黄淮海地区植被活动对气候变化的响应特征_陈怀亮
黄河源区植被变化趋势及其对气候变化的响应过程研究
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黄 河 源 区植 被 变 化 趋 势 及 其 对 气 候 变 化 的 响 应 过 程 研 究
康 悦 李振 朝 田辉 刘蓉 史小康 张静 辉 文 军
中国科学院寒 区旱区环境与 ］程研究所 ，中同科 学院寒 旱区陆面过程 气候变化重点实验室 ，兰州 ７ ０ ０ ＿ ３００
植被NPP时空变化及其对气候变化的响应——以黄河内蒙古段为例
植被NPP时空变化及其对气候变化的响应——以黄河内蒙古段为例张保龙;程文博;赵宇新;王敏;于亮亮【期刊名称】《内蒙古气象》【年(卷),期】2024()1【摘要】研究黄河内蒙古段植被净初级生产力(NPP)时空变化特征及其对气候变化的响应,为黄河流域环境保护、生态修复等提供科学依据。
基于MOD17A3和气象站点资料,运用趋势分析、偏差分析、变异系数、相关分析、残差分析等方法,探讨2002—2021年植被NPP时空变化特征及其对气候变化的响应。
结果表明:(1)植被NPP呈波动增加趋势,2011年以前以负偏离为主,2012年以后以正偏离为主。
(2)植被NPP平均值为169.15 gC·(m~2·a)^(-1),自西向东递增,101~250 gC·(m~2·a)^(-1)区域占总面积的77.0%,裸地﹤灌木﹤其他﹤草地﹤农田﹤林地。
69.1%的区域植被NPP变异系数Cv≤0.2,整体稳定性较好。
(3)植被NPP与气温平均偏相关系数为0.31,仅有6.7%的区域通过了0.01的显著性检验;与降水量平均偏相关系数为0.62,有81.1%的区域通过了0.01的显著性检验。
说明降水量是影响研究区植被NPP显著增加的主要气候因子。
(4)气候变化与人类活动共同导致植被NPP的变化。
【总页数】8页(P9-16)【作者】张保龙;程文博;赵宇新;王敏;于亮亮【作者单位】巴彦淖尔市气象局;中国气象局乌梁素海湿地生态气象野外科学试验基地【正文语种】中文【中图分类】Q948.112【相关文献】1.贵州植被NPP时空格局及其对气候变化的响应2.近16年祁连山植被NPP时空格局及其对气候变化的响应3.基于CASA模型探究泾河流域植被NPP时空动态及其对气候变化的响应4.贵州乌江流域植被NPP的时空分布及其对气候变化的响应5.2000—2015年青藏高原植被NPP时空变化格局及其对气候变化的响应因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
气候变化背景下植被物候期变化分析
气候变化背景下植被物候期变化分析随着全球气候变暖的趋势加剧，植被物候期不断发生着变化，这对生态系统和人类社会产生着深刻的影响。
本文将围绕气候变化背景下植被物候期变化的原因、影响以及应对措施进行分析。
一、气候变化引起的植被物候期变化气候变化对植被的影响是多方面的，其中最显著的就是植被物候期的变化。
植被物候期指的是植物在其生命周期中的特定阶段。
例如，春季开花、夏季结果、秋季落叶和冬季休眠等。
全球气候变暖导致气温升高、降雨量增加等气候因素出现变化，这些变化都在不同程度上影响着植物的生长发育和生态功能。
其一，气候变暖使得春季来临更早。
一些农作物、草本植物和树木等表现出了更早的开花和叶片生长。
例如，在欧洲，一些植物的开花时间提前了2-4周，这对昆虫和鸟类食物来源的变化以及植物间相互影响的关系都有着不可忽视的作用。
其二，降雨量的变化对植被物候期产生影响。
过多或者过少的降雨量都容易造成植物的不同程度的生长不良。
特别是在干旱的地区，植物生长的周期会因为降雨的变化而大大缩短，这对植物物种的分布和生存都产生了很大的影响。
其三，气候变化对植被的分布与适生范围也产生了很大的影响。
一些物种受到了灭绝的威胁，另一些物种表现出了更好的生存能力。
例如，一些树种在极端气候下更加适应生存，在寒冷气候下表现出更快的生长速度。
