天津植被指数对气候因子响应的敏感性分析

探索植被覆盖与气候变化相互关系是全球环境变化研究领域的重要内容之一,研究特定区域植被对气候变化响应特征对植被重建和生态恢复具有重要意义。然而,目前植被对气候因子响应的敏感性研究还十分缺乏。利用1982—2003年8km×8km的NASA/GIMMS半月合成的归一化植被指数（NDVI）和同期气候数据,研究了天津地区NDVI对气候因子响应特征及其敏感性。结果表明：植被NDVI与气温及降水均有显著非线性正相关关系（P〈0.0001）;在半月平均气温低于0℃时,植被NDVI与气温没有显著性相关,而从气温高于0℃,一直到高于22℃,NDVI与气温的关系均达到显著性水平（P〈0.05）,但相关性是逐渐降低的;当半月平均气温高于23℃及以上时,NDVI与气温没有显著的相关关系（P〉0.05）;当半月降水量〉0mm时,NDVI与降水存在极显著正相关关系（P〈0.0001）,随着降水量的增加,相关关系减弱,在降水量大于50mm时,NDVI与降水没有显著相关关系（P〉0.05）;研究结果证实,天津地区植被指数对气候的响应存有明显的非线性特征,在低温和低降水量条件下植被的响应更为敏感,23℃和50mm分别是该地区影响植被生长的气温和降水阈值。结合1982—2003年逐半月气候条件分析发现,气温的影响主要是春、秋两季,而降水的影响主要表现在春、秋及夏初。     

东北野生五味子种群特征及其与环境因子的关系

五味子(Schisandra chinensis)是著名的传统中药材,主要分布在我国东北地区. 受过度采摘和毁林开荒等不科学利用方式的影响,野生五味子资源急剧恶化. 沿长白山山脉和小兴安岭山脉调查了17个野生五味子种群,分析了种群特征、环境因子特征及二者的相关关系. 结果表明:①五味子果实质量与纬度呈极显著负相关,基径与海拔呈显著正相关,而种群密度空间分布规律不明显;五味子果实质量、基径和种群密度间不存在显著相关性. ②五味子果实千粒质量和基径平均值分别为(69.05±12.80) g和(0.61±0.13)cm,种群密度大,约50%五味子种群密度达到4级(>1.5～2.0株/m2). ③五味子野生种群采样点的土壤pH(5.34～6.98)呈酸性;w(SOC)(SOC为土壤有机碳)在4.42%～18.47%之间,差异较大;w(TN)、w(TK)和w(TP)平均值分别为0.72%±0.28%、1.74%±0.31%和0.10%±0.03%. ④年降水量在474~928mm之间;年日照时长变化幅度小,在2219.3～2703.7h之间;年均气温和年均相对湿度的平均值分别为(3.46±1.44) ℃和68.9%±2.7%. 主成分分析表明,五味子果实质量受环境因子影响显著,其中年均气温的影响最大,其次是w(TP)、w(TN)、w(SOC)和年降水量;而基径和种群密度受环境因子的影响不显著. 对野生五味子种群生长限制因子的分析结果可为该种群保护、人工栽培与调控奠定理论基础.      

定量评估气候变化对长江中下游地区植被GPPGS变化的影响

在区域和植被类型尺度上定量厘定气候因子对长江中下游地区生长季植被GPP（GPP_GS）的直接、间接和综合影响,可为全球气候变化背景下区域植被资源管理与恢复提供科学依据.利用MODIS GPP数据、气象数据和植被类型数据,结合Theil-Sen Median趋势分析和Mann-Kendall显著性检验探究长江中下游地区植被GPP_GS时空变化特征,并通过通径分析揭示气候因子对长江中下游地区整体和不同类型植被GPP_GS变化的直接影响、间接影响和综合影响.结果表明：①2000~2021年长江中下游地区植被GPP_GS呈波动上升趋势,上升速率（以C计,下同）为2.70 g·（m²·a）^-1 （P<0.01）.不同类型植被GPP_GS均呈极显著上升趋势（P<0.01）,其中,灌丛上升速率最高,为3.31 g·（m²·a）^-1,栽培植被上升速率最低,为2.54 g·（m²·a）^-1.②长江中下游地区GPP_GS呈上升趋势的面积占比为88.11%.不同类型植被GPP_GS呈上升趋势的面积占比均大于84%.③通径分析结果表明,降水和最高气温对植被GPP_GS的直接影响呈显著正向影响（P<0.05）,而太阳辐射呈不显著正向影响（P≥0.05）.最高气温、降水和太阳辐射对植被GPP_GS的间接影响均呈非显著负向影响（P≥0.05）.在直接影响和间接影响的综合作用下,降水和最高气温对植被GPP_GS呈不显著正向影响（P≥0.05）,而太阳辐射对植被GPP_GS呈不显著负向影响（P≥0.05）;不同植被类型上,降水是影响栽培植被GPP_GS变化的主要气候因子,最高气温是影响针叶林、阔叶林、灌丛和草丛GPP_GS变化的主要气候因子.④长江中下游地区植被GPP_GS变化主要受最高气温、降水和太阳辐射的直接影响,降水的直接影响对植被GPP_GS变化的主导区域占56.72%.研究结果可为量化长江中下游地区植被固碳潜力和全球气候变化背景下制定因地制宜的生态恢复治理政策提供参考.     

