林家煌, 黃鐵成, 陳蜀江, 賈翔, 來風(fēng)兵

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塔里木河中游胡楊胸徑生長(zhǎng)量與氣候因子和NDVI的關(guān)系研究

林家煌1,2, 黃鐵成*, 陳蜀江1,2, 賈翔1,2, 來風(fēng)兵1,2

1. 新疆師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院, 烏魯木齊 830054 2. 烏魯木齊空間遙感應(yīng)用研究所, 烏魯木齊 830054

以塔里木河中游胡楊胸徑生長(zhǎng)量為研究對(duì)象, 運(yùn)用地學(xué)統(tǒng)計(jì)軟件的趨勢(shì)分析和相關(guān)分析分析了胡楊胸徑生長(zhǎng)量與氣象因子和NDVI的關(guān)系。結(jié)果表明: 采集的樣木胸徑大小主要集中在5—25 cm, 占總數(shù)的86.35%, 胡楊在2001—2006年、2006—2011年這兩個(gè)時(shí)期胡楊胸徑生長(zhǎng)率分別為6.02%、7.08%; 固定樣木的胡楊胸徑生長(zhǎng)量的增長(zhǎng)表現(xiàn)為: 2001—2006年較2006—2011年差, 小直徑>中直徑>大直徑, 高密度林>中密度林>低密度林>疏林; 胡楊胸徑生長(zhǎng)量與溫度呈強(qiáng)正相關(guān), 與降水量呈弱負(fù)相關(guān);胡楊胸徑生長(zhǎng)量與年均NDVI的Pearson相關(guān)系數(shù)為0.542, 且平均NDVI變化百分比有增長(zhǎng)趨勢(shì), 表明2001—2011年間研究區(qū)胡楊林長(zhǎng)勢(shì)總體趨于良好方向發(fā)展。

胡楊; 胸徑生長(zhǎng)量; 氣象因子; 相關(guān)性

1 前言

樹木生長(zhǎng)量是森林固碳能力的重要表征, 也是氣候因子變化的“記錄員”, 對(duì)衡量林木及林分生產(chǎn)力具有重要意義。歸一化植被指數(shù)是衡量植被生長(zhǎng)狀況和陸面植被覆蓋的主要參數(shù), 常被研究人員用于植被的生長(zhǎng)狀態(tài)、物候?qū)W、土地利用/土地覆被變化等領(lǐng)域的研究。

胡楊()別名胡桐、梧桐, 屬于楊柳科楊屬, 具有耐熱、耐寒、耐鹽堿、抗沙等特性[1]。胡楊林在我國(guó)主要分布于新疆、青海、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古西部等5個(gè)省區(qū), 其分布面積占全球胡楊林面積的3/5以上, 全國(guó)91.1%的胡楊林面積集中在新疆[2]。在新疆, 胡楊林主要分布于塔里木盆地和準(zhǔn)格爾盆地, 且集中在荒漠內(nèi)陸河沿岸的沖積平原上。在塔里木河流域, 胡楊林是主要的建群種和優(yōu)勢(shì)樹種, 對(duì)保護(hù)塔里木河流域的生物多樣性、保持生態(tài)平衡以及防止沙漠化等都起著至關(guān)重要的生態(tài)保障作用。