二、气候变化背景下的生态和经济影响全球气候变暖导致的植被物候期变化不仅对自然生态系统有影响，同时对人类社会的经济、文化造成了不可忽视的影响。
其一，植被物候期的变化导致农业食物产量的不稳定。
气候变化给农业生产带来的负面影响包括干旱、洪灾、冻害和病虫害等问题。
而植物物候期的提前或者推迟都可能对农业产量产生影响。
其二，植被物候期的改变往往对自然栖息环境造成严重的影响。
因为植物的开花和收获周期对于许多动物来说是非常重要的时间节点。
当植物的物候期发生变化时，会导致与之相互依存的生态系统的不平衡。
一些物种可能会受到影响，对生态系统的平衡造成连锁反应，进而导致更多的生态问题。
气候变化和人类活动对黄土高原植被覆盖变化的影响
气候变化和人类活动对黄土高原植被覆盖变化的影响一、本文概述黄土高原，作为中国的重要地理单元，其生态环境的演变与保护一直备受关注。
近年来，随着全球气候变化的加剧和人类活动的深入，黄土高原的植被覆盖状况发生了显著变化。
本文旨在探讨气候变化和人类活动对黄土高原植被覆盖变化的影响，以期为黄土高原的生态恢复和可持续发展提供科学依据。
文章将系统梳理黄土高原的气候变化特征，包括温度、降水等关键气候因子的变化趋势。
在此基础上，文章将深入分析气候变化对黄土高原植被覆盖的直接影响，如物种分布、群落结构、生长周期等方面的变化。
文章将关注人类活动，如农业耕作、城市化、资源开发等，对黄土高原植被覆盖的影响。
这些活动不仅改变了黄土高原的地表形态，也影响了土壤质量、水文条件等生态环境要素，进而对植被覆盖产生深远影响。
文章将综合运用遥感数据、地面观测数据和模型模拟等多种手段，对气候变化和人类活动对黄土高原植被覆盖的影响进行定量评估。
通过对比分析不同影响因素的贡献程度，文章将为黄土高原的生态保护和恢复提供有针对性的建议和对策。
本文旨在全面、深入地研究气候变化和人类活动对黄土高原植被覆盖变化的影响，以期为黄土高原的生态环境保护和可持续发展提供科学依据和决策支持。
二、气候变化对黄土高原植被覆盖的影响黄土高原，作为中国的重要地理单元，其植被覆盖状况直接关系到区域的生态安全和可持续发展。
近年来，气候变化对黄土高原的植被覆盖产生了显著影响，这种影响表现在多个方面。
全球气候变暖导致黄土高原的气温升高，促进了植被的生长周期变长。
春季提前到来，冬季推迟，使得植被生长时间延长，从而提高了植被的覆盖度。
气温的升高也促进了植物种类的多样性，一些适应温暖环境的植物种类开始在此地区出现。
降水量的变化也对黄土高原的植被覆盖产生了重要影响。
随着全球气候的变暖，黄土高原的降水量也发生了变化，虽然总体降水量可能没有明显增加，但降水模式的改变却对植被生长产生了影响。
黄土高原植被对气候变化的时滞响应及其时变特征
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西 安 科 技 大 学 学 报 ２０２０年第 ４０卷
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黄淮海地区降水
黄淮海地区降水黄淮海地区降水量约占全国的四分之一，主要在东部季风区内，而华北地区则是其主要集中分布区。
黄河和海河流域，每年可提供全流域30%的降水。
但是黄淮海地区的降水时空分布很不均匀，且具有明显的地带性特征。
总的趋势是夏季多雨，冬季少雨，春季干旱。
黄淮海地区位于暖温带半湿润半干旱大陆性季风气候区。
受太阳辐射和季风的影响，气候类型复杂多样，四季分明。
黄淮海地区年平均气温为14 ℃左右，最冷月1月平均气温-4～-1 ℃， 7月平均气温26～29 ℃。
年平均降水量为500～700mm。
冬季寒冷干燥，多偏北风，夏季炎热多雨，盛行偏南风，季节性风向转换以夏季最明显。
该区主要有黄淮海平原、黄土高原、山东丘陵、渤海等地形单元。
日平均气温降水量图示分布图大城市的气候资料自然因素（主要指地形和气流）主要因素海拔：山地高于平原的地方，山谷比平地凉爽得多，例如泰山的温度比周围低8 ℃～9 ℃。
