川西高原近20a植被覆蓋變化遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及驅(qū)動(dòng)力分析

1、川西高原近20 a植被覆蓋變化遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及驅(qū)動(dòng)力分析摘要：川西高原不僅擁有獨(dú)特的地形與地貌特征，而且在全球氣候系統(tǒng)中也發(fā)揮著至關(guān)重要的作 用，特別是通過植被動(dòng)態(tài)變化和熱交換機(jī)制對(duì)亞洲季風(fēng)氣候起著調(diào)節(jié)作用?；?0002017年 MODIS-NDVI植被指數(shù)產(chǎn)品和氣候數(shù)據(jù)，運(yùn)用像元二分模型、趨勢(shì)分析法以及相關(guān)分析法，對(duì)川 西高原地區(qū)植被覆蓋度(FVC)的動(dòng)態(tài)變化及其與氣候因子的關(guān)系進(jìn)行研究。結(jié)果表明：在 20002017年川西高原地區(qū)年際FVC變化速率為0.24%/a,生長季(59月)FVC變化速率為 10.03%/a，且FVC整體上呈現(xiàn)自北向南小幅度波動(dòng)增加的趨勢(shì)，其中增加的區(qū)域占研究區(qū)總面

2、積 的12.37%，而減少的區(qū)域僅占2.21% ；根據(jù)研究區(qū)FVC與氣溫、降水的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)降水對(duì)植被 生長影響的區(qū)域更廣泛，促進(jìn)作用更明顯。氣溫對(duì)植被生長影響的區(qū)域相對(duì)集中，生長季FVC與 同期氣溫的相關(guān)性最高，而與降水存在滯后性，滯后期約為1個(gè)月；研究區(qū)FVC變化受氣候因子 影響的區(qū)域占4.15%。其中受氣溫和降水共同驅(qū)動(dòng)影響的區(qū)域占總面積的0.14%，受氣溫為主要 驅(qū)動(dòng)影響的區(qū)域占1.98%，受降水為主要驅(qū)動(dòng)影響的區(qū)域占2.03%。該研究成果可為地方政府有 關(guān)部門對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)及決策規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。關(guān) 鍵 詞：植被覆蓋度；遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；驅(qū)動(dòng)影響；氣候因子；川西高原1 引 言植被既是生

3、態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的核心和功能組成部 分，也是人類生存和發(fā)展空間的決定性因素由 于植物呼吸、光合作用和蒸發(fā)蒸騰的生物物理響 應(yīng)，植被覆蓋的變化與氣候變化之間有明顯的相關(guān) 性站。當(dāng)涉及全球能量交換、生物化學(xué)和碳循環(huán)時(shí)， 植被又對(duì)全球變化起著獨(dú)一無二的作用，因?yàn)樗?以直接顯示生態(tài)環(huán)境狀況植被覆蓋度作為表征 植被生長狀況與生態(tài)系統(tǒng)變化的定量指標(biāo)，既是光 合作用、蒸騰作用和其他陸地過程的控制變量，也 是生態(tài)變化的直接結(jié)果近年來，全球氣候的顯著變化給植被生長帶來 的影響備受學(xué)術(shù)界關(guān)注，已有大量研究表明氣候變 化對(duì)植被動(dòng)態(tài)以及高原物候產(chǎn)生了影響。如Hua 等國基于GIMMS-NDVI數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn)青藏高原中 部及

4、東南部地區(qū)生長季NDVI與降水量之間存在顯 著正相關(guān)關(guān)系，而溫度升高促進(jìn)了高原中部及東南 部的植被生長，但不利于高原西南及東北部區(qū)域植 被生長。卓嘎等利用MODIS-NDVI數(shù)據(jù)的研究 表明青藏高原降水量和氣溫均呈增加趨勢(shì)，降水量 與年最大NDVI表現(xiàn)出較好的正相關(guān)關(guān)系，氣溫則 與年最大NDVI部分呈正相關(guān)。Otto等認(rèn)為氣候 的變化將會(huì)對(duì)植被動(dòng)態(tài)產(chǎn)生影響，尤其是溫度和降 水的變化最為顯著。楊元合等通過使用NOAA/ AVHRR NDVI數(shù)據(jù)分析認(rèn)為高寒草地夏季NDVI 的變化與氣候因子未表現(xiàn)出顯著的相關(guān)關(guān)系，且氣 候變化給高寒草地植被生長帶來的影響存在滯后 性。Zhou等”的研究結(jié)果表明植被

