謝今范，毛德華，任春穎

（1.吉林省氣候中心，吉林長(zhǎng)春 130024；2.中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，吉林長(zhǎng)春 130012）

植被－氣候關(guān)系遙感分析研究進(jìn)展

謝今范1，毛德華2，任春穎2

（1.吉林省氣候中心，吉林長(zhǎng)春 130024；2.中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，吉林長(zhǎng)春 130012）

對(duì)當(dāng)前植被－氣候關(guān)系遙感分析研究進(jìn)行了總結(jié).過(guò)去幾十年內(nèi)，全球不同尺度、區(qū)域和時(shí)間序列的植被變化對(duì)氣候變化表現(xiàn)出了明顯響應(yīng).植被的生長(zhǎng)變化與氣溫和降水的變化密切相關(guān).而大尺度上土地覆被類(lèi)型的變化及植被覆蓋的變化對(duì)局地及區(qū)域的氣候產(chǎn)生重要的反饋?zhàn)饔?當(dāng)前植被－氣候關(guān)系研究的常用的遙感數(shù)據(jù)源較多，但也存在單一遙感數(shù)據(jù)源時(shí)間序列局限性問(wèn)題.多源遙感數(shù)據(jù)的融合應(yīng)用是長(zhǎng)時(shí)間植被－氣候關(guān)系研究的重要途徑.隨著遙感技術(shù)的不斷深入，更高空間、時(shí)間分辨率的遙感數(shù)據(jù)和長(zhǎng)時(shí)間序列的氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)將是植被－氣候關(guān)系研究的重要數(shù)據(jù)來(lái)源.

植被；氣候；遙感；全球變化

隨著“國(guó)際地圈與生物圈計(jì)劃”（IGBP）和“全球環(huán)境變化人文計(jì)劃”（HDP）兩大國(guó)際全球變化研究組織的積極活動(dòng)，人類(lèi)對(duì)全球變化的認(rèn)識(shí)不斷深入.“全球變化與陸地生態(tài)系統(tǒng)（GCTE）”研究成為全球變化研究的核心項(xiàng)目和重要方向，并成為全球變化研究中最復(fù)雜、最具活力的研究?jī)?nèi)容之一［1］.認(rèn)識(shí)全球變化對(duì)中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)的影響，揭示陸地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)全球變化的反應(yīng)具有重要意義.植被作為聯(lián)結(jié)土壤、大氣和水分的自然“紐帶”，在全球變化研究中起到“指示器”的作用［2］.植被是地球氣候最鮮明的反映和綜合標(biāo)志，主要植被類(lèi)型表現(xiàn)著植物界對(duì)主要?dú)夂蝾?lèi)型的反映.氣候變化直接表現(xiàn)為對(duì)植被變化的影響，而植被變化進(jìn)一步對(duì)氣候起到反饋影響.植被變化與氣候變化是相互作用的，水熱條件是決定植被空間分布及其變化的主要非生物因素；反之，植被的分布及其變化也影響著區(qū)域的氣候［3］.研究植被與氣候間的相互關(guān)系及進(jìn)行植被類(lèi)型的相應(yīng)氣候解釋和預(yù)測(cè)可以為全球變化、植物生態(tài)學(xué)等研究服務(wù).

植被－氣候關(guān)系是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，基于遙感方法監(jiān)測(cè)植被動(dòng)態(tài)以及分析植被變化與氣候的關(guān)系已成為全球氣候變化研究的一個(gè)重要領(lǐng)域［4］.隨著遙感技術(shù)的不斷深入，基于遙感數(shù)據(jù)的植被－氣候關(guān)系分析和GIS平臺(tái)的空間分析與統(tǒng)計(jì)分析成為全球變化與陸地生態(tài)系統(tǒng)研究的重要內(nèi)容.近年來(lái)全球氣候變化及植被覆被變化明顯，基于遙感數(shù)據(jù)的植被動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與基于GIS平臺(tái)的氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)分析逐步深入.植被－氣候關(guān)系遙感分析研究主要包括植被變化對(duì)氣候變化的響應(yīng)研究和植被變化對(duì)氣候變化的反饋研究.目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)植被－氣候關(guān)系的研究已經(jīng)取得了豐碩成果.