气象因子对落叶松毛虫的影响分析

利用大兴安岭地区7个气象站1975-1992年的积温（≥10℃）、月平均相对湿度、降水量、温度观测资料和1989-1990年当地落叶松毛虫普查资料，对大兴安岭林区落叶松毛虫大发生前各气候因子的变化情况进行分析，发现了一些规律。选择了三种气候因子的复合经验指数--干燥度、湿润度、温雨系数，分别分析了它们与松毛虫发生的关系。     

新立城水库水质与气候及人类活动的相互响应分析

利用长春市2006年逐月气候资料及新立城水库2006年的水质监测资料,采用相关分析及多元回归分析的方法,定量进行新立城水库水质对气候及人为因素的响应分析。     

北京市土壤风蚀扬尘排放因子本地化

土壤风蚀扬尘源是细颗粒物(PM_(2.5))的来源之一,对比国内典型省市扬尘源排放清单,发现土壤风蚀扬尘源对本地扬尘源PM_(2.5)排放清单的贡献率最大差别为4个数量级.本研究改进一种土壤风蚀扬尘排放因子公式及参数值确定方法,利用遥感影像、中国土壤数据集和各区气象数据,分别获得北京市平原区植被覆盖因子(V)、土壤风蚀指数(I)和气候因子(C)空间分布,并估算土壤风蚀扬尘PM_(2.5)排放因子空间分布.结果表明:①以北京市2017年为例,发现国内学者计算的C值都存在不同程度低估,PM_(2.5)排放因子存在高估或低估;②V、I和C值都具有明显空间差异,V、I和C值平均值分别为0.63±0.09、 188±73和0.029±0.009,各区V、I和C值的最大值分别是最小值的1.5、 2.1和4.5倍;③北京市土壤风蚀扬尘PM_(2.5)排放因子呈现西北和东南方向较高的空间分布,全市平均排放因子为(0.001 8±0.000 8) t·(hm~2·a)~(-1),是最高区(西城)和最低区(平谷)数值的0.54和3.12倍,较高强度(0.6～0.8]和高强度(0.8～1.0]的标准化排放因子面积占比分别为0.72%和0.04%.     

岷江柏各地理居群生长状况及气候因子分析

岷江柏是我国珍稀濒危保护植物，现主要集中分布在四川西部、甘肃南部的少数几个地区，由于全面调查的缺乏，对其了解和保护很少。样方调查及对岷江柏生长状况的研究表明，马尔康居群岷江柏生长好，群落结构稳定，物种多样性指数高，茂县、小金居群岷江柏生长状况较差，乔木层结构单一，物种多样性指数低。结合气候因子的研究，结果表明岷江柏适于生长在温度适中、雨量充沛、蒸发量小、干燥系数小、太阳辐射较优的环境中。岷江柏分布区的生长状况和气候因子的相关分析表明，总蒸发量、生长季蒸发量和干燥系数是影响岷江柏生长的主要气象因子，年均温、年降雨量对岷江柏地径和高无明显影响，年均温、年降雨量对岷江柏种群乔木层多样性和重要值有重要影响。这说明岷江柏主要生长指标不单单取决于降水的多少，而着重要考虑有多少能够存留在土壤中，也就是说岷江柏分布区的干燥系数大小，能综合反应降水与蒸发的动态关系。     

