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气候变暖对陆地生态系统已经深刻影响并威胁到人类赖以生存的环境及社会的可持续发展,这也使得植被的动态变化及其与环境的关系成为全球变化研究的热点问题。陆地样带的研究通过利用分散研究站点的观测研究与一定空间区域综合分析,是不同时空尺度模型之间耦合与转换的媒介,是进行全球变化驱动因素梯度分析的有效途径。本研究选择中国东部南北样带(North-South Transect of Eastern China),利用1982~2006年的遥感数据和气候资料,运用趋势检验、相关分析、数值模拟及模型运算等多种方法,在分析研究南北样带整体的气候因子和植被活动变化特征的基础上,较为系统全面地分析了气候变化对植被物候、植被指数等敏感指标的影响。然后,依据南北样带植被分布的特点,选取具有代表性的十二种植被类型做进一步的深入探讨,通过统计模型和数值模型定量研究了气候变化背景下不同植被类型对温度和降水的响应模式。主要内容包括:(1)南北样带上温度和降水的变化趋势(2)南北样带上主要植被类型的物候现象(包括返青起始期、休眠起始期和生长季长度)的发生时间和演变趋势(3)不同植被类型各年、月NDVI与温度和降水的关系。研究结果表明:(1)从1958~2006年,中国陆地的存在普遍增温的趋势,南北样带中部区域增温最显著,达到0.06℃·a-1。并且从1982年以来,南北样带增温的幅度远远超过1958-1981年的增温速率,其中增温最为显著的区域在样带中部区域,年增温趋势达到0.25℃·a-1。降水在样带北部出现减少的趋势,南部出现增加趋势。此外,近二十多年降水的南增北减趋势也在加速,这更进一步加剧了南涝北旱的现象。从1982~2006年的近二十多年来,东北区域和长江中游区域的降水减少约5~35%(3~18mm·a-1),华南区域增加约10~25%(4~10 mm·a-1)。除寒温带温带针叶林以外,其它所有植被类型所在的区域,年均温都极显著地上升,其中显著性最高的是温带落叶阔叶林(TDBF)所在区域。南北样带上增温主要出现在2~9月,集中于春季初、秋季初和夏季。其中温带区域的温带针叶林(TCF)、温带落叶灌丛(TDS)、温带草丛(TG)、温带禾草草原(TGS)、亚热带落叶阔叶林(SDBF)和亚热带针叶林(STCF)都出现了至少5个月的显著增温。而寒温带温带山地针叶林(TCTCF)和温带草甸草原(TMS)只有个别月份出现显著增温。寒温带温带针叶林(TCTCF)、温带混交林(TMF)、温带落叶灌丛(TDS)、温带草甸草原(TMS)和温带草丛(TG)等温带类型年降水有所减少,而亚热带热带植被类型所在区域的年降水年际波动较大,变化趋势不是很显著。月降水出现显著减少的主要为温带植被类型所分布的区域,但各种植被类型所在区域在大多数月份的降水变化较小,显著变化的月份主要为3月与9月。3月降水出现显著减少的植被为TCF、TG和STCF;9月降水出现显著减少的植被为温带混交林(TMF)、温带落叶阔叶林(TDBF)、TDS、TMS、亚热带热带草原(STG)和亚热带常绿阔叶林(SEBF)。(2)返青起始期显著提前的植被有温带针叶林(TCF,0.56 d·a-1)、温带草丛(TG,0.66 d·a-1)、亚热带热带针叶林(STCF,0.46 d·a-1)、亚热带落叶阔叶林(SDBF,0.58 d·a-1)和亚热带热带草丛(STG,0.89 d·a-1);休眠起始期显著推迟的植被有寒温带温带针叶林(TCTCF,0.32 d·a-1)、SDBF (0.80 d·a-1)和温带落叶阔叶林(TDBF,0.18 d·a-1);此外,大部分植被类型的生长季长度都有所延长,但延长的方式不同:TCF (0.77 d·a-1)是由于返青起始期显著提前造成的;TCTCF (0.38 d·a-1)和TDBF (0.36 d·a-1)是由于休眠起始期显著推迟造成的;TG (0.76 d·a-1)、STCF (0.83 d·a-1)、SDBF (1.4 d·a-1)和STG (1.3 d·a-1)等是由于返青起始期提前和休眠起始期推迟共同造成的。对温度和降水的变化进行分析发现,温度对南北样带上植被物候的影响较大,而降水对物候的影响相对较小,不同植被类型对温度的响应各异。在南北样带上存在的热量梯度,使得整条样带上植被的物候现象也表现出时间梯度,从返青起始期发生的时间上比较,从北向南逐渐推迟,即寒温带植被>温带植被>亚热带植被;休眠起始期和生长季长度则正好相反,亚热带植被>温带植被>寒温带植被。(3)全国尺度上NDVI的变化与温度相关,但局域上的NDVI变化受降水调控,NDVI在局域上的异质性与局部气候、土地利用和植被类型密切相关。样带尺度上的NDVI变化同时受控于温度和降水的变化。NDVI在年尺度上受温度控制的是TDS;同时受温度和降水调控的是TGS和STCF。其它植被类型整体上的年NDVI与年均温和年总降水没有直接显著的联系,受年内温度变化情况和降水分配状况影响更大。在月尺度上,植被NDVI与前四个月内的温度关系最为密切,不同植被类型不同季节各有差异。而从1月份到4月份,温度的滞后时长在缩短。大部分植被类型NDVI与温度的关系比降水的关系密切。与亚热带热带植被相比,温带寒温带植被类型与降水的关系更加密切,其中温带植被又以TCF、TDS、TGS和TG等类型与降水的关系密切程度较高。此外,降水对NDVI的滞后影响比温度要长。因此,中国东部南北样带植被对全球变化响应存在明显的区域性差异,最主要的响应方式表现在生长季(物候期摆动)和活动强度(NDVI升降)的变化。