史娜娜,全占軍,韓 煜,王 琦,張振華

(1.中國環(huán)境科學研究院,北京 100012; 2.河北圣潔環(huán)境生物科技工程有限公司,石家莊 050051)

?

東北林草交錯區(qū)植被NDVI時空特征及其與氣候因子關系分析

史娜娜1,全占軍1,韓 煜1,王 琦1,張振華2

(1.中國環(huán)境科學研究院,北京 100012; 2.河北圣潔環(huán)境生物科技工程有限公司,石家莊 050051)

利用2000—2010年MODIS NDVI數據集和同期氣象數據集，分別從時間序列和空間格局上分析了東北林草交錯區(qū)及其3個生態(tài)子區(qū)(典型草原區(qū)、森林區(qū)和森林草原區(qū))植被NDVI變化特征及其對氣溫、降水的年際和年內響應關系。結果表明：(1)多年月均NDVI年內變化曲線表現為單峰型；多年季均NDVI夏季最高；逐年NDVI總體波動上升；(2)多年植被NDVI空間差異顯著，總體呈現東高西低、由東向西遞減的特征，其中，森林區(qū)平均NDVI最高，典型草原區(qū)平均增加速率最大；(3)在年際關系上，全區(qū)、典型草原區(qū)、森林區(qū)、森林草原區(qū)植被NDVI的主要氣候影響因子分別為氣溫、降水、氣溫、降水；(4)在年內關系上，植被NDVI與降水呈顯著線性關系，與氣溫呈顯著指數關系；在生長季，典型草原區(qū)對氣溫和降水均有時滯響應，且對降水的響應更高，森林草原區(qū)對降水具有時滯響應。

東北林草交錯區(qū);NDVI; 相關分析; 動態(tài)度

全球氣候變化與陸地生態(tài)系統響應(GCTE)作為國際地圈生物圈計劃(IGBP)的核心內容受到國內外學術界廣泛關注[1-2]。陸地生態(tài)系統變化直接反映于植被，而歸一化植被指數(Normal Difference Vegetation Index，NDVI)作為最常用的植被響應指標，能夠反映地表植被群落生長態(tài)勢,表征區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化，成為診斷生態(tài)系統狀態(tài)的重要基礎數據[3-4]；同時，植被NDVI對響應全球氣候變化具有較高敏感性[5]。因此，動態(tài)監(jiān)測植被NDVI的時空演變格局，深入分析NDVI與氣候因子之間的響應關系，對揭示區(qū)域環(huán)境演變和調節(jié)生態(tài)過程等具有重要的理論和實踐意義。

20世紀90年代以來，國內外學者就植被NDVI時空格局及其與氣候因子的關系開展了廣泛研究。結果表明，氣候變化導致北半球中高緯地區(qū)植被活動顯著增加[6-8]，在中國西北、東北、青藏高原等地的研究，也得到類似的結論[9-13]。就中國東北地區(qū)而言，已有研究多從同一空間或時間尺度來探討植被NDVI和氣候因子的關系，忽略了它們在時空分配上存在的差異性[2,14-16]。鑒于此，本研究基于2000—2010年的MODIS-NDVI 遙感數據，獲取東北林草交錯區(qū)植被NDVI的時空變化過程，結合研究區(qū)同期降水量和氣溫數據，分析全區(qū)及3個生態(tài)子區(qū)(典型草原區(qū)、森林區(qū)和森林草原區(qū))植被NDVI與氣候因子的年際和年內響應關系，以期為該區(qū)生態(tài)系統管理提供借鑒。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)概況

東北林草交錯區(qū)作為生態(tài)脆弱區(qū)，是由環(huán)境保護部在《全國生態(tài)脆弱區(qū)保護規(guī)劃綱要》(2008年)中首次明確提出的[17]，是我國北部重要的生態(tài)屏障。該區(qū)主要分布于大興安嶺山地和燕山山地森林外圍與草原接壤的過渡區(qū)域，行政區(qū)域涉及內蒙古呼倫貝爾市、興安盟、通遼市、赤峰市和河北省承德市、張家口市等部分縣(旗、市、區(qū))。該區(qū)屬溫帶大陸性季風氣候，冬季寒冷，夏季氣溫不高。該區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱性表現為生態(tài)過渡帶特征明顯，北部主要是寒溫帶針葉林分布區(qū)，中間為森林向草原的過渡帶，草原區(qū)以疏林草甸、草甸草原、典型草原為主，群落結構復雜，環(huán)境異質性大，對外界反應敏感等。

