黄淮海地区植被绿波、褐波的推移及其对气候变化的响应

【作者】 刘忠阳； 陈怀亮； 杜子璇； 邹春辉；

【机构】 河南省气象科学研究所；

【摘要】 随着全球变暖,不仅植被生长活动增强,而且生长季节的开始时间也有显著的提前。为研究黄淮海平原植被活动年际变化的季节差异,阐明植被对气候变化响应的具体表现形式。本文利用1982—2000年10 d最大合成法生成的NOAA/AVHRR探路者数据库NDVI数据,研究近20 a来黄淮海地区植被生长季绿波、褐波推移规律及其对气候变化的响应。根据研究区域大小及研究区内NDVI变化特征,采用最大变化斜率模型法及分段曲线拟合来确定黄淮海区域植被生长季。利用线性回归方法拟合多年平均NDVI旬变化曲线,然后对NDVI时间变化曲线进行速度变化分析,根据曲线斜率的变化以及实际变化曲线的转折点,确定研究区植被生长季。根据生长季临界值所在的时间,做出生长季开始和结束时间变化曲线。选取研究区中部的116°E经向带和36°N纬向带作为典型样带,利用1982—2000年月平均NDVI资料,制作逐象元植被指数剖面图和多年月平均植被指数分布曲线来分析月均变化情况、季节变化特征、地理分布差异特征以及绿波褐波推移分析。根据中国气候区划以及中国植被覆盖类型图等选取研究区南部的农田、温带落叶阔叶林两种植被类型作为研究对象,每种植被类型选取5个典型样区,各样区大小为3×3象元,以象元平均值作为该样区的值,以确保样区的代表性。对两种植被类型1982—2000年各旬NDVI值进行平均,做出样区植被的年变化曲线,研究黄淮海地区植被的季相变化规律及其对气候变化的响应。选取了典型样区内(或临近)气象站1982—2000年逐旬气象资料,用多年旬平均气象资料与样区植被NDVI做相关统计分析研究植被和气候变化的关系本研究得到的结论:(1)黄淮海地区植被生长季为3月下旬至11月下旬。近20年来,随着气候的变化,生长季开始时间出现了提前的趋势,结束时间呈延迟趋势,即生长季有所延长,每10年约延长10.9d。(2)随着年代的推移,植被生长季开始临界值绿波出现的区域也存在向北推移的现象,即绿波在由南向北推移,而褐波出现的时间由北到南逐渐延长。(3)黄淮海地区植被四季平均NDVI均呈上升趋势。其中,春季不同类型植被平均NDVI显著增加,且增加速率大于其他季节,植被NDVI与温度和降水关系密切,说明生长季提前是黄淮海地区植被对气候变化响应的主要方式。更多还原