中国不同生态区植被物候的空间和时间变化

《Journal of Vegetation Science》：Spatial and Temporal Variation of Vegetation Phenology Across Ecological Zones in China

中国植被生长季时空变化及海拔影响研究基于PKU GIMMS NDVI 1982-2022年数据，采用累积NDVI逻辑拟合曲线提取SOS、EOS、LOS参数，发现SOS年均提前0.35天，EOS延迟0.22天/年致LOS延长，但整体参数波动稳定。空间上湿润区SOS更早、EOS更晚，垂直梯度显示海拔升高导致SOS延迟、EOS提前及LOS缩短，不同植被类型时空趋势差异显著。该研究为全球生态系统响应机制提供了理论支撑。

　　

摘要

问题

植被物候是生态系统变化的关键指标，反映了植被对周期性环境变化的适应能力及其对气候变化的响应。监测植被物候的变化有助于我们更好地理解全球气候和环境变化对生态系统的影响。

研究地点

本研究利用北京师范大学GIMMS NDVI数据集（1982-2022年），分析了中国生长季节的开始时间（SOS）、结束时间（EOS）和持续时间（LOS）在时间和空间上的变化。

研究方法

通过累积NDVI逻辑回归拟合曲线提取了SOS、EOS和LOS，并评估了它们在不同生态地理区域和植被类型中的时间和空间变化。

研究结果

(1) 多年数据显示，SOS通常发生在第90至150天之间，EOS发生在第270至310天之间，LOS的持续时间在122至234天之间。总体而言，SOS呈逐年提前0.35天的趋势；而在67.39%的样本中，EOS呈现逐年延迟0.22天的趋势。LOS的趋势与EOS基本一致，也呈现出延长的趋势；(2) SOS、EOS和LOS整体上较为稳定，没有显著波动。未来预测表明SOS可能会延迟，而EOS可能会提前，从而导致LOS缩短；此外，海拔升高会导致SOS延迟、EOS提前和LOS缩短，这说明海拔对生长季节有显著影响；(3) 不同生态地理区域的SOS和EOS表现出不同的空间分布特征。在湿润地区，SOS和EOS的发生时间比干旱地区更早；不同植被类型的植被物候参数的时间趋势也存在显著差异。

结论

本研究揭示了植被物候的时间和空间特征及其与环境因素之间的关系，强调了气候变化和生态环境在塑造生长季节中的重要作用。这些发现为理解全球生态系统的响应机制提供了理论基础。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据来源

本研究使用的数据来源于以下平台：北京师范大学GIMMS NDVI全球数据集（http://ecocast.arc.nasa.gov，访问日期：2023年10月27日）；中国国家地球系统科学数据中心（提供月平均温度、总降水量和土地覆盖数据，https://www.geodata.cn，访问日期：2023年11月15日）。