基于MODIS数据的太湖浮游植物物候变化及其对水表温度的响应     

洪恬林  李云梅  吕恒  孟斌  毕顺  周玲 《地球信息科学学报》2020,22(10):1935-1945

浮游植物物候能够反映浮游植物的生长变化与湖泊生态系统的变化,水温、营养盐浓度等因素对物候有重要影响。太湖富营养化程度较高,水温的影响作用日趋显著,物候与水温关系的研究对理解、控制和改善太湖生态系统具有重要意义。本研究利用2003—2018年MODIS遥感数据计算浮游植物物候指标和湖泊水表温度（Temperature of Water Surface,LSWT）,通过分析太湖浮游植物物候时空变化特点探究了不同区域的物候特征,并结合LSWT揭示了浮游植物物候对LSWT变化的响应关系。结果表明：① 不同浮游植物物候指标具有不同空间分布特点,水华发生次数、峰值叶绿素a（Chla）浓度和水华总持续时间呈现由西部沿岸向湖心区递减的趋势;浮游植物生长开始时间和峰值Chla发生时间分布复杂但在沿岸区域相对较早;② 太湖可被划分为4种具有不同物候特征的区域,Ⅰ类区域主要位于贡湖湾、东部沿岸以及太湖中部开阔水域,该区Chla浓度范围为50~60 μg/L,且波动平缓,水华发生次数最少、开始最晚、持续时间最短;Ⅱ类区域主要分布于太湖西部沿岸,Chla浓度范围为50~90 μg/L且变化剧烈,该区水华发生次数最多、开始最早、持续时间最长;Ⅲ和Ⅳ类属于过渡区域,前者主要分布于梅梁湾、竺山湾及入湾口,后者主要位于南部沿岸以及太湖中部;③ 浮游植物物候对LSWT变化的响应受营养水平影响,当营养水平较高时,浮游植物的生长受LSWT的促进作用显著,LSWT年际变化的升高趋势对浮游植生长物候提前、生物量增加的影响明显,反之,则LSWT变化对浮游植物生长的影响减弱。  相似文献   

站点尺度的青藏高原时序NDVI重构方法比较与应用   总被引：1，自引：1，他引：0  

刘建文  周玉科 《地理科学进展》2018,37(3):427-437

基于卫星遥感的植被指数时序数据广泛应用于植被覆盖监测、生物量反演等多个研究领域,但由于传感器本身、大气条件、环境特征等因素引起的噪声会影响数据的应用效果,因此开展植被指数时序数据重构研究具有实际意义。本文基于2000-2015年MODIS归一化差异植被指数(NDVI)数据,采用三次样条函数法、双逻辑斯蒂函数法和奇异谱分析法3种常用方法,对青藏高原106个气象站点所在的典型覆被NDVI时序数据进行重构,并以植被物候信息提取作为应用,比较分析了3种算法的保真性、细节拟合能力及物候特征提取效果。研究表明, D-L及Spline函数分别对受冰雪及云层影响较大(荒漠、灌木、林地)及较小的覆被类型(草原、农作物)表现出较好的细节拟合能力;SSA方法拟合能力较差,易出现NDVI重构曲线整体“下移”的现象,造成峰值拟合结果偏低,并且表现出NDVI绝对值越小拟合效果越差的现象。从保持原始数据真值的能力来看,受噪声点影响较大的覆被类型(林地、灌木、草原)Spline函数略优于D-L函数法;而林地类型中SSA方法表现优于D-L函数法。从物候信息提取结果来看,D-L函数法所提取的生长季稍有提前,Spline函数及SSA方法分别表现出生长季开始点及结束点滞后的现象,灌木、林地类型表现出明显的年际波动变化的特征,荒漠类型由于NDVI绝对值偏低,3种方法物候提取结果一致性表现出锯齿状不规则波动。此外,D-L方法生长季开始期(SOS)和生长季结束期(EOS)在各覆被区均小于其他方法,波动较大;SSA方法提取的EOS在大部分覆被地区大于其他方法;Spline提取结果的年际波动与SSA高度相似。该研究可为高原植被不同覆被类型下NDVI时序数据噪声去除的方法选择提供借鉴。  相似文献   