海拔高处气压低，含氧量少。
由于海拔高，空气稀薄，气压低，所以山顶上刮着的风也特别大。
反过来，低压带来了湿润的空气，越靠近山顶，湿度越大。
白天，太阳直射点升到地表，地面受热后增温很快；夜晚，地面散热很快，气温下降快。
这种昼夜温差很大的特殊气候现象，使黄淮海地区在夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，春季干旱多风沙，秋季晴和日照长。
此外，气流运动也对气候有一定的影响。
2月份：华北北部沿长城附近2～3°C，其他地区3～5°C。
3月份：山东、河南大部3～6°C。
4月份：黄河中游3～7°C。
5月份：除华北北部外，东部大部5～10°C。
6月份：山东、河南大部10～12°C。
7月份：山东、河南大部12～15°C。
8月份：山东大部15～17°C，河南东部16～19°C。
9月份：山东、河南大部17～21°C。
10月份：山东大部18～22°C，河南东部21～24°C。
植被对区域气候的影响与调节
植被对区域气候的影响与调节植被是地球上生物多样性的重要组成部分，同时也是气候系统中不可忽视的因素。
它们通过影响地表的能量平衡、水循环和气体交换等过程，对区域气候产生着深远的影响和调节。
首先，植被通过调节地表能量平衡影响区域气候。
在夏季，植被的光合作用和蒸腾作用消耗了大量的太阳能，使得地表温度相对较低。
而在无植被或少植被地区，地表接收的太阳辐射大部分转化为热量，导致地表温度升高。
这种温度差异使得气候变得不同。
例如，森林覆盖的地区相对较凉爽，而沙漠或草原地区则相对较炎热。
其次，植被通过调节地表水循环影响区域气候。
植被的蒸腾作用将大量的水分释放到大气中，增加了大气湿度并导致云的形成。
云能够反射太阳辐射和吸收地表辐射，影响地表和大气的能量平衡。
此外，植物的根系可以增加土壤的保水能力，减少地表径流，延缓洪水的发生。
这对于一些水资源匮乏的地区，尤其重要。
因此，植被覆盖的增加有助于维持气温、湿度和降雨等方面的平衡，进而影响区域的气候模式。
此外，植被通过调节气体交换影响区域气候。
植物通过光合作用吸收二氧化碳（CO2），产生氧气（O2）释放到大气中，这对缓解温室效应和气候变化有着重要的意义。
同时，植被释放的揮发性有机物（VOCs）也参与了地表大气的化学反应过程，进一步影响大气组成和气候。
例如，大面积植被能够吸收高浓度CO2，减少温室气体的浓度，从而降低地球的全球变暖趋势。
虽然植被对区域气候产生着重要的影响和调节，但同时也受到气候变化的影响。
气候变暖引起的频繁干旱和极端天气事件可能导致植被死亡或退化，从而削弱了植被对气候的调节能力。
缺乏植被的地区容易发生干旱、土壤侵蚀和沙尘暴等自然灾害，进一步加剧气候变化的负面影响。
因此，保护和恢复植被覆盖对于维持区域气候的稳定和调节至关重要。
政府和社会各界应该加强植被保护与恢复工作，尽量避免过度砍伐和过度放牧等破坏植被的活动。
此外，通过植树造林、湿地保护和荒漠化防治等措施恢复植被的覆盖率，可以有效降低气温、增加降水量，并改善区域的气候环境。
植物物候与气候研究进展
植物物候与气候研究进展王连喜;陈怀亮;李琪;余卫东【摘要】植物物候及其变化是多个环境因子综合影响的结果,其中气候是最重要、最活跃的环境因子.主要从气候环境角度分析了植物物候与气候以及气候变化间的相互关系,概述了国内外有关植物物候及物候模拟等方面的研究进展.表明,温度是影响物候变化最重要的因子;同时,水分成为胁迫因子时对物候的影响也十分重要.近50a左右,世界范围内的植物物候呈现出了春季物候提前,秋季物候推迟或略有推迟的特征,从而导致了多数植物生长季节的延长,并成为全球物候变化的趋势.全球气候变暖改变了植物开始和结束生长的日期,其中冬季、春季气温的升高使植物的春季物候提前是植物生长季延长的主要因为.目前对物候学的研究方向主要集中在探讨物候与气候变化之间的关系,而模型模拟是定量研究气候变化与植物物候之间关系的重要方式,国内外已经开发出多种物候模型来分析气候驱动与物候响应之间的因果关系.