5、活動(dòng)主要受溫 度（熱）變化控制，高寒生態(tài)系統(tǒng)溫度與植被動(dòng)態(tài)之 間呈正相關(guān)，而降水則起著相對(duì)較小的作用。賴家 明等1101利用Landsat系列遙感影像的土地覆蓋分類 結(jié)果對(duì)川西天然林區(qū)植被覆蓋變化特征進(jìn)行分析， 發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)高植被覆蓋區(qū)面積增加，低植被覆蓋區(qū) 面積減少，總體上呈現(xiàn)植被覆蓋度升高的特征。仙 巍等111利用MODIS-NDVI數(shù)據(jù)，結(jié)合氣溫、降水站 點(diǎn)數(shù)據(jù)，分析川西高山高原過渡帶植被對(duì)氣候變化 的響應(yīng)特征，結(jié)果表明NDVI與氣溫和降水均呈正 相關(guān)關(guān)系，春季植被生長主要受溫度的影響，而秋 季植被生長主要受降水量的影響。Wang等121通過 研究我國北方干旱半干旱區(qū)植被覆蓋度的時(shí)空變 化

6、及其與氣候人為因素的相互作用，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)植 被覆蓋度由東向西逐漸呈下降趨勢(shì)。降水是控制 植被覆蓋總體分布格局的主要?dú)夂蛞蜃?，具有顯著 的正向影響，而溫度的影響相對(duì)較小。以上學(xué)者針對(duì)青藏高原地區(qū)植被動(dòng)態(tài)變化與 氣候因子之間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行了大量研究，而川西 高原與青藏高原都位于同一高原氣候帶上，目前關(guān) 于該地區(qū)大時(shí)空尺度范圍內(nèi)植被動(dòng)態(tài)變化與氣候 因子之間的關(guān)系卻討論得極少。本文基于2000 2017年川西高原MODIS13Q1植被指數(shù)產(chǎn)品，利用 像元二分法模型和線性回歸模型，從時(shí)間和空間等 不同角度來評(píng)估研究區(qū)18 a間的植被覆蓋度動(dòng)態(tài) 變化情況，并通過分析該地區(qū)年際、生長季植被覆 蓋度變化與氣候

7、之間的關(guān)系來探究引起植被覆蓋 度變化的關(guān)鍵影響因素。2數(shù)據(jù)來源與研究方法2.1研究區(qū)概況川西高原位于四川省西部，是青藏高原東南緣 和橫斷山脈的組成部分。行政區(qū)劃包括甘孜藏族 自治州和阿壩藏族羌族自治州（圖1）,面積達(dá)2.3 X 104 km2,占全省總面積的48.66 %。研究區(qū)平均海 拔超過4 000 m，根據(jù)地勢(shì)可分為川西北高原（北部 地區(qū)）和川西山地（南部地區(qū)）兩部分131。其中川西 北高原地勢(shì)由西向東傾斜，以丘狀高原和高平原為 主，處于高原寒溫帶，植被生長條件惡劣，主要為高 山灌叢草甸、高寒灌叢草甸；川西山地主要由高山 原和高山峽谷組成，其地勢(shì)呈現(xiàn)西北高、東南低的 特點(diǎn)。該區(qū)全年氣溫較

8、高，四季變化明顯，是大陸 季風(fēng)氣候與高原季風(fēng)氣候的過渡帶，植被類型包括 山地暖溫帶針闊葉混交林、亞高山寒溫帶暗針葉 林、高山亞寒帶灌叢草甸等141。98100102104 E圖1川西高原地形及氣象站點(diǎn)分布Fig.1 The terrain and meteorological stations of WesternSichuan Plateau3數(shù)據(jù)來源與研究方法3.2數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理3.2.1 數(shù)據(jù)來源研究數(shù)據(jù)包括遙感數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、植被類型 數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)等。其中遙感數(shù)據(jù)采用20002017 年MOD13Q1數(shù)據(jù)集陸地植被產(chǎn)品（空間分辨率 250 m，時(shí)間分辨率為16 d），數(shù)據(jù)來源于美