1.2數據來源

MODIS數據來源于中國科學院計算機網絡信息中心國際科學數據鏡像網站(http:∥www.gscloud.cn)。選擇2000—2010年覆蓋東北林草交錯區(qū)的中國陸地合成數據產品，利用ArcGIS的數據裁剪模塊和重投影模塊完成數據空間處理。針對每期數據，運用最大合成法(MVC)逐像元合成年NDVI最大值數據，得到逐年NDVI柵格圖層，數據空間分辨率為1 km。

氣象數據來源于中國氣象數據網(http:∥data.cma.gov.cn/)，該數據集包括經緯度、海拔、年均溫和年降水量等信息。利用各氣象站點的經緯度，采用ArcGIS的空間插值模塊對氣象數據進行Kriging插值，并以東北林草交錯區(qū)為掩膜，獲取與NDVI數據像元大小一致、投影相同的柵格氣象數據。

1.3分析方法

采用動態(tài)度診斷植被NDVI變化強度，正值表示上升，負值表示下降，并利用變異系數來分析數據離散程度。在此基礎上，分析植被NDVI與氣溫和降水的相關性，以此探討植被NDVI對氣候因子的響應。

1.3.1植被NDVI變化動態(tài)度及變異系數植被NDVI波動是植被受到人為和自然雙重干擾后的重要體現，是植被健康狀況的重要表征。波動值大，表明植被群落不穩(wěn)定(植被趨于恢復或退化)；波動值小，表明植被群落狀態(tài)穩(wěn)定。利用公式(1)和公式(2)分別計算2000—2010年植被NDVI變化動態(tài)度及變異系數，以此反映研究區(qū)10余年來植被絕對變異量和相對波動程度[18-19]。

(1)

式中：θ表示NDVI動態(tài)度；NDVI2010表示2010年NDVI值；NDVI2000表示2000年NDVI值。

(2)

(3)

1.3.2NDVI與氣候因子的相關性分析偏相關分析用于研究兩個特定變量之間的相互作用關系，即當兩個變量均與第三個變量存在相關關系時，剔除其影響，而只分析另外兩個變量之間的相關程度[2,20]。在1 km柵格尺度上，首先利用公式(4)分別計算植被NDVI與降水和氣溫的兩兩相關系數，進而利用公式(5)分析偏相關性。植被NDVI與氣候因子的相關系數計算公式如下：

降水一定情況下，植被NDVI與氣溫的偏相關系數和氣溫一定情況下，植被NDVI與降水量的偏相關系數計算公式如下：

(5)

式中：rabc為變量c一定情況下，變量a，b之間的偏相關系數；rab為變量a，b之間的相關系數；rbc為變量b，c之間的相關系數；rac為變量a，c之間的相關系數。

2　結果與分析

2.1植被NDVI時間序列特征

為了更清晰地表征東北林草交錯區(qū)近10余年來NDVI的變化態(tài)勢，以下分別從多年月均NDVI、多年季均NDVI、逐年NDVI 3個方面進行分析。

(1)多年月均NDVI。將采用最大合成法獲取的逐像元月均NDVI值進行全區(qū)平均，得出多年月均NDVI值(圖1A)?？傮w來看，月均NDVI年內變化曲線表現為單峰型，春季(3—5月)快速增加，夏季(6—8月)處于高位，秋季(9—11月)快速降低，冬季(12—2月)最低。其中，春季在5月增加最快(0.469)；夏季在8月最高(0.757)；秋季在9—10月衰減最快；冬季在2月份達到最低。

(2)多年季均NDVI。東北林草交錯區(qū)夏季植被NDVI最高，春秋季次之，冬季最低。根據線性回歸方程擬合結果，夏季增長率為4.2%/10 a，秋季約為1.8%/10 a，春季和冬季為1.3%/10 a(圖1B)。