1 常用數(shù)據(jù)與方法

隨著遙感技術(shù)的不斷深入，可用遙感數(shù)據(jù)源逐漸增多.當(dāng)前用以表征植被生長(zhǎng)狀況和植被覆被情況等的遙感植被生態(tài)參數(shù)主要有歸一化差值植被指數(shù)（NDVI，normal difference vegetation index），植被凈初級(jí)生產(chǎn)力（NPP，net primary productivity）以及葉面積指數(shù)（LAI）和加強(qiáng)型植被指數(shù)（EVI）等.NDVI與NPP作為表征植被的兩個(gè)重要生態(tài)參數(shù)，被廣泛用于植被動(dòng)態(tài)變化及對(duì)全球變化的響應(yīng)和植被變化對(duì)局地氣候的反饋研究中.NDVI是監(jiān)測(cè)地區(qū)或全球植被和生態(tài)環(huán)境的有效指標(biāo)，是植被生長(zhǎng)狀況及植被覆蓋度的最佳指示因子，它可以很好地反映地表植被的繁茂程度，其時(shí)間序列的變化對(duì)應(yīng)著植被的生長(zhǎng)和變化，因而被廣泛應(yīng)用于大尺度植被活動(dòng)狀況的研究.NPP是植物自身生物學(xué)特性與外界環(huán)境因子相互作用的結(jié)果，是植被活動(dòng)的關(guān)鍵變量，全球變化對(duì)植被的影響將直接影響到NPP的大小.全球變化與陸地生態(tài)系統(tǒng)（GCTE）和京都議定書(shū)中也均把植被的NPP研究確定為核心內(nèi)容之一［5］.

當(dāng)前隨著傳感器的不斷發(fā)展，常用的NDVI數(shù)據(jù)源有AVHRR GIMMS，TERRA MODIS，SPOT VGT及LANDSAT TM／ETM等.由于各傳感器的設(shè)計(jì)年代不同，不同數(shù)據(jù)源的時(shí)間分辨率與空間分辨率以及時(shí)間序列互有差異，常用的GIMMS NDVI空間分辨率為8 km，時(shí)間分辨率為15 d，時(shí)間序列為1981—2006年；MODIS NDVI空間分辨率為1 km，月合成數(shù)據(jù)，時(shí)間序列為2000年至今；SOPT NDVI空間分辨率為1 km，10 d合成數(shù)據(jù)，時(shí)間序列為1998年至今.MVC方法是NDVI數(shù)據(jù)合成的主要方法，它可以較大限度地消除云、大氣、太陽(yáng)高度角等對(duì)NDVI值的影響.NPP數(shù)據(jù)多以遙感數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的植被生產(chǎn)力模型來(lái)估算，常用模型有CASA，GLOPEM－CEVSA，BIOME－BGC等.由于NPP的模擬多以NDVI為模型輸入數(shù)據(jù)，因此其時(shí)間序列與NDVI基本一致.國(guó)內(nèi)外基于站點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)已逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享服務(wù)，中國(guó)氣象數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)（http：／／cdc.cma.gov.cn／）是國(guó)內(nèi)氣象數(shù)據(jù)獲取的重要來(lái)源.