9、國國家航 空航天局（http: /） ； DEM 從地 理空間數(shù)據(jù)云（）獲取，空間 分辨率為30 m;植被類型數(shù)據(jù)為全國1：100萬植被 類型圖，數(shù)據(jù)來自中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中 心（）;同期氣候數(shù)據(jù)包括研究 區(qū)及其周邊43個(gè)氣象站點(diǎn)20002017年的逐月平 均氣溫和累積降水量，均來自中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http: /)。數(shù)據(jù)預(yù)處理使用MODIS MRT處理工具對(duì)MOD13Q1植 被指數(shù)產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理操作，如格式轉(zhuǎn)換、投 影轉(zhuǎn)換(投影坐標(biāo)為 WGS _1984 _UTM_Zone _ 49N)等。采用最大值合成(MVC)方法降低云和氣 溶膠的大氣效應(yīng)來獲得每月NDVI數(shù)據(jù)151,(200

10、0 年1月份僅由第1期數(shù)據(jù)合成，其他月份由第223 期分別兩兩合成；20012017年111月由第122 期分別兩兩合成，12月僅由第23期數(shù)據(jù)合成)，然后 計(jì)算年際、生長季的最大NDVI用于植被覆蓋度分 析，將柵格影像中NDVI0.1的像元掩蓋為非植被 區(qū)域；生長季某些月份NDVI0的值所對(duì)應(yīng)的像元 也被掩蓋并排除在研究之外，以減少積雪和水的影 響。經(jīng)過上述預(yù)處理后，仍散亂分布著一些異常值 的像元，為了提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，使用ArcGIS 10.3的 “ Nibble”工具將這些異常值(NDVI=9999)替換為 最大鄰近值。將經(jīng)緯度作為獨(dú)立樣條變量，以數(shù)字 高程模型為獨(dú)立協(xié)變量，利用氣象數(shù)據(jù)插值

11、軟件 ANUSPLIN1161對(duì)氣溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行空間插值處理；采用 普通克里金插值法處理降水量數(shù)據(jù)，最后均重采樣 為250 m空間分辨率的柵格數(shù)據(jù)。3.3研究方法3.3.1植被覆蓋度計(jì)算通過最大值合成法(MVC)將每月兩期的16 d 數(shù)據(jù)合成為月數(shù)據(jù)，得到能夠代表地面的最為實(shí)際 的NDVI(歸一化植被指數(shù))。其計(jì)算公式171：NDVI, =Max(NDV偵)(1)其中：NDVI,表示第i個(gè)月的NDVI值，NDV偵表示 第i個(gè)月的j.k兩期的NDVI值。NDVI不僅是植被生長狀態(tài)的最佳指示因子， 還能夠反映植被覆蓋水平和植被生長狀況，它與植 被分布密度存在極顯著線性關(guān)系181o NDVI的值越 大，

12、表明植物生長態(tài)勢(shì)越好，因此年最大NDVI可 反映當(dāng)年植被長勢(shì)最佳時(shí)期的地表植被覆蓋狀 況191o而NDVI存在高植被覆蓋容易飽和、低植被 覆蓋又難以區(qū)分的缺點(diǎn)，基于李苗苗等201改進(jìn)的像 元二分模型所估算的研究區(qū)植被覆蓋度可以彌補(bǔ) 這一不足，計(jì)算公式為：f =( NDVI- NDVI伺)/ (NDVIns - NDVI伺)(2) 其中:f為研究區(qū)植被覆蓋度，NDVI伺為均為裸地 或無植被覆蓋地區(qū)對(duì)應(yīng)的NDVI值，NDVI*為純植 被覆蓋地區(qū)對(duì)應(yīng)的NDVI值。參照眾多學(xué)者在像元 二分模型中的應(yīng)用，NDVI伺與NDVI*值選取的精 度直接影響到植被覆蓋度估算的準(zhǔn)確性，根據(jù)研究 區(qū)范圍內(nèi)NDVI值的

