亚洲内陆干旱区NDVI与树木生长的气候响应及其影响因素

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2021.00222

摘要/Abstract

摘要：

基于亚洲内陆干旱区的树木年轮宽度指数（RWI）、归一化差异植被指数（NDVI）和气候数据，采用空间统计方法和相关分析法分析了NDVI和RWI变化的一致性，探讨了NDVI和RWI对气候的响应，揭示了影响NDVI和RWI气候响应的相关因素。结果表明：1982—2000年亚洲内陆干旱区的树木生长和NDVI均呈增加趋势，生长季NDVI与RWI大多具有同步性变化特征，大多数地区5、6月NDVI受同期气温的影响，而4、5月NDVI主要受同期降水的影响；RWI主要受6—7月气温和4、6月和7月降水或帕默尔干旱指数（PDSI）的影响；大部分地区的NDVI和RWI对气温的响应具有一致性，但它们对降水或PDSI的响应存在很大差异；海拔和水热条件对不同地区的NDVI和RWI的气候响应有较大的影响。本研究对于认识亚洲内陆干旱区植被与树木生长的气候响应及其影响因素具有一定的科学意义。

关键词: 树木年轮, NDVI, 气候响应, 影响因素, 亚洲内陆干旱区

Abstract:

Based on tree-ring width index （RWI）， normalized differential vegetation index （NDVI） and climate data in the arid areas of inland Asia， spatial statistical and correlation analysis methods are used to analyze the consistency of NDVI and RWI changes， discuss the climatic response of NDVI and RWI， and reveal the related factors affecting the climate response of NDVI and RWI. The results showed that the growth of trees and vegetation in the arid areas of inland Asia showed an increasing trend in 1982-2000. Most of the NDVI and RWI in the growing season had the characteristics of synchronous changes. In most regions， NDVI in May and June was affected by the temperature of the same period， while the NDVI in April and May was mainly affected by the precipitation of the same period； RWI is mainly affected by temperature in June and July and precipitation or Palmer Drought Severity Index （PDSI） in April， June and July. The responses of NDVI and RWI to temperature are consistent in most regions， but there are great differences in their responses to precipitation or PDSI. The climatic responses of NDVI and RWI were significantly affected by altitude and hydrothermal conditions in different regions. This study has certain scientific significance for understanding the climate response and influencing factors of vegetation and tree growth in the arid areas of inland Asia.

Key words: tree-ring, NDVI, climatic response, influencing factors, arid areas of inland Asia

中图分类号:

Q948

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图/表 7

图1 树轮样点位置示意图

Fig.1 Spatial distribution of the tree-ring dataset available in inland Asia

图2 RWI与生长季NDVI变化趋势

Fig.2 Change trend chart of annual average RWI and growing season NDVI

图3 1982—2000年RWI与NDVI的相关关系

Fig.3 The correlation between RWI and NDVI from 1982 to 2000

图4 1982—2000年RWI/NDVI与气候因子的相关系数箱线图及相关最高月份的相关性空间分布图

Fig.4 Box-plot of the correlation between RWI/NDVI and climate factors from 1982 to 2000， and spatial distribution map in the months with the highest correlation from 1982 to 2000

图5 1982—2000年RWI和NDVI与气候因子的平均相关系数热图

Fig.5 The heat map of average correlation coefficient between RWI /NDVI and climate factors from 1982 to 2000

图6 1982—2000不同树种RWI与气候因子的平均相关系数热图

Fig.6 The heat map of average correlation coefficient between RWI of different tree species and climate factors from 1982 to 2000

图7 水热状况与NDVI/RWI对气候响应的相关系数热点图

Fig.7 Heat map of correlation coefficient between hydrothermal condition and NDVI or RWI to climate response

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