南方亚热带季风区植被EVI与遥感物候对气候变化的响应

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在全球气候变化背景下,植被和物候的动态变化以及对气候变化的响应方式已经成为研究热点。南方亚热带季风区因其独特的水热条件,植被与气候的响应方式与干旱区和半干旱区有很大的差别。本文以将乐县为代表对比分析了南方亚热带季风区不同覆盖类型的植被对不同时间尺度气象因子响应的差别,为气候变化下的森林经营管理和决策提供重要的依据。基于1960-2017年福建省气象站的逐日气象观测数据,计算五种常用的气象干旱指数,结合历史干旱资料,对指数的适用性进行分析,选择在亚热带季风区普遍适用的干旱指数。利用MODIS-EVI数据以及月气象数据,选择合适的方法提取物候,计算不同时间尺度干旱指数,分析不同树种EVI以及关键物候参数SOS、EOS、LOS对温度、降水和气象干旱指数的响应特征。研究表明:(1)CInew、MI和Pa适用于对特旱事件和重旱事件监测,SPEI和SPI适合对中旱和轻旱事件进行监测。SPEI对实际干旱事件的监测符合干旱发生的机制并且对旱情的描述与实际情况比较相符,因此SPEI适用于南方亚热带季风区;(2)双逻辑斯蒂和季节振幅法,阈值设置0.1时提取物候参数的精度最高,该方法提取物候生长季开始时间SOS、结束时间EOS、长度LOS时分别延迟32天、26天、11天左右;(3)研究区18年间植被覆盖度、EVI和降水均显著增加,温度下降,研究区湿度有变大的趋势,并且春季的EVI增速和旱涝出现的频率都较夏季大;(4)生长季开始时间大约在96-128天左右,结束时间在224-256天,长度144-155天。生长季开始时间和结束时间都有后延趋势,分别后延3.8天/10a、0.67天/10a,生长季长度以2.2天/10a减小;(5)植被对气候的滞后时间约为22-36个月,生长初期和末期植被EVI受降水的影响较温度更加明显,并且初期EVI对干旱变化的响应最明显,覆盖度变化受温度的影响大,并且与长时间序列的旱涝变化存在显著的相关性;(6)短时间尺度,天然林较人工林更易受到气候变化的影响,在长时间尺度,人工林则在气候变化下更脆弱,并且不同树种对气候变化的敏感性:毛竹>阔叶树种>杉木>马尾松,因此生产经营中要谨慎注意气候骤变对天然林的影响和长时间气候变化对人工林的影响。(7)生长季开始时间SOS受降水的影响较温度大,短时间尺度的湿度增加会导致生长季后延,而长时间尺度的湿度增加对植被的发芽则有促进作用,生长季结束时间LOS受温度的影响较降水大,区域内的湿度减小会导致生长季的延长。
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