13、區(qū)間分布，以5%和95%置信 水平截取的NDVI上下限閾值作為NDVI,?！?、NDVIgo3.3.2趨勢(shì)分析采用一元線性回歸模型對(duì)研究區(qū)20002017 年植被覆蓋度變化趨勢(shì)進(jìn)行定量分析，通過最小二 乘法計(jì)算得到所有像元的FVC值與時(shí)間的變化趨 勢(shì)211 o計(jì)算公式為：slopenn nslopenx 習(xí)” x FVC)-習(xí) / 習(xí) FVC,i = 1i = 1 i = 13)其中：為FVC年際變化斜率，為遙感數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè) 年數(shù)S = 18),為某像元第i(i=1，2，.，18)3)FVC均值；大于零表示植被覆蓋增加，反之表示植 被覆蓋減少。變化趨勢(shì)的顯著性采用F檢驗(yàn)法，顯 著性值大小僅表示變化

14、趨勢(shì)的置信水平，與變化快 慢無關(guān)。參照Wei等221的研究結(jié)果，綜合考慮和F 檢驗(yàn)的結(jié)果，將FVC年際變化趨勢(shì)劃分為5個(gè)等 級(jí)：極顯著減少(0slope0,P0.01)、顯著減少(0 slope 0,0.01WP0,0.0KP 0,P0.01)。相關(guān)性分析為了解FVC與氣候因子之間的相互關(guān)系，采用 相關(guān)分析法逐像元對(duì)20002017年川西高原FVC 與月平均氣溫、累積降水量進(jìn)行相關(guān)性分析，計(jì)算 公式231為：史-)(”-)Rxy= I = i(4)/(x，-)2 /(- -)2y i=1V i=1其中：R xy為氣候因子變量之間的相關(guān)系數(shù)；Xi與y i 分別為氣溫和降水第i年的值；-和y分別表

15、示氣溫 和降水n年的平均值；n為監(jiān)測(cè)年數(shù)(n=18)o偏相關(guān)分析是指剔除其他變量影響的條件下 分析兩變量之間的線性相關(guān)關(guān)系241,在線性相關(guān)系 數(shù)基礎(chǔ)上計(jì)算得到的相關(guān)性結(jié)果，計(jì)算公式為：Rxy - RxzR yz5)R xyzy(1- R5)R xyz其中：Rxy,z為剔除變量z的影響后變量工與y之間的偏相關(guān)系數(shù),R、Rxz、R分別是變量X、y,z之間的線 性相關(guān)系數(shù)。最后，通過T檢驗(yàn)完成了偏相關(guān)系數(shù) 的顯著性檢驗(yàn)。研究區(qū)內(nèi)植被生長可能受多變量共同作用的 影響，而各個(gè)變量之間也存在相互影響、相互聯(lián)系 的情況質(zhì)。簡單相關(guān)性分析及偏相關(guān)分析都不能 完全反映一個(gè)因素與幾個(gè)因素之間的密切關(guān)系程 度，而

16、通過復(fù)相關(guān)分析方法可以實(shí)現(xiàn)，復(fù)相關(guān)系數(shù) 計(jì)算公式如下：Rx,yz = J 1- ( 1- R2)( 1-( 6 )其中：Rw為變量之間的復(fù)相關(guān)系數(shù)；R”為x 與y的線性相關(guān)系數(shù),R“，y表示固定變量y之后x與 z的偏相關(guān)系數(shù)。最后，通過F檢驗(yàn)完成了復(fù)相關(guān) 系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)。時(shí)滯性分析將川西高原地區(qū)FVC與氣候因子進(jìn)行滯后性 分析，選取研究區(qū)20002017年生長季FVC(59 月)與同期氣候因子作為變量，根據(jù)相關(guān)公式計(jì)算 FVC與生長季月平均氣溫、累計(jì)降水量的相關(guān)系 數(shù)。同時(shí)，以1個(gè)月為滑動(dòng)窗口，分別得到FVC與 月平均氣溫(48月、37月、26月)、累計(jì)降水 (48月、37月、26月)的相關(guān)

