長(zhǎng)江流域陸地生態(tài)系統(tǒng)NDVI時(shí)空變化特征及其對(duì)水熱條件的響應(yīng)

(1.長(zhǎng)江科學(xué)院 水資源綜合利用研究所，武漢 430010; 2.湖北大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院, 武漢 430062; 3.黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 開封 475004)

1 研究背景

氣候變化與陸地生態(tài)系統(tǒng)之間存在雙向反饋機(jī)制：一方面，在以增溫為主要特征的全球氣候變化背景下，區(qū)域水熱條件的變化引起了陸地生態(tài)系統(tǒng)時(shí)空分布格局的改變[1-2]；另一方面，生態(tài)系統(tǒng)格局的變化會(huì)影響區(qū)域碳循環(huán)和水循環(huán)過程，進(jìn)而反作用于區(qū)域氣候條件[3]。因此，識(shí)別氣候與陸地生態(tài)系統(tǒng)的互饋關(guān)系是氣候變化研究中的重要內(nèi)容。植被是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，可作為陸地生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)氣候變化的指示器[4]。在大尺度上開展陸地生態(tài)系統(tǒng)植被的時(shí)空變化特征及其對(duì)水熱條件的響應(yīng)研究，有利于認(rèn)知?dú)夂蜃兓c陸地生態(tài)系統(tǒng)的相互作用機(jī)制[5]。當(dāng)前大尺度上的植被變化研究主要依賴于遙感技術(shù)，常用美國(guó)國(guó)家航空和航天局(NASA)發(fā)布的NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)數(shù)據(jù)作為植被生長(zhǎng)狀況的指示因子，用以識(shí)別陸地植被的變化特征[6-8]。相關(guān)研究多從氣象站點(diǎn)尺度或區(qū)域/流域面尺度研究NDVI對(duì)水熱條件的響應(yīng)，但不同區(qū)域氣候、地形以及生態(tài)系統(tǒng)類型存在差異性[9]，因此，不同區(qū)域上的NDVI響應(yīng)特征亦存在差別，單一點(diǎn)尺度或面尺度難以反映NDVI變化的真實(shí)情況。本文以長(zhǎng)江流域?yàn)檠芯繀^(qū)，從像元尺度和區(qū)域尺度分析NDVI和水熱條件的年際變化特征，并結(jié)合氣候特征和陸地生態(tài)系統(tǒng)類型對(duì)長(zhǎng)江流域進(jìn)行分區(qū)，考慮氣候和生態(tài)系統(tǒng)類型的空間差異性，在此基礎(chǔ)上，研究主要陸地生態(tài)系統(tǒng)NDVI對(duì)水熱條件的響應(yīng)。

圖1 長(zhǎng)江流域地理位置Fig.1 Location of Yangtze River Basin

2 研究區(qū)概況

長(zhǎng)江發(fā)源于青藏高原，全長(zhǎng)6 300 km，自西北向東南流經(jīng)青藏高原、橫斷山區(qū)、云貴高原、四川盆地和長(zhǎng)江中下游平原注入東海。長(zhǎng)江流域(圖1)橫跨中國(guó)東部、中部和西部3大經(jīng)濟(jì)區(qū)，涉及19個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)。長(zhǎng)江流域地理坐標(biāo)為90°33′E—122°19′E，24°27′N—35°54′N，總面積約180萬km2，約占國(guó)土面積的1/5[10]。流域大部分地區(qū)屬于熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均降水量為1 036 mm，地區(qū)差異性較大，總體上降水量自東南向西北遞減；多年平均氣溫為13.3 ℃，空間上亦呈現(xiàn)出東南高、西北低的特點(diǎn)[11]。長(zhǎng)江流域植被類型豐富，具有涵養(yǎng)水土、調(diào)節(jié)河川徑流等功能，是維護(hù)整個(gè)長(zhǎng)江流域生態(tài)平衡的屏障[12]。

3 資料與方法

3.1 數(shù)據(jù)來源及預(yù)處理

所選用的數(shù)據(jù)主要包括MODIS NDVI數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、生態(tài)系統(tǒng)類型空間分布數(shù)據(jù)等，具體如下。

3.1.1 MODIS NDVI數(shù)據(jù)

本文所選用的NDVI數(shù)據(jù)源于地理空間數(shù)據(jù)云(http:∥www.gscloud.cn/)提供的MODND1D月合成產(chǎn)品。該產(chǎn)品空間分辨率為500 m，系列長(zhǎng)度為2000—2015年。在ArcGIS10.2平臺(tái)上，經(jīng)裁剪并采用年內(nèi)最大值法合成所需要的年尺度NDVI系列。

