中國(guó)東部南北樣帶植被的物候趨勢(shì)及對(duì)氣候變化的響應(yīng).pdf

1、氣候變暖對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)深刻影響并威脅到人類賴以生存的環(huán)境及社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，這也使得植被的動(dòng)態(tài)變化及其與環(huán)境的關(guān)系成為全球變化研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。陸地樣帶的研究通過(guò)利用分散研究站點(diǎn)的觀測(cè)研究與一定空間區(qū)域綜合分析，是不同時(shí)空尺度模型之間耦合與轉(zhuǎn)換的媒介，是進(jìn)行全球變化驅(qū)動(dòng)因素梯度分析的有效途徑。本研究選擇中國(guó)東部南北樣帶(North-South Transect of Eastern China)，利用1982～2006年的遙感數(shù)據(jù)和氣

2、候資料，運(yùn)用趨勢(shì)檢驗(yàn)、相關(guān)分析、數(shù)值模擬及模型運(yùn)算等多種方法，在分析研究南北樣帶整體的氣候因子和植被活動(dòng)變化特征的基礎(chǔ)上，較為系統(tǒng)全面地分析了氣候變化對(duì)植被物候、植被指數(shù)等敏感指標(biāo)的影響。然后，依據(jù)南北樣帶植被分布的特點(diǎn)，選取具有代表性的十二種植被類型做進(jìn)一步的深入探討，通過(guò)統(tǒng)計(jì)模型和數(shù)值模型定量研究了氣候變化背景下不同植被類型對(duì)溫度和降水的響應(yīng)模式。主要內(nèi)容包括：（1）南北樣帶上溫度和降水的變化趨勢(shì)（2）南北樣帶上主要植被類型的物候現(xiàn)

3、象（包括返青起始期、休眠起始期和生長(zhǎng)季長(zhǎng)度）的發(fā)生時(shí)間和演變趨勢(shì)（3）不同植被類型各年、月NDVI與溫度和降水的關(guān)系。
　　研究結(jié)果表明：
　?。?）從1958～2006年，中國(guó)陸地的存在普遍增溫的趨勢(shì)，南北樣帶中部區(qū)域增溫最顯著，達(dá)到0.06℃·a-1。并且從1982年以來(lái)，南北樣帶增溫的幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)1958～1981年的增溫速率，其中增溫最為顯著的區(qū)域在樣帶中部區(qū)域，年增溫趨勢(shì)達(dá)到0.25℃·a-1。降水在樣帶北部出現(xiàn)減

4、少的趨勢(shì)，南部出現(xiàn)增加趨勢(shì)。此外，近二十多年降水的南增北減趨勢(shì)也在加速，這更進(jìn)一步加劇了南澇北旱的現(xiàn)象。從1982～2006年的近二十多年來(lái)，東北區(qū)域和長(zhǎng)江中游區(qū)域的降水減少約5~35％（3～18 mm·a-1），華南區(qū)域增加約10~25%（4～10 mm·a-1）。
　　除寒溫帶溫帶針葉林以外，其它所有植被類型所在的區(qū)域，年均溫都極顯著地上升，其中顯著性最高的是溫帶落葉闊葉林(TDBF)所在區(qū)域。南北樣帶上增溫主要出現(xiàn)在2～9月

5、，集中于春季初、秋季初和夏季。其中溫帶區(qū)域的溫帶針葉林（TCF）、溫帶落葉灌叢（TDS）、溫帶草叢（TG）、溫帶禾草草原（TGS）、亞熱帶落葉闊葉林（SDBF）和亞熱帶針葉林（STCF）都出現(xiàn)了至少5個(gè)月的顯著增溫。而寒溫帶溫帶山地針葉林（TCTCF）和溫帶草甸草原（TMS）只有個(gè)別月份出現(xiàn)顯著增溫。
　　寒溫帶溫帶針葉林（TCTCF）、溫帶混交林（TMF）、溫帶落葉灌叢（TDS）、溫帶草甸草原（TMS）和溫帶草叢（TG）等溫帶類

6、型年降水有所減少，而亞熱帶熱帶植被類型所在區(qū)域的年降水年際波動(dòng)較大，變化趨勢(shì)不是很顯著。月降水出現(xiàn)顯著減少的主要為溫帶植被類型所分布的區(qū)域，但各種植被類型所在區(qū)域在大多數(shù)月份的降水變化較小，顯著變化的月份主要為3月與9月。3月降水出現(xiàn)顯著減少的植被為TCF、TG和STCF；9月降水出現(xiàn)顯著減少的植被為溫帶混交林（TMF）、溫帶落葉闊葉林（TDBF）、TDS、TMS、亞熱帶熱帶草原（STG）和亞熱帶常綠闊葉林（SEBF）。
　?。?

7、）返青起始期顯著提前的植被有溫帶針葉林（TCF,0.56 d·a-1）、溫帶草叢（TG,0.66 d·a-1）、亞熱帶熱帶針葉林（STCF,0.46 d·a-1）、亞熱帶落葉闊葉林（SDBF,0.58 d·a-1）和亞熱帶熱帶草叢（STG,0.89 d·a-1）；休眠起始期顯著推遲的植被有寒溫帶溫帶針葉林(TCTCF,0.32 d·a-1)、SDBF(0.80 d·a-1)和溫帶落葉闊葉林(TDBF,0.18 d·a-1)；此外，大部分

8、植被類型的生長(zhǎng)季長(zhǎng)度都有所延長(zhǎng)，但延長(zhǎng)的方式不同：TCF（0.77 d·a-1）是由于返青起始期顯著提前造成的；TCTCF（0.38 d·a-1）和TDBF（0.36 d·a-1）是由于休眠起始期顯著推遲造成的；TG（0.76 d·a-1）、STCF（0.83 d·a-1）、SDBF（1.4 d·a-1）和STG（1.3 d·a-1）等是由于返青起始期提前和休眠起始期推遲共同造成的。對(duì)溫度和降水的變化進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，溫度對(duì)南北樣帶上植被物

9、候的影響較大，而降水對(duì)物候的影響相對(duì)較小，不同植被類型對(duì)溫度的響應(yīng)各異。在南北樣帶上存在的熱量梯度，使得整條樣帶上植被的物候現(xiàn)象也表現(xiàn)出時(shí)間梯度，從返青起始期發(fā)生的時(shí)間上比較，從北向南逐漸推遲，即寒溫帶植被>溫帶植被>亞熱帶植被；休眠起始期和生長(zhǎng)季長(zhǎng)度則正好相反，亞熱帶植被>溫帶植被>寒溫帶植被。
　?。?）全國(guó)尺度上NDVI的變化與溫度相關(guān)，但局域上的NDVI變化受降水調(diào)控，NDVI在局域上的異質(zhì)性與局部氣候、土地利用和植被類型

10、密切相關(guān)。樣帶尺度上的NDVI變化同時(shí)受控于溫度和降水的變化。NDVI在年尺度上受溫度控制的是TDS；同時(shí)受溫度和降水調(diào)控的是TGS和STCF。其它植被類型整體上的年NDVI與年均溫和年總降水沒(méi)有直接顯著的聯(lián)系，受年內(nèi)溫度變化情況和降水分配狀況影響更大。
　　在月尺度上，植被 NDVI與前四個(gè)月內(nèi)的溫度關(guān)系最為密切，不同植被類型不同季節(jié)各有差異。而從1月份到4月份，溫度的滯后時(shí)長(zhǎng)在縮短。大部分植被類型NDVI與溫度的關(guān)系比降水的關(guān)