甘肃省农牧交错带植被覆盖时空变化及其对气候因子的响应

来源 :甘肃农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pankun001
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甘肃省农牧交错带地处中国内陆,地理环境和气候类型丰富多样,是植被类型多样性研究的重要区域,也是研究植被对气候变化响应的理想区域。本文基于MODIS/NDVI遥感数据集及28个气象站点的气候数据,综合采用Sen趋势分析法、变异系数法、Hurst指数、气候倾向率及M-K突变检验等方法分析了植被覆盖指数NDVI和6种气象因子的时空变化特征,通过主成分分析法及相关分析法分析了NDVI对不同气象因子的响应程度,研究了甘肃省农牧交错带生长季植被覆盖时空变化及其对气候因子的响应,为在气候变化情景下甘肃省农牧业的可持续发展制定相关政策、维持良好生态环境提供科学指导与理论依据。主要结果如下:(1)甘肃省农牧交错带植被覆盖状况呈改善的变化趋势,但整体变异较小且具有反持续性,空间分布上差异显著。近21a生长季NDVI增速为0.64%/a,VCI值增速为0.35/10 a,其中2011-2013年、2017-2019年植被改善状况最佳;空间上呈现出北部低,其余区域高的分布特征,高植被覆盖区占整个研究区面积最大,占比为42.67%。NDVI变化趋势系数大于0的区域占整个研究区的96.36%,其中极显著增加的区域占55.42%,主要分布在研究区中部,以及东部的环县以及华池县。NDVI变异系数多年平均值为0.15,研究区南部、西北部波动较低,中部地区波动强烈,生长季Hurst指数的多年平均值为0.43,植被恢复具有反持续性。(2)甘肃省农牧交错带植被生长季气候变化具有时空差异性。研究区整体处于增温的变化过程,以最低气温最为显著,平均气温以0.31℃/10 a的速率逐步上升,1997年发生了由冷到暖的突变,最低气温上升趋势明显高于最高气温,分别于1991年、1998年发生突变。平均气温总体上由南向北、由西向东递增,甘南、天祝、陇中、陇东地区的升温速率依次降低;最高气温呈现出由西北向东南逐渐升高的趋势,倾向率自西南向东北递减,各区域均呈增温趋势;最低气温表现出北方高、南方低,中间高、两边低的空间分布格局。降水量年际变化波动强烈,以3.42mm/10 a的速率轻微上升,2018年发生突变,降水量北少南多,倾向率自东南向西北递减,64%的站台降水量表现出增加的趋势。日照时数以-15.2h/10 a的变化速率呈现波浪式下降趋势,整体分布由南向北递增。≥10℃积温以47.93℃/10 a的速率呈显著的上升趋势,中部增温快,边界区域增温相对较慢,日照时数与积温均于1997年发生突变。(3)近21a影响甘肃省农牧交错带植被生长季NDVI最大的气候要素是降水量,决定系数为0.679,最低气温对其影响较弱,决定系数为0.295。平均气温、最高气温、日照时数和≥10℃积温对NDVI有着负相关影响,其中最高气温和日照时数的影响程度较强,决定系数分别为-0.547、-0.529,其次为平均气温,决定系数为-0.037,≥10℃积温的决定系数为-0.019。植被覆盖状况在大部分区域均与平均气温、最高气温、日照时数、≥10℃积温呈现不同程度的负相关,与最低气温、降水量呈不同程度的正相关,降水对NDVI的影响强于日照和气温,NDVI与不同气象因子之间的相关系数具有显著的空间差异性。研究区内陇中、陇东、甘南、天祝各地区影响植被生长季NDVI最大的气候要素分别为降水量、≥10℃积温、降水量、日照时数。
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