内蒙古草地NPP变化及其对气候的响应

植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)是衡量植物群落在自然环境条件下生产能力的重要指标,NPP的变化直接反映了生态系统对环境气候条件的响应,因此可以作为生态系统功能对气候变化响应的研究指标.本文利用卫星遥感资料和地面气象观测资料,利用光能利用率模型估算了内蒙古地区1982-2003年4-10月草地NPP,并计算了与NPP密切相关的几个气候因子,分析了1982-2003年内蒙古地区草地NPP年际性变化规律、气候因子的年际变化规律,以及草地NPP对主要气候因子的响应关系.结果表明:1982-2003年内蒙古草地生长季的NPP呈波动中增加趋势,NPP的年平均递增率为C0.0036 g·m-2·Gr-1;草地NPP的空间分布与生物温度(BT)及可能蒸散率(PER)呈显著负相关,与降雨量(RAIN)、湿润度(K)及实际蒸散(AE)呈极显著正相关.内蒙古地区,草地NPP受降雨量(RAIN)及生物温度(BT)的影响较大.但NPP的变化受RAIN的影响更为明显;内蒙古地区不同草地类型的NPP变化对气候因子的响应略有不同.     

天津地区各季植被NDVI年际动态及其对气候因子的响应

探索植被覆盖与气候变化相互关系是全球变化研究的重要内容之一.研究特定地区植被时间动态及其对气候因子的响应,对植被重建和生态环境恢复具有重要作用.利用1982-2003年8 km×8 km的NASA/GIMMS半月合成的归一化植被指数(NDVI)和气候数据,研究了天津地区各季NDVI年际变化特征及其对气候因子的响应.结果表明:近20年来天津市春季、夏季及冬季平均气温呈显著的升高趋势(P<0.05),而秋季变化不明显;春季和夏季降水呈降低趋势,而秋、冬两季呈微弱增加趋势,但均没有达到显著性水平(P>0.05).从四季NDVI年际变化趋势来看,春、秋两季呈微弱上升趋势,而夏季显著降低(P<0.01),冬季变化不明显.近20年四季NDVI与同期平均气温及降水的回归分析表明,除冬季外,NDVI与温度及降水均有显著的正相关关系,其中春、秋两季NDVI与温度及降水的关系均达到极显著水平(P<0.001).本研究结果证实天津地区各季NDVI的年际变化特征存在明显差异,而且气温和降水共同决定了植被NDVI的变化.     

2000年以来内蒙古生长季旱情变化遥感监测及其影响因素分析

为探讨内蒙古旱情状况及其影响因素,利用MODIS 16 d合成的植被指数产品数据MOD13A2和8 d合成的地表温度产品数据MOD11A2构建Ts-NDVI特征空间,计算温度植被干旱指数（TVDI）,基于内蒙古2000—2017年生长季每16 d的TVDI分析了近18年来内蒙古生长季旱情时空分布特征,结合气温和降水资料初步探讨了旱情变化的影响因素。结果表明：（1）2000—2017年内蒙古生长季TVDI平均值为0.6,重旱和中旱所占面积最大,其中2007年、2010年为旱情最为严重的年份。内蒙古干旱空间分异明显,西南部以轻旱为主,中部地区以中旱为主,大兴安岭以西的呼伦贝尔草原等地旱情严重。（2）近18年内蒙古生长季干旱程度呈现轻微加重趋势,年际变化值θ_slope介于-0.07~0.7之间,阿鲁科尔沁旗东北部至霍林河一带旱情加重趋势最为严重,阿荣旗和扎兰屯等农业生产地区旱情有轻微加重趋势。（3）2017年内蒙古生长季以区域性和局域性干旱为主,6月和9月干旱最为严重,呼伦贝尔草原和鄂尔多斯高原西部干旱发生频率高且程度重。（4）内蒙古干旱影响因子分析结果表明,TVDI值与气温呈正相关、与降水和坡度呈负相关、与小于1300 m的高程呈正相关、与大于1300 m的高程呈负相关关系。内蒙古生长季TVDI与气温和降水偏相关分析结果表明,锡林郭勒盟苏尼特左旗北部、呼伦贝尔鄂伦春自治旗和呼伦贝尔草原等地旱情与气温正相关关系较为显著（P<0.01）,锡林郭勒盟东北部干旱情况与降水负相关关系较为显著（P<0.01）,其中,气温对旱情的影响强于降水。