另外遥感资料的应用也为物候模型研究提供了新的方向.物候机理研究、物候与气候关系以及物候模型研究将是研究的重点.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2010(020)002【总页数】8页(P447-454)【关键词】植物物候;气候;气候变化【作者】王连喜;陈怀亮;李琪;余卫东【作者单位】南京信息工程大学,气象灾害省部共建教育部重点实验室,南京,210044;河南省气象科学研究所,郑州,450003;南京信息工程大学,气象灾害省部共建教育部重点实验室,南京,210044;河南省气象科学研究所,郑州,450003【正文语种】中文植物物候是指植物受气候和其他环境因子的影响而出现的以年为周期的自然现象，包括植物的发芽、展叶、开花、叶变色、落叶等[1]，是植物长期适应季节性变化的环境而形成的生长发育节律[2]。
植物物候实质上是研究植物生长发育与环境条件的关系[3]，它不但能直观地指示自然季节的变化，还能表现出植物对自然环境变化的适应[2]。
黄淮海平原浅层地下水埋深对气候变化响应
黄淮海平原浅层地下水埋深对气候变化响应谢正辉1,*，梁妙玲1，袁星1,陈锋1，刘春蓁2，刘志雨2(1.中国科学院大气物理研究所，北京 100029；2. 水利部水利信息中心，北京 100053)摘要：地下水是陆地水循环的重要组成部分，它受气候条件和植被地形及人类活动的影响。
地下水埋深对气候变化的响应研究是气候变化影响研究的前沿和热点之一，对于水资源管理及其相关研究与应用具有重要意义。
本文利用陆面水文模型VIC驱动统计模型RTFN开展气候变化的敏感性试验，探讨黄淮海平原地区浅层地下水埋深对气候变化的响应。
研究表明，地下水埋深对降水变化的敏感程度远大于温度变化，埋深较浅区比埋深较深区敏感。
在温度变化2～5度，降水变化±15%的情景下，黄淮海平原区平均地下水埋深变化范围大致为-81～96mm。
由于地下水具有自记忆性，导致埋深对降水盈余响应滞后，该地区最大的埋深变化出现在8月。
关键词：浅层地下水，气候变化，陆面水文模型，带噪声传递函数模型，黄淮海平原1 引言全球水储量中，地下水是仅次于冰川的淡水资源，全世界约有15亿人以之作为主要的饮用水源；它对于维持河流、湖泊、湿地以及水生群落具有重要意义，是水循环不可缺少的一部分[1]。
气候变化能通过改变径流、土壤湿度以及湖水水位等水文要素改变地下水埋深；而大尺度浅层地下水埋深的变化改变土壤湿度的时空分布，并进一步改变陆气间的能量和水分循环，最终影响气候。
作为中国重要粮食生产基地的黄淮海平原区，地下水是该区农业生产的重要水源，特别是在黄河以北地表水缺乏的地区井灌面积占有效灌溉面积的近70%。
因此，在黄淮海平原区开展地下水对气候变化响应的研究对于深化气候变化对水资源影响研究、以及适应气候变化水资源管理政策的制订等具有重要意义。
目前气候变化对地下水的影响研究还处于起步阶段，一方面是由于地下水与气候、人类活动的关系以及地下水的补给方式要比地表水复杂得多，由气候模型输出驱动各种形式的地下水水量平衡模型得到的地下水补给尚不能作为对地下水的预测[2]；另一方面是由于大多数描述大气环流模式中地表能量、水分、物质等变化的陆面过程模型并未考虑或者详细考虑地下水位动态变化[3]。
植被对全球气候变化的响应机制研究
植被对全球气候变化的响应机制研究气候变化是一个全球性的问题，它对全球的生态、经济、社会、文化和人类安全带来了极大威胁。
其中，植被作为陆地生态系统中的重要组成部分，对气候变化的响应机制具有十分重要的研究价值。
本文将从植被对全球气候变化的响应机制方面进行探讨。
一、生长季节与气候变化的关系气候变化会对全球的气温、降雨量、光照等因素产生深刻的影响，这些影响会直接影响到植物的生长和发育。
植物的生长季节与气候因素有着密切的关系，其中温度和降雨量是影响生长季节的主要因素。
