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植被物候是气候变化的指针,对气候变化高度敏感。地球在过去近30年经历了前所未有的快速变暖,泛第三极地区增温速率约是全球的两倍,但是当前有关生态环境脆弱的泛第三极地区植被物候研究仍然匮乏。因此探索泛第三极地区剧烈的气候变化背景下植被春季物候如何变化,以及引起这一变化的背后驱动因子,对于理解高寒高海拔、干旱半干旱地区陆地生态系统对气候变化的响应和反馈而言至关重要。卫星遥感技术的发展使大尺度的植被物候变化研究成为可能,基于卫星数据进行的物候研究目前已成为陆地生态系统研究中的热点。本研究利用三套卫星提供的植被指数数据,包括代表植被绿度的GIMMS NDVI(Global inventory modelling and mapping studies Normalized Difference Vegetation Index)与 MODIS NDVI(Moderate—resolution Imaging Spectroradiometer Normalized Difference Vegetation Index)和表征植被光合作用的 GOME—2 SIF(Global Ozone Monitoring Experiment—2 Solar induced fluorescence)叶绿素荧光数据,提取了 1982—2015年期间泛第三极地区植被春季物候开始时间。随后,进行了如下分析:1)利用SIF数据提取泛第三极地区植被物候的可靠性;2)NDVI与SIF在提取春季物候时受地表积雪的影响程度与差异;3)近30年来基于不同植被指数的泛第三极地区春季物候时空格局及其变化;4)泛第三极地区植被春季物候和气候因子的相关关系。综上,本研究得出以下结论:(1)在研究区16个不同植被类型的通量塔站点上,基于SIF提取的植被物候与通量塔站点GPP提取的植被物候一致性最高,相关性最强(R=0.94,P<0.01),与之前的研究结论相似。(2)有学者提出在,GIMMS NDVI数据在2000年后由于NDVI值降低导致的数据质量问题而引起青藏高原地区春季物候变化趋势不真实,因此,本研究使用MODIS与SIF提取的物候结果进行了验证,同时为了减小积雪对于植被指数信号的影响,本文使用五天窗口的平均温度判断地表是否可能存在积雪。结果显示积雪的增加可能会导致NDVI提取的植被物候变化趋势被低估,这与先前学者提出的积雪覆盖的减少可能导致春季物候变化趋势变化幅度增加的结论相似。如果不考虑积雪覆盖的影响,2007—2015年泛第三极地区积雪增加会导致NDVI植被物候每年推迟约0.15±0.05天,但是对于SIF几乎没有影响。另外本研究同时对比了 Shen,Cong的物候趋势研究结果,发现了较为一致的时间趋势和空间格局,证明了结果的稳健。(3)1982—2015年期间,泛第三极地区春季物候主要开始于4—7月份,东西分布差异较大,在阿尔卑斯山脉和伊朗高原,春季物候开始较早(60-100天),而青藏高原与天山山脉春季物候开始较晚(140—180天)。并且春季物候开始时间随海拔高度升高而推迟,在阿尔卑斯山脉,春季物候开始于120—140天左右,而在海拔更高的青藏高原,春季物候开始于140—180天,且自东向西沿海拔梯度逐渐推迟。(4)1982-2015年期间泛第三极地区春季物候整体呈现提前趋势,区域尺度上平均每年提前0.61±0.2天。空间分布上,阿尔卑斯山脉、伊朗高原西部与中部、帕米尔高原东部、青藏高原东部春季物候呈现较大范围的显著提前。而青藏高原西部,天山山脉地区春季物候在小部分地区呈现较小的推迟趋势。(5)过去30年季前温度的升高是影响泛第三极地区春季物候提前的主要因素(占泛第三极地区面积的74.6%,空间上主要分布在欧洲、伊朗高原、帕米尔高原以及青藏高原东部地区)。而季前降水是影响干旱半干旱地区.的重要因素(空间上主要分布在青藏高原中部与西部,天山山脉南部,帕米尔高原南部以及阿尔卑斯山脉北部)。进一步研究发现在泛第三极暖湿化背景下,该地区季前降水对于春季物候的影响呈现显著增加的态势。(6)在区域尺度上,泛第三极地区季前温度每升高1℃,春季物候约提前1-3天,季前降水每增加10mm,春季物候约提前2—4天。在干旱与极端干旱地区,SIF春季物候与NDVI春季物候对于温度与降水的响应截然相反,在上述两个干旱梯度地区,温度促进SIF春季物候提前而推迟NDVI春季物候,降水促进NDVI植被物候提前而推迟SIF春季物候。通过对数函数拟合不同植被指数在不同干旱梯度上的敏感性发现,当干旱指数小于0.125时,即干旱和极端干旱环境下,泛第三极地区植被春季物候受季前温度的升高而推迟,当干旱指数大于0.125时,植被春季物候受升温的影响从推迟转变为提前。在极端干旱和半干旱下,降水对于春季植被物候的提前十分重要,当干旱指数达到0.326时,升温与降水增加共同推动着植被春季物候的提前。而小于这一干旱梯度时温度成为了主要推动春季物候提前的因素,当干旱指数大于0.425时降水的增加反而可能会引起春季物候的推迟。