论文总字数：16937字

目 录

摘要 I

Abstract II

1.引言 1

2.研究区与数据 2

2.1研究区概况 2

2.2数据源与预处理 2

2.2.1气候数据 2

2.2.2植被数据 3

3.研究方法 4

3.1 线性回归分析 4

3.3 NDVI年际变化空间差异分析 4

3.4 NDVI与气温和降水间的相关分析 5

4.结果与讨论 5

4.1降水与气温的变化特征 5

4.2 植被指数变化特征分析 6

4.2.1 NDVI年际变化趋势 6

4.2.2 NDVI季节变化趋势 8

4.3 NDVI与气温和降水的相关性分析 10

4.3.1 月NDVI与气温、降水的相关性 10

4.3.2 不同季节的月NDVI与气温、降水的相关性 10

4.3.3 季度最大NDVI与气温、降水的相关性 11

4.3.4 NDVI与降水的滞后响应关系 12

4.3.5 不同植被类型NDVI与气温、降水关系 12

4.4 EVI与气温、降水的相关性分析 15

4.5 综合分析 15

5. 结语与展望 15

参考文献 16

致谢………………………………………………………………………18

江苏省植被覆盖变化对降水和气温的响应研究

赵亦童

，China

Abstract：This paper mainly analyzes the changes of vegetation cover indices, temperature and precipitation in Jiangsu Province from 1982 to 2012, explores the influence level of temperature and precipitation on the vegetation cover changes in Different types of vegetation and different seasons, gets the following conclusions: 1. The temperature on the whole is on the rise in Jiangsu Province over the 31 years, the growth is about 0.47℃/10a; rainfall is not obvious correlation with year and change is very weak; the vegetation on the overall increased especially during the spring and autumn. 2. The temperature and precipitation declined obviously from the south to the north of Jiangsu Province, the mean temperature difference is about 2.5℃ and difference of precipitation is up to 330 mm; the vegetation spatial variation coefficient is relatively small, the NDVI change relatively larger areas are mainly distributed near the Taihu Lake and the Hongze Lake. 3. Both vegetation NDVI and EVI index show a good positive correlation with the temperature in Jiangsu Province. The response of the vegetation to climate is different seasonal. The temperature in spring and autumn are the main factors affecting the vegetation change in Jiangsu Province.

Key words：vegetation index; precipitation; temperature; relevance

1.引言

植被覆盖作为反映生态变化的重要因子^[[1]]，在当前的生态研究工作中起“指示器”作用[^[2]]，而降水和气温是植物生长的关键性因素[^[3]]，因而，研究植被覆盖变化及其对气温降水的响应对我们进行环境保护与生态建设都具有重要的参考价值[^[4]]~][^[5]]。

植被的覆盖程度、生长态势、光合作用强弱常通过植被指数来反映，其在全球及区域植被研究中使用普遍[^[6]]。其中，归一化植被指数（NDVI）已积累了较长的时间序列数据，是目前最常用的植被指数，当前国内外已有大量研究是基于NDVI序列开展的，但NDVI本身也存在一定的局限性。国内外学者对NDVI和增强型植被指数（EVI）开展了一系列的比较研究，李红军等[^[7]]在研究中发现在植被生长旺盛期NDVI易饱和,而EVI则能更为真实地反映植被的生长过程；杨嘉等[^[8]]分析比较了大气校正对于EVI跟NDVI的影响，研究发现大气校正使EVI减小，NDVI增大，EVI更能抵抗大气气溶胶干扰；叶琦等[^[9]]发现同空间分辨率的EVI比NDVI能更好地反映植被覆盖的空间差异性。总体而言，NDVI有在植被高覆盖区容易饱和、易受大气和土壤背景干扰等缺点，而EVI继承了NDVI的优点并对其缺点进行了改进[^[10]]。由于在大部分情况下，运用NDVI或EVI所得结果差异不大，且缺乏长序列的EVI数据，故利用EVI序列开展植被与气候相关性的研究较少，NDVI序列依旧在研究工作中作为表征植被覆盖变化的主流指标，但针对存在植被覆盖率极高等特殊条件的地区，建议在研究中运用EVI代替。

