中国华东地区植被NDVI对气温和降水的响应

闫丽阳

河南大学环境与规划学院

中国华东地区植被NDVI对气温和降水的响应

闫丽阳

河南大学环境与规划学院

植被是生物圈的关键组成部分，对调节气候变化和提供生态系统服务十分重要。本文基于AVHRR GIMMS NDVI数据集和中国科学院青藏高原研究所提供的中国区域地面气象要素数据集，研究了中国华东地区1981年到2006年的植被NDVI、气温以及降水的变化情况，研究结果表明：华东地区植被NDVI与降水的相关系数为-0.379，呈显著负相关，NDVI与气温的相关系数为-0.115，呈负相关。

植被NDVI；气温；降水；相关系数

1.引言

植被作为生物圈的重要组成部分，其变化对气候的改变以及整个生物圈都有重要的影响。国内外的学者对此做了不少的研究，其中周梦甜等基于SPOT VEGETATION/NDVI的数据，研究了1998-2012年西北地区的植被覆盖时空变化特征，结果表明：西北地区整体植被覆盖率偏低，西北地区退化区所占西北地区总面积小[1]。崔林丽等分析了1998年-2007年中国东部植被NDVI在全年、春季、夏季和秋季对气温和降水变化的旬时空响应特征，结果表明：中国东部地区整体上植被对气温变化的响应大于降水[2]。薛海源等分析了内蒙古地区植被对气候变化的响应，结果表明：1982-2012，植被指数总体呈波动变化，且区域差异明显[3]。崔林丽等研究了1998年一2011年我国华东及其周边地区四季NDVI对气温和降水的时空响应特征，结果表明：气温对NDVI的影响大于降水[4]。而本文基于AVHRR GIMMS NDVI数据集和中国科学院青藏高原研究所提供的中国区域地面气象要素数据集，采用行馆分析法，研究1981-2006年的植被NDVI与气温和降水之间的关系。

2.研究区概况

华东地区位于中国东部，自北向南包括山东省、江苏省、安徽省、上海市、浙江省、江西省、福建省和台湾省，面积83.43万平方公里，约占中国面积的8.7%。华东地区地形以丘陵、盆地、平原为主，属亚热带湿润性季风气候和温带季风气候，气候以淮海为分界线，淮河以北为温带季风气候，以南为亚热带季风气候，雨量集中于夏季，冬季北部常有大雪，通常集中在江苏省和安徽省的中北部地区以及山东境内。华东地区年平均气温为15-18摄氏度。山东省多年平均降水量为676.5毫米，浙江省年平均降水量为1600毫米左右。华东地区动植物资源丰富，生物资源种类多、数量大。因此，以华东地区作为研究对象，来研究植被NDVI与气温和降水之间的关系。

3.数据来源

本研究所用到的数据有植被GIMMS NDVI数据、气温数据和降水数据，时间跨度均为1981-2006年。GIMMS (Glaobal Inventory Modelling and Mapping Studies)NDVI 数据来源于NASA(美国国家航天航空局)戈达德航天中心全球监测与模拟研究组制作的数据集，格式为ENVI标准格式，投影为ALBERS，其时间分辨率是15天，空间分辨率8km。气温和降水数据来源于中国区域地面气象要素数据集(CMFD)。它是中国科学院青藏高原研究所开发的一套近地面气象与环境要素再分析数据集。

4.结果分析

4.1华东地区植被NDVI时间序列上的变化情况

1981年到2006年，华东地区的NDVI整体上呈下降趋势。NDVI在1981-2006年的时间序列上具有阶段性，大致可以分为两个阶段，其中1981年到1995为第一阶段，这个阶段上，植被NDVI大致在一标准线上上下波动，其均值不变1995年到2006年，为另一阶段，这一阶段上，植被NDVI呈显著下将趋势，植被NDVI的年均值要低于前一阶段。

4.2华东地区气温时间序列上的变化情况

1981年-2006年，整体上，华东地区的气温是显著上升的。但气温的上升也具有阶段性，1981年-1986年，气温基本恒定，1986年-1999年，气温年际变化波动大，但尽管如此，整体上还是围绕一个值上下波动的。这两个阶段的均值大致相同，即气温在这两个阶段上大致是稳定的。1999年-2006年，气温显著上升，上升的平均值远大于前两个阶段。

4.3华东地区降水时间序列上的变化情况

整体上，华东地区的降水呈微弱的上升状态，按其阶段性，大致上可以分为三个阶段，其中1981年-1992年，华东地区降水的平均值处于中间水平，1992年-1999年，华东地区降水的年平均值最大，1999年-2006年，华东地区降水的平均值最小。

由以上分析，可知华东地区植被NDVI呈下降趋势，气温呈显著上升趋势，降水呈微弱上升趋势，利用相关系数分析法，得华东地区植被NDVI与气温之间的相关系数为-0.115，呈负相关，植被NDVI与降水之间的相关系数为-0.379，呈显著负相关。表明华东地区植被NDVI与降水之间的关系要比NDVI与气温之间的关系明显。

5.结束语

本文以华东地区作为研究对象，分析了华东地区植被NDVI与气温和降水之间的关系，结果显示，华东地区植被NDVI与气温之间的相关系数为-0.115，植被NDVI与降水之间的相关系数为-0.379，华东地区植被NDVI与降水之间的关系要大于植被NDVI与气温之间的关系。植被NDVI、气温和降水在时间序列上存在阶段性，在空间范围上，不同地区的植被NDVI与气温和降水之间的关系也会有所不同。同时在本文的分析基础上，未对人为因素进行考虑，结果可能会存在偏差，这些在以后的研究中应值得注意。

[1] 周梦甜, 李军, 朱康文. 西北地区NDVI变化与气候因子的响应关系研究[J]. 水土保持研究, 2015(03):182-187.

[2] 崔林丽, 史军, 杨引明,等. 中国东部植被NDVI对气温和降水的旬响应特征[J]. 地理学报, 2009, 64(07):850-860.

[3] 薛海源, 陈海山, 华文剑. 内蒙古地区植被对气候变化的响应[J].气象与减灾研究, 2015(2):8-15.

[4] 崔林丽, 史军. 中国华东及其周边地区NDVI对气温和降水的季节响应[J]. 资源科学, 2012, 34(1):81-90.

闫丽阳(1995-)，女，汉族，河南许昌人，河南大学环境与规划学院，2013级本科生，自然地理与资源环境专业。