(3)逐年NDVI。根據NDVI散點圖(圖1C)，2000—2010年植被NDVI波動上升，其變化趨勢大致分為3個階段：2000—2003年是相對快速增長期，最大值出現在2003年(0.569 2)；2004—2006年出現小幅波動，最大值出現在2005年(0.565 8)；2007—2010年開始波動增長，最大值出現在2010年(0.590 6)。根據NDVI逐年變化態(tài)勢及當前國家提出的生態(tài)文明道路，分析認為該區(qū)植被NDVI在未來會繼續(xù)回升。

2.2植被NDVI空間格局

為進一步分析東北林草交錯區(qū)逐像元植被NDVI時間序列的空間差異，采用生態(tài)分區(qū)的概念[21]，將研究區(qū)劃分為典型草原區(qū)、森林區(qū)和森林草原區(qū)3個生態(tài)子區(qū)。利用NDVI動態(tài)度來表征2000—2010年該區(qū)植被變化趨勢，若動態(tài)度為正，表明呈現增加趨勢，反之，則呈現降低趨勢。同時，為從區(qū)域尺度上宏觀反映植被NDVI空間分異格局，逐像元計算其變異系數，變異系數越大，表明NDVI年際變化越大；反之，則較為穩(wěn)定。

東北林草交錯區(qū)多年平均NDVI約為0.42，整體呈現東高西低，由東向西遞減的特征(圖2A)。三個生態(tài)子區(qū)逐年平均植被NDVI空間分布表明，森林區(qū)最高值出現在2007年(0.54)，最低值出現在2004年(0.49)；典型草原區(qū)最高值出現在2010年(0.38)，最低值出現在2001年(0.32)；森林草原區(qū)最高值出現在2007年(0.41)，最低值出現在2006年(0.37)。由此可見，森林區(qū)平均NDVI最高，森林草原區(qū)次之，典型草原區(qū)最低，并且空間分布差異顯著。原因可能是各個生態(tài)子區(qū)植被類型差異較大，森林區(qū)主要位于呼倫貝爾高原的大興安嶺林區(qū)，其植被組成以寒溫帶針葉林為主，兼有落葉闊葉林；典型草原區(qū)主要包括我國溫帶草地的主體——內蒙古高原草地，其在河北境內部分通常稱為壩上草原，該生態(tài)區(qū)內依水分梯度由東到西分布有草甸草原、典型草原、荒漠草原；森林草原區(qū)主要為林地向草地的過渡區(qū)域，植被分布上兼有林地和草地。

圖1　東北林草交錯區(qū)2000-2010年植被NDVI時間序列特征

東北林草交錯區(qū)逐像元NDVI動態(tài)度(圖2B)統計結果表明，占總面積58.8%的區(qū)域植被NDVI在增加，動態(tài)度達到30%，增加地區(qū)主要分布在呼倫貝爾北部、通遼、赤峰、張家口、承德。占總面積41.2%的區(qū)域植被NDVI在下降，變異程度為0.1～0.2，表明下降幅度不大，下降區(qū)域主要集中在呼倫貝爾的西部和東南部、興安盟中部的狹長區(qū)域。從3個生態(tài)子區(qū)分析結果來看，典型草原區(qū)在呼倫貝爾西部部分區(qū)域呈現下降趨勢，其余區(qū)域主要表現為增加趨勢；森林區(qū)主要在東南部狹長地帶表現為下降；森林草原區(qū)由南向北遞增。

圖2　東北林草交錯區(qū)NDVI空間分布、動態(tài)度及變異系數

典型草原區(qū)、森林區(qū)和森林草原區(qū)的植被NDVI總體上均呈現上升趨勢。其中，典型草原區(qū)平均增加速率最大，為0.149/10 a；森林草原區(qū)平均增加速率約0.054/10 a；森林區(qū)平均增加速率最小，平均約為0.011/10 a。對不同生態(tài)子區(qū)植被NDVI進行變異系數分析(圖2C)，典型草原區(qū)、森林區(qū)和森林草原區(qū)植被NDVI變異系數平均值分別為0.090，0.059，0.066，變異系數較小，說明NDVI變化較為穩(wěn)定，未發(fā)生大幅度變異。