17、系數(shù)，通過比較相 關(guān)系數(shù)的值以及FVC的時(shí)空變化特征來探究該地 區(qū)FVC對(duì)氣候因子的滯后響應(yīng)情況。4結(jié)果與分析4.1川西高原植被覆蓋度時(shí)空動(dòng)態(tài)變化4.1.1 植被覆蓋度年際變化根據(jù)像元二分模型計(jì)算得到20002017年川 西高原地區(qū)植被覆蓋度年平均值，并進(jìn)行年際變化 趨勢(shì)分析。由圖2(a)可見，20002017年研究區(qū) FVC整體呈增加趨勢(shì)，F(xiàn)VC均值介于73%77% 之間，變化速率為0.24%/a，年際變化趨勢(shì)相對(duì)明 顯。其中，研究區(qū)FVC在2010年達(dá)到最大值，為 76.31%，在2003年達(dá)到最小值，為73.82%，近20 a 間呈現(xiàn)連續(xù)的“先增加后減少”的小幅度波動(dòng)變化 趨勢(shì)。對(duì)于生長

18、季而言(圖2(b)，研究區(qū)FVC以 10.03%/a的速率增加，整體變化趨勢(shì)不顯著。最高 值出現(xiàn)在2010年，為76.25%，最低值出現(xiàn)在2007 年，為71.30%，同樣表現(xiàn)出連續(xù)的“先增加后減少” 的變化趨勢(shì)。其中，在20062007年下降趨勢(shì)非常 明顯，2007年FVC值遠(yuǎn)低于FVC年平均值。圖2川西高原2000-2017年植被覆蓋度年際變化和生長季變化趨勢(shì)Fig .2 Inter-annual and growing season trends of vegetation coverage in the Western Sichuan Plateau from 2000 to 2017

19、4.1.2植被覆蓋度空間變化由川西高原地區(qū)20022017年FVC多年平均 空間分布格局(圖3(a)可知，該地區(qū)FVC整體上呈 現(xiàn)由東北向西南逐漸遞減的趨勢(shì)，植被覆蓋度較高 的地區(qū)主要位于川西高原東北部，包括阿壩縣、紅 原縣、若爾蓋縣以及九寨溝縣，該區(qū)域主要為丘陵 高原地貌，日照豐富，氣候變化明顯，水熱環(huán)境有利 于植被生長。植被覆蓋度較低的地區(qū)則集中在德 格縣、甘孜縣、理塘縣、瀘定縣以及小金縣一帶，該 區(qū)域?qū)儆诟呱綅{谷區(qū)，海拔高差大，全年氣溫較高， 受焚風(fēng)影響，植被生長狀況差。此外，在川西高原 中南部地區(qū)，F(xiàn)VC值呈南北向溝帶狀散布的特點(diǎn)， 表現(xiàn)出中部較高，逐漸向兩端溝帶狀區(qū)域減小的 趨勢(shì)。川

20、西高原地區(qū)20002017年FVC年際變化斜 率值介于-0.0370.046之間(圖3(b),其中石渠縣北部、若爾蓋縣、九寨溝縣、茂縣等地呈極顯著減少 趨勢(shì)。20002017年川西高原地區(qū)植被覆蓋度年 際變化趨勢(shì)（表1）的結(jié)果顯示，研究區(qū)植被覆蓋度 增加區(qū)域面積占比明顯高于減少區(qū)域占比，其中， 顯著增加（0.01WPV0.05）區(qū)域面積占7.51 %，極顯 著增加（PV0.01）區(qū)域面積占4. 86 %，增加區(qū)域主 要分布在若爾蓋縣、紅原縣、九寨溝縣、茂縣等地， 以九寨溝縣、茂縣增加最顯著；而顯著減少（0.01WP 0.05）區(qū)域面積占1.48%，極顯著減少（PV0.01） 區(qū)域面積占0.73