3.1.2 氣象數(shù)據(jù)

本文所選用的氣象數(shù)據(jù)為流域內(nèi)及周邊共148個(gè)氣象站點(diǎn)2000—2015年逐日降水和氣溫觀測(cè)資料(氣象站點(diǎn)見圖1)，該數(shù)據(jù)源于國(guó)家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)(http:∥data.cma.cn)。在ArcInfo Workstation 10.0 平臺(tái)上，編制相關(guān)的AML語言，采用IDW(Inverse Distance Weighted)空間插值方法將其格網(wǎng)化為 500 m分辨率的日氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上，獲取2000—2015年長(zhǎng)江流域年降水量和積溫(本文只研究氣溫≥10 ℃的積溫，下同)的柵格圖層。

3.1.3 陸地生態(tài)系統(tǒng)類型空間分布數(shù)據(jù)

長(zhǎng)江流域陸地生態(tài)系統(tǒng)類型數(shù)據(jù)來源于全球變化科學(xué)研究數(shù)據(jù)出版系統(tǒng)(http:∥www.geodoi.ac.cn)所提供的中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)空間分布數(shù)據(jù)集，該分類系統(tǒng)共劃分7個(gè)生態(tài)系統(tǒng)類型，包括：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)、草地生態(tài)系統(tǒng)、水體與濕地生態(tài)系統(tǒng)、荒漠生態(tài)系統(tǒng)、聚落生態(tài)系統(tǒng)和其他生態(tài)系統(tǒng)。該產(chǎn)品空間分辨率為500 m，經(jīng)裁剪后得到長(zhǎng)江流域陸地生態(tài)系統(tǒng)類型空間分布(圖2)。從圖2可看出長(zhǎng)江流域生態(tài)系統(tǒng)類型以農(nóng)田、森林和草地生態(tài)系統(tǒng)為主，其面積占比分別為28.0%，40.9%，23.4%。

圖2 長(zhǎng)江流域陸地生態(tài)系統(tǒng)類型空間分布及其面積Fig.2 Terrestrial ecosystems and corresponding areas in the Yangtze River Basin

3.2 研究方法

利用趨勢(shì)線分析法和Kendall秩相關(guān)檢驗(yàn)法識(shí)別長(zhǎng)江流域不同尺度下水熱條件和NDVI變化程度，同時(shí)，基于相關(guān)性分析揭示NDVI對(duì)水熱條件的響應(yīng)及空間差異性。具體方法如下。

3.2.1 線性傾向率

參考Stow等[13]的研究，以傾向率來表征長(zhǎng)江流域2000—2015年降水量、積溫和NDVI變化趨勢(shì)程度。在研究區(qū)n個(gè)樣本中，xi(i=1,2,…,n)表示某一降水、積溫或NDVI，ti(i=1,2,…,n)表示xi相應(yīng)的時(shí)間。兩者之間的一元線性回歸方程為

xi=a+bti,i=1,2,…,n。

(1)

式中：a為常數(shù)項(xiàng)；b為傾向率。b>0表示研究對(duì)象在統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，反之則呈現(xiàn)出減小的趨勢(shì)，其絕對(duì)值大小表示變化趨勢(shì)的程度[14-15]。

3.2.2 Kendall秩相關(guān)檢驗(yàn)法

采用Kendall秩相關(guān)檢驗(yàn)法對(duì)長(zhǎng)江流域降水量、積溫和NDVI變化趨勢(shì)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，根據(jù)式(2)構(gòu)建檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量U，給定顯著水平α，當(dāng)|U|

(2)

其中：

(3)

(4)

式中：n為序列長(zhǎng)度，本文n=16；p為給定序列{xi}(i=1, 2,…,n)中所有對(duì)偶值{xi,xj,i

3.2.3 相關(guān)性分析

從像元水平和區(qū)域尺度對(duì)長(zhǎng)江流域2000—2015年期間NDVI與降水、積溫的相關(guān)性進(jìn)行分析，根據(jù)相關(guān)性分析結(jié)果，識(shí)別長(zhǎng)江流域NDVI對(duì)水熱條件的響應(yīng)。相關(guān)系數(shù)的計(jì)算公式為

(5)