随着气候变暖，植被的生长季节也会向前推进，而降雨量的变化则会直接影响到灌木和草原植被的地理分布范围。
二、植被的碳循环与气候变化通过光合作用，植物能够将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气，这个过程被称为碳循环。
植物的生长和死亡是碳循环的重要环节，而气候变化会直接影响到这些环节。
在气候变暖的情况下，植物的生长速度会逐渐加快，从而导致更多的碳被吸收。
然而，夏季极端干旱和加速冰川融化等不利因素也会直接影响植物的生长和死亡，从而影响到碳循环的正常进行。
三、土地利用变化对植被的影响随着人口增长和经济发展，大量的土地被用于城市建设、工业发展和农业生产等，这种土地利用的变化也对植被产生了很大的影响。
城市化进程导致城市和城市周边的植被面积减少，而广泛的大面积农业生产也会直接影响到生态系统的平衡。
此外，热带雨林采伐、草地过度放牧等破坏性的人类活动也直接影响到植被的生长和发展，进而影响到地球的生态平衡。
综上所述，植被对全球气候变化的响应机制是一个十分复杂、多维度的问题，需要通过开展相关的研究来深入探讨。
只有通过对植被对全球气候变化的响应机制充分认识和研究，才能更好地保护地球上的生态环境和维护人类的生存安全。
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黄淮海地区植被活动对气候变化的响应特征＊陈怀亮1)2) 徐祥德3) 杜子璇1)2) 邹春辉1)2) 1)(河南省气象科学研究所,郑州450003) 2)(中国气象局农业气象保障与应用技术重点开放实验室,郑州450003) 3)(中国气象科学研究院,北京100081)
摘 要基于1982—2003年GIMMSNDVI遥感数据和气象资料,综合运用趋势分析、相关分析、奇异值分解等方法,分析我国黄淮海地区植被活动对气候变化响应的时空特征。结果表明:黄淮海地区整体气候变暖趋势比较明显,干旱化尚不显著,年平均植被NDVI表现为略微增加的趋势。在年尺度上,温度是敏感性最强的气候因子,全年温度、降水、相对湿度对植被NDVI动态变化具有正效应,而蒸发量具有负效应;在季尺度上,温度、降水的敏感性最强。自然植被对降水的敏感性最强,其次是温度;农业植被对温度的敏感性最强,其次是降水。植被对气候变化响应的空间特征表现为,植被主要生长季平均NDVI与温度距平场空间结构一致,与蒸发量距平场反位相对应,与降水量距平场呈北、南部正负相反分布,与相对湿度距平场呈南、北向正负相反的空间分布。关键词:植被覆盖变化;气候变化;时空变化;响应特征;奇异值分解
引 言植被变化与气候变化的相互关系、区域及大陆尺度植被活动对气候变化的响应方式及其程度是当前全球变化研究中的一个热点问题[1-3]。相关研究发现,近20年来北半球高纬度地区冬春季变暖非常突出,温度变化必然会影响植被的生长及物候现象的变化[4-7];1982—1999年北半球40°～70°N之间地区归一化植被指数(NDVI)有显著增加趋势,且都以春季变化最强烈,相应的生物量也同步增加[8];Schmidt等的研究结果也表明NDVI对降水很敏感[9];李本纲等研究发现我国NDVI与温度和降水相关显著,且温度对植被的影响超过降水影响等[10];气温的升高引起生长期提前以及生长期延长[11],我国东部地区植被生长的各个阶段都同步响应于温度的季节变化,而滞后于降水的变化[12];刘绿柳等发现黄河流域NDVI与降水、温度相关显著的植被类型以草地、灌木为主,但相关区域的空间位置随时间存在变化等[13],这些研究表明气候变化对植被生长有重要影响,尤其是对植被的生长季节[14-15]。但目前研究多集中在生态环境脆弱区或农牧交错带,对黄淮海全区或全流域的研究相对较少。黄淮海地区(32°～42°N,110°～123°E)是我国重要的农耕区之一,包括黄河、淮河、海河流域中下游的京、津、冀、鲁、豫大部,苏北、皖北、黄河支流的汾渭盆地等,植被类型十分丰富,农业熟制多种多样[16-17]。分析黄淮海地区植被活动对气候变化的响
