【摘 要】
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植被物候研究对农业生产、植被恢复与重建和水土保持研究等具有较大参考,通过研究山西省植被物候时空变化特征、地形对植被物候的影响和植被对气候变化的响应,可为山西省陆地生态治理、区域物候—地形、物候—气候研究提供借鉴。本文基于MODIS NDVI数据,采用Double Logistic拟合法重建了2000—2015年NDVI时间序列,利用动态阈值法提取山西省植被区物候,通过一元线性回归分析山西省植被物候
【基金项目】
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山西省软科学研究计划项目“基于植被景观恢复的区域生态文明建设生态环境评价体系构建与实证分析”（2018041004-1）；
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植被物候研究对农业生产、植被恢复与重建和水土保持研究等具有较大参考,通过研究山西省植被物候时空变化特征、地形对植被物候的影响和植被对气候变化的响应,可为山西省陆地生态治理、区域物候—地形、物候—气候研究提供借鉴。本文基于MODIS NDVI数据,采用Double Logistic拟合法重建了2000—2015年NDVI时间序列,利用动态阈值法提取山西省植被区物候,通过一元线性回归分析山西省植被物候的时空变化和地形对物候的影响。鉴于吕梁山是山西省西部的生态屏障区,对境内黄河流域具有生态保护功能,所以通过Savitzky-Golay滤波法重建2016—2019年吕梁山地区NDVI时间序列,改变不同的阈值提取吕梁山地区常绿植被物候,并分析常绿植被物候的空间分布差异。2000—2015年来,山西省气温、降水变化显著,气温和降水是植被生存的必要条件,通过偏相关法分析植被物候与气温和降水存在的响应机制。得出以下结论:（1）山西省2000—2015年植被物候变化显著,植被生长季开始日期（start of the season timing,SOST）每年提前约0.7 d（R~2=0.6648,P＜0.01）,生长季结束日期（end of the season timing,EOST）每年推迟约1.5 d（R~2=0.6007,P＜0.001）,生长季长度（length of the season timing,LOST）每年延长约2.2 d（R~2=0.772,P＜0.001）;不同植被物候变化速率不同,植被SOST按提前速率依次为草地＞农作物＞林地;EOST按推迟速率依次为林地＞农作物＞草地;LOST按延长速率依次为林地＞草地＞农作物。（2）山西省植被物候空间差异显著,植被SOST、EOST、LOST由低纬度到高纬度,从西经到东经依次表现为推迟、提前、缩短;研究区在海拔、坡向、坡度3种地形因子上差异显著;海拔1200 m以下,植被物候随海拔变化显著,海拔升高植被SOST显著推迟、EOST显著提前、LOST显著缩短;阳坡SOST比阴坡提前约1 d,EOST推迟约0.8 d,LOST延长约1.8 d;坡度小于16°的区域,坡度增大,SOST显著提前,EOST显著推迟,LOST显著延长。（3）吕梁山地区常绿植被SOST呈显著提前、EOST呈显著推迟、LOST呈显著延长趋势,符合山西省物候总体变化趋势。植被物候在空间上的变化,吕梁山地区与山西省有差异。在纬度上,吕梁山地区常绿植被物候变化比整个山西省植被物候变化幅度小。在地形上的差异与山西省物候总体相似,常绿植被物候在坡度上的变化为,坡度较小时,植被物候变化不明显,而在坡度增高到10°之后,物候变化趋于明显。这与山西省植被物候在坡度上的变化特征相反。常绿植被物候在坡向上的差异更明显,SOST最大相差2.6d,EOST最大相差3.6d,LOST最大相差5.2d。（4）2000—2015年山西省年均气温、降水总体上呈升温趋势,各月份的气温降水变化存在差异。山西省植被物候对气温、降水的变化有明显的响应关系。研究区约58.4%的像元SOST受4月气温的负向影响,主要是气温升高,植被SOST提前;约78.64%的像元受3-5月降水的负向影响,主要是降水增多,植被SOST提前。约50%的像元LOST受7月、9月降水的正向影响,主要是降水增多,植被LOST延长;LOST受气温的正负影响不集中。研究区植被LOST延长的主要原因是降水增多。约68.5的像元EOST受10、11月气温的正向影响,主要是气温升高,植被EOST推迟;约49.8%的像元受12月降水的负向影响,降水减少,植被EOST推迟。
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