4 結(jié)果分析

4.1 長(zhǎng)江流域NDVI時(shí)空變化特征

4.1.1 長(zhǎng)江流域NDVI空間變化特征

在年內(nèi)最大值法合成得到的2000—2015年年尺度NDVI系列基礎(chǔ)上，利用ArcGIS 10.2平臺(tái)中的Cell Statistics工具，獲得各單元格近16 a的NDVI均值，得到長(zhǎng)江流域2000—2015年期間NDVI多年平均值空間分布，如圖3所示。從圖3可看出，全流域NDVI值由上游到下游、由西向東逐漸增加，與高程的空間變化特征相反，即NDVI隨高程的增加而減小。

圖3 長(zhǎng)江流域2000—2015年NDVI多年平均值 空間分布Fig.3 Annual average NDVI in the Yangtze River Basin (2000-2015)

圖4統(tǒng)計(jì)了不同高程處NDVI的空間均值：高程在4 000 m以下的區(qū)域，隨高程的增加，NDVI減小幅度并不大，約為-0.001/(100 m)；但在4 000 m以上的區(qū)域，隨高程的增加，NDVI明顯減小，其遞減幅度約為-0.040/(100 m)。主要是因?yàn)殚L(zhǎng)江流域低海拔地區(qū)水熱條件相對(duì)較好，更適宜植被的生長(zhǎng)。

圖4 不同高程處NDVI空間均值Fig.4 Average NDVI at different elevations

長(zhǎng)江流域2000—2015年NDVI變化趨勢(shì)的空間特征如圖5所示：圖5(a)為趨勢(shì)線分析法分析結(jié)果，圖5(b)為Kendall秩相關(guān)檢驗(yàn)法分析結(jié)果。可看出，2000—2015年期間長(zhǎng)江流域NDVI呈現(xiàn)出較大幅度的增加趨勢(shì)，以金沙江中下游、嘉陵江上游和漢江上游尤為明顯(圖5(a))；全流域約有43.2%的區(qū)域NDVI呈現(xiàn)出顯著增加的趨勢(shì)，主要分布于金沙江下游、長(zhǎng)江中游和洞庭湖水系(圖5 (b))。

圖5 長(zhǎng)江流域2000—2015年NDVI變化趨勢(shì)Fig.5 Trend of NDVI in the Yangtze River Basin (2000-2015)

圖6 不同生態(tài)系統(tǒng)NDVI年際變化Fig.6 Interannual variations of NDVI in different ecosystems

4.1.2 長(zhǎng)江流域NDVI時(shí)間變化特征

2.6 九種病原體的混合感染情況 本次研究?jī)H存在兩種病原體的混合感染，感染率為2.78%（194/6 984），占陽性病例的10.55%（194/1 839）。其中肺炎支原體合并乙型流感病毒居首位，占陽性病例的5.00%（92/1 839），其次為肺炎支原體合并副流感病毒，占陽性病例的3.75%（69/1 839）。

如圖6所示，各類型生態(tài)系統(tǒng)的NDVI變化存在一定差異，但均呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，其中農(nóng)田、森林、水體與濕地生態(tài)系統(tǒng)NDVI年際增長(zhǎng)率約為0.004 a-1，草地生態(tài)系統(tǒng)和荒漠生態(tài)系統(tǒng)NDVI年際增長(zhǎng)率約為0.003 a-1，全流域NDVI年際增長(zhǎng)率約為0.004 a-1，且各生態(tài)系統(tǒng)以及全流域Kendall統(tǒng)計(jì)值均>1.96，即其增加趨勢(shì)達(dá)到了α=0.05的顯著水平。在一定程度上說明長(zhǎng)江流域植被長(zhǎng)勢(shì)良好，朝正向演替的方向發(fā)育。這主要是由于長(zhǎng)江流域降水相對(duì)豐沛，且在研究時(shí)段內(nèi)，環(huán)境氣溫上升，植被覆蓋有所增加；此外，諸如退牧還草、防沙治沙、濕地修復(fù)等措施的實(shí)施，在一定程度上促進(jìn)了植被的恢復(fù)。