应特征及其区域分异规律,对区域生态环境监测、保护与合理利用具有重要意义。
1 资料来源与处理方法本文所用遥感资料来自GIMMS工作组,时间序列为1982—2003年,空间分辨率为8km×8km,时间分辨率为15d,基于最大合成法进行合成,经过重采样和时间序列滤波处理,生成研究区逐月NDVI数据集,在此基础上计算得到冬季(12月—次年2月)、春季(3—5月)、夏季(6—8月)、秋季(9—11月)平均和年(12月—次年11月)平均NDVI资料。植被类型资料来源于中国科学院地理研究所的中国资源环境数据库(1:400万),其植被编码是直接按照1:400万中国植被图[18]的分类系统进行编码的。气候资料来自中国气象局,为研究区122个标
第20卷5期2009年10月 应用气象学报JOURNALOFAPPLIEDMETEOROLOGICALSCIENCE Vol.20,No.5October2009
＊“十一五”国家科技支撑计划重点项目(2006BAD04B01)和中国气象局气候变化专项(CCSF2006-15)共同资助。2008-09-02收到,2009-06-11收到再改稿。准气象站旬、月、年的降水、温度、相对湿度和蒸发量资料。利用Kriging方法对气象数据进行插值,获取像元大小与NDVI数据相一致的气象要素栅格数据。在进行奇异值分解(SVD)时,考虑到研究区植被生长特点,为避免年际间积雪量、沙尘量等差异带来的影响[19],采用研究区植被主要生长季(4—9月)的NDVI平均值进行分析,气象资料也采用相应时段的平均值。2 黄淮海地区平均NDVI与气候因子的关系2.1 全区年平均NDVI与年气候因子的变化趋势全区年均NDVI在1982—2003年的22年间呈略微增加的趋势(图1a),其线性变化趋势为0.0007/a,春季呈明显上升趋势(图1b),夏季呈较明显下降趋势(图1c)(均通过α=0.05的显著性检验),秋季呈微降、冬季呈微升变化趋势(图略)。年平均温度呈明显上升趋势,线性变化趋势为0.0548℃/a(通过α=0.05的显著性检验,图2a),与20世纪90年代以来我国北方地区的温度明显偏高一致,但高于全国平均增温速率[20-24];年降水量、
年蒸发量、年平均相对湿度均呈不同程度的下降趋势,其中年降水量的线性变化趋势为-1.357mm/a,下降趋势不显著(图2b),虽然全区平均部分掩盖了地区差异,但仍与《气候变化国家评估报告》中的结论一致[22]。说明黄淮海地区整体气候变暖的趋势
比较明显,而干旱化尚不显著,气候变化总体上对植被变化有较弱的正效应。
图1 黄淮海地区全年(a)、春季(b)和夏季(c) 平均NDVI变化特征和线性趋势 Fig.1 Variationsandlineartrendof5-pointrunning annual(a),spring(b)andsummer(c)averaged NDVIfortheHuang-Huai-HaiArea(HHHA)
图2 黄淮海地区年平均温度(a)、年降水量(b)变化特征和线性趋势Fig.2 Variationsandlineartrendofannualaveragedtemperature(a)andannualprecipitation(b)fortheHHHA
2.2 全区年平均NDVI与年气候因子的相互关系从黄淮海地区植被年均NDVI与年气候因子的相关系数看,全年温度、降水、相对湿度对植被NDVI动态变化具有正效应,而蒸发量具有负效应,但NDVI与年平均温度变化相关显著(相关系数r=0.451,通过α=0.05的显著性检验),温度是最敏感的因子。从年尺度上看,温度最敏感,其次是降水、蒸发量,相对湿度的敏感性最弱。这一结论与以往的一些研究结果[10,25-26]并不完全一样,这可能与使用的数据源、计算方法、研究区域不完全相同有关。图3中不同显著性水平的相关系数为:rα=0.1=0.3598,rα=0.05=0.4227,rα=0.01=0.5368。从图3可以看出年平均温度与年平均NDVI空间上以正相
