草地产草量的影响分析

利用1961—2009年气温、降水、日照时数等气象要素,1999—2009年高寒草地牧草产量和牧草生长季旬温度、降水、日照时数等数据,对青海省兴海县近50年气候变化和牧草产量与气象条件的关系进行了研究。结果表明：近50年来兴海高寒草地气温显著上升,气候倾向率为0.34℃/10年,49年累计升温1.65℃。牧草生长季4—8月气候倾向率在0.16～0.28℃/10年,6月的倾向率最大,8月最小,7月、6月的上升趋势显著。降水量呈不显著微弱增加趋势,降水变率大,倾向率为10.1 mm/10年,49年间累计增加49.4 mm。牧草生长季,7、6月降水量增加较多,5月降水量呈减少趋势;年日照时数近50年来呈显著减少趋势,倾向率为-42.5 h/10年,49年间累计减少208.3 h。牧草生长季各月日照时数均呈减少趋势;牧草产量呈波动中显著增加趋势,每年增加146.8kg。牧草生育期内4月上旬、4月中旬至5月中旬旬平均气温对牧草产量的影响最为明显,分别对应最大正效应和负效应。降水量以4月中旬至5月中旬的正效应最大,负效应中以4月上旬为最大。5月上旬至6月中旬、8月上中旬2个时段日照时数增加是正效应,4月各旬、6月下旬至7月下旬、8月下旬3个时段是负效应。     

锡林河流域降水量时空动态及对NDVI的影响

以锡林河流域为研究对象,基于1960～2015年间锡林浩特气象站降水日值资料,运用Mann-Kendall非参数统计检验等方法,开展不同时间尺度降水量趋势分析和突变检验;利用2008～2015年锡林浩特气象站及流域内CMADS站点对锡林河流域年降水量进行空间插值,分析多年平均降水量空间变化规律;通过对比典型水文年各月份降水量与NDVI的变化关系,揭示NDVI空间异质性。结果表明:时间上,年均降水量和汛期平均降水量均呈不显著下降趋势,春、夏、秋三季降水变化均不显著,而冬季呈显著上升趋势(P0.05);空间上,年降水量呈现由东南向西北减小趋势,典型水文年月降水量与各月NDVI呈显著相关(R~2=0.733,P0.01),尤其丰水年内各月降水量与月NDVI的相关系数介于-0.76～0.99,二者呈现良好的一致性。     

中国北方农牧交错带中段近60年气温序列变化研究

利用1955-2014年中国北方农牧交错带中段10个气象观测站的气温时间序列资料,在分析气温变化结构的基础上运行气候突变检验和小波分析,用以解释气温变化的多时间尺度的复杂结构,分析不同时间尺度下气候气温变化的突变点和周期性变化规律。结果表明：近60 a来研究区内平均气温呈现普遍升高趋势,尤其在20世纪80年代以后升高趋势更加显著,达到99%置信度,升温速率达到0.45℃·10a^-1,高于全国和全球的气温增长率。2008年后区域进入降温过程,冬季降温尤为明显,其原因是全球变化发生停滞;气候突变检验表明区域年平均气温的升温突变发生在1986年,显著升温开始于1991年,冬季升温突变时间最早,发生在1978年,夏季升温突变时间滞后,出现于1991年;周期检验表明区域内气温存在5~10 a和30 a的多重时间尺度结构的变化特征,预计2008年后年平均气温和季节平均气温增加速度将变缓,甚至可能发生变暖停滞。     

额尔古纳地区牧草生长发育特征与气象要素的关系

利用内蒙古额尔古纳市气象局2005~2020年5~9月全生育期的地面气象观测资料和牧草观测资料,分析了近16 a牧草高度、盖度、生物量变化特征及与气象要素的相关关系。结果表明:牧草生长季5~9月气温、降水量、相对湿度呈上升趋势,日照时数呈显著下降趋势;牧草高度、盖度、生物量的年际变化均呈下降趋势,牧草高度、盖度下降速率分别为8.5cm/10 a和10.0%/10 a,生物量以每年4.2 kg/ha速率下降;牧草高度月变化规律5~6月牧草长势较快,6~7月长势稍弱,7~8月变化不明显;牧草盖度均呈增加趋势;生长季牧草高度、盖度与同期降水量、相对湿度、日照时数呈正相关,与气温呈负相关;牧草生物量与降水量、相对湿度呈正相关,与气温、日照时数呈负相关。牧草高度受气象要素影响不明显,牧草盖度受气温、降水量、日照时数影响较明显,气温、降水量以及空气湿度对牧草产量的影响最显著。     