目前對(duì)于塔里木河流域胡楊生長(zhǎng)量的研究成果頗豐[3–6], 王振錫[3]等人通過對(duì)塔里木河流域的胡楊年輪寬度序列特征的分析, 反演了塔里木河下游54年來的水環(huán)境時(shí)空變化格局。安紅燕[4]等人基于樹木年輪水文學(xué)的方法, 對(duì)塔里木河下游胡楊進(jìn)行研究, 表明生態(tài)輸水后, 胡楊徑向生長(zhǎng)量增加明顯。李秀花[5]等人利用1981—2001年間NOAA/AVHRR數(shù)據(jù)與同期的氣象資料, 通過定量分析并且借助于數(shù)理統(tǒng)計(jì)和遙感技術(shù), 結(jié)果顯示NDVI的變化與氣候變化具有顯著的相關(guān)性。龔君君[6]等人以依干不及麻斷面為例, 研究表明塔里木河下游的胡楊在生態(tài)輸水后主干徑向生長(zhǎng)量變化大于輸水前且對(duì)輸水的響應(yīng)具有滯后性。李熙萌[7]等人研究發(fā)現(xiàn)胡楊葉片呼吸作用隨地下水埋深的降低而升高。韋華[8]研究表明不同坡向、坡位的巨尾桉生長(zhǎng)量差異顯著, 且陽坡能促進(jìn)其生長(zhǎng)。張平冬[9]等人研究三倍體毛白楊胸徑生長(zhǎng)量與密度的關(guān)系, 發(fā)現(xiàn)其胸徑生長(zhǎng)量隨造林密度的減小而增大, 密度對(duì)其高生長(zhǎng)影響較小。申瑞新[10]通過對(duì)塔里木河干流上、中游胡楊徑向生長(zhǎng)量與河道徑流關(guān)系的研究, 發(fā)現(xiàn)徑流將會(huì)對(duì)胡楊生長(zhǎng)量產(chǎn)生滯后性影響。趙楓[11]等人對(duì)地下水特征與胡楊生長(zhǎng)關(guān)系進(jìn)行研究, 結(jié)果表明地下水中Cl–含量高會(huì)抑制胡楊生長(zhǎng)。目前對(duì)胡楊的大部分研究成果集中在徑向生長(zhǎng)量、地下水埋深情況等方面, 在與生長(zhǎng)量關(guān)系方面研究主要集中在坡向坡位、密度、河道徑流等, 然而氣象因子對(duì)胡楊生長(zhǎng)有著直接或間接的影響作用, 且NDVI直接反映了胡楊生長(zhǎng)的態(tài)勢(shì), 二者與胡楊的胸徑生長(zhǎng)量存在密切的聯(lián)系, 故本文研究溫度、降水、NDVI與胡楊胸徑生長(zhǎng)量的關(guān)系, 以期充實(shí)此方面的研究成果。

本文利用MODIS NDVI、氣溫和降水等時(shí)間序列數(shù)據(jù), 以塔里木河流域胡楊的生長(zhǎng)量為研究對(duì)象, 采用相關(guān)性分析法, 探討胡楊生長(zhǎng)量與NDVI、氣溫和降水的響應(yīng)關(guān)系。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 研究區(qū)概況

塔里木河(Tarim River)位于天山山脈以南, 塔克拉瑪干沙漠北緣, 主要由阿克蘇河、葉爾羌河、和田河等河流匯流而成, 地理坐標(biāo)為E71°392—93°452、N34°202—43°392。屬溫帶大陸性干旱氣候, 干燥少雨多風(fēng)沙, 年均氣溫10.6—11.5 ℃, 年積溫達(dá)4100— 4300 ℃, 多年平均降水量17.4—42.8 mm, 年蒸發(fā)量2400—2900 mm。由于水土資源的過度開發(fā)利用, 導(dǎo)致塔里木河下游長(zhǎng)期斷流, 地下水位下降, 天然植被大面積退化, 胡楊林由20世紀(jì)50年代的5.4萬hm2減少到90年代的0.67′104hm2[12]。

2.2 數(shù)據(jù)來源

影像數(shù)據(jù): 采用MOD13Q1數(shù)據(jù), 時(shí)間為2001年2月—2011年12月, 共252期, 時(shí)間分辨率為16 d,空間分辨率為250 m, 數(shù)據(jù)來源于NASA網(wǎng)站的地球觀測(cè)系統(tǒng)EOS/MODIS數(shù)據(jù)集。下載的數(shù)據(jù)包含5個(gè)波段, 分別為NDVI、EVI、藍(lán)、紅、近紅外反射率, 投影為正弦投影, 其中NDVI波段為本文影像數(shù)據(jù), 獲取的方法為16 d最大值合成。

采樣數(shù)據(jù): 選取33個(gè)固定樣地, 共623棵樣木, 選取生長(zhǎng)量參數(shù)為胸徑生長(zhǎng)量, 采樣周期為5年, 采樣時(shí)間為2001年、2006年和2011年。在樣地內(nèi)對(duì)每株樹木使用圍尺進(jìn)行胸徑每木檢尺。起測(cè)胸徑為5 cm, 采用實(shí)際值記錄, 保留一位小數(shù)。檢尺后在胸徑處用紅色油漆劃出檢尺線, 線上書寫樣木編號(hào), 作為樣木固定標(biāo)記[13]。

