中國華東地區(qū)植被NDVI對氣溫和降水的響應(yīng)

閆麗陽

河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

中國華東地區(qū)植被NDVI對氣溫和降水的響應(yīng)

閆麗陽

河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院

植被是生物圈的關(guān)鍵組成部分，對調(diào)節(jié)氣候變化和提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)十分重要。本文基于AVHRR GIMMS NDVI數(shù)據(jù)集和中國科學(xué)院青藏高原研究所提供的中國區(qū)域地面氣象要素?cái)?shù)據(jù)集，研究了中國華東地區(qū)1981年到2006年的植被NDVI、氣溫以及降水的變化情況，研究結(jié)果表明：華東地區(qū)植被NDVI與降水的相關(guān)系數(shù)為-0.379，呈顯著負(fù)相關(guān)，NDVI與氣溫的相關(guān)系數(shù)為-0.115，呈負(fù)相關(guān)。

植被NDVI；氣溫；降水；相關(guān)系數(shù)

1.引言

植被作為生物圈的重要組成部分，其變化對氣候的改變以及整個(gè)生物圈都有重要的影響。國內(nèi)外的學(xué)者對此做了不少的研究，其中周夢甜等基于SPOT VEGETATION/NDVI的數(shù)據(jù)，研究了1998-2012年西北地區(qū)的植被覆蓋時(shí)空變化特征，結(jié)果表明：西北地區(qū)整體植被覆蓋率偏低，西北地區(qū)退化區(qū)所占西北地區(qū)總面積小[1]。崔林麗等分析了1998年-2007年中國東部植被NDVI在全年、春季、夏季和秋季對氣溫和降水變化的旬時(shí)空響應(yīng)特征，結(jié)果表明：中國東部地區(qū)整體上植被對氣溫變化的響應(yīng)大于降水[2]。薛海源等分析了內(nèi)蒙古地區(qū)植被對氣候變化的響應(yīng)，結(jié)果表明：1982-2012，植被指數(shù)總體呈波動(dòng)變化，且區(qū)域差異明顯[3]。崔林麗等研究了1998年一2011年我國華東及其周邊地區(qū)四季NDVI對氣溫和降水的時(shí)空響應(yīng)特征，結(jié)果表明：氣溫對NDVI的影響大于降水[4]。而本文基于AVHRR GIMMS NDVI數(shù)據(jù)集和中國科學(xué)院青藏高原研究所提供的中國區(qū)域地面氣象要素?cái)?shù)據(jù)集，采用行館分析法，研究1981-2006年的植被NDVI與氣溫和降水之間的關(guān)系。

2.研究區(qū)概況

華東地區(qū)位于中國東部，自北向南包括山東省、江蘇省、安徽省、上海市、浙江省、江西省、福建省和臺(tái)灣省，面積83.43萬平方公里，約占中國面積的8.7%。華東地區(qū)地形以丘陵、盆地、平原為主，屬亞熱帶濕潤性季風(fēng)氣候和溫帶季風(fēng)氣候，氣候以淮海為分界線，淮河以北為溫帶季風(fēng)氣候，以南為亞熱帶季風(fēng)氣候，雨量集中于夏季，冬季北部常有大雪，通常集中在江蘇省和安徽省的中北部地區(qū)以及山東境內(nèi)。華東地區(qū)年平均氣溫為15-18攝氏度。山東省多年平均降水量為676.5毫米，浙江省年平均降水量為1600毫米左右。華東地區(qū)動(dòng)植物資源豐富，生物資源種類多、數(shù)量大。因此，以華東地區(qū)作為研究對象，來研究植被NDVI與氣溫和降水之間的關(guān)系。

3.數(shù)據(jù)來源

本研究所用到的數(shù)據(jù)有植被GIMMS NDVI數(shù)據(jù)、氣溫?cái)?shù)據(jù)和降水?dāng)?shù)據(jù)，時(shí)間跨度均為1981-2006年。GIMMS (Glaobal Inventory Modelling and Mapping Studies)NDVI 數(shù)據(jù)來源于NASA(美國國家航天航空局)戈達(dá)德航天中心全球監(jiān)測與模擬研究組制作的數(shù)據(jù)集，格式為ENVI標(biāo)準(zhǔn)格式，投影為ALBERS，其時(shí)間分辨率是15天，空間分辨率8km。氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù)來源于中國區(qū)域地面氣象要素?cái)?shù)據(jù)集(CMFD)。它是中國科學(xué)院青藏高原研究所開發(fā)的一套近地面氣象與環(huán)境要素再分析數(shù)據(jù)集。