常用的生態(tài)參數(shù)和氣象因子變化分析方法主要有：回歸分析、趨勢(shì)線(xiàn)分析法、空間變異系數(shù)分析和主成分分析等.回歸分析可以得出研究因子的年際變化情況；趨勢(shì)線(xiàn)分析法可以較好地從像元尺度探討生態(tài)參數(shù)和氣象因子的變化趨勢(shì)以及變化趨勢(shì)的分布格局與空間差異；變異系數(shù)分析可以通過(guò)變異系數(shù)的大小來(lái)探討生態(tài)參數(shù)和氣象因子年際變化的空間分異大小及空間分異格局情況；主成分分析主要實(shí)現(xiàn)植被參數(shù)或氣候因子的時(shí)間序列數(shù)據(jù)與時(shí)間的相關(guān)性，探討其年際變化趨勢(shì)，經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分解法（EOF）是基于主成分分析的探討因子時(shí)間序列變化的重要方法.植被參數(shù)與氣候因子間的關(guān)系分析方法主要以相關(guān)分析為主.在GIS平臺(tái)上，基于像元的相關(guān)系數(shù)分析、偏相關(guān)系數(shù)分析、復(fù)相關(guān)系數(shù)分析等空間分析及相關(guān)的統(tǒng)計(jì)分析是植被－氣候遙感分析研究的重要方法.

總結(jié)當(dāng)前植被－氣候關(guān)系研究，基于遙感數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)的大尺度、長(zhǎng)時(shí)間序列的研究，以及基于高分辨率的遙感數(shù)據(jù)的研究仍是今后研究的熱點(diǎn).隨著3S技術(shù)的不斷發(fā)展，更多的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法已被應(yīng)用到植被－氣候關(guān)系研究中來(lái)，如小波變換、傅立葉變換方程等.

2 植被變化及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)

植被與氣候因子是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分.植被NDVI和NPP是表征植被覆蓋度和植被生長(zhǎng)狀況的最佳參數(shù).探討不同尺度的植被變化及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)對(duì)于環(huán)境保育和生態(tài)決策具有重要的指導(dǎo)意義.

2.1 基于NDVI的植被對(duì)氣候變化的響應(yīng)研究

了解當(dāng)前植被與氣候之間的關(guān)系有助于分析和預(yù)測(cè)未來(lái)陸地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)全球變化的響應(yīng).近20多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用NDVI數(shù)據(jù)在全球、大陸、區(qū)域等空間尺度上對(duì)植被年際變化進(jìn)行了深入研究.研究發(fā)現(xiàn)：全球植被活動(dòng)在加強(qiáng)，伴隨著全球氣候變暖，春季回綠時(shí)間提前，尤以北半球中高緯度地區(qū)明顯［6］.基于NDVI的植被對(duì)氣候變化響應(yīng)研究是當(dāng)前全球氣候變化的熱點(diǎn)話(huà)題.針對(duì)不同區(qū)域和不同植被類(lèi)型的研究有很多，如Ichii等分析了氣候變化與全球NDVI的關(guān)系，表明在北半球中高緯度地區(qū)春秋季NDVI與溫度顯著相關(guān)，NDVI值隨溫度的升高而升高，溫度的變化，尤其是植被生長(zhǎng)季溫度變化對(duì)于植被的生長(zhǎng)活動(dòng)產(chǎn)生重要影響［7］.南半球干旱、半干旱地區(qū)，降水是影響植被的關(guān)鍵因子.Wang等對(duì)美國(guó)中部大平原的植被與降水間的相關(guān)分析表明，降水是以堪薩斯州為典型代表的中部大平原區(qū)植被生長(zhǎng)的主要控制因子，降水對(duì)植被生長(zhǎng)所表現(xiàn)出的時(shí)滯性對(duì)植被NDVI影響較大［8］；Li等分析認(rèn)為，中國(guó)地區(qū)植被AVHRR NDVI與氣溫間的相關(guān)系數(shù)明顯大于降水［9］；Piao等分析認(rèn)為，全國(guó)尺度上NDVI的增加源于溫度的升高，區(qū)域尺度上則與降水有關(guān)［10］.諸多研究表明NDVI對(duì)氣候因子的響應(yīng)具有明顯的空間差異，如陳云浩等進(jìn)行了1983—1992年中國(guó)陸地植被NDVI變化的氣候因子驅(qū)動(dòng)分析，表明東北、西北差異明顯［11］；李震等研究得出西北地區(qū)主要受降水影響［12］；而王宗明等研究了東北地區(qū)植被NDVI對(duì)氣候因子的響應(yīng)得出，東北主要受氣溫影響，強(qiáng)度大于降水［13］；馬明國(guó)等對(duì)基于遙感數(shù)據(jù)的植被年際變化研究和植被對(duì)氣候變化的響應(yīng)進(jìn)行了一定的總結(jié)［14］；李月臣等分析認(rèn)為中國(guó)北方13省1982—1999年間植被總體呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，春、秋兩季植被增加趨勢(shì)最為明顯，植被變化與氣溫相關(guān)性顯著而與降水無(wú)顯著相關(guān)，氣溫升高引起的生長(zhǎng)期提前和生長(zhǎng)季延長(zhǎng)是植被增加的一個(gè)重要原因［15］.全球氣候變化日益顯著，而區(qū)域差異明顯，受地理分布和地形等因素影響，全球不同尺度和區(qū)域植被受氣溫和降水的影響程度互有差異.基于不同時(shí)期間和空間分辨率及不同時(shí)間序列和覆蓋區(qū)域的NDVI遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行的植被動(dòng)態(tài)及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)研究是全球氣候變化研究的重要方法和手段.新的遙感數(shù)據(jù)源仍在不斷更新和發(fā)展，今后，結(jié)合更加豐富的氣象數(shù)據(jù)資料，基于NDVI的植被對(duì)氣候變化的響應(yīng)研究工作仍是相關(guān)學(xué)者研究的重要內(nèi)容.