氣象數(shù)據(jù): 采用研究區(qū)周圍的11個(gè)基本氣象站點(diǎn)的年平均氣溫和年降水?dāng)?shù)據(jù)集, 時(shí)間為2001—2011年, 獲取自中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http://data. cma.gov. cn/site)中國(guó)地面月值數(shù)據(jù)集。包括庫米什、阿克蘇、拜城、輪臺(tái)、庫車、庫爾勒、阿拉爾、塔中、鐵干里克、若羌、且末氣象站。

數(shù)據(jù)處理: MOD13Q1數(shù)據(jù)利用ENVI/IDL進(jìn)行批處理, 提取各個(gè)時(shí)期的NDVI波段值, 將投影轉(zhuǎn)換為UTM 投影, 并利用波段組合(Layer Stack)工具將各個(gè)時(shí)期的NDVI數(shù)據(jù)合并為一張影像, 得到2001—2011年的NDVI時(shí)間序列數(shù)據(jù)。將采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入ArcGIS軟件中, 坐標(biāo)系為UTM, 以獲取2001、2006、2011年的樣點(diǎn)空間分布數(shù)據(jù); 在ArcGIS軟件中, 采用IDW(反距離權(quán)重)插值方法對(duì)年平均氣溫和年平均降水量進(jìn)行空間插值, 利用最近鄰像元法將其重采樣, 重采樣后的空間分辨率為250 m, 并進(jìn)行波段組合, 以獲取2001—2011年的氣溫和降水的時(shí)間序列數(shù)據(jù)。

2.3 研究方法

2.3.1 生長(zhǎng)量分類

生長(zhǎng)量一般可分為總生長(zhǎng)量(V)、定期生長(zhǎng)量(Z):Z=Vt-V-n、連年生長(zhǎng)量():=V-V-1三種(其中:——調(diào)查時(shí)樹木年齡;——間隔年;V數(shù)——年時(shí)的樹干材積;V-n——年前的樹干材積)。

2.3.2 相關(guān)性

Pearson相關(guān)系數(shù)用來衡量?jī)蓚€(gè)數(shù)據(jù)集合是否在一條線上面, 表示兩個(gè)數(shù)據(jù)集合間的線性關(guān)系。其計(jì)算公式為:

式中,x為生長(zhǎng)量,y為氣象因子或NDVI,為年序號(hào)。

基于SPSS軟件的回歸分析及趨勢(shì)線分析的方法, 對(duì)年平均氣溫、降水量以及NDVI進(jìn)行線性擬合, 分析氣象要素和NDVI的變化特征。利用趨勢(shì)分析計(jì)算氣象要素和NDVI的時(shí)間序列, 以時(shí)間()為自變量, 要素(y)為因變量, 建立一元回歸方程: y(x)=a+b, 其中b為氣溫/降水變化率, 單位是℃·a–1或mm·a–1。對(duì)塔里木河流域胡楊林隨機(jī)均勻設(shè)置生物量樣地, 通過抽樣的方法采集樣木胸徑數(shù)據(jù)和材積數(shù)據(jù), 結(jié)合生長(zhǎng)量計(jì)算公式, 分別計(jì)算胡楊的總生長(zhǎng)量、定期生長(zhǎng)量和定期平均生長(zhǎng)量[14]。采用相關(guān)分析法直接計(jì)算分析胡楊胸徑生長(zhǎng)量與氣候因子之間的相關(guān)關(guān)系。

3 結(jié)果與分析

3.1 樣木胸徑及生長(zhǎng)量分析

3.1.1 樣木胸徑分析

根據(jù)野外采集數(shù)據(jù)可知, 采集的樣木胸徑大小主要集中在5—25 cm, 占總數(shù)的86.35%。2001年野外采集胸徑數(shù)據(jù)顯示最小值為5.0 cm, 最大值為75.5 cm, 2006年野外采集胸徑數(shù)據(jù)顯示最小值為5.7 cm, 最大值為76.5 cm, 2011年野外采集胸徑數(shù)據(jù)顯示最小值為6.1 cm, 最大值為79.0 cm。為了能更清楚分辨胡楊胸徑大小的結(jié)構(gòu)分布, 以10為級(jí)距對(duì)胸徑進(jìn)行分級(jí), 分為6級(jí), 根據(jù)野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不同等級(jí)胸徑的百分比, 如表1所示:

