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伏牛山地区森林植被动态变化对水热条件的响应_张晓东
第35 卷第6 期 地 理 研 究 Vol.35, No.6
2016 年6 月 GEOGRAPHICAL RESEARCH June, 2016
伏牛山地区森林植被动态变化对水热条件的响应
张晓东,朱文博,崔耀平,张静静,朱连奇
(河南大学环境与规划学院,开封 475004 )
摘要:利用环境一号卫星不同时相多光谱数据,提取伏牛山地区不同森林植被类型。借助S-G
滤波算法重构2000-2013 年MODIS EVI 时间序列影像,并结合气温和降水数据,运用线性回
归、相关性分析和ANUSPLIN 插值等方法分析伏牛山地区不同森林植被类型变动对水热条件
的响应方式。结果表明:①伏牛山地区植被覆盖较高,EVI 平均值为0.48 ,14年来总体呈上升
趋势,但不同森林植被类型变化存在明显差异,其中占比例最大的落叶阔叶林的上升趋势最为
明显。② 14年来伏牛山地区气温呈升高趋势,气温距平升高速度约为0.27℃/ 10a ,降水距平百
分率呈波动增加趋势。③伏牛山地区不同森林植被类型EVI 变化和气温、降水的相关性存在明
显差异,其中常绿阔叶林EVI 与气温的相关性最高,常绿落叶混交林与气温的相关性最弱;除常
绿落叶混交林与降水主要呈弱正相关外,其余森林植被类型与降水主要呈弱负相关。④伏牛
山地区森林植被对气温和降水的响应总体上滞后性不明显,仅在局部区域内常绿落叶混交林
与气温和降水存在半个月滞后期。
关键词:时滞性;森林植被;水热状况;增强性植被指数;伏牛山
DOI: 10.11821/dlyj201606003
1 引言
山地生态系统具有复杂的环境梯度,对气候变化敏感,成为全球变化背景下研究植
被动态对气候响应的热点区域[1-4] 。森林植被作为山地生态系统的重要组成部分,随着山
地气候的垂直分异,从山脚向山顶依次呈现出常绿阔叶林带、落叶阔叶林带、针叶林带
等多种植被类型[5] 。研究不同森林植被类型与气候变化的关系,有助于深入了解山地生态
系统变动的复杂性和多样性、揭示山地生态系统变化的机理。
已有研究发现山地植被变化与气温降水具有密切关系,不同植被类型的植被覆盖变
化对水热的响应具有明显差异[6-9] 。崔晓临等分析秦岭山区植被覆盖海拔梯度差异及其与
气温的垂直响应,发现高海拔区域与气温相关性最高[10] 。王静等揭示南方丘陵山地植被
生长对降水存在1个月的滞后现象[11] 。缪丽娟等认为蒙古高原植被变化对气候的响应具有
整体性和异质性,草原植被与降水呈正相关[12] 。然而,这些研究对山区植被类型的划分
仅局限于林地和草地等,缺乏对林地进行细分,而对不同类型森林植被覆盖变化与气候
关系的研究多集中在平原地区[13- 16] 。另外,这些研究多采用归一化植被指数 (NDVI )来
衡量植被覆盖变化,但NDVI 对植被冠层背景过于敏感且易饱和、受土壤噪音影响大。
收稿日期:2016-01-05; 修订日期:2016-04-03
基金项目:国家重点基础研究发展计划 (973 计划)(2015CB452702 );国家自然科学基金项目 )
作者简介:张晓东 (1985- ),男,河南辉县人,博士研究生,主要从事区域自然资源开发利用研究。
E-mail: xdzhang@henu.edu.cn
通讯作者:朱连奇 (1963- ),男,河南郸城人,教授,博士生导师,主要从事山地地理环境及资源开发利用研究。
E-mail: lqzhu@henu.edu.cn
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1030 地 理 研 究 35 卷
不过,在NDVI 的基础上进行改进的增强性植被指数 (EVI )可以提高监测精度,更好地
反映植被生长状况[17] 。使用EVI 研究山区不同森林植被类型与气温降水的关系成为进一
步探索山区环境复杂性和异质性的关键。
伏牛山地区位于北亚热带与南暖温带的过渡区域,植物区系成分复杂,是山地研究
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