2.3NDVI與氣候因子相關性分析

2.3.1降水量和氣溫空間分布格局2000—2010年東北林草交錯區(qū)年均溫、年均降水量的空間分布見圖3。該區(qū)10 a間平均降水量為364.21 mm，最高值為417.62 mm(2003年)，最低值為313.73 mm(2001年)，由該區(qū)年降水量變化的線性趨勢可知，年降水量呈增加趨勢,其變化率為5.86 mm/a。該區(qū)10余年的年均溫為2.45℃，最高值為3.61℃(2007年),最低值為1.55℃(2010年)。由該區(qū)年均溫變化的線性趨勢可見，年均氣溫呈下降趨勢，變化率為0.005 4℃/a。區(qū)內氣候因子空間差異顯著：降水量由東北向西南遞減(圖3C)，氣溫卻由東北向西南遞增(圖3D)。

典型草原區(qū)多年平均降水量323.77 mm，多年平均氣溫5.33℃。該區(qū)面積最大，年降水量、年均溫均大致由南向北遞減，波動范圍分別為183～609 mm和-0.98～11.45℃。冬季寒冷干燥；夏季暖熱多雨。全年降水約有2/3集中在夏季，雨熱同期，有利于草原植被生長。森林區(qū)多年平均降水量為424.51 mm，多年平均氣溫為-0.90℃。區(qū)域內年降水量由東向西遞減，年均溫由東南向西北梯度變化，該區(qū)冬季寒冷干燥，夏季溫暖濕潤，表現出典型的寒溫帶大陸性季風氣候特征。森林草原區(qū)多年平均降水量為342.43 mm，年均溫約為2.47℃。區(qū)域內年降水量由東南向西北遞減，年均溫變化趨勢卻相反，即由東南向西北遞增。該區(qū)為森林向草原的過渡地帶，區(qū)內牧、農、林皆宜，大半是農牧交錯區(qū)，是全區(qū)發(fā)展畜牧業(yè)潛力最大的地區(qū)。

2.3.2植被NDVI與氣候因子的年際關系以東北林草交錯區(qū)2000—2010年為時間序列，逐像元計算NDVI與年降水量、年均溫的偏相關系數。結果表明(圖4)，與年降水量和年均溫呈正相關的區(qū)域分別占總面積的68.99%，77.51%，表明該區(qū)NDVI與氣溫的相關性更高。神祥金等[22]分析認為東北地區(qū)植被NDVI變化氣溫影響高于降水；羅玲等[23]認為東北地區(qū)植被NDVI與氣溫的相關性普遍高于降水，與本文研究結果一致。

典型草原區(qū)植被NDVI與年降水量和年均溫的平均相關系數分別為0.449和-0.071，表明降水是主要影響因子，原因可能是該區(qū)熱量條件相對充足，可滿足植被生長需求。張戈麗等[20]指出降水是驅動呼倫貝爾草地植被年際變化的主要因素；潘學平等[24]認為呼倫貝爾草原區(qū)植被主要受降水控制；龍慧靈等[25]認為呼倫貝爾高原部分地區(qū)植被NDVI和年均溫呈負相關；孫艷玲等[26]發(fā)現植被NDVI與氣候因子在內蒙古草原地區(qū)正負相關共存，與本研究的結論一致。

圖3　2000-2010年東北林草交錯區(qū)年降水量和年均溫空間分布

森林區(qū)植被NDVI與年降水量和年均溫的平均相關系數分別為-0.978和-0.144，表明該區(qū)主要受氣溫影響。大興安嶺林區(qū)氣溫較低，降水量相對豐富，植被NDVI更易受低溫影響，因此，植被NDVI與年均溫的相關性更高。穆少杰等[2]認為內蒙古植被NDVI與降水之間的作用機制在于氣溫的變化過程；張學珍等[27]研究發(fā)現，降水增加會制約我國南方濕潤地區(qū)的森林植被NDVI變化，這與本研究的結果類似。

森林草原區(qū)植被NDVI與年降水量和年均溫的平均相關系數分別為2.199和-0.067，表明降水量是該區(qū)的主要控制因子。植被NDVI與氣溫呈負相關的實質是由于其與降水的關系更密切。

2.4植被NDVI與氣候因子的年內關系

從圖5A可見，東北林草交錯區(qū)月均NDVI 和月降水量呈現線性增長，二者線性擬合系數為0.771，相關系數為0.878(n=131)，超過p<0.01的檢驗。月均NDVI 隨0～40 mm降水快速上升；隨40～80 mm降水增度放緩，隨80 mm以上降水反而下降。從圖6A可見，月均溫和月均NDVI之間呈顯著的指數關系，復相關系數是0.818，相關系數是0.893(n=131)，超過p<0.01的檢驗。該區(qū)年內各月降水和氣溫存在明顯變化，這表明只有在適宜的水熱組合下，植被NDVI才會表現為線性增長趨勢。三個生態(tài)子區(qū)表現出與全區(qū)類似的特征(圖5，6)。