4.2 長(zhǎng)江流域水熱條件時(shí)空變化特征

4.2.1 長(zhǎng)江流域水熱條件空間變化特征

近16 a來長(zhǎng)江流域多年平均降水量和多年平均積溫分別為1 047 mm和4 528 ℃。降水量和積溫的空間分布特征較為一致，均呈現(xiàn)出由西向東逐漸增加的趨勢(shì)。流域上游、中游和下游多年平均降水量分別為832，1 210，1 502 mm，多年平均積溫分別3 620，5 526，5 910 ℃(圖7)。長(zhǎng)江流域水熱條件時(shí)空變化特征與高程相反，即隨高程的增加而減小，從近似的線性關(guān)系來看，高程每上升100 m，年降水量和年積溫分別減小15.2 mm和107.3 ℃(圖8)。

圖8 不同高程處年降水量和年積溫空間均值Fig.8 Average NDVI precipitation and accumulated temperature at different elevations

對(duì)長(zhǎng)江流域近16 a來降水和積溫變化趨勢(shì)(圖9、圖10)進(jìn)行分析可知：降水量?jī)A向率呈現(xiàn)出較為明顯的空間差異性，上游云貴地區(qū)和中游兩湖地區(qū)降水量普遍呈現(xiàn)出減小的趨勢(shì)，上游川渝地區(qū)和下游地區(qū)降水量普遍呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)(圖9(a))；但從變化趨勢(shì)的顯著性來看，全流域降水顯著變化的區(qū)域僅占流域面積的10%左右，降水顯著減少的地區(qū)主要分布在金沙江中下游，顯著增加的地區(qū)主要分布在嘉陵江流域和下游的安徽、江蘇等地區(qū)(圖9(b))。全流域積溫普遍呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，在上游地區(qū)尤為明顯，積溫減小的區(qū)域主要分布于長(zhǎng)江干流武漢到南京段左岸地區(qū)(圖10(a))；變化趨勢(shì)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果表明全流域積溫顯著變化的區(qū)域約占流域面積的16%，幾乎全為顯著增加的區(qū)域，且集中于金沙江中下游地區(qū)(圖10(b))。

圖10 長(zhǎng)江流域2000—2015年積溫變化趨勢(shì)Fig.10 Trend of accumulated temperature in the Yangtze River Basin (2000-2015)

4.2.2 長(zhǎng)江流域水熱條件時(shí)間變化特征

圖11 不同生態(tài)系統(tǒng)年降水量年際變化Fig.11 Interannual variations of precipitation in different ecosystems

長(zhǎng)江流域農(nóng)田、森林、草地、水體與濕地、荒漠生態(tài)系統(tǒng)的降水量和積溫均呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)。具體而言，對(duì)于年降水量變化，農(nóng)田、水體與濕地生態(tài)系統(tǒng)年降水增加速率較快，近16 a來降水量?jī)A向率分別約為4.8 mm/a和6.1 mm/a；其次為森林和荒漠生態(tài)系統(tǒng)，降水量?jī)A向率約在2.0 mm/a以上；草地生態(tài)系統(tǒng)降水傾向率最小，約為1.7 mm/a(圖11)。對(duì)于積溫的變化，森林和草地生態(tài)系統(tǒng)積溫增加幅度較大，傾向率分別約為9.5 ℃/a和10.4 ℃/a；其次為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，積溫傾向率約為6.5 ℃/a；水體與濕地生態(tài)系統(tǒng)和荒漠生態(tài)系統(tǒng)積溫增加幅度較小，傾向率約為3～4 ℃/a(圖12)。Kendall秩次相關(guān)檢驗(yàn)表明：除草地生態(tài)系統(tǒng)積溫增加趨勢(shì)達(dá)到了α=0.05的顯著水平外，其他生態(tài)系統(tǒng)水熱條件變化趨勢(shì)并不顯著(圖13)。

圖12 不同生態(tài)系統(tǒng)積溫年際變化Fig.12 Interannual variations of accumulated temperature in different ecosystems

圖13 不同生態(tài)系統(tǒng)年降水量和年積溫 變化趨勢(shì)顯著性檢驗(yàn)Fig.13 Results of significance testfor precipitation and accumulated temperature in different ecosystems

4.3 長(zhǎng)江流域NDVI對(duì)水熱條件的響應(yīng)

圖14 多年平均降水量、積溫與NDVI的關(guān)系Fig.14 Relations between average NDVI and precipitation, average NDVI and accumulated temperature

表1 不同水熱條件分區(qū)的面積占全流域面積的比例Table 1 Hydrothermal regions and their area proportions