4.結(jié)果分析

4.1華東地區(qū)植被NDVI時(shí)間序列上的變化情況

1981年到2006年，華東地區(qū)的NDVI整體上呈下降趨勢。NDVI在1981-2006年的時(shí)間序列上具有階段性，大致可以分為兩個(gè)階段，其中1981年到1995為第一階段，這個(gè)階段上，植被NDVI大致在一標(biāo)準(zhǔn)線上上下波動(dòng)，其均值不變1995年到2006年，為另一階段，這一階段上，植被NDVI呈顯著下將趨勢，植被NDVI的年均值要低于前一階段。

4.2華東地區(qū)氣溫時(shí)間序列上的變化情況

1981年-2006年，整體上，華東地區(qū)的氣溫是顯著上升的。但氣溫的上升也具有階段性，1981年-1986年，氣溫基本恒定，1986年-1999年，氣溫年際變化波動(dòng)大，但盡管如此，整體上還是圍繞一個(gè)值上下波動(dòng)的。這兩個(gè)階段的均值大致相同，即氣溫在這兩個(gè)階段上大致是穩(wěn)定的。1999年-2006年，氣溫顯著上升，上升的平均值遠(yuǎn)大于前兩個(gè)階段。

4.3華東地區(qū)降水時(shí)間序列上的變化情況

整體上，華東地區(qū)的降水呈微弱的上升狀態(tài)，按其階段性，大致上可以分為三個(gè)階段，其中1981年-1992年，華東地區(qū)降水的平均值處于中間水平，1992年-1999年，華東地區(qū)降水的年平均值最大，1999年-2006年，華東地區(qū)降水的平均值最小。

由以上分析，可知華東地區(qū)植被NDVI呈下降趨勢，氣溫呈顯著上升趨勢，降水呈微弱上升趨勢，利用相關(guān)系數(shù)分析法，得華東地區(qū)植被NDVI與氣溫之間的相關(guān)系數(shù)為-0.115，呈負(fù)相關(guān)，植被NDVI與降水之間的相關(guān)系數(shù)為-0.379，呈顯著負(fù)相關(guān)。表明華東地區(qū)植被NDVI與降水之間的關(guān)系要比NDVI與氣溫之間的關(guān)系明顯。

5.結(jié)束語

本文以華東地區(qū)作為研究對象，分析了華東地區(qū)植被NDVI與氣溫和降水之間的關(guān)系，結(jié)果顯示，華東地區(qū)植被NDVI與氣溫之間的相關(guān)系數(shù)為-0.115，植被NDVI與降水之間的相關(guān)系數(shù)為-0.379，華東地區(qū)植被NDVI與降水之間的關(guān)系要大于植被NDVI與氣溫之間的關(guān)系。植被NDVI、氣溫和降水在時(shí)間序列上存在階段性，在空間范圍上，不同地區(qū)的植被NDVI與氣溫和降水之間的關(guān)系也會(huì)有所不同。同時(shí)在本文的分析基礎(chǔ)上，未對人為因素進(jìn)行考慮，結(jié)果可能會(huì)存在偏差，這些在以后的研究中應(yīng)值得注意。

[1] 周夢甜, 李軍, 朱康文. 西北地區(qū)NDVI變化與氣候因子的響應(yīng)關(guān)系研究[J]. 水土保持研究, 2015(03):182-187.

[2] 崔林麗, 史軍, 楊引明,等. 中國東部植被NDVI對氣溫和降水的旬響應(yīng)特征[J]. 地理學(xué)報(bào), 2009, 64(07):850-860.

[3] 薛海源, 陳海山, 華文劍. 內(nèi)蒙古地區(qū)植被對氣候變化的響應(yīng)[J].氣象與減災(zāi)研究, 2015(2):8-15.

[4] 崔林麗, 史軍. 中國華東及其周邊地區(qū)NDVI對氣溫和降水的季節(jié)響應(yīng)[J]. 資源科學(xué), 2012, 34(1):81-90.

閆麗陽(1995-)，女，漢族，河南許昌人，河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院，2013級本科生，自然地理與資源環(huán)境專業(yè)。