21、%，主要分布在石渠縣、汶川縣、康 定市等地，以石渠縣、汶川縣最為顯著，它們的和小 于極顯著增加和顯著增加面積占比之和。圖3川西高原20002017年植被覆蓋度空間分布和年際變化斜率分布格局Fig.3 The spatial distribution of mean vegetation coverage and spatial pattern of vegetation coverage absolute annual variability in Western Sichuan Plateau during 20002017表1川西高原20002017年植被覆蓋度年際變化趨勢(shì)Table 1

22、Changes of vegetation coverage in the study areaand each accounts from 2000 to 2017植被覆蓋度年際劃分依據(jù)所占面積所占面積百變化趨勢(shì)等級(jí)slopeP/Km2分比/%極顯著減少 /*e0P0.0111 201.574.86顯著減少/7slope0 0.01CP0.05196 880.2985.42顯著增加 1-7siope0 0.01CP0P0.011 682.540.734.2年變化尺度上植被覆蓋度與氣候因子的川西高原地區(qū)20002017年間年累積降水量、 平均溫度總體均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。其中年累積降水 量（圖4（a

23、）增加速率為0.64 mm/a，降水波動(dòng)較大， 整體呈W型，2002、2006、2011年累積降水量相對(duì)較 低，分別為629.611.648 mm，在2012年累計(jì)降水量 達(dá)到最高峰，為740 mm;年平均溫度（圖4（b）增加 速率為0.015 5 r/a，在2000至2002年浮現(xiàn)出上升 趨勢(shì)，2002年達(dá)到峰值，2004年跌至谷底，2006、 2009年又維持到最高水平，其中20122015年間有 明顯的緩慢上升趨勢(shì)。研究區(qū)FVC與累積降水量的偏相關(guān)分析 （圖5（a）顯示，F(xiàn)VC值與累積降水量的相關(guān)系數(shù)保 持在-0.910.94以內(nèi)，正、負(fù)相關(guān)的區(qū)域各占研究 區(qū)總面積的58.51%和41.

24、49%，正相關(guān)區(qū)域大致聚 集在北部地區(qū)的九寨溝縣、松潘縣、中部地區(qū)的茂 縣、甘孜縣以及南部地區(qū)的理塘縣；而負(fù)相關(guān)區(qū)域 散布在巴塘縣、白玉縣以及九龍縣。其中，8.23%的 研究區(qū)域通過了 1%顯著性T檢驗(yàn)（P0.01）。由FVC與氣溫的偏相關(guān)系數(shù)空間分布特征 （圖5（b）可知，F(xiàn)VC與月平均氣溫的偏相關(guān)系數(shù)介 于-0.920.97之間，正、負(fù)相關(guān)的區(qū)域分別占研究 區(qū)總面積的60.84%和39.16%。呈正相關(guān)的區(qū)域 主要集中在北部地區(qū)的石渠縣、阿壩縣一紅原縣、 若爾蓋縣西部等地，呈負(fù)相關(guān)的區(qū)域則主要分布在 北部地區(qū)的石渠縣南部、色達(dá)縣、中部地區(qū)的金川 縣、丹巴縣以及南部地區(qū)的稻城縣、九龍縣等地。

25、 其中偏相關(guān)系數(shù)通過1%（P0.01）顯著性T檢驗(yàn) 的區(qū)域僅占研究區(qū)總面積的7.49%。通過對(duì)比川西高原地區(qū)20012017年FVC與7406807=0.637 5x+685.1R2=o.oo8 4 P4020偵g.4Ffrom 2000 to 2017-0.91-0.41O -0.100.03 0.29-0.45g.4Ffrom 2000 to 2017-0.91-0.41O -0.100.03 0.29-0.45-0.410.24O -0.03-0.16 0.45-0.94-0.24-0.103 0.16-0.29I1 -0.090.04I 1 0.04 0,18 0.160.29. 0.