根據(jù)式(5)對(duì)長(zhǎng)江流域NDVI與水熱條件的相關(guān)性進(jìn)行分析，結(jié)果如圖15所示。從圖15可看出，長(zhǎng)江流域NDVI與降水量呈現(xiàn)明顯正相關(guān)關(guān)系的區(qū)域主要位于長(zhǎng)江源頭區(qū)、嘉陵江流域和下游湖口以下，而在金沙江石鼓以下和漢江丹江口以下NDVI與降水量呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)關(guān)系。對(duì)于NDVI與積溫的關(guān)系，兩者呈現(xiàn)出明顯正相關(guān)關(guān)系的區(qū)域主要位于長(zhǎng)江上游地區(qū)。

圖15 植被 NDVI 與降水量、積溫相關(guān)性空間分布Fig.15 Correlations between NDVI and precipitation, NDVI and accumulated temperature above 10℃

依據(jù)圖14中的研究結(jié)果，年降水量取800 mm和1 000 mm 2個(gè)閾值，積溫取1 000 ℃和5 000 ℃ 2個(gè)閾值，將長(zhǎng)江流域劃分為不同水熱條件氣候區(qū)，并與圖2中的生態(tài)系統(tǒng)類型組合，得到如表1所示的分區(qū)結(jié)果。本文重點(diǎn)分析面積占1.5%以上的區(qū)域NDVI與水熱條件的相關(guān)關(guān)系，各區(qū)域上NDVI與降水量、積溫的相關(guān)系數(shù)分別如表2和表3所示。

對(duì)分區(qū)上NDVI與降水量的相關(guān)系數(shù)分析可知：在年降水量<800 mm的區(qū)域，除部分熱量條件相對(duì)較好的草地生態(tài)系統(tǒng)外，其余生態(tài)系統(tǒng)NDVI與降水量均呈現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系，以荒漠生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)性最高；在年降水量介于800～1 000 mm之間的區(qū)域，對(duì)于熱量條件相對(duì)較低的地區(qū)，NDVI與降水量之間的相關(guān)性較小，但在熱量較高的農(nóng)業(yè)和森林生態(tài)系統(tǒng)，NDVI與降水量之間呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)關(guān)系；在年降水量>1 000 mm的區(qū)域，NDVI與降水量之間存在微弱的相關(guān)性，即NDVI對(duì)降水量的變化并不敏感，主要是由于該地區(qū)土壤水分充沛，能夠滿足植被生長(zhǎng)。但所有區(qū)域上，NDVI與降水量的相關(guān)性均未通過顯著性檢驗(yàn)，可能是由于降水作用存在季節(jié)滯后性的影響，在一定程度上削弱了降水對(duì)植被的直接效應(yīng)。

對(duì)不同分區(qū)上NDVI與積溫的相關(guān)系數(shù)分析可以知道：NDVI與積溫均呈現(xiàn)出較強(qiáng)的正相關(guān)性，在積溫<5 000 ℃的地區(qū)尤為明顯，主要是因?yàn)樵摰貐^(qū)溫度較低導(dǎo)致熱量供應(yīng)不足，土壤微生物活性和植被機(jī)體代謝水平偏低，限制了植被生長(zhǎng)。而氣溫的升高會(huì)緩解熱量對(duì)植被的限制，成為該地區(qū)植被生長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。長(zhǎng)江流域絕大部分農(nóng)田、森林、草地和荒漠生態(tài)系統(tǒng)NDVI與積溫的相關(guān)性都通過了顯著性檢驗(yàn)，說明長(zhǎng)江流域主要陸地生態(tài)系統(tǒng)NDVI對(duì)熱量條件的變化較為敏感。

表2 不同水熱條件分區(qū)上NDVI與降水量的相關(guān)系數(shù)Table 2 Coefficient of correlation between NDVI and precipitation in different hydrothermal regions

表3 不同水熱條件分區(qū)上NDVI與積溫的相關(guān)系數(shù)Table 3 Coefficient of correlation between NDVI and accumulated temperature in different hydrothermal regions

注:*表明滿足p<0.05的顯著性檢驗(yàn)水平。

5 結(jié) 論

本文基于MODIS NDVI資料和氣象數(shù)據(jù)，采用時(shí)間序列分析法和相關(guān)性分析法研究了2000—2015年長(zhǎng)江流域陸地生態(tài)系統(tǒng)NDVI和水熱條件的年際變化及其相關(guān)性特征，得到以下主要結(jié)論：

