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黑龙江流域地处欧亚大陆温带草原东缘及北方森林南缘的过渡带，同时地跨中国、蒙古及俄罗斯三国，具有重要的生态与社会意义。虽然，在近几十年，由于气候变化与人类活动的影响，黑龙江流域植被发生显著的变化，但将黑龙江流域作为一个完整生态地理单元的植被动态系统研究相当匮乏。因此，本文选择黑龙江流域为研究区，系统分析其近10年的植被动态变化，其结果可丰富全球气候变化区域响应的研究案例，并为区域社会经济可持续发展提供科学依据。
本文以遥感技术提取的植被物候为切入点，从植被类型变化与物候特征动态两方面刻画黑龙江流域近10年的植被动态，同时探讨了植被动态与气候变化的关系。首先，采用动态阈值与模型拟合相结合的方法，提取黑龙江流域2001-2009年近10年的植被物候特征。然后，以此为基础，结合生态气候分区与监督决策树方法，反演黑龙江流域2001-2009年两期植被覆盖状况，并分析其动态变化。从土地覆盖分层出发，定量分析黑龙江流域森林与农田植被物候的空间格局，选择长春与哈尔滨市为典型城市区，探讨城市热环境对于植被物候的影响。同时，采用最小二乘拟合的方法，逐像元的刻画黑龙江流域近10年植被物候的时空动态特征。最后，在全面理解流域近40年气候变化的趋势与周期性的基础上，探讨了植被动态与气候变化的关系。主要得到以下结论：
一、近10年黑龙江流域植被覆盖面积变化幅度较小，不同植被覆盖变化有所差异，且植被覆盖类型转变较为剧烈。近10年，黑龙江流域常绿针叶林，灌丛，开放草地，农田及湿地植被面积减少，而针阔混交林，郁闭和稀疏草地面积有所增加。植被覆盖转变的主要特征表现为森林与草地转换较为频繁，农田面积减少，同时，湿地大幅度萎缩。
二、黑龙江流域森林物候纬度方向的规律性明显，农田物候纬度方向的规律性不明显，城市热环境对周边植被物候影响显著。在北纬50°以南，随纬度的升高，森林植被年内基础值、年内最大值、年内振幅、生长季EVI活动积分值均呈现降低趋势，生长季开始期延后，结束期提前，生长季缩短。在北纬50°以北，植被物候特征提取主要受到雪及林下植被的影响，物候特征更多地反映了融雪及降雪的季节性。除气候条件外，作物类型、耕作制度及土壤类型等因素及土地覆盖分类的不确定性影响了农田物候特征的提取与分析。在城市核心区周边30 km范围，随距城市核心区距离增大，城市周边植被生长季开始期推迟，生长季结束期提早，生长季长度缩短，且变化速率逐渐减缓。对于城市周边植被生长季开始期、结束期及生长季长度的影响距离，哈尔滨市分别约为15 km，25 km和18 km，而长春市分别约为9 km，9 km和8 km。两个城市对周边植被物候的影响天数基本相等，对生长季开始期、结束期及生长季长度影响的天数分别约为14天，6天和20天。
三、近10年黑龙江流域植被物候发生显著变化。植被年内基值、年内最大值、年内振幅、生长季活动积分值、生长季开始与结束期及生长季长度发生显著变化的面积百分比分别为20.93％，8.74%，9.59%，11.61%，5.29%，3.77%及7.97%，主要表现为年内基值显著提高，年内最大值，年内振幅及生长季的活动积分值显著降低，生长季开始期延后，生长季结束期提前及生长季长度缩短。同时，也发现流域植被物候变化的热点区域，如：1)中国大兴安岭及小兴安岭的大部分森林地区，植被物候动态表征该区发生了森林退化；2)东北平原农田区，物候动态具有明显的区域差异性，尤其以内蒙古、黑龙江及吉林省交界的农-林-草交错区变化更为显著，主要由于该区人类活动干扰较为复杂，影响局地地表与大气的交互作用，从而加剧了植被物候的变化趋势；3)呼伦贝尔，蒙古高原及其相邻的赤塔州南部的草原地区，区域东部与西部的植被物候变化大致趋势相反，可能是气候与人类行为干扰差异的双重作用；4)黑龙江流域北部俄罗斯森林砍伐或森林火烧区，植被物候动态表明了该区植被逐渐恢复。
四、黑龙江流域近40年气候状况发生了显著的变化，主要表现为降水量降低和气温升高，变化速率分别为2.8 mm/yr和0.7℃/10yr，增温与降水减少的双重作用将加剧流域的干旱化。同时，流域干旱化呈现明显区域差异。在近10年，流域气温显著升高，降水量主要呈现增加趋势。不同时间尺度上，气候系统变化过程的差异体现了气候系统变化的多时间尺度特性。气温与降水过程具有明显的周期性，且两者的周期呈现空间差异及时间不同步。
五、黑龙江流域近10年植被物候与气候变化显著相关。年内基值，年内最大值，年内振幅，生长季EVI活动积分值，生长季开始期，生长季结束期及生长季长度与降水变化显著相关的面积百分比分别为4.96%，7.65%，6.21%，5.5%，3.37%，5.07%及4.39%，与气温变化显著相关的面积百分比3.47%，3.5%，4.79%，3.84%，2.39%，3.67%及3.09%。植被物候对降水与气温变化的响应各不相同，且与气候变化显著相关区域在空间上具有明显的差异性与相关性。