26、32-0.48 0.480,97-0.390.23-0.230.09（a） FVC與降水量的偏相關(guān)系數(shù)空間分布（b） FVC與溫度偏相關(guān)系數(shù)空間分布The monthly accumulate precipitation and the monthly mean air temperature in Western Sichuan Plateau圖5川西高原20002017年植被覆蓋度與溫度、累積降水量的偏相關(guān)系數(shù)空間分布Fig.5 Spatial distribution of partial correlations between annual vegetation coverage a

27、nd temperature，as well asprecipitation in Western Sichuan Plateau during 20002017氣溫、降水的偏相關(guān)系數(shù)的空間分布特征可知，降 水對(duì)植被生長影響的區(qū)域更廣泛，促進(jìn)作用更明 顯，而溫度對(duì)植被生長影響的區(qū)域相對(duì)集中，大致 散布在阿壩縣-紅原縣一帶。4.3生長季植被覆蓋度年際變化對(duì)氣候因子的響 應(yīng)及其滯后性根據(jù)川西高原地區(qū)20002017生長季（59月） 月平均氣溫、累積降水量變化及FVC變化線性趨勢(shì) （圖6）顯示，研究區(qū)生長季的平均溫度呈線性增加 趨勢(shì)（速率為0.025 4 r/a），而累積降水量減少（速率 為-0.2

28、57 9 mm/a），其他3個(gè)時(shí)期的平均氣溫、累積 降水量均呈增加趨勢(shì)，其中26月、37月、48月的 平均氣溫增加速率分別為0.039 9.0.029 1.0.032 5 C/a, 累積降水量分別為 0.492 3、0.429 1、1.216 6 mm/a。 總體而言，與年平均溫度相比，累積降水量的波動(dòng) 起伏程度較小，趨勢(shì)較為穩(wěn)定，不同時(shí)期的FVC值 均呈遞增趨勢(shì)，在59月遞增趨勢(shì)最顯著。滯后性是指植被無法及時(shí)響應(yīng)影響其生長因 素的動(dòng)態(tài)變化而產(chǎn)生的遲滯現(xiàn)象。溫度和降水不 僅會(huì)影響當(dāng)前植被的生長狀況，還會(huì)對(duì)植被生長產(chǎn)生一定的滯后效應(yīng)。通常用滯后期表示氣候因素 對(duì)植被變化的影響1261 o為了分析

29、川西高原地區(qū) FVC與氣候因子之間的滯后性，對(duì)20002017年研 究區(qū)植被生長季(59月)的FVC與同期氣候因子 進(jìn)行偏相關(guān)分析，同時(shí)以1個(gè)月移動(dòng)窗口與該時(shí)期 FVC作偏相關(guān)分析。從川西高原地區(qū)FVC與不同時(shí)期氣溫和降水 量的相關(guān)關(guān)系結(jié)果(表2)可以看出，F(xiàn)VC與4個(gè)不 同時(shí)期的氣溫和降水量均呈正相關(guān)關(guān)系，其中FVC 與同期氣溫之間偏相關(guān)系數(shù)的數(shù)值最大，而FVC與 月累計(jì)降水量之間則表現(xiàn)出滯后一個(gè)月的現(xiàn)象。 就整體而言，川西高原地區(qū)FVC與氣候因子均表現(xiàn) 出較強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系，而相對(duì)于降水，F(xiàn)VC對(duì)溫度的 響應(yīng)更為強(qiáng)烈。表2川西高原地區(qū)20002017年FVC與累積降水、氣溫的相關(guān)關(guān)系Table

30、 2 Correlation between FVC and cumulative precipitation and temperature in the western Sichuan Plateau from 2000 to 2017月份20002017年線性趨勢(shì)相關(guān)系數(shù)植被覆蓋度FVC累積降水 量PRE平均溫 度TEM累積降水 量PRE平均氣溫TEM260.108 40.040 6*0.199 20.320 80.271 2370.249 70.003 30.190 80.330 40.321 4480.301 3*0.001 60.248 0*0.400 8*0.372 4*590.