Spatial and temporal variation of vegetation phenology and its response to climate changes in Qaidam Basin from 2000 to 2015   总被引：1，自引：0，他引：1  

Yang Fu  Hui Chen  Huihui Niu  Siqi Zhang  Yi Yang 《地理学报(英文版)》2018,28(4):400-414

Based on TIMESAT 3.2 platform, MODIS NDVI data (2000–2015) of Qaidam Basin are fitted, and three main phenological parameters are extracted with the method of dynamic threshold, including the start of growth season (SGS), the end of growth season (EGS) and the length of growth season (LGS). The spatial and temporal variation of vegetation phenology and its response to climate changes are analyzed respectively. The conclusions are as follows: (1) SGS is mainly delayed as a whole. Areas delayed are more than the advanced in EGS, and EGS is a little delayed as a whole. LGS is generally shortened. (2) With the altitude rising, SGS is delayed, EGS is advanced, and LGS is shortened and phenophase appears a big variation below 3000 m and above 5000 m. (3) From 2000 to 2015, the temperature appears a slight increase along with a big fluctuation, and the precipitation increases evidently. (4) Response of phenophase to precipitation is not obvious in the low elevation humid regions, where SGS arrives early and EGS delays; while, in the upper part of the mountain regions, SGS delays and EGS advances with temperature rising, SGS arrives early and EGS delays with precipitation increasing.  相似文献   

诗歌中物候记录的基本特征及用于历史气候重建的处理方法   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘亚辰  方修琦  陶泽兴  戴君虎 《地理科学进展》2017,36(4):483-490

历史物候记录对过去气候变化研究弥足珍贵。诗歌作为历史文献的重要体裁之一,其中的历史物候记录已得到了一定程度的整编和利用。但对诗歌物候记录的特征和处理方法仍缺乏系统的梳理和探讨。本文首先介绍了诗歌中物候记录的内容、特征及其在季节指示和反映农时中的应用,发现诗歌中的物候记录主要包括动物物候、植物物候和周期性气象、水文现象等3种,并呈现出距今越近,经济、社会越发达,记录越多的时空特点。然后,从物候记录筛选、物种鉴别、物候事件发生时间识别、物候期确定等方面总结了历史气候研究中诗歌物候记录的处理方法：①从诗歌的创作背景、文学成分、地理环境分异规律和人为影响等几个方面进行筛选,以保证其中物候记录的有效性;②区分古今动、植物名差异,并将物种鉴定到种;③针对年、月、日缺记的不同情况,依据物候规律和背景资料确定物候事件的发生时间;④根据现代物候观测标准,对诗歌中的文字描述进行归类定级,确定所包含的物候期。以期为诗歌物候记录的提取及其在历史气候研究中的应用提供理论和方法上的借鉴。  相似文献   

贵阳木本植物始花期对温度变化的敏感度   总被引：1，自引：0，他引：1  

黄文婕  葛全胜  戴君虎  王焕炯 《地理科学进展》2017,36(8):1015-1024

植物物候期的温度敏感度反映了植物是怎样及在何种程度上响应气候变化,研究不同物种物候期的温度敏感度有利于鉴别易受气候变化影响的物种。现有关于始花期的温度敏感度研究主要集中在温带地区,在亚热带地区研究仍较少。本文以位于亚热带的贵阳为研究区,利用1980-2014年60种典型木本植物的始花期观测资料,分析了该地区植物始花期变化趋势及对气温变化的敏感度,评估了样本量大小对敏感度估计稳定性的影响。结果表明：①研究时段内贵阳发生了明显的气候变化,年平均气温显著升高,其中春、秋季的增温比夏、冬季显著。②绝大多数植物(88.3%)的始花期在研究时段内呈提前趋势,其中显著提前的占物种总数的21.7%(P<0.05);60种植物始花期总体的提前趋势为2.89 d/10 a。③绝大多数(88.3%)植物始花期的年际变化与最优时段内平均气温呈显著负相关(P<0.05),所有植物始花期的总体敏感度为-5.75 d/℃。④样本量大小对温度敏感度估计的稳定性有显著影响,15年长序列能将敏感度估计结果的波动范围以99%的概率控制在2 d/℃之内。  相似文献   