由表1可知, 胡楊胸徑大小主要集中在10 cm以下和10—20 cm這兩個(gè)等級(jí)中。在10 cm以下這個(gè)等級(jí)中可以看出, 2001年、2006年和2011年所占百分比逐年減小, 在其他等級(jí)中表現(xiàn)出逐年增大。其中, 胸徑大小在10—20 cm等級(jí)中, 2001—2006年增大最為顯著, 增加了5%; 胸徑大小在20—30 cm等級(jí)中, 2006—2011年增大顯著, 增加了4.6%。

3.1.2 樣木生長(zhǎng)量分析

將各個(gè)年份的單株樣木的胸徑數(shù)據(jù)和材積數(shù)據(jù)代入1.3.1節(jié)里的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算, 得到各年胡楊生長(zhǎng)量(表2所示)。由于連年生長(zhǎng)量數(shù)值一般較小, 測(cè)定難度大, 通常采用定期平均生長(zhǎng)量代替[15]。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明, 2001—2011年, 研究區(qū)內(nèi)的33個(gè)固定樣地中的623株胡楊固定樣木的胸徑定期生長(zhǎng)量為16.044 m, 材積定期生長(zhǎng)量為28.853 m3; 2001—2011年, 胡楊胸徑連年生長(zhǎng)量為1.604 m, 材積連年生長(zhǎng)量為2.885 m3。在2001—2006年、2006—2011年這兩個(gè)時(shí)期胡楊胸徑生長(zhǎng)率分別為6.02%、7.08%, 說明2001—2011年期間胡楊固定樣木的生長(zhǎng)量隨年齡的增長(zhǎng)呈上升趨勢(shì), 胡楊長(zhǎng)勢(shì)較好。

表1 不同胸徑等級(jí)下的胡楊株數(shù)所占百分比

Tab.1 The percentage of different DBH classes of Populus euphratica

表2 生長(zhǎng)量計(jì)算值和生長(zhǎng)率統(tǒng)計(jì)表

圖1表示的是2001—2006(圖1-a)年和2006—2011(圖1-b)年研究區(qū)內(nèi)各個(gè)固定樣木胡楊胸徑生長(zhǎng)量, 2001—2006年固定樣木中胡楊胸徑增長(zhǎng)最大為8.10 cm, 胸徑增長(zhǎng)最小為0.10 cm, 平均胸徑增長(zhǎng)量為1.14 cm。2006—2011年固定樣木中胡楊胸徑增長(zhǎng)最大為8.00 cm, 胸徑增長(zhǎng)最小為0.10 cm, 平均胸徑增長(zhǎng)量為1.42 cm。2006—2011年期間比2001—2006年期間胡楊固定樣木胸徑增長(zhǎng)量增加明顯, 說明在2006—2011年期間胡楊固定樣木長(zhǎng)勢(shì)更優(yōu); 由圖1-c可知, 2006—2011年與2001—2006年固定樣木中胡楊胸徑最大增長(zhǎng)幅度為5.80 cm, 胡楊胸徑最小增長(zhǎng)幅度為–6.80 cm, 平均每棵胡楊胸徑增長(zhǎng)幅度為0.28 cm。

將采樣點(diǎn)樹木胸徑的大小分為三個(gè)等級(jí)小直徑(5—14.9 cm)、中直徑(15—29.9 cm)、大直徑(30 cm以上), 如圖2所示。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知, 小、中、大直徑樹木在2001—2006年平均胸徑生長(zhǎng)量1.417 cm、1.165 cm、1.012 cm; 小、中、大直徑樹木在2006—2011年平均胸徑生長(zhǎng)量1.651 cm、1.438 cm、1.334 cm; 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知, 小、中、大直徑樹木在2001—2006年間比2006—2011年間平均胸徑生長(zhǎng)量分別小0.234 cm、0.273 cm、0.322 cm。大直徑平均胸徑生長(zhǎng)量增長(zhǎng)最小, 小直徑胸徑生長(zhǎng)量增長(zhǎng)最大。這是由于小直徑胡楊屬于中幼林生長(zhǎng)期高峰期, 生長(zhǎng)條件較好, 胡楊生長(zhǎng)較快, 大直徑胡楊屬于近熟林或熟林, 胡楊生長(zhǎng)在不斷衰敗中。