呼伦贝尔草原陈巴尔虎旗气候23年变化特征的研究

为了更好地指导呼伦贝尔草原的开发利用,对其气象变化规律的研究有至关重要的作用。利用陈巴尔虎旗1995～2017年的气温和降水数据资料,采用线性倾向估计法、滑动平均法、累计距平分析等方法,从不同时间序列对研究区近23年的气象趋势进行分析。结果表明:年均气温总体以0. 090℃/10a速率呈缓慢上升趋势,除冬季外,其余三个季节平均气温均呈增温趋势,尤其夏季增温速率最快;年降水量总体以-7. 82mm/10a速率呈减小趋势,枯水年出现的概率高于丰水年。一年中66. 40%的降水集中在夏季,尤其在7月份;经突变分析表明,陈巴尔虎旗可能于1998、2007、2013年附近发生过3次气温和降水的突变。     

甘肃省草地植被NDVI时空变化特征及驱动因素研究

本文基于甘肃省2000—2019年归一化植被指数（normalized different vegetation index，NDVI）数据及气象数据，研究了甘肃省草地NDVI时空变化特征及驱动因素。结果表明：近20年，生长季草地NDVI整体水平较低但呈波动上升趋势，增速为0.030·（10a）^-1，草地NDVI分布呈现东南高西北低的格局；20年间生长季NDVI呈显著增加趋势的面积占甘肃省草地的19.08%，主要分布在陇中黄土高原；甘南高原和祁连山地生长季NDVI保持稳定，其中高寒草甸NDVI整体较高且稳定性较强；生长季草地NDVI受夏季降水量的影响较大；人类活动主要促进了草地NDVI的增长。整体而言，甘肃省草地NDVI呈现增长趋势且稳定性较高，降水量对草地NDVI的影响较强。另外，生态工程也促进了草地NDVI增长，需长期实施。     

2000-2014年宁夏草地蒸散时空特征及演变规律

蒸散是水文-生态过程耦合的纽带,对草地生态系统的稳定性十分重要,研究生态环境脆弱地区草地生态系统蒸散变化特征对于区域农牧业发展、生态恢复与重建和构建生态屏障意义明显。基于2000-2014年MOD16地表蒸散数据,利用回归分析、相关分析和重新标度极差分析等方法,研究了宁夏草地近15年的蒸散时空分布格局与演变规律,并讨论了可能影响因素。结果表明,2000-2014年,宁夏草地蒸散量介于177.51~274.43 mm,平均值为228.03 mm;受降水的年际波动影响,全区草地蒸散量在近15年呈不显著的上升趋势(P>0.05),不同类型草地的年蒸散量和月蒸散变化动态差异明显;从空间上来看,宁夏草地的多年平均蒸散量存在较强的空间异质性,呈现南高北低的分布格局,北部最低为135.84 mm,南部最高可达732.12 mm,但波动性不强;近15年,宁夏北部草地的蒸散以下降为主,降幅自北向南递减,中部和南部以上升为主,增幅自北向南递增,但大部分区域的蒸散变化幅度较小,总体变化不显著;未来,全区草地蒸散的正向特征显著,趋势发生反转的草地比例较小;降水量是决定全区草地蒸散空间分布格局和年际波动的主要因素,人类生产活动主导的土地利用类型变化对局部蒸散的影响不容忽视。     

