2001～2015年川西高原植被物候时空变化特征及与气候变化的响应研究

摘要

植被物候是植物本身与自然环境相互作用的结果，植物生长节律的变化会引起生态系统物质循环（如水、碳）和生物多样性的改变。植被物候作为气候变化的重要指示器，受气候变化的影响明显，能直观地反映生态环境对气候变化的响应。本文基于2001～2015年MOD09Q1遥感数据产生的NDVI和同时期的气候数据，采用谐波分析法(HANTS)、动态阈值法、均值法、空间统计法、一元线性回归分析法、偏相关分析法、复相关分析法等多种参数提取和时空分析方法，研究了川西高原植被物候(生长季始期SOG、生长季末期EOG、生长季长度LOG)的多年平均分布状况和年际变化趋势，分析了气候变化和物候变化的相关性。研究结果对于总结该区域植被生长状况及对气候变化的响应，了解川西高原生态现状，指导川西高原生态环境恢复、生物多样性保护和长江黄河水源地保护具有积极意义。主要结论如下:
　　(1)2001～2015年川西高原植被SOG呈波动提前趋势，多年平均值在第123.29天（5月上旬），倾向率为-2.7d/10a。EOG呈波动推迟趋势，多年平均值在第299.91天（10月下旬），倾向率为4.2d/10a。LOG呈波动延长趋势，多年平均值为176.68天（5个半月），倾向率为7.0d/10a。研究区植被物候的空间分布与海拔的关系密切，海拔每上升1000m，SOG推迟约16天，EOG提前约16天，LOG缩短约32天。
　　(2)2001～2015年植被物候多年均值的空间分布上，川西高原植被物候的分布大致分三个单元，东部河谷、若尔盖高原及同海拔地区、海拔高于4000m的高山区域。东部白水江、岷江、大渡河等河谷SOG在第75～第110天之间，EOG在第315～第335天之间，LOG在210天～255天之间;若尔盖高原及同海拔地区SOG在第110～125天之间，EOG在第300～315天之间，LOG在180～210天之间;海拔高于4000m的山地SOG在第125天之后，EOG在第300天之前，LOG短于180天。
　　(3)2001～2015年植被物候多年变化率的空间分布上，阿坝州SOG的提前和EOG的推迟明显，LOG延长明显。甘孜州西北部SOG和EOG变化趋势不明显，LOG呈延长趋势。甘孜州其他地区SOG呈提前趋势，EOG呈推迟趋势，LOG延长趋势要小于阿坝州。
　　(4)在全球气候变暖的大背景下，川西高原2001～2014年植被物候期各阶段气温和降雨量均成增长趋势，SOG阶段气温和降雨量的变化率分别为0.48℃/10a、4.8mm/10a，EOG阶段气温和降雨量的变化率分别为0.10℃/10a、2.1mm/10a，LOG阶段气温和降雨量的变化率分别为0.45℃/10a、22.8mm/10a。
　　(5)川西高原2001～2014年植被SOG和EOG的变化与气温的相关性明显，显著程度高，与降雨的相关性不明显，显著程度低。LOG与气温的相关性较弱，显著程度低，与降雨的相关性明显，显著程度高。
　　(6)2001～2014年川西高原除若尔盖高原的EOG与气温、降雨量的复相关系数较小外，北部其他地区SOG和EOG与气温、降雨量的复相关系数均大于南部地区。LOG与气温、降雨量的复相关系数普遍较小。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 遥感物候国内外研究进展

1．2．1 基于NOAA／AVHRR的研究进展

1．2．2 基于MODIS的研究进展

1．2．3 基于SPOT／VGT的物候研究进展

1．3 研究内容与技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 研究区概况与数据预处理

2．1 研究区概况

2．2 数据来源与预处理

2．2．1 NDVI数据

2．2．2 气候数据

2．2．3 其它数据

第3章 研究方法

3．1．2 谐波分析法的原理

3．2 物候参数提取

3．3 趋势分析

3．4 植被物候与气候的相关性分析

第4章 川西高原植被物候的时空变化特征

4．1 川西高原植被物候的总体特征

4．1．1 研究区整体植被物候年际变化趋势

4．1．2 植被物候多年平均值的海拔分异特征

4．2 川西高原植被物候的空间分布特征

4．2．1 生长季始期空间分布格局

4．2．2 生长季末期空间分布格局

4．2．3 生长季长度空间分布格局

4．3 川西高原植被物候的空间变化趋势

4．3．1 生长季始期多年变化趋势

4．3．2 生长季末期多年变化趋势

4．3．3 生长季长度多年变化趋势

4．4 小结

第5章 川西高原植被物候与气候变化的响应

5．1 川西高原季节气温和降水的时间变化趋势

5．1．1 川西高原气温时间变化趋势

5．1．2 川西高原降水时间变化趋势

5．2 植被生长季始期与气温、降水的空间相关性

5．2．1 偏相关空间分布

5．2．2 复相关空间分布

5．3 植被生长季末期与气温、降水的空间相关性

5．3．1 偏相关空间分布

5．3．2 复相关空间分布

5．4 植被生长季长度与气温、降水的空间相关性

5．4．1 偏相关空间分布

5．4．2 复相关空间分布

5．5 小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果

附录