對(duì)樣地植被密度進(jìn)行分類, 分別分為疏林、低密度林、中密度林、高密度林。統(tǒng)計(jì)可知, 在采樣株數(shù)中, 疏林地樣木共計(jì)84株、低密度林樣木201株、中密度林樣木221株、高密度林樣木117株。根據(jù)頻率表統(tǒng)計(jì)可知2001—2006年間, 疏林、低密度林、中密度林、高密度林胡楊胸徑生長(zhǎng)量分別集中在0.3—1.0 cm、0.2—1.3 cm、0.3—1.0 cm、0.9—1.6 cm; 2006—2011年間, 疏林、低密度林、中密度林、高密度林胡楊胸徑生長(zhǎng)量分別集中在0.7—1.3 cm、0.4—1.5 cm、0.3—1.9 cm、1.1—1.6 cm。由以上數(shù)據(jù)說明, 胡楊胸徑生長(zhǎng)量增長(zhǎng)大小呈現(xiàn): 疏林<低密度林<中密度林<高密度林。高密度林主要分布在離河較近區(qū)域, 水分條件較好, 地下水位淺, 土層平均含水量較高, 林分條件較為優(yōu)越, 物種豐富, 土壤有機(jī)質(zhì)含量較多, 生境條件好。

3.2 生長(zhǎng)量與氣候因子的關(guān)系

借助SPSS軟件進(jìn)行Person相關(guān)性分析, 胸徑生長(zhǎng)量與溫度的皮爾森指數(shù)為0.629, 在0.05水平(雙側(cè))上顯著相關(guān); 胸徑生長(zhǎng)量與降水量的皮爾森指數(shù)為–0.356, 相關(guān)性微弱。

3.2.1 與溫度的關(guān)系

對(duì)氣象站點(diǎn)的年平均溫度進(jìn)行統(tǒng)計(jì), 結(jié)果表明(圖3), 研究區(qū)2001—2011年的年平均氣溫在10.78—11.78 ℃之間上下波動(dòng), 溫度總體呈下降趨勢(shì), 下降趨勢(shì)微弱。2001—2006年間, 研究區(qū)的年平均溫度下降速率極小; 2006—2011年間, 研究區(qū)的溫度同樣表現(xiàn)為線性下降變化趨勢(shì), 下降速率為–0.488 ℃·5a1, 這段時(shí)期溫度變化比2001—2006年的溫度變化更加明顯, 但前一時(shí)期溫度的平均值比后一時(shí)期溫度的平均值小0.08 ℃。經(jīng)統(tǒng)計(jì), 2001—2006年間平均積溫比2006—2011年平均積溫低83.6 ℃。IDW插值結(jié)果表明, 研究區(qū)年平均溫度由西北向東南方向逐漸升高。總體來看, 近10年來研究區(qū)的年平均溫度變化呈下降趨勢(shì), 但積溫呈上升趨勢(shì)。

3.2.2 與降水量的關(guān)系

圖3表明, 2001年—2011年間, 研究區(qū)年均降水量在34.39—90.63 mm之間上下波動(dòng), 總體呈下降趨勢(shì), 下降速率為–1.4284 mm·a–1, 但分段分析時(shí)則呈上升趨勢(shì)。2001—2006年間, 研究區(qū)的降水量上升速率為0.9018 mm·a–1, 2006—2011年研究區(qū)的降水量上升速率為0.4878 mm·a–1, 主要是由于2001—2006年時(shí)間段上的降水量年平均值比2006—2011年降水量年平均值大10.37 mm。

整體而言, 降水與溫度之間是相互制約、相互影響的[16], 研究區(qū)在2001—2011年間, 當(dāng)溫度減小趨勢(shì)越大時(shí), 降水量增加趨勢(shì)越大, 相關(guān)性分析結(jié)果表明, 溫度與降水量的Pearson相關(guān)系數(shù)為–0.673, 表明溫度與降水量呈負(fù)相關(guān), 并且相關(guān)系數(shù)在0.05水平(雙側(cè))上顯著負(fù)相關(guān)。

