【摘 要】
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植被物候对气候变化的响应已成为全球变化领域的研究焦点。中纬度地区特别是气候敏感区域的植被物候往往可以作为气候变化的指示器。因此探究中国西北地区的植被物候及其对气候变化的响应,对理解生态系统对气候变化的响应以及预测区域生态系统的碳循环至关重要。本文基于MODIS NDVI数据,以地面物候观测数据为标准,采用多种拟合方法获得较优的遥感物候数据集。通过Theil-Sen斜率、Mann-Kendall检验
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植被物候对气候变化的响应已成为全球变化领域的研究焦点。中纬度地区特别是气候敏感区域的植被物候往往可以作为气候变化的指示器。因此探究中国西北地区的植被物候及其对气候变化的响应,对理解生态系统对气候变化的响应以及预测区域生态系统的碳循环至关重要。本文基于MODIS NDVI数据,以地面物候观测数据为标准,采用多种拟合方法获得较优的遥感物候数据集。通过Theil-Sen斜率、Mann-Kendall检验法、变异系数和Hurst指数探究植被物候的变化特征,通过相关性分析、重要性分析、偏最小二乘回归、敏感性分析等探究了植被物候与气候变化的关系。本文主要工作与研究结论如下:（1）采用S-G滤波函数拟合曲线,结合动态阈值法（生长季始期的阈值设为0.2,生长季末期的阈值设为0.5）提取遥感物候的质量相对A-G函数和D-L函数更优。（2）西北地区的生长季始期（SOS）、生长季末期（EOS）和生长季长度（LOS）分别为118.3、297.0和183.9天,总体变化趋势分别为提前（-10.0 d/10a）、推迟（9.3 d/10a）和延长（21.0 d/10a）,其中温带森林草原的变化趋势最快,高寒灌丛草甸最慢。但在未来,西北地区的物候变化趋势可能以与目前相反的趋势发展。变异系数结果表明,SOS趋势变化在黄土高原地区较不稳定,而EOS在整个西北地区较为稳定,LOS受两者的叠加从而表现出与SOS类似的格局。（3）西北大部分区域的SOS受春季的平均最低气温和降水主导;而在EOS期,主要受到夏季降水和秋季平均最低气温的影响。相关性方面,秋季和春季降水与SOS呈显著负相关,而冬季呈正相关,与气温均呈显著负相关;EOS会随着降水增加而推迟,而气温对于EOS的影响存在较大差异。（4）植被物候对降水和平均最低气温的响应最为明显,在SOS期主要表现为负响应,在EOS期主要呈正响应。不同植被的响应在时间和强度上存在差异,如温带森林草原的SOS主要受当年春季降水主导,且与平均气温和平均最低气温存在负响应关系,而高寒区域（高寒灌丛草甸和高寒草原）的SOS主要受上年秋季平均最低气温主导,而在EOS期各植被类型的响应方式较为相似。植被物候的气温（降水）敏感性会在特定的气温（降水）变化区间内发生改变,降水敏感性在0～40 mm内会快速响应降水量变化,而对气温的敏感性表现为阶段性增强的特征。昼夜气温的非对称效应广泛存在于西北地区,SOS期的表现有非对称效应的区域面积占比为12.0～17.9%,EOS为16.0～19.1%。植被物候对异常气候的响应明显,且SOS的响应程度要强于EOS。此外,海拔高度的上升,SOS和EOS分别呈推迟（0.74 d/100m）和提前（-0.15 d/100m）趋势,且它们的年际变化也会随着海拔的上升逐渐趋于0。植被物候对于不同坡向的响应同样明显,表现为北坡SOS较南坡提前3.2天,而EOS基本无差异。
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