2.2 基于NPP的植被對(duì)氣候變化的響應(yīng)研究

自然植被的NPP反映了植物群落在自然環(huán)境下的生產(chǎn)能力；闡明自然植被凈第一性生產(chǎn)力的分布不僅對(duì)土地人口承載能力的估算、農(nóng)業(yè)區(qū)劃等都具有重要的參考價(jià)值，而且亦為更好地保護(hù)、利用和開(kāi)發(fā)森林、草場(chǎng)資源提供了理論依據(jù)［16］.近年來(lái)，以遙感數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的植被生產(chǎn)力模型（如CASA，GLOPEM等）得到了迅速發(fā)展和應(yīng)用.這些模型根據(jù)其各自的模型結(jié)構(gòu)原理，應(yīng)用高時(shí)間分辨率的遙感數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了區(qū)域乃至全球的NPP估算.基于遙感觀測(cè)的植被生產(chǎn)力研究已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)測(cè)和年際波動(dòng)及長(zhǎng)期變化趨勢(shì)的探測(cè).王宗明和梁銀麗論述了植被凈第一性生產(chǎn)力模型的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展，并對(duì)現(xiàn)有的自然植被和作物生產(chǎn)力模型進(jìn)行了簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)，指出：“建立植被葉面積指數(shù)與生物生產(chǎn)力區(qū)域遙感動(dòng)態(tài)模型是今后的發(fā)展方向”［17］.