514 应 用 气 象 学 报 20卷 关区为主,表明研究区绝大部分区域温度升高利于植被生长。年降水量与年平均NDVI相关呈南负、北正的相反空间分布,大致上黄河中下游干流以北大部和海河流域大部为正相关区,此区多为一年一熟雨养农业植被,较多降水利于植被生长;黄河中下游干流以南及淮河流域南部为负相关区,此区多为一年两熟灌溉农业或一年水旱两熟连作农业,如降水偏多,相应地日照偏少、温度偏低,则不利于植被生长。
图3 黄淮海地区年平均NDVI与年平均温度(a)、年降水量(b)、年蒸发量(c)、年平均相对湿度(d)相关系数的空间分布Fig.3 DistributionofcorrelationcoefficientsbetweenannualmeanNDVIwithtemperature(a),precipitation(b),evaporation(c)andrelativehumidity(d)intheHHHA
2.3 全区季平均NDVI与气候因子的相互关系从各季气候因子与同期平均NDVI的相关系数看(表1),季平均温度与同期NDVI大都为正相关但都不显著,而春季温度与夏季NDVI、冬季温度与春季NDVI的隔季滞后相关却为显著负相关,同时秋、冬季平均温度与年平均NDVI均呈显著正相关。四季降水量与同期的NDVI多为正相关,春季降水量与同期NDVI和滞后的夏季及年平均NDVI均呈显著正相关,说明春季降水对夏季乃至全年NDVI高低有着重要的积极作用,降水的持续影响效应明显;秋季降水与年平均NDVI均呈显著负相关,说明秋季多雨带来的寡照和温度偏低不利于全年NDVI值的提高。季蒸发量与同期的NDVI多为负相关,春季蒸发量对夏季NDVI、秋季蒸发量对冬季NDVI滞后相关显著,但前者为负相关,后者为正相关;四季中只有秋季的蒸发量与年平均ND-VI呈显著正相关,说明秋季的蒸发量在决定全年植被NDVI值高低中具有重要作用。以往的研究多报道了降水对NDVI的隔季滞后相关[27-28],但黄淮
海地区的季平均温度、季蒸发量、季平均相对湿度对NDVI也存在这种隔季滞后相关,说明这些要素对植被生长的影响像降水一样具有持续性和滞后性。同时也发现不同季节前期的NDVI与后期的气候因子相关显著,表明前期的植被长势好坏对后期天
515 5期 陈怀亮等:黄淮海地区植被活动对气候变化的响应特征 表1 1982—2003年黄淮海地区四季平均温度、降水量、蒸发量与四季平均NDVI的相关系数Table1 1982—2003meantemperature,precipitation,evaporationcorrelatedwithNDVIonaseasonalbasisintheHHHA季节要素春季NDVI夏季NDVI秋季NDVI冬季NDVI年NDVI
春季温度0.279-0.438＊-0.0640.0340.088降水0.365#0.477＊0.159-0.0140.394#蒸发量-0.187-0.371#
-0.167-0.091-0.283
相对湿度0.3050.394#0.1530.0580.292
夏季温度0.304-0.082-0.223-0.0770.253降水-0.2170.267-0.003-0.2180.07蒸发量0.162-0.029-0.061-0.097-0.029相对湿度-0.391#0.381#-0.034-0.258-0.057
秋季温度-0.3390.3520.0830.0130.414#降水-0.554＊＊-0.195-0.134-0.336-0.473＊蒸发量0.559＊＊0.281-0.0740.369#0.492＊相对湿度-0.512＊-0.245-0.043-0.403#-0.464＊
冬季温度-0.499＊0.0860.0830.0520.524＊降水-0.0070.18-0.3730.0590.028蒸发量0.255-0.0670.2730.0040.294相对湿度0.0210.2540.035-0.3350.008