降水量的空间插值方法研究——以甘肃省为例

利用反距离加权(IDW)、普通克里格(OK)、样条函数(Spline)、协同克里格(CK)、径向基函数法(RBF)、全局多项式法(GP)、局部多项式法(LP)和"多元回归+残差分析法"(AMMRR)以及改进的AMMRR法(I-AMMRR)9种插值方法,以甘肃省及邻近区域113个气象站点1961～2004的年降水量数据为基础,选取其中90个站点做插值站点,23个站点做检验站点,结果表明:9种插值法得到的空间分布图均能反映出甘肃省降水从东南向西北递减的空间分布特征。I-AMMRR相关系数最高,平均相对误差、平均绝对误差、均方根误差均最小,为最优插值方法。由I-AMMRR模拟的甘肃省降水的空间分布图可知,降水量高值区位于陇南地区东南部的徽县和康县,降水量在700mm以上,低值区位于敦煌市、安西县、肃北蒙古自治县,降水量小于50mm。     

甘肃省高寒草甸植被覆盖度反演及其时空变化研究

本研究以甘肃省高寒草甸为研究区,基于2000—2019年遥感数据和2014年实测数据,采用经验回归模型法构建植被覆盖度(fractional vegetation cover,FVC)估算模型,并研究了过去20年高寒草甸FVC时空变化规律、稳定性及变化原因,以期为FVC动态监测提供科学依据.结果表明:在6种植被指数(v...     

新疆2000-2012年NDVI、降水和RUE的时空特征

本研究分析了新疆2000-2012年每年的6-9月归一化植被指数(NDVI)、降水量和植被降水利用率(RUE)空间分布特征和年际变化趋势。结果显示,1)月平均降水量和月平均NDVI空间分布均呈西北向东南递减的特征,13年间年降水量和年NDVI均呈现北疆递减、南疆递增的特征,但年降水量年际变化范围更明显;2)月平均降水量和月平均RUE空间分布对比不明显,年RUE与年降水量的年际变化呈相反趋势;3)不同土地类型中降水量和NDVI呈显著正相关(r>0.3,P<0.05),降水条件对植被空间分布影响明显,不同土地类型中降水和RUE呈显著负相关(r<-0.22, P<0.05),夏季过量降水对植被光合作用的抑制作用是其主要影响因素。     

区域尺度下气候因子的插值优化及其与草地NPP的相关性

利用甘肃省及周边42个气象站点的气象数据和154个草地样地地上生物量（风干质量）实测数据,在AMMRR插值方法的基础上,加入坡度、坡向两个变量,对甘肃省1996－2005年的年均温和年降水量、不同季节温度和降水量进行空间模拟,并分析了甘肃省年均温和年降水量的空间分布格局,以及草地净初级生产力(NPP)对年均温、年降水量和不同季节温度、降水量的响应。结果表明,1）相对其他插值方法,引入了坡度、坡向等微观地理因子的AMMRR插值方法,可充分体现甘肃省的年均温、年降水量受地形影响的微观变化,更符合实际情况。2）除冬季外,草地NPP与不同时期的温度之间均呈显著负相关（P<0.01）,与不同时期的降水量均呈显著正相关（P<0.01）,而且与降水量的相关性明显高于温度。     

内蒙古农牧交错区草地气候生产力对气候变化的响应

摘要：本研究以太仆寺旗为例,利用1979-2009年的气候数据,分析了内蒙古农牧交错区气候变化趋势,并结合Miami和Thornthwaite Memorial模型研究草地气候生产力对不同气候变化情景的响应。结果表明,近30年来,太仆寺旗年平均气温增温趋势明显（每10年0.62 ℃）,四季平均气温均有显著上升,以冬季升温最明显（每10年0.84 ℃）;年降水量有下降趋势（每10年5.3 mm）,但趋势不明显;综合考虑水热因子的Thornthwaite Memorial模型更能够反映草地气候生产力的变化趋势,与温度相比,降水是影响草地生产力的关键因子;在气候变暖的背景下, “暖湿型”气候可提高草地气候生产力,变化幅度为8.3%~16.7%,假如未来气候向“暖干型”发展,草地气候生产力的变化为-4.8%~3.5%。     