3.3 與NDVI的關(guān)系

NDVI的增長(zhǎng)或減少主要是由植被生長(zhǎng)的季節(jié)性變化引起的, NDVI值大小反映了植被的生長(zhǎng)狀況。以像元為對(duì)象, 以某年1月至12月NDVI的年平均值作為該像元在該年的NDVI值, 進(jìn)而生成了2001年—2011年10景的NDVI值分布圖, 并疊加生成每個(gè)像元在2001年—2011年時(shí)間段上的NDVI時(shí)間序列數(shù)據(jù)。每個(gè)像元值反映了其對(duì)應(yīng)的植被指數(shù)的演變趨勢(shì)。通過對(duì)研究區(qū)內(nèi)的每年NDVI產(chǎn)品像元值的平均進(jìn)行分析, 發(fā)現(xiàn)年均NDVI與胸徑生長(zhǎng)量Pearson相關(guān)系數(shù)為0.542, 在0.05水平(雙側(cè))上顯著相關(guān), 呈正相關(guān)。

利用兩時(shí)段的NDVI影像之間差值的相對(duì)變化百分比來揭示每個(gè)像元的演變趨勢(shì), 以影像具體坐標(biāo)的左上角為起點(diǎn), 以相對(duì)應(yīng)的行, 列像元進(jìn)行計(jì)算, 像元變化百分比大于零, 表明該像元對(duì)應(yīng)的植被生長(zhǎng)狀況向良好的方面進(jìn)行生長(zhǎng), 反之表明植被生長(zhǎng)狀況變差[17]。

對(duì)固定樣地NDVI變化情況統(tǒng)計(jì)（見表3）。2001—2006年間NDVI變化百分比平均值達(dá)+1.79%, 說明2001—2006年間, 研究區(qū)內(nèi)胡楊長(zhǎng)勢(shì)一般; 2006—2011年間NDVI變化百分比平均值達(dá)+7.46%, 說明2006—2011年間, 變化強(qiáng)度大, 表明2001—2011年間研究區(qū)胡楊長(zhǎng)勢(shì)總體趨于良好方向發(fā)展。

4 討論與結(jié)論

(1) 根據(jù)對(duì)研究區(qū)33個(gè)固定樣地623株固定樣木的調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可知, 研究區(qū)2001—2006年的胸徑生長(zhǎng)量為7.136 m, 2006—2011年的胸徑生長(zhǎng)量為8.908 m, 這兩個(gè)生長(zhǎng)時(shí)段的胸徑生長(zhǎng)率分別為6.02%、7.08%, 且胡楊胸徑生長(zhǎng)量增長(zhǎng)大小呈現(xiàn): 小直徑>中直徑>大直徑, 疏林<低密度林<中密度林<高密度林。

(2) 在干旱區(qū), 氣象要素的波動(dòng)對(duì)植被覆蓋的影響十分顯著, 而且區(qū)域性的植被覆蓋變化差異明顯。胡楊胸徑生長(zhǎng)量與氣象因子的關(guān)系分析, 研究區(qū)在2001—2011年這一時(shí)期, 溫度呈微弱的下降趨勢(shì), 但積溫呈上升趨勢(shì), 上升速率達(dá)17.84 ℃·a–1, 2001—2006年間平均積溫比2006—2011年平均積溫低83.6 ℃,溫度升高時(shí), 水源區(qū)積雪融化增多, 河流補(bǔ)給就相對(duì)增大, 因此胡楊生長(zhǎng)所需水分補(bǔ)給增多; 降水量變化呈下降趨勢(shì), 下降速率為-1.4284 mm·a–1。

(3) 由于采樣點(diǎn)地處荒漠地區(qū)胡楊林生長(zhǎng)較為稀疏, 覆蓋度較低, 平均胸徑生長(zhǎng)量與相應(yīng)的年均NDVI二者具有微弱的正相關(guān)性。平均NDVI變化百分比為+3.53%, 表明2001—2011年平均NDVI變化趨于良好方向發(fā)展。