31、212 70.029 3*0.162 90.373 6*0.492 0*注：* 分別表示 PC0.05,PC0.01表3 FVC變化驅(qū)動(dòng)力分區(qū)準(zhǔn)則Table 3 The regionalization rules of driving force fordynamic change of FVC植被覆蓋度變化驅(qū)動(dòng)因子分區(qū)準(zhǔn)則TtTpRT+ P*Fa0.01川Za0.011 Za0.01廠川Za=0.01rT0rT Za=0.01rP0P-1 Za=0.01rPFFa_-0.05 1 U C Za=0.011 U Cta=0.01非氣候因子 NCFC 兀=0.05注：F：FVC與氣溫、降水之間復(fù)

32、相關(guān)系數(shù)的F檢驗(yàn)；Tt：FVC 與氣溫之間偏相關(guān)系數(shù)的T檢驗(yàn)；Tp：FVC與降水之間偏相關(guān)系數(shù) 的T檢驗(yàn)；R：FVC與氣溫(r)、降水(rp)之間的偏相關(guān)系數(shù)；T + P 。氣溫、降水強(qiáng)驅(qū)動(dòng)；T1 :氣溫為正驅(qū)動(dòng)；T :氣溫為負(fù)驅(qū)動(dòng)；P1 : 降水為正驅(qū)動(dòng)；P-:降水為負(fù)驅(qū)動(dòng)；T + P：氣溫、降水弱驅(qū)動(dòng)； NC:非氣候驅(qū)動(dòng)4.4植被覆蓋驅(qū)動(dòng)力分析110220 km(a) FVC與累計(jì)降水量一降水的復(fù)相關(guān)系數(shù)空間分布(b)FVC變化驅(qū)動(dòng)分區(qū)圖6川西高原20002017年FVC與氣溫一降水的復(fù)相關(guān)系數(shù)空間分布和FVC變化驅(qū)動(dòng)力分區(qū)Fig.6 Spatial distribution of mul

33、tiple correlation between annual FVC and temperature-precipitation and FVCchange regions driven by different factors from 20002017 in western Sichuan Plateau隨著氣候的變化，尤其是溫度和降水量，會(huì)影 響到植被的動(dòng)態(tài)變化261o對(duì)于大多數(shù)高原，植被活 動(dòng)主要受溫度(熱)變化控制，高原生態(tài)系統(tǒng)的溫度 與植被動(dòng)態(tài)之間呈正相關(guān)，而降水則起著相對(duì)較小 的作用27110220 km(a) FVC與累計(jì)降水量一降水的復(fù)相關(guān)系數(shù)空間分布(b)FVC變化驅(qū)動(dòng)

34、分區(qū)圖6川西高原20002017年FVC與氣溫一降水的復(fù)相關(guān)系數(shù)空間分布和FVC變化驅(qū)動(dòng)力分區(qū)Fig.6 Spatial distribution of multiple correlation between annual FVC and temperature-precipitation and FVCchange regions driven by different factors from 20002017 in western Sichuan Plateau由川西高原地區(qū)FVC變化驅(qū)動(dòng)力分區(qū)圖(圖6(b) 可知，20002017年FVC受氣溫和降水驅(qū)動(dòng)的區(qū)域 占研究區(qū)總面積的4.15%，受氣溫強(qiáng)驅(qū)動(dòng)的區(qū)域占 1.66%，主要集中在石渠縣南部、爐霍縣中部及德格 縣東部等地，受降水強(qiáng)驅(qū)動(dòng)的區(qū)域占1.18%，大致分 布在九寨溝縣東部、茂縣中部及黑水縣西部等地； 其次，研究區(qū)內(nèi)受氣溫、降水弱驅(qū)動(dòng)的區(qū)域占 1.17%，主要集中在巴塘縣、理塘縣西部、雅江縣中 部；受氣溫和降水強(qiáng)驅(qū)動(dòng)和弱驅(qū)動(dòng)的區(qū)域極少，均 占總面積的0.07 %。整體而言，川西高原地區(qū)絕大 部分地區(qū)FVC受非氣候的影響，呈現(xiàn)非氣候因子驅(qū) 動(dòng)為主。5 結(jié)語本文