中蒙边境草原带物候变化及其主要影响因子

作     者：姜康 

作者单位：内蒙古师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：乌兰图雅

授予年度：2020年

学科分类：090503[农学-草业科学] 0909[农学-草学] 0905[农学-畜牧学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

主      题：中蒙边境 NDVI 物候 气候变化 

摘      要：植被物候是指植被受环境影响而出现的以年为周期的自然现象,包括萌芽、抽枝、展叶、开花、结果、落叶等过程。植被的物候变化与全球气候变化密切相关。本文以中蒙边境草原带为研究区,利用2001-2017年MODIS植被NDVI数据,通过S-G滤波及累计NDVI的Logistic曲线曲率变化法得到研究区的植被返青期(start of growing season,SOS),枯黄期(end of growing season,EOS)和生长季长度(length of growing season,LOS),然后结合气象数据、地表水热数据、高程数据、统计数据等分析了2001-2017年中蒙边境草原带植被NDVI和物候的主要影响因子。得出如下结论:1、研究区NDVI总体呈东高西低的分布,整个生长季和不同季节NDVI均呈明显的增加趋势。从国别来看,内蒙古植被NDVI略高于蒙古国植被NDVI。研究区植被SOS呈南早北晚的空间分布,研究区西南部SOS有较明显的提前趋势。EOS呈北早南晚的分布,在研究区中部有明显的提前趋势。LOS呈南长北短的分布格局,在研究区中部以及呼伦湖附近有减小的趋势。2、降水是研究区草地植被NDVI和物候的主要气象影响因子。研究区植被NDVI与降水均呈显著的正相关关系而与气温主要呈负相关关系。SOS与3月份降水呈正相关关系而与4月份降水呈负相关关系。EOS与3、8月份降水呈正相关关系,与其他月份呈负相关关系。LOS和降水主要呈负相关关系。SOS与气温主要呈负相关关系,EOS和LOS与气温呈明显的正相关关系。春季NDVI与日照时数主要呈正相关关系,夏秋季NDVI与日照呈明显的负相关关系。研究区不同物候期与日照时数总体均呈正相关关系。3、在地表水热要素中,地表水分指数(land surface water index,LSWI)是研究区草地植被NDVI和物候的主要影响因子。研究区植被平均NDVI与LSWI呈显著的正相关关系而与日间地表温度(daytime land surface temperature,DLST)主要呈负相关关系。SOS与1-3月份LSWI呈显著的正相关关系,而LOS与LSWI呈明显的负相关关系。SOS与地表温度主要呈负相关关系,EOS和LOS与地表温度主要呈正相关关系。4、研究区植被NDVI总体随海拔的升高而降低,不同坡度NDVI相差不大,阴坡NDVI略高于阳坡。SOS和EOS随海拔的升高而减小,然而LOS随海拔升高而延长。SOS随坡度增大而提前,EOS和LOS随坡度升高而增大,阴坡LOS较阳坡短1.5天。总体来看,不同海拔、坡度和坡向梯度下,植被NDVI和物候的变化主要是由不同地表水热条件所影响。5、统计结果表明内蒙古边境市、旗人口主要呈缓慢的增加趋势,农作物播种面积和粮食产量呈明显的增加趋势。大牲畜数量呈增加趋势而存羊数呈减小趋势。存羊数与植被NDVI具有较好的同步性但存在一到两年的滞后时间。蒙古国(东方省和苏赫巴托尔省)大牲畜的数量和存羊数量有明显的上升趋势。6、样带1由于水分条件好,因此NDVI要高于样带2。从国别看,蒙古国植被NDVI要高于内蒙古地区,但内蒙古地区植被增长速度高于蒙古国地区。样带区2物候差别较为明显。内蒙古地区植被NDVI和物候与气候等要素相关性更高,对于气候变化更敏感。