(4) 塔里木河流域是我國(guó)最大的內(nèi)陸河流域, 以冰川融水和積雪融水補(bǔ)給為主, 冰川融水約占其總徑流的38.5%[18]。流域總體生態(tài)格局為綠洲系統(tǒng), 冰川融水對(duì)包括胡楊在內(nèi)的植被系統(tǒng)具有重要的控制作用, 當(dāng)?shù)氐臏囟群徒邓畬?duì)其也有相應(yīng)的控制作用。氣溫影響著冰川積累與消融, 河流流量對(duì)氣候變化非常敏感, 特別是氣溫, 氣溫變化1℃可引起流量127mm的變化[19], 且塔里木河徑流量隨氣溫的升高呈指數(shù)增加的變化趨勢(shì)[20], 整個(gè)塔里木河流域?qū)С鲅┚€高度分布受熱量條件控制, 呈現(xiàn)緯度地帶性、經(jīng)度地帶性[21], 1961—2006年塔里木河流域內(nèi)冰川的物質(zhì)平衡波動(dòng)主要受控于溫度的變化[22]。根據(jù)以上前人研究結(jié)果發(fā)現(xiàn), 溫度的升高加快了塔里木河水源區(qū)的水循環(huán)過程, 引起冰川消融量變化的主要原因是溫度的變化, 徑流對(duì)溫度變化的敏感性顯著, 因此對(duì)氣象因子與生長(zhǎng)量關(guān)系的研究顯的更加重要。由于冰川融水?dāng)?shù)據(jù)資料缺乏, 作者基于現(xiàn)有溫度降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行分析, 因而并未對(duì)冰川融水進(jìn)行相關(guān)分析, 有待后續(xù)進(jìn)一步研究。

表3 2001—2011年固定樣地NDVI變化情況統(tǒng)計(jì)

Tab.3 The statistical table of NDVI changes of fixed sample during 2001-2011

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The correlation research onDBH growth in responseto climatic factors and NDVI in the middle reaches of the Tarim River

LIN Jiahuang1,2, HUANG Tiecheng1,2, CHEN Shujiang1,2, JIA xiang1,2,LAI Fengbing1,2

1. College of Geography Science and Tourism,Xinjiang Normal University, Urümqi 830054,China 2. Urumqi Institute of Spatial Remote Sensing Applications,Urümqi 830054,China

We took the DBH growth ofin the middle reaches of the Tarim River as research subject, and the relationships between mass growth ofDBH and meteorological elements and NDVI were analyzed by using the research methods of trend analysis and correlation analysis of geo-statistics software. The results showed that the DBH of the collected samples were mainly concentrated in the range from 5 to 25 cm, which was accounted for 86.35% in the total amount. The growth rates ofDBH were 6.02% and 7.08% during the periods of 2001-2006 and 2006-2011 respectively. The increasing DBH growth of fixed samplewas worse during 2001-2006 than that during 2006-2011; small diameter was more than medium diameter and large diameter in order. The growth rate in high density forest was more than that in medium density forest, low density forest and open forest in order. There is a strongly positive correlationbetween DBH growthofand air temperature, but itwas negatively correlated with precipitation. The Pearson correlation coefficient between DBH growthofand average annual NDVI was 0.542. The percentage change of the average NDVI was in an increasing trend, which showed that growth vigor ofwas in better condition in the study area from 2001 to 2011.

; DBH growth; meteorological factors; correlation

10.14108/j.cnki.1008-8873.2017.02.024

Q948

A

1008-8873(2017)02-164-07

2016-07-02;

2016-08-18

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31460167); 塔克拉瑪干西部別里庫姆沙漠胡楊沙堆發(fā)育模式及其在荒漠監(jiān)測(cè)中的作用(41661002)資助

林家煌(1991—), 男, 福建泉州人, 碩士研究生, 主要從事資源環(huán)境遙感的研究, E-mail: linjiahuang121@163.com

黃鐵成, 男, 助理研究員, 主要從事資源環(huán)境遙感教學(xué)和科研工作, E-mail: huangtiechengl@163.com

林家煌, 黃鐵成, 陳蜀江, 等. 塔里木河中游胡楊胸徑生長(zhǎng)量與氣候因子和NDVI的關(guān)系研究[J]. 生態(tài)科學(xué), 2017, 36(2): 164-170.

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