圖4　東北林草交錯區(qū)植被NDVI與降水、氣溫相關分析結果

通過分析2000—2010年生長季(4—10月)植被NDVI與降水和氣溫月變化的關系(圖7，8)，可以揭示植被不同生長時期與氣候因子的關系；通過計算NDVI與前月(即3—9月)降水量、氣溫之間的相關系數，可以分析NDVI對氣候響應的時滯效應。

在生長季，NDVI與前月降水相關性均高于當月(圖7A)，其中，6月、8月、10月在0.05水平上達到顯著，9月在0.01水平上達到顯著，表明植被對降水響應存在一定的時滯效應。從逐月月均NDVI 與當月月均溫關系來看，5—8月相關系數迅速下降，9月之后呈現正相關，表明植被NDVI夏季隨氣溫的升高受到抑制(圖8A)。

不同生態(tài)子區(qū)與前月氣候因子的相關性差異較大(圖7，8)。在典型草原區(qū)，月均NDVI與前月降水量的平均相關系數(0.518)高于當月(0.205)，其中，6月通過0.05水平的顯著性檢驗，10月通過0.01水平的顯著性檢驗。NDVI與前月氣溫的平均相關系數(-0.041)高于當月(-0.215)，且7月、10月在0.5水平上達到顯著。這表明，典型草原區(qū)植被NDVI對降水和氣溫的響應均存在一定的時滯效應，并且對降水的響應更加顯著。原因可能是草原區(qū)土壤類型主要為栗鈣土和棕鈣土，降水能夠滲透到較深的土層，土壤蓄水保水能力較強[2,28]。

在森林區(qū)，NDVI與當月及前月降水量的相關性均未通過顯著性檢驗。NDVI與前月和當月氣溫的平均相關系數分別為0.243，0.325，表明森林區(qū)植被NDVI對氣溫不存在時滯。

在森林草原區(qū)，NDVI與前月降水量的平均相關系數(0.405)高于當月(0.225)，NDVI與前月氣溫的平均相關系數(-0.178)低于當月(-0.036)。這說明森林草原區(qū)植被NDVI對降水的響應具有一定時滯。原因可能與森林草原區(qū)的過渡地帶性及森林具有較強保水能力有關。

圖5　東北林草交錯區(qū)植被NDVI與降水分析結果

圖6　東北林草交錯區(qū)植被NDVI與氣溫分析結果

3　結 論

利用2000—2010年MODIS NDVI遙感數據集和氣象數據集，分析了東北林草交錯區(qū)及3個生態(tài)子區(qū)(典型草原區(qū)、森林區(qū)和森林草原區(qū))植被NDVI時空特征及其對氣候因子(降水和氣溫)的年際和年內響應關系。主要結論如下：

(1)多年月均NDVI年內變化曲線表現為單峰型，夏季(6—8月)處于高位；多年季均NDVI以夏季最高，增長率為4.2%/10 a；逐年NDVI波動上升，2000—2003年是相對快速增長期，2004—2006年出現小幅波動，2007—2010年波動增長；多年平均NDVI總體上呈現出東高西低、由東到西遞減的特征。

圖7　東北林草交錯區(qū)生長季NDVI與降水分析結果

圖8　東北林草交錯區(qū)生長季NDVI與氣溫分析結果

(2)58.8%的區(qū)域植被NDVI增加，動態(tài)度達到30%，主要分布在呼倫貝爾北部、通遼、赤峰、張家口、承德；41.2%的區(qū)域植被NDVI在下降，變異程度為0.1～0.2，下降幅度不大。典型草原區(qū)、森林區(qū)和森林草原區(qū)植被NDVI變異系數平均值分別為0.090，0.059，0.066，變異系數較小，表明NDVI變化較為穩(wěn)定，未發(fā)生大幅度變異。