(1)長(zhǎng)江流域多年平均NDVI隨高程的上升而呈現(xiàn)出減小的趨勢(shì)。在高程<4 000 m的地區(qū)，隨高程的上升，NDVI變化緩慢，高程每上升100 m，NDVI減少0.001；但在高程超過4 000 m的地區(qū)，隨高程上升，NDVI明顯減小，高程每上升100 m，NDVI減少0.040。多年平均降水量和多年平均積溫空間變化特征與NDVI相反，即隨高程的增加而減小，高程每上升100 m，多年平均降水量和多年平均積溫分別減小15.2 mm和107.3 ℃。

(2)近16 a來，全流域及主要類型生態(tài)系統(tǒng)NDVI呈現(xiàn)出顯著的增加趨勢(shì)。從空間上看，全流域約有43.2%的區(qū)域NDVI呈現(xiàn)出顯著增加的趨勢(shì)，主要分布于金沙江下游、長(zhǎng)江中游和洞庭湖水系。從生態(tài)系統(tǒng)類型上看，農(nóng)田、森林、水體與濕地生態(tài)系統(tǒng)NDVI年際增長(zhǎng)率較大。

(3)近16 a來，長(zhǎng)江流域降水量整體呈現(xiàn)略微增加的趨勢(shì)，其變化具有較為明顯的空間差異性，且顯著變化的區(qū)域僅占流域面積的10%左右。其中金沙江中下游降水量顯著減小，嘉陵江流域和下游的安徽和江蘇等地區(qū)降水量顯著增加；積溫普遍呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，其中金沙江中下游地區(qū)氣溫上升明顯，主要是受近年來以增溫為主要特征的氣候變化影響。對(duì)于主要的生態(tài)系統(tǒng)而言，農(nóng)田和水體與濕地生態(tài)系統(tǒng)年降水量增加速率較快，森林和草地生態(tài)系統(tǒng)積溫增加幅度較大，但除草地生態(tài)系統(tǒng)積溫增加趨勢(shì)通過了顯著性檢驗(yàn)外，其他生態(tài)系統(tǒng)水熱條件變化趨勢(shì)并不顯著。

(4)總體而言，氣溫是長(zhǎng)江流域植被動(dòng)態(tài)變化的主導(dǎo)性因子，在長(zhǎng)江流域氣溫對(duì)NDVI的影響要強(qiáng)于降水量。從空間上看，長(zhǎng)江源區(qū)、嘉陵江流域和下游湖口以下地區(qū)NDVI與降水量呈現(xiàn)相對(duì)明顯的正相關(guān)關(guān)系，而在金沙江石鼓以下和漢江丹江口以下則呈現(xiàn)出相對(duì)明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系；NDVI與積溫呈現(xiàn)出較為明顯正相關(guān)關(guān)系的區(qū)域主要位于長(zhǎng)江上游地區(qū)。不同生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于水熱條件的響應(yīng)存在一定的差異性。在年降水量<800 mm的區(qū)域，草地、水體與濕地、荒漠生態(tài)系統(tǒng)NDVI與降水量普遍正相關(guān)，以荒漠生態(tài)系統(tǒng)兩者相關(guān)性最高；在年降水量介于800～1 000 mm之間的地區(qū)，NDVI與降水量之間的相關(guān)性受熱量條件影響，當(dāng)熱量相對(duì)較低時(shí)，相關(guān)性較弱，而熱量相對(duì)較高時(shí)，農(nóng)業(yè)和森林生態(tài)系統(tǒng)NDVI與降水量之間負(fù)相關(guān)；但在降水量>1 000 mm的地區(qū)，NDVI對(duì)降水量的變化并不敏感。在積溫<5 000 ℃的地區(qū)絕大部分農(nóng)田、森林、草地和荒漠生態(tài)系統(tǒng)NDVI與積溫呈現(xiàn)出顯著正相關(guān)關(guān)系，其中在長(zhǎng)江源地區(qū)尤為明顯。

本文是基于統(tǒng)計(jì)學(xué)方法從大尺度上研究長(zhǎng)江流域植被變化對(duì)水熱條件的響應(yīng)，可為主要陸地生態(tài)系統(tǒng)變化的監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)提供一定的數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐，后續(xù)可進(jìn)一步采用原型觀測(cè)和數(shù)值模擬等技術(shù)手段識(shí)別水熱條件變化對(duì)植被的影響機(jī)理，構(gòu)建具有物理機(jī)制的模擬模型，研究地表植被對(duì)氣候變化的響應(yīng)。