中國華東地區植被NDVI對氣溫和降水的響應

閆麗陽

河南大學環境與規劃學院

中國華東地區植被NDVI對氣溫和降水的響應

閆麗陽

河南大學環境與規劃學院

植被是生物圈的關鍵組成部分，對調節氣候變化和提供生態系統服務十分重要。本文基于AVHRR GIMMS NDVI數據集和中國科學院青藏高原研究所提供的中國區域地面氣象要素數據集，研究了中國華東地區1981年到2006年的植被NDVI、氣溫以及降水的變化情況，研究結果表明：華東地區植被NDVI與降水的相關系數為-0.379，呈顯著負相關，NDVI與氣溫的相關系數為-0.115，呈負相關。

植被NDVI；氣溫；降水；相關系數

1.引言

植被作為生物圈的重要組成部分，其變化對氣候的改變以及整個生物圈都有重要的影響。國內外的學者對此做了不少的研究，其中周夢甜等基于SPOT VEGETATION/NDVI的數據，研究了1998-2012年西北地區的植被覆蓋時空變化特征，結果表明：西北地區整體植被覆蓋率偏低，西北地區退化區所占西北地區總面積小[1]。崔林麗等分析了1998年-2007年中國東部植被NDVI在全年、春季、夏季和秋季對氣溫和降水變化的旬時空響應特征，結果表明：中國東部地區整體上植被對氣溫變化的響應大于降水[2]。薛海源等分析了內蒙古地區植被對氣候變化的響應，結果表明：1982-2012，植被指數總體呈波動變化，且區域差異明顯[3]。崔林麗等研究了1998年一2011年我國華東及其周邊地區四季NDVI對氣溫和降水的時空響應特征，結果表明：氣溫對NDVI的影響大于降水[4]。而本文基于AVHRR GIMMS NDVI數據集和中國科學院青藏高原研究所提供的中國區域地面氣象要素數據集，采用行館分析法，研究1981-2006年的植被NDVI與氣溫和降水之間的關系。

2.研究區概況

華東地區位于中國東部，自北向南包括山東省、江蘇省、安徽省、上海市、浙江省、江西省、福建省和臺灣省，面積83.43萬平方公里，約占中國面積的8.7%。華東地區地形以丘陵、盆地、平原為主，屬亞熱帶濕潤性季風氣候和溫帶季風氣候，氣候以淮海為分界線，淮河以北為溫帶季風氣候，以南為亞熱帶季風氣候，雨量集中于夏季，冬季北部常有大雪，通常集中在江蘇省和安徽省的中北部地區以及山東境內。華東地區年平均氣溫為15-18攝氏度。山東省多年平均降水量為676.5毫米，浙江省年平均降水量為1600毫米左右。華東地區動植物資源豐富，生物資源種類多、數量大。因此，以華東地區作為研究對象，來研究植被NDVI與氣溫和降水之間的關系。

3.數據來源

本研究所用到的數據有植被GIMMS NDVI數據、氣溫數據和降水數據，時間跨度均為1981-2006年。GIMMS (Glaobal Inventory Modelling and Mapping Studies)NDVI 數據來源于NASA(美國國家航天航空局)戈達德航天中心全球監測與模擬研究組制作的數據集，格式為ENVI標準格式，投影為ALBERS，其時間分辨率是15天，空間分辨率8km。氣溫和降水數據來源于中國區域地面氣象要素數據集(CMFD)。它是中國科學院青藏高原研究所開發的一套近地面氣象與環境要素再分析數據集。

4.結果分析

4.1華東地區植被NDVI時間序列上的變化情況

1981年到2006年，華東地區的NDVI整體上呈下降趨勢。NDVI在1981-2006年的時間序列上具有階段性，大致可以分為兩個階段，其中1981年到1995為第一階段，這個階段上，植被NDVI大致在一標準線上上下波動，其均值不變1995年到2006年，為另一階段，這一階段上，植被NDVI呈顯著下將趨勢，植被NDVI的年均值要低于前一階段。

4.2華東地區氣溫時間序列上的變化情況

1981年-2006年，整體上，華東地區的氣溫是顯著上升的。但氣溫的上升也具有階段性，1981年-1986年，氣溫基本恒定，1986年-1999年，氣溫年際變化波動大，但盡管如此，整體上還是圍繞一個值上下波動的。這兩個階段的均值大致相同，即氣溫在這兩個階段上大致是穩定的。1999年-2006年，氣溫顯著上升，上升的平均值遠大于前兩個階段。

4.3華東地區降水時間序列上的變化情況

整體上，華東地區的降水呈微弱的上升狀態，按其階段性，大致上可以分為三個階段，其中1981年-1992年，華東地區降水的平均值處于中間水平，1992年-1999年，華東地區降水的年平均值最大，1999年-2006年，華東地區降水的平均值最小。

由以上分析，可知華東地區植被NDVI呈下降趨勢，氣溫呈顯著上升趨勢，降水呈微弱上升趨勢，利用相關系數分析法，得華東地區植被NDVI與氣溫之間的相關系數為-0.115，呈負相關，植被NDVI與降水之間的相關系數為-0.379，呈顯著負相關。表明華東地區植被NDVI與降水之間的關系要比NDVI與氣溫之間的關系明顯。

5.結束語

本文以華東地區作為研究對象，分析了華東地區植被NDVI與氣溫和降水之間的關系，結果顯示，華東地區植被NDVI與氣溫之間的相關系數為-0.115，植被NDVI與降水之間的相關系數為-0.379，華東地區植被NDVI與降水之間的關系要大于植被NDVI與氣溫之間的關系。植被NDVI、氣溫和降水在時間序列上存在階段性，在空間范圍上，不同地區的植被NDVI與氣溫和降水之間的關系也會有所不同。同時在本文的分析基礎上，未對人為因素進行考慮，結果可能會存在偏差，這些在以后的研究中應值得注意。

[1] 周夢甜, 李軍, 朱康文. 西北地區NDVI變化與氣候因子的響應關系研究[J]. 水土保持研究, 2015(03):182-187.

[2] 崔林麗, 史軍, 楊引明,等. 中國東部植被NDVI對氣溫和降水的旬響應特征[J]. 地理學報, 2009, 64(07):850-860.

[3] 薛海源, 陳海山, 華文劍. 內蒙古地區植被對氣候變化的響應[J].氣象與減災研究, 2015(2):8-15.

[4] 崔林麗, 史軍. 中國華東及其周邊地區NDVI對氣溫和降水的季節響應[J]. 資源科學, 2012, 34(1):81-90.

閆麗陽(1995-)，女，漢族，河南許昌人，河南大學環境與規劃學院，2013級本科生，自然地理與資源環境專業。