植被是气候和土壤条件的产物,在一定的土壤条件下,气候因子能够决定植被类型,每个气候类型或分区通常对应不同的植被类型，这些不同类型的植被通过影响植被与大气间的物质能量交换，进而对气候造成影响,而改变的气候反过来又影响植被生长,最终可能使植被类型发生变化[11]。索玉霞等[6]分析了中亚地区不同植被类型NDVI与气候因子的相关性，发现中亚地区高山草甸、常绿林受年均气温影响较大；落叶林与冬夏两季的降水相关性显著；作物和草原受年降水量影响较大；草原化荒漠草本植被与生长季降水量正相关但并不显著。郭铌等[^[11]]选取我国西北森林、草原、绿洲和雨养农业4大代表性植被作为研究样本分析发现新疆林区NDVI与温度相关性最高,高寒草甸次之，气候变暖是西北绿洲NDVI显著增加的重要驱动因子，雨养农业区NDVI的波动与降水有较好的正相关,而与气温负相关。

不同地区的植被生长对气候变化的响应存在着差异，气温、降水对不同类型区植被动态变化的驱动作用不同[^[12]~^[13]]，大范围植被变化对不同区域环境和气候产生的影响程度也不同[^[14]]。郭铌等[11]研究发现，我国西北地区不同区域NDVI的变化趋势不同，其与气候因子的相关性在区域间差异也较大；朴世龙等[^[15]]利用NDVI分析了我国各地区植被活动的年际变化,认为我国植被对气候变化的响应表现出明显的地理差异，其中青藏高原地区植被对气候变化的响应最为显著。

不同覆盖度植被区可能存在不同的年内变化，汪权方等[^[16]]以鄂东南低山丘陵区为研究对象，对时序植被覆盖度影像进行了分级统计，发现除低覆盖度植被以外，其他等级的植被区存在明显的季节变化，尤其以高覆盖度和中高覆盖度植被区的年内变化最为显著，且存在明显的此消彼长的转化关系。我国位于欧亚大陆东南部季风气候区，植被生长状况存在较为明显的季节差异。陈晓光[^[17]]等将宁夏植被类型划分为4个区域，分析了各区植被覆盖度的季节变化与气温和降水量的关系，结果显示中部干旱带植被状况秋季变好，夏季变差；南部山区整体变好；春夏季降水对当地植被覆盖影响最明显。包钢等[^[18]]基于NDVI资料探讨蒙古高原植被覆盖对气温和降水量的季节响应特征，发现10年来春季和夏季蒙古高原植被覆盖度呈下降趋势，而秋季呈上升趋势，降水量是最主要的影响因子，其作用明显大于温度。

江苏省地处长江、淮河下游，属亚热带湿润季风气候，地势平坦，受每年季风作用，气温和降水的年际变化较为明显，在增暖和降水综合影响条件下,对植被覆盖变化的影响有必要进行深入分析；同时，江苏地区经济发展迅速，城市化的发展以及生态建设工程的推进等都可能对植被覆盖造成了一定影响。基于江苏地区，国内目前已有研究探讨影响该地区植被覆盖度的因素、沿海地区NDVI演变特征及其对区域气候变化的响应等，但尚未有研究对该地区不同季节、不同植被类型的植被覆盖变化情况与气候关系展开较为系统的讨论。本文意在探究江苏地区不同季节、不同类型植被覆盖变化情况受降水和气温的影响程度，进而为当地环境保护与生态建设提供参考。

2.研究区与数据

2.1研究区概况

江苏省位于东经116°18′-121°57′、北纬30°45′-35°20′之间，地处亚洲大陆东岸中纬度地带，季风气候特征较为显著，属于我国亚热带湿润季风气候向北方暖温带季风气候的过渡带。降水和气温在季风影响下年际变化比较明显，气候总体呈现四季分明、雨热同季、雨量充沛、降水集中等特征，适宜植被生长。同时，江苏省处在长三角地区，经济发达，随着城市化进入高速发展时期，人类活动影响加剧，地表植被覆盖受城市化与区域气候变化的双重压力影响发生了较大变化。江苏跨江滨海，地貌以平原为主，且湖泊众多，平原、水域面积分别占69%和17%，比例之高居全国首位，而其西南和北部地区多低山丘陵。江苏省植被类型图（来源于AVHRR Global Land Cover）及研究所选取气象站点分布状况如图1所示，类型图的空间分辨率为1km。

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