(3)在年際關系上，植被NDVI總體上與氣溫的相關性更高。典型草原區(qū)降水量是主要氣候影響因子，主要分布在呼倫貝爾草原、河北壩上草原。森林區(qū)氣溫是主要影響因子，主要分布在大興安嶺林區(qū)，該區(qū)降水豐富，植被NDVI更易受低溫影響；森林草原區(qū)植被NDVI的主要控制因子是降水。

(4)在年內關系上，植被NDVI與降水呈顯著線性關系，相關系數是0.878；與氣溫呈顯著指數關系，相關系數是0.893。生長季全區(qū)逐月植被NDVI對逐月降水的響應具有時滯性，對氣溫的滯后效應不明顯。其中，典型草原區(qū)植被NDVI對降水和氣溫的響應均存在時滯效應，且對降水的響應更顯著；森林區(qū)植被NDVI對降水和氣溫的時滯響應不明顯；森林草原區(qū)植被NDVI對降水響應具有一定時滯。

植被NDVI時空差異是自然和人類活動雙重作用的結果。本文僅分析了NDVI變化和氣候因子的關系，并未考慮人類活動的干擾。因此，如何定量化人類活動的影響及其在該區(qū)植被NDVI時空演變過程中的貢獻率，還有待進一步分析和驗證。

[1]Walker B,Steffen W.IGBP Science No.1:A Synthesis of GCTE and Related Research.Stockholm:IGBP,1997:1-24.

[2]穆少杰,李建龍,陳奕兆,等.2001-2010年內蒙古植被覆蓋度時空變化特征[J].地理學報,2012,67(9):1255-1268.

[3]Parmesan C,Yohe G.A globally coherent fingerprint of climate change impacts across natural systems[J].Nature,2003,421(6918):37-42.

[4]王宗明,國志興,宋開山,等.中國東北地區(qū)植被NDVI對氣候變化的響應[J].生態(tài)學雜志,2009,28(6):1041-1048.

[5]劉軍會,高吉喜.氣候和土地利用變化對中國北方農牧交錯帶植被覆蓋變化的影響[J].應用生態(tài)學報,2008,19(9):2016-2022.

[6]Myneni R B,Keeling C D,Tucker C J.Increased plant growth in the northern high latitudes from1981 to 1999[J].Nature,1997,386：698-702.

[7]Myneni R B,Tucker C J,Asar G,et al.Interannual variations in satellite-sensed vegetation index data from 1981 to 1991[J].Geophys Res.,1998,103(6):6145-6160.

[8]Zhou L,Tucker C J,Kaufmann R K.Variations in northern vegetation activity inferred from satellite data of vegetation index during 1981—1999[J].Geophys Res,2001,106(17):20069-20083.

[9]白建軍,白江濤,王磊.2000—2010年陜北地區(qū)植被NDVI時空變化及其與區(qū)域氣候的關系[J].地理科學,2014,34(7):882-888.

[10]毛德華,王宗明,韓佶興,等.1982—2010年中國東北地區(qū)植被NPP時空格局及驅動因子分析[J].地理科學,2012,32(9):1106-1111.

[11]梁四海,陳江,金曉媚,等.近21 a青藏高原植被覆蓋變化規(guī)律[J].地球科學進展,2007,22(1):33-40.

[12]樸世龍,方精云.1982—1999年我國陸地植被活動對氣候變化響應的季節(jié)差異[J].地理學報,2003,58(1):119-125.

[13]方精云,樸世龍,賀金生.近20 a來中國植被活動在增強[J].中國科學:C輯,2003,33(6):554-565.

[14]渠翠平,關德新,王安志,等.科爾沁草甸草地歸一化植被指數與氣象因子的關系[J].應用生態(tài)學報,2009,20(1):58-64.

[15]馬玉玲,余衛(wèi)紅,方修琦.呼倫貝爾草原對全球變暖的響應[J].干旱區(qū)地理,2004,27(1):29-34.

[16]李云鵬,娜日蘇,劉朋濤,等.呼倫貝爾草原退化遙感監(jiān)測與氣候成因[J].華北農學報,2006,21(增刊1):56-61.

[17]環(huán)境保護部.全國生態(tài)脆弱區(qū)保護規(guī)劃綱要[Z].環(huán)發(fā)(2008)92號.