基于温度植被干旱指数的广东省旱情动态监测

广东省饱受季节性干旱的困扰,开展遥感旱情监测工作具有重要的现实意义。利用MODIS数据构建温度植被指数特征空间,采用线性拟合的方法提取干湿边,计算广东省2011年温度植被干旱指数(TVDI),以该指数为依据分析了广东省旱情的时空分布,得到了以下主要结论:1)随着EVI的增加,陆地表面最大温度减小,最大地表温度和最小地表温度差值呈减小趋势,且地面温度的最大和最小值与EVI呈近似线性关系。EVI-T_S特征空间的季节变化明显,随着温度降低,EVI-T_S特征空间明显萎缩。随着年内温度的变化,EVI-T_S特征空间的干湿边截距也发生相应变化,即冬季截距较小,夏季截距较大。2)2011年广东省的冬旱非常严重,春季和秋季也有一定程度的干旱。其冬旱和春旱的地域分布相似,均呈现自北向南逐渐加重的趋势,且沿海地区重于内陆。秋旱的地区分布特点与冬春旱相反,大致呈自南向北逐渐加重的趋势。结合广东省历史气象资料对干旱监测结果进行评价,结果表明遥感监测结果与实际旱情较吻合。3)比较了TVDI与土壤湿度的相关性,结果表明TVDI可以体现土壤湿度状况,两者呈负相关关系。将TVDI和主要气象因子做了相关性分析,从结果可以看出,TVDI与降水量、温度和相对湿度间都呈负相关关系。从相关系数来看,TVDI与降水量之间的相关性最高。从气象站尺度来说,TVDI对降水的变化是敏感的,即连续降水可导致TVDI值下降,旱情得到缓解;持续无降水可使TVDI值增加,旱情加重。     

基于AMMRR插值法的草地综合顺序分类研究——以甘肃省为例

在草地综合顺序分类系统（IOCSG）的指导下,以甘肃省113个气象站点多年>0 ℃年积温（Σθ）和年降水量（r）以及DEM数据为主要数据源,采用“多元回归+残差分析法（AMMRR）”进行气象数据空间化,通过空间叠置分析完成甘肃省草地类的划分。研究结果表明,甘肃省共有28个IOCSG草地类,面积最广的有4个,分别是微温极干温带荒漠类（ⅢA3）、微温干旱温带半荒漠类（ⅢB10）、微温湿润落叶阔叶林类（ⅢE31）和寒冷潮湿高山草甸类（ⅠF36）,分别主要分布在北山山地、河西走廊、黄土高原和甘南高原;亚热带的几个类（ⅤB12、ⅤC19、ⅤD26和ⅤE33）分布面积较小,比例不足1%。研究结果符合甘肃省各区域的气候特点。AMMRR法充分考虑了地形因子（经度、纬度和海拔高度）对气象要素的影响,使Σθ和r插值结果更接近实际,得到的草地分类图也充分体现出了植被的地带性规律,模拟效果较好。     

新疆荒漠草地生物量估算及影响因素研究

为探究新疆荒漠草地生物量反演模型及其影响因子,基于Terra/MODIS,NOAA CDR NDVI,SPOT/VGT等遥感产品数据及草地地上生物量实测数据,构建研究区荒漠草地地上生物量植被指数反演模型,分析新疆荒漠草地地上生物量时空分布规律,运用趋势分析法和相关性等方法,揭示了生物量演变趋势与气温、降水的关系。结果表明：建立的不同遥感数据源生物量模型中,指数函数反演模型精度最高,决定系数和估算精度分别为0.66和70.93%;基于2000—2019年归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)变化趋势发现,新疆荒漠草地以稳定和改善为主;研究区2000—2019年间荒漠草地地上生物量空间分布格局整体表现为北高南低的趋势,20年间荒漠草地平均地上生物量为38.92 g·m^-2;2000—2019年气温与降水均上升,年平均升温率和降水率达到了0.32℃·(10 a)^-1和2.18 mm·(10 a)^-1,50%以上的地区荒漠草地与气温、降水呈正相关关系,生物量与降水的相关性优于气温。研究结果可为新疆草地保护和改善、生态环境建设提供科学依据和技术支持。