地缘经济背景下的老挝橡胶林地扩张监测及其影响研究综述   总被引：1，自引：1，他引：0  

李鹏  封志明 《地理科学进展》2016,35(3):286-294

20世纪90年代以来,在全球橡胶市场和地缘经济合作机制的影响下,作为中南半岛唯一的内陆国家,老挝正在经历以橡胶林扩展种植为主导的土地覆被/土地利用变化(LCLUC)。橡胶扩展种植不仅对全球最大的橡胶消费国——中国进口天然橡胶至关重要,其引起的LCLUC也对老挝国内农户社会经济和生态环境造成了深刻影响。本文首先总结了老挝橡胶林种植模式、扩展机制和发展潜力,其次回顾了老挝橡胶扩展种植相关研究进展及橡胶林遥感方法研究进展。综述表明：老挝境内橡胶林种植模式、适宜性空间评价、遥感监测、社会经济与生态环境影响评估研究,总体上仍处于起步阶段。迄今,有关老挝全国层面的橡胶林种植和扩展地理分布及时空变化信息仍非常缺乏,同时橡胶林种植与快速扩展对农户生计和自然环境(水土流失、水源涵养和生物多样性等)影响尚缺乏系统研究,这也是未来需要优先关注的研究方向。本文有助于更好地理解老挝橡胶林扩展特征及其社会与环境影响,既可为指导老挝橡胶种植业有序良性发展提供科技支撑,也可为中国海南与云南等省橡胶发展提供借鉴。  相似文献   

全球变暖对淡水湖泊浮游植物影响研究进展   总被引：9，自引：6，他引：3  

邓建明  秦伯强 《湖泊科学》2015,27(1):1-10

全球变暖对湖泊生态系统的影响已经成为近年来湖沼学领域的研究热点.本文首先列举了目前研究全球变暖对淡水湖泊浮游植物影响的常用方法:监测数据分析、时空转换、遥感信息提取、控制实验、模型预测和古湖沼学技术等.研究结果表明气候变暖导致的气温升高、湖泊热力分层提前破坏以及无冰期提前等因素可导致春季物候提前;在全球变暖大背景下浮游植物群落结构正朝着蓝藻占优的方向发展,但是不同地区以及不同物种对全球变暖的响应不一致.在营养盐充足的湖泊中,由于全球变暖延长了浮游植物生长季节等,从而能提高浮游植物初级生产力;但在贫营养湖泊中,浮游植物初级生产力与变暖趋势甚至可能呈负相关.由于生态系统往往是多因子的共同作用,这也使得全球变暖对浮游植物群落的影响效应复杂化,区分各因子的净影响份额是目前研究的一个难点;全球变暖引起的风场改变会促进浅水湖泊中营养盐从底泥的释放,同时也会增加水体中悬浮物的浓度而影响水下光场,因此开展气候变化对再悬浮及浮游植物群落结构的影响可能是将来研究的一个切入点.  相似文献   

Quantifying temporal changes in Tornionjoki river ice breakup dates and spring temperatures in Lapland since 1802     

Samuli Helama  Jianmin Jiang  Johanna Korhonen  Jari Holopainen  Mauri Timonen 《地理学报(英文版)》2013,23(6):1069-1079