[18]張宏斌,唐華俊,楊桂霞,等.2000—2008年內蒙古草原MODIS NDVI時空特征變化[J].農業(yè)工程學報,2009,25(9):168-175.

[19]Tucker C J,Slayback D A,Pinzon J E,et al.Higher northern latitude normalized difference vegetation index and growing season trends from1982 to1999[J].International Journal of Biometeorology,2001,45(4):184-190.

[20]張戈麗,徐興良,周才平,等.近30年來呼倫貝爾地區(qū)草地植被變化對氣候變化的響應[J].地理學報,2011,66(1):47-58.

[21]李博,雍世鵬,曾泗弟,等.生態(tài)分區(qū)原則、方法與應用內蒙古自治區(qū)生態(tài)分區(qū)圖說明[J].植物生態(tài)學與地植物學學報,1990,14(1):55-62.

[22]神祥金,吳正方,杜海波.東北地區(qū)植被NDVI變化及對氣象因子的響應[J].東北師大學報:自然科學版,2013,45(1):123-130.

[23]羅玲,王宗明,宋開山,等.1982—2003年中國東北地區(qū)不同類型植被NDVI與氣候因子的關系研究[J].西北植物學報,2009,29(4):800-808.

[24]潘學平,馮朝陽,劉乙淼.呼倫貝爾森林草原交錯區(qū)近30 a NPP動態(tài)與氣象因子的相關性研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2015,29(3):103-107.

[25]龍慧靈,李曉兵,王宏,等.內蒙古草原區(qū)植被凈初級生產力及其與氣候的關系[J].生態(tài)學報,2010,30(5):1367-1378.

[26]孫艷玲,郭鵬,延曉冬,等.內蒙古植被覆蓋變化及其與氣候、人類活動的關系[J].自然資源學報,2010,25(3):407-414.

[27]張學珍,戴君虎,葛全勝.1982—2006年中國東部春季植被變化的區(qū)域差異[J].地理學報,2012,67(1):53-61.

[28]李寧,顧衛(wèi),杜子璇,等.內蒙古中西部地區(qū)不同土壤類型下土壤水分的研究[J].地球科學進展,2006,21(2):151-156.

Spatio-temporal Changes of Vegetation NDVI and Its Relationship with Regional Climate in Wood-grass Ecotone of Northeast China During 2000-2010

SHI Nana1,QUAN Zhanjun1,HAN Yu1,WANG Qi1,ZHANG Zhenhua2

(1.Chinese Research Academy of Environmental Sciences,Beijing 100012,China; 2.Hebei Holy Environment Biotechnology Engineering Co.,Ltd,Shijiazhuang 050051,China)

Based on MODIS NDVI data and meteorological data during 2000—2010,spatial and temporal distribution of NDVI and its relationship with regional climate in wood-grass ecotone of Northeast China were analyzed.The ecotone was composed of typical grass zone,wood zone and wood-grass zone.The results showed that: (1)Monthly average variation of NDVI had a single peak,quaternary variation of NDVI had the highest value in summer; NDVI went up with fluctuation from 2000 to 2010; (2)There were significant spatial differences in vegetation NDVI,which generally decreased from east to west; the wood zone had the highest NDVI and the grass zone had the fastest increasing rate; (3)The inter-annual changes for the selected ecotone as a whole,the typical zone,the wood zone and the wood-grass zone were respectively correlated to precipitation,temperature,precipitation and temperature; (4)Within a year,NDVI had a significantly linear correlation with precipitation and exponential correlation with temperature; Both precipitation and temperature had time lag effects on NDVI during the growing season,with greater effects of precipitation than that of temperature; forest-grass zone had a lagging response to precipitation.

wood-grass ecotone in Northeast China; NDVI; correlation analysis; dynamic degree

2016-01-27

2016-02-22

中央級公益性科研院所基本業(yè)務專項“半干旱采煤塌陷區(qū)土壤養(yǎng)分循環(huán)過程及控制”(2013-YSKY-14)

史娜娜(1983—),女,山東濰坊人,碩士,工程師,主要從事生態(tài)學研究。E-mail:shinn123@163.com

全占軍(1979—),男,河北張家口人,博士,副研究員,主要從事恢復生態(tài)學、景觀生態(tài)學研究。E-mail: quanzj@craes.org.cn

TP79;X171.1

A

1005-3409(2016)05-0175-08