近20年中国植被物候沿海拔梯度的时空特征及影响因素
文献类型：学位论文
| 作者 | 朱梦瑶 |
| 答辩日期 | 2022-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 戴君虎 |
| 关键词 | 植被物候 海拔梯度 气候变化 时空特征 中国 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 英文摘要 | 植被物候通常具有明显的海拔梯度特征，相比于高海拔地区，低海拔地区的植被通常具有更早的春季物候期和更晚的秋季物候期。在近年气候变化影响下，植被物候的海拔梯度特征也可能发生变化。例如，由于气候变化在高海拔更加显著，植物物候变化通常在高海拔地区更加明显，从而增加海拔梯度上植物物候事件的同步性。然而，这种植被物候海拔梯度的变化模式在区域乃至全球的时空特征及其潜在的气候驱动机制尚不清楚。现有物候研究大多关注植被物候沿经度和纬度水平梯度的时空变化特征，沿海拔垂直梯度系统开展的类似研究还不多见，有必要对相关问题进行深入分析。因此，本文选择中国大陆区域自然植被为研究对象，采用先进型甚高分辨率辐射计（Advanced Very High Resolution Radiometer， AVHRR）、中等分辨率成像光谱仪（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer， MODIS）、高分一号（GF1）等多源卫星遥感、近地面物候相机、地面人工观测等不同尺度的物候数据源，提取了2001-2018年中国区域植被的生长季开始日期（start of season，SOS）和生长季结束日期（end of season，EOS），计算了海拔每升高100米物候期变化的天数，即物候海拔敏感度，深入探讨了气候变化背景下近20年中国植被物候沿海拔梯度的时空分布特征。之后分析了多种气候要素对植被物候海拔敏感度的影响。由于春季积温（heat）促进植物生长并且适当的秋冬季低温冷激（chilling）有助于植物打破休眠，对于春季物候考虑了温度、降水、积温和冷激四种因素；因秋季物候研究不确定性更大，对于秋季物候只考虑了影响最大的温度和降水两种因素，计算了海拔每升高100米物候期发生当月和季前1-2个月的温度、降水、积温和冷激要素的垂直变化率，即气候要素梯度，揭示了植被物候海拔敏感度的对气候要素梯度的响应。此外，在典型森林研究区还分析了多源物候期及其沿海拔梯度的空间尺度效应。本研究所得主要结论如下：（1）近20年中国植被物候海拔敏感度的空间格局总体呈现春季为正值（平均值0.46Δdays/100m）而秋季为负值（平均值-0.62Δdays/100m）。大部分地区植被春季物候随海拔升高而推迟，而秋季物候随海拔升高而提前。物候海拔敏感度的空间分布还呈现明显的水平地带性规律，由南向北、由西向东春秋季物候期随海拔的变化幅度减小。不同植被类型中森林和草地的变化幅度有显著差异，不同地形条件下山地比其他地貌类型的变化幅度更大。（2）近20年中国植被春秋季物候在低海拔比高海拔地区的变化幅度更大。但整体上全国平均物候海拔敏感度的时间变化不显著，且在不同地区差异较大。全国春秋季植被物候期沿海拔梯度并没有普遍的同步化趋势，同步化比例为47.9%和49.8%，略小于异质化比例52.1%和50.2%。对于不同植被类型，春季物候在温带常绿阔叶林和温带草甸草原中的垂直分布特征显著异质化；秋季物候在温带常绿林、落叶阔叶林中显著异质化，而在三种温带草原中显著同步化。（3）植被物候海拔敏感度与温度、降水、积温和冷激要素梯度均显著相关，所有考虑的气候要素分别能解释中国春季和秋季物候海拔敏感度空间分布差异的4.3%和8.4%，其中温度梯度是物候梯度空间差异的主导气候要素。空间上高低海拔之间季前1-2个月温度差异越大的地区，春秋季植被物候期差异越大。近20年植被物候海拔敏感度时间序列与温度梯度的相关性较小，冷激梯度和降水梯度分别是影响春季和秋季物候梯度时间变化的主导气候要素。时间上高低海拔之间冷激差异越大的年份，春季物候期差异越大；季前1-2个月降水差异越大的年份，秋季物候期差异越大。（4）人工观测、物候相机和卫星遥感数据分别反映个体、群落和景观不同空间尺度的植被物候。典型森林研究区内不同尺度的植被物候期观测结果存在差异，相比之下，个体尺度与群落尺度的物候期差异较小；而景观尺度与群落尺度的物候期差异相对较大，三种遥感源中MODIS与群落尺度物候期差异最小，GF1次之，AVHRR差异最大。所有空间尺度下植被春季物候都沿海拔梯度推迟，秋季物候都沿海拔梯度提前，但其变化幅度的空间尺度差异受到空间分辨率和空间范围的显著影响。 |
| 学科主题 | 自然地理学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 157 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/186935]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 朱梦瑶. 近20年中国植被物候沿海拔梯度的时空特征及影响因素[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2022. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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