Cryophenological records （i.e. observational series of freeze and breakup dates of ice） are of great importance when assessing the environmental variations in cold regions. Here we employed the extraordinarily long observational records of river ice breakup dates and air temperatures in northern Fennoscandia to examine their interrelations since 1802. Historical observations, along with modern data, comprise the informational setting for this analysis carried out using t-test. Temperature history of April-May season was used as cli- matic counterpart for the breakup timings. Both records （temperature and breakup） showed seven sub-periods during which their local means were distinctly different relative to preced- ing and subsequent sub-periods. The starting and ending years of these sub-periods oc- curred in temporal agreement. The main findings of this study are summarized as follows： （1） the synchrony between the temperature and river ice breakup records ruled out the possibility that the changes would have occurred due to quality of the historical series （i.e. inhomoge- neity problems often linked to historical time-series）; （2） the studied records agreed to show lower spring temperatures and later river ice breakups during the 19th century, in comparison to the 20th century conditions, evidencing the prevalence of cooler spring temperatures in the study region, in agreement with the concept of the Little Ice Age （1570-1900） climate in North-West Europe; （3） the most recent sub-period demonstrate the highest spring tem- peratures with concomitantly earliest river ice breakups, showing the relative warmth of the current springtime climate in the study region in the context of the past two centuries; （4） the effects of anthropogenic changes in the river environment （e.g. construction and demolition of dams） during the 20th century should be considered for non-climatic variations in the breakup records; （5） this study emphasizes the importance of multi-centurial （i.e. historical） cryo- phenological information for highly interesting viewpoints of climate and environmental his- tory.  相似文献   

Reponses and sensitivities of maize phenology to climate change from 1981 to 2009 in Henan Province,China   总被引：1，自引：1，他引：0  

Yujie Liu  Ya Qin  Quansheng Ge  Junhu Dai  Qiaomin Chen 《地理学报(英文版)》2017,27(9):1072-1084

With the global warming, crop phenological shifts in responses to climate change have become a hot research topic. Based on the long-term observed agro-meteorological phenological data (1981–2009) and meteorological data, we quantitatively analyzed temporal and spatial shifts in maize phenology and their sensitivities to key climate factors change using climate tendency rate and sensitivity analysis methods. Results indicated that the sowing date was significantly delayed and the delay tendency rate was 9.0 d·10a^-1. But the stages from emergence to maturity occurred earlier (0.1 d·10a^-1<θ<1.7 d·10a^-1, θ is the change slope of maize phenology). The length of vegetative period (VPL) (from emergence to tasseling) was shortened by 0.9 d·10a^-1, while the length of generative period (GPL) (from tasseling to maturity) was lengthened by 1.7 d·10a^-1. The growing season length (GSL) (from emergence to maturity) was lengthened by 0.4 d·10a^-1. Correlation analysis indicated that maize phenology was significantly correlated with average temperature, precipitation, sunshine duration and growing degree days (GDD) (p<0.01). Average temperature had significant negative correlation relationship, while precipitation, sunshine duration and growing degree days had significant positive correlations with maize phenology. Sensitivity analysis indicated that maize phenology showed different responses to variations in key climate factors, especially at different sites. The conclusions of this research could provide scientific supports for agricultural adaptation to climate change to address the global food security issue.  相似文献   

民勤绿洲-荒漠过渡带典型固沙植物生殖物候对气候变化的响应   总被引：1，自引：0，他引：1  

韩福贵  徐先英  尉秋实  孙涛  常兆丰  李得禄 《中国沙漠》2015,35(2):330-337

通过对民勤绿洲-荒漠过渡带典型固沙植物多枝柽柳(Tamarix ramosissima)、梭梭(Haloxylon ammodendron)、白刺(Nitraria tangutorum)1974-2009年开花及结实物候的观测,结合同步观测的气象资料,分析了3种植物生殖物候特征对气候变化的响应规律。结果表明:(1)研究区年平均气温、年平均空气相对湿度呈增加趋势; 年降雨量波动,变幅不大; 20世纪90年代以来蒸发量呈显著下降趋势。(2)3种植物始花期提前,花期延长; 3种植物结实始期先延迟后缩短,结实期延长; (3)3种植物生殖物候与年降雨量、气温、空气相对湿度及前期累计降雨量、累计平均气温、累计空气相对湿度之间的相关性不一致; (4)3种植物始花期与前期累计降雨量、累计平均气温、累计空气相对湿度的相关性总体上表现为大于年降雨量、年均气温、年均空气相对湿度的相关性; 除空气平均相对湿度对结实始期影响大于前期累计降雨量、累计平均气温和累计空气相对湿度外,其他与开花物候相似,表明植物开花物候和结实物候与前期气象因子有着密切的关系,尤其是物候发生前期累计气象指标。  相似文献