國(guó)內(nèi)外學(xué)者基于模型模擬及遙感資料對(duì)于NPP時(shí)空特征及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)做了大量的研究.Nemani等研究了1982—1999年全球陸地凈初級(jí)生產(chǎn)力與氣候的關(guān)系，認(rèn)為“全球氣候朝著有利于植被生長(zhǎng)的方向發(fā)展，亞馬遜雨林NPP增加量占全球NPP增加量的42%，主要是由于云覆蓋減少導(dǎo)致太陽(yáng)輻射增加的緣故”［18］.于德永等研究得出東亞地區(qū)1982—1999年18年間的總NPP在波動(dòng)中呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，且年平均NPP與年平均溫度呈顯著相關(guān)關(guān)系，氣候干旱地區(qū)或氣候嚴(yán)寒、冬季漫長(zhǎng)的高緯度地區(qū)植被生產(chǎn)力較低；緬甸、泰國(guó)、越南的熱帶雨林區(qū)植被生產(chǎn)力較高［19］.樸世龍等基于CASA模型估算了1982—1999年我國(guó)植被凈第一性生產(chǎn)力并分析了其時(shí)空變化，認(rèn)為：“18年間我國(guó)植被凈第一性生產(chǎn)力呈增加趨勢(shì)，高寒植被、常綠闊葉林和常綠針葉林的增加速度最快；降水是限制我國(guó)植被凈第一性生產(chǎn)力的主要因子”［20］.Piao等探討了我國(guó)不同季節(jié)陸地植被凈初級(jí)生產(chǎn)力對(duì)氣候變化的響應(yīng)得出：“1982—1999年18年間我國(guó)四季植被NPP都呈現(xiàn)顯著增加趨勢(shì)，不同植被類(lèi)型NPP對(duì)氣候變化的響應(yīng)不同”［21］.朱文泉等分析了氣候變化對(duì)中國(guó)陸地植被凈初級(jí)生產(chǎn)力的影響，認(rèn)為：“中國(guó)近20年來(lái)的氣候變化使溫度、降水、光照均朝著有利于植物生長(zhǎng)的方向發(fā)展，其脅迫作用有所減弱：西北地區(qū)主要受水分限制；東北、華北和青藏高原主要受氣溫限制；華中、華東、華南主要受光照限制.與全球情況相比，中國(guó)陸地植被NPP對(duì)氣候變化的響應(yīng)存在區(qū)域差異”［22］.侯英雨等分析了1982—2000年我國(guó)陸地植被凈初級(jí)生產(chǎn)力變化規(guī)律及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)，認(rèn)為：“我國(guó)降水對(duì)植被NPP的年內(nèi)季節(jié)性變化的驅(qū)動(dòng)作用強(qiáng)于溫度，北方地區(qū)植被NPP與降水和溫度的季節(jié)相關(guān)性要高于南方地區(qū)”［23］.基于遙感數(shù)據(jù)模擬的不同區(qū)域的NPP研究發(fā)現(xiàn)，其對(duì)氣候變化的響應(yīng)表現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)和季節(jié)變化差異［24－25］.

3 植被變化對(duì)氣候因子變化的反饋

隨著全球氣候變化研究的不斷深入，過(guò)去近30年的植被變化及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)已得到廣泛關(guān)注，作為植被－氣候關(guān)系研究的另一方面，植被變化對(duì)氣候因子的反饋效應(yīng)也同樣需要深入研究.研究表明，植被變化造成了地表反射率、土壤濕度、地表蒸散、地表水熱交換過(guò)程等其他因子的變化影響［26］.地表反射率的變化導(dǎo)致地表大氣溫度的變化，因此，植被的變化使得當(dāng)?shù)啬芰科胶獍l(fā)生變化，同時(shí)產(chǎn)生了大尺度大氣環(huán)流的反饋影響.Shukla研究了亞馬遜河流域植被退化對(duì)全球和區(qū)域氣候的影響，認(rèn)為當(dāng)?shù)厣滞嘶?，轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸刂髿鉁仫@著上升［27］.植被對(duì)氣溫的反饋?zhàn)饔弥饕怯捎谄淇臻g變化，例如，南撒哈拉和阿拉伯沙漠地區(qū)草地向北擴(kuò)張會(huì)導(dǎo)致當(dāng)?shù)貧夂蜃兝洌?8］.近年來(lái)植被對(duì)氣候影響的變化研究不斷深入.Zhang和Walsh探查了植被對(duì)氣候的影響發(fā)現(xiàn)：“北半球高緯地區(qū)植被覆蓋的增加可能會(huì)導(dǎo)致氣候變暖和濕度增加及夏季降水的顯著增加”［29］.進(jìn)一步研究表明，日益增加的植被覆蓋也會(huì)引起對(duì)流層和大尺度上降水量的加強(qiáng).由于植被“綠度”持續(xù)期長(zhǎng)達(dá)1～2個(gè)月，陸地植被的變化持續(xù)影響大氣環(huán)流，進(jìn)而在逐日、季節(jié)和長(zhǎng)時(shí)間序列時(shí)間尺度上影響當(dāng)?shù)?、區(qū)域和全球的氣候［30］.

