中朝俄跨境地区植被生长变化特征及其对春季物候和气候的响应

作     者：黄肖 

作者单位：延边大学 

学位级别：硕士

导师姓名：崔桂善

授予年度：2022年

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

主      题：气候变化 植被生长 植被物候 中朝俄跨境区域 

摘      要：植被物候能够准确的模拟植物生态系统的动态,在一定程度上反映了植被生长状况。春季物候的提前会通过影响植被生长季长度,进而影响植被生长,从而影响陆地生态系统生产力和碳汇功能,但是也会加剧夏季的干旱程度,从而可能减少植被生长,因此春季物候和植被生长之间的关系需要进一步探讨。中朝俄跨境区域位于东北亚,是中国、朝鲜、俄罗斯三国交界的区域,是一个特殊的生态屏障功能区,对三个国家的边境生态安全具有一定的保障和缓冲作用。该地区山区分布广泛,植被类型多样,覆盖度高,具有明显的植被垂直分布规律。但是目前少有关于中朝俄跨境地区的植被动态与气候之间关系的研究,并且春季物候对植被生长的阶段性影响过程仍需得到有效解释。本文以中朝俄跨境区域为例,根据MODIS NDVI数据集,在去除积雪影响的基础上,利用多项式最大值法评估了2001-2020年的植被春季物候。不同生长季时期的植被生长被定义为当前月NDVI平均值。同时基于Sen趋势分析和MK趋势检验方法分析了春季物候和植被生长的时空分布特征,利用偏相关分析方法探究了不同生长季时期植被生长与春季物候和气候因子之间的响应关系。研究得出以下结论:（1）近20年中朝俄跨境地区的多年春季物候均值主要是在第90-120天之间,占研究区面积的90.4%。在空间分布上具有明显的异质性,研究区东部的锡霍特山地区及长白山地区的春季物候较晚,中国辽宁省东侧和朝鲜黄海道附近地区春季物候较早。另外,79%的地区的春季物候表现为提前趋势（其中19.75%的区域具有显著性）。全区的春季物候以-0.17天/年的速率逐年提前（P0.05）。春季物候发生较晚的地区呈现延迟的趋势,春季物候发生较早的地区,反而呈现提前的趋势。（2）近20年中朝俄跨境地区的植被生长在生长季第一个月时最低,植被生长主要在0.3-0.6之间,占整个研究区的87.6%。在生长季第四个月时最高,植被生长集中在0.8-0.9之间。在区域尺度上,中国、朝鲜和俄罗斯三个分区的植被生长随着生长季时期的推进均表现为先增加后减小的情况。大部分地区的植被生长均表现为增加趋势。在三个分区中,植被生长的增加速率随着季节的推进均表现为先减小后增加的情况。在生长季第六个月时,增加速率达到最大。（3）影响中朝俄跨境地区生长季不同时期植被生长的主要因素存在差异。生长季第一个月到第三个月,植被生长增大主要是由于春季物候的提前,然而生长季第四个月到第六个月,主要是由于气温的增加。中国一侧的情况与之相同。朝鲜地区生长季前三个月的植被生长的主要因素分别是春季物候、气温和辐射,生长季第四个月到第六个月都是气温。俄罗斯地区生长季前三个月植被生长的主控因子均为春季物候,而生长季第四到第六个月分别是气温、降水和气温。（4）随着生长季时期的推移,春季物候对植被生长的影响呈现波动减弱的变化情况。春季物候促进了中朝俄跨境地区生长季第一个月到第五个月的植被生长,但是抑制了生长季第六个月的植被生长。本研究补充了中朝俄跨国境地区的植被生长状况的内容,也进一步阐明了春季物候和气候对植被生长动态过程的影响程度,不仅为植被生长模拟模型提供参考,还进一步增加了对于气候如何植被生态系统的理解,同时在一定程度上提高了对生态系统碳循环的认识。