目前國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于植被變化對(duì)氣候的反饋研究逐步深入.Xue認(rèn)為在過(guò)去40年里，內(nèi)蒙古地區(qū)草地退化日益嚴(yán)重，削弱了區(qū)域季風(fēng)環(huán)流，減少了當(dāng)?shù)氐慕涤炅浚?1］.長(zhǎng)江、淮河流域洪水災(zāi)害的頻發(fā)及北方地區(qū)的干旱反映了北方地區(qū)草地的退化和荒漠化及南方地區(qū)常綠闊葉林退化的相關(guān)作用.基于數(shù)值模型，Chen等模擬了中國(guó)西部不同植被類(lèi)型的覆被變化對(duì)區(qū)域環(huán)流的影響［32］，發(fā)現(xiàn)：“異常相對(duì)氣旋環(huán)流主要集中在亞洲中緯度地區(qū)，導(dǎo)致中國(guó)西北地區(qū)90年代相對(duì)于70年代降雨量增加”.Li和Xue分析了黃河流域植被變化對(duì)夏季降水的影響，認(rèn)為隨著植被的增加，地表反射率降低，凈地表輻射增加，因此地表蒸發(fā)和降水增強(qiáng)［33］；Zuo等以NDVI表征青藏高原植被覆被情況，分析得出青藏高原植被與我國(guó)北方夏季降水有較大相關(guān)性［34］；張井勇等基于NDVI和我國(guó)160個(gè)氣象站點(diǎn)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)一步論證了中國(guó)植被覆蓋對(duì)夏季氣候產(chǎn)生了重要影響［35］.諸多研究均表明：由于植被覆蓋度和植被覆被的變化，區(qū)域氣候受到了嚴(yán)重影響，通過(guò)分析植被變化對(duì)氣候的反饋機(jī)制，有利于生態(tài)保育方向的調(diào)控.目前，國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)科研計(jì)劃都將植被對(duì)氣候的反饋研究作為重要內(nèi)容，如，“國(guó)際地圈與生物圈計(jì)劃”和國(guó)內(nèi)“973計(jì)劃”等.加強(qiáng)基于遙感數(shù)據(jù)的植被對(duì)氣候的反饋研究有助于實(shí)施宏觀管理調(diào)控，如“黃河三角洲”地區(qū)降水調(diào)節(jié)、黃土高原區(qū)風(fēng)沙與干旱調(diào)節(jié)等.

4 討論與展望

分析當(dāng)前研究成果可以看出，基于遙感數(shù)據(jù)的植被－氣候關(guān)系研究取得了相當(dāng)大的成果，針對(duì)植被變化及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)研究和植被變化對(duì)氣候變化的反饋研究在不同時(shí)間序列、區(qū)域以及尺度上的結(jié)論較為深入和可靠.盡管這些研究結(jié)果表現(xiàn)出了系統(tǒng)性和綜合性，但仍存在一定的不足.當(dāng)前研究基本上都是基于單一遙感數(shù)據(jù)源.單一遙感數(shù)據(jù)源NDVI在時(shí)間序列上有一定的局限性，無(wú)法完成從80年代起至今近30年的長(zhǎng)時(shí)間的植被活動(dòng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究.對(duì)基于兩種數(shù)據(jù)源的NDVI數(shù)據(jù)，進(jìn)行有效的融合應(yīng)用，分析兩種不同類(lèi)型NDVI遙感數(shù)據(jù)間的一致性，拓展NDVI時(shí)間序列來(lái)開(kāi)展植被活動(dòng)和植被氣候關(guān)系分析顯得尤為重要且意義深遠(yuǎn).目前，國(guó)外學(xué)者Tucker等探討了AVHRR，SPOT，MODIS數(shù)據(jù)源間的一致性［36］；Brown等應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法對(duì)AVHRR和MODIS NDVI數(shù)據(jù)進(jìn)行了融合應(yīng)用［37］；Steven等探討了不同傳感器系統(tǒng)間植被指數(shù)的相互校準(zhǔn)［38］.國(guó)內(nèi)除信忠保等應(yīng)用SPOT－VGT數(shù)據(jù)基于一元線(xiàn)性方程對(duì)AVHRR進(jìn)行了黃土高原區(qū)年平均NDVI的簡(jiǎn)單融合［39］、毛德華等利用MODIS NDVI對(duì)AVHRR NDVI時(shí)間序列進(jìn)行了拓展應(yīng)用外［40］，還未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道.雖然利用遙感數(shù)據(jù)估算植被NPP的研究有很多，但由于遙感NDVI數(shù)據(jù)等單一遙感數(shù)據(jù)源的局限性，并未實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間序列的相關(guān)NPP動(dòng)態(tài)及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)研究.多源遙感數(shù)據(jù)的融合應(yīng)用是長(zhǎng)時(shí)間植被－氣候關(guān)系研究的重要途徑.隨著遙感技術(shù)的不斷深入，更新、更高空間分辨率的遙感數(shù)據(jù)和長(zhǎng)時(shí)間序列的氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)是植被－氣候關(guān)系研究的重要數(shù)據(jù)來(lái)源.

隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，不同尺度和長(zhǎng)時(shí)間序列的遙感數(shù)據(jù)不斷積累，研究植被變化對(duì)氣候因子的反饋，探討氣候變化對(duì)植被變化的響應(yīng)機(jī)制在今后的研究工作中具有重要意義.我國(guó)陸地面積廣闊，近幾十年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和環(huán)境變化，國(guó)內(nèi)植被覆蓋發(fā)生了重大變化，不同區(qū)域的植被覆蓋變化對(duì)當(dāng)?shù)丶爸苓叺貐^(qū)氣候產(chǎn)生了顯著影響，如近年來(lái)不同區(qū)域洪澇、干旱的顯著差異.同時(shí)，周邊國(guó)家植被覆蓋的變化，如北部外蒙古、俄羅斯等國(guó)家的植被變化對(duì)我國(guó)北方氣候，西南接壤國(guó)家闊葉植被的變化對(duì)于我國(guó)南方尤其是西部地區(qū)氣候都產(chǎn)生了重要影響.由此看出，探討國(guó)內(nèi)區(qū)域尺度及國(guó)家尺度上植被變化對(duì)氣候要素的反饋具有十分重要的意義.

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An overview of researches in relations between vegetation and climate based on remote sensing

XIE Jin－fan1，MAO De－h(huán)ua2，REN Chun－ying2

（1.Jilin Climate Center，Changchun 130024，China；2.Northeast Institute of Geography and Agro－Ecology，Chinese Academy of Sciences，Changchun 130012，China）

Research in relations between vegetation and climate is a complicated system.The research in relations between vegetation and climate has become one important field of study on global change.It includes two aspects：first，research in responses of vegetation change to climatic change，and second，feedback research of changes in vegetation to climate change.This paper summarized an overview of relation researches between vegetation and climate based on remote sensing.Vegetation changes have showed obvious responses to climatic change at different scales，regions and time series，over the past few decades.Changes in vegetation growth are closely related to temperature and precipitation.Vegetation change at large scale resulted to local and regional climatic changes.Currently，there are various remote sensing data sets came from different data sources for the research on relations between vegetation and climate.Because single data source is limited in time，the integration application of multi－source remote sensing data is an important way to study relations between vegetation and climate for long time series.As the development of remote sensing，remote sensing datasets with bigger spatial and time resolution and long－time sequence climatic dataset will be important data sources for research in relations between vegetation and climate.

vegetation；climate；remote sensing；global change

TP 79

170·4510

A

1000－1832（2011）03－0145－06

2011－04－23

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（40930527，40871187）；中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程重要方向項(xiàng)目（KZCX2－YW－341）.

謝今范（1959—），男，高級(jí)工程師，主要從事氣候變化與氣候資源開(kāi)發(fā)利用研究；通訊作者：毛德華（1987—），男，博士研究生，主要從事環(huán)境遙感與GIS應(yīng)用研究.

方 林）