全 文 ：第 ３６ 卷第 １３ 期
２０１６年 ７月
生 态 学 报
ＡＣＴＡ ＥＣＯＬＯＧＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ
Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．１３
Ｊｕｌ．，２０１６
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
基金项目：国家自然科学基金项目（４１３０１２９４）；中央高校基本业务费（２０１４ＹＢ０５３）
收稿日期：２０１５⁃０６⁃２８； 修订日期：２０１５⁃０９⁃２８
∗通讯作者 Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ．Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｆｎｆ＠ ｍｓ．ｉｓｗｃ．ａｃ．ｃｎ
ＤＯＩ： １０．５８４６ ／ ｓｔｘｂ２０１５０６２８１３１０
张含玉， 方怒放， 史志华．黄土高原植被覆盖时空变化及其对气候因子的响应．生态学报，２０１６，３６（１３）：３９６０⁃３９６８．
Ｚｈａｎｇ Ｈ Ｙ， Ｆａｎｇ Ｎ Ｆ， Ｓｈｉ Ｚ Ｈ．Ｓｐａｔｉｏ⁃ｔｅｍｐｏｒａｌ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ＮＤＶＩ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｔｏ ｃｌｉｍａｔｉｃ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ， Ｃｈｉｎａ．Ａｃｔａ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａ
Ｓｉｎｉｃａ，２０１６，３６（１３）：３９６０⁃３９６８．
黄土高原植被覆盖时空变化及其对气候因子的响应
张含玉１，２， 方怒放１，２，３，∗， 史志华１，４
１ 中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室， 杨凌 ７１２１００
２ 中国科学院大学， 北京 １０００４９
３ 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室， 杨凌 ７１２１００
４ 华中农业大学资源与环境学院， 武汉 ４３００７０
摘要：为研究黄土高原地区退耕还林（草）后，植被覆盖变化及其对水热条件的响应，利用 １９９９—２０１３年 ＳＰＯＴ ＶＧＴ ＮＤＶＩ １ｋｍ ／
１０ｄ分辨率数据，采用最大合成法、一元线性回归法和偏相关分析法，系统分析了黄土高原地区 ＮＤＶＩ（归一化植被指数）的时空
分布及变化趋势，及其与气候因子的关系。 结果表明：黄土高原 １９９９—２０１３年年最大 ＮＤＶＩ的平均值为 ０．３１，ＮＤＶＩ较高的区域
位于黄土高原南部，而西北部植被覆盖度较低；自 １９９９年开始，黄土高原地区 ＮＤＶＩ呈极显著（Ｐ＜０．０１）增加趋势，年最大 ＮＤＶＩ
的变化斜率为 ０．００９９；不同季节（春、夏、秋、冬）和生长季的植被状况均呈现良性发展趋势；１９９８—２０１３ 年间，黄土高原地区气
候呈现不显著的“冷湿化”特征；ＮＤＶＩ年际（及生长季和季节）变化与降雨和温度的相关性不显著，而在月时间尺度上，呈显著
的相关性，并且月 ＮＤＶＩ与当月降雨量的相关性要强于与当月温度的相关性；植被生长对温度的响应存在一个月的滞后期，而
对降雨的响应无滞后效应。
关键词：黄土高原； 归一化植被指数； 时空特征； 植被变化； 气候变化
Ｓｐａｔｉｏ⁃ｔｅｍｐｏｒａｌ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ＮＤＶＩ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｔｏ ｃｌｉｍａｔｉｃ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎ ｔｈｅ
Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ， Ｃｈｉｎａ
ＺＨＡＮＧ Ｈａｎｙｕ１，２， ＦＡＮＧ Ｎｕｆａｎｇ１，２，３，∗， ＳＨＩ Ｚｈｉｈｕａ１，４
１ Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｏｉｌ Ｅｒｏｓｉｏｎ ａｎｄ Ｄｒｙｌａｎｄ Ｆａｒｍｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ， Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ａｎｄ
Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， Ｙａｎｇｌｉｎｇ ７１２１００， Ｃｈｉｎａ
２ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４９， Ｃｈｉｎａ
３ Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｏｉｌ Ｅｒｏｓｉｏｎ ａｎｄ Ｄｒｙｌａｎｄ Ｆａｒｍｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ， Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ａ ＆ Ｆ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｙａｎｇｌｉｎｇ ７１２１００， Ｃｈｉｎａ
４ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｗｕｈａｎ ４３００７０， Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂｅｓｔ⁃ｋｎｏｗｎ ａｒｅａｓ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ． Ｉｔ ｉｓ ｌｏｃａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ ｒｅａｃｈｅｓ ｏｆ ｔｈｅ
Ｙｅｌｌｏｗ Ｒｉｖｅｒ ｂａｓｉｎ， ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ ｔｈｅ ｈｅａｖｉｅｓｔ ｓｏｉｌ ｅｒｏｓｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ． Ｉｎ １９９９， ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔ ｉｎｉｔｉａｔｅｄ ｔｈｅ
Ｇｒａｉｎ⁃ｆｏｒ⁃Ｇｒｅｅｎ Ｐｒｏｇｒａｍ （ＧＧＰ） ｆｏｒ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｅｒｏｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ． Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｏｆ ｔｈｅ ＧＧＰ ｗａｓ ｔｏ
ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｅ ｆｏｒｅｓｔｓ ａｎｄ ｇｒａｓｓｌａｎｄｓ ｉｎ ａｎ ｅｆｆｏｒｔ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｏｉｌ ｅｒｏｓｉｏｎ． Ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ ａｌｌ ｃｒｏｐｌａｎｄｓ ｗｉｔｈ
ｓｌｏｐｅｓ ｏｆ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ １５° ｔｏ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｏｒ ｆｏｒｅｓｔ． Ｂｙ ｔｈｅ ｅｎｄ ｏｆ ２００３， ７９０００ ｋｍ２ ｏｆ ｃｒｏｐｌａｎｄ ｈａｄ ｂｅｅｎ ｒｅｔｕｒｎｅｄ ｔｏ ｆｏｒｅｓｔ ｏｒ
ｇｒａｓｓｌａｎｄ． Ｔｈｕｓ， ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ａｓｓｅｓｓ ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｉｎ ｌａｎｄ ｃｏｖｅｒ ｃｈａｎｇｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＧＧＰ ｉｎ ｔｈｅ
Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ． Ｔｈｅ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｗｅｒｅ １） ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｓｐａｔｉｏ⁃ｔｅｍｐｏｒａｌ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｃｏｖｅｒ ｉｎ Ｌｏｅｓｓ
Ｐｌａｔｅａｕ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ １９９９—２０１３， １ ｋｍ ／ １０ ｄ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ＳＰＯＴ ＶＥＧＥＴＡＴＩＯＮ Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
（ＮＤＶＩ） ｄａｔａ ａｎｄ ２） ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅｉｒ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｔｏ ｃｌｉｍａｔｉｃ ｆａｃｔｏｒｓ． Ｔｈｅ ＮＤＶＩ ｄａｔａ ｗｅｒｅ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｆｌｅｍｉｓｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
ｆｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ （ＶＩＴＯ）． Ｔｈｅ ｄａｔａｓｅｔｓ ｃａｎ ｂｅ ｄｏｗｎｌｏａｄｅｄ ｆｒｏｍ ｈｔｔｐ： ／ ／ ｃｄｃ． ｃｍａ． ｇｏｖ． ｃｎ． Ｔｈｅ ｃｌｉｍａｔｉｃ ｆａｃｔｏｒｓ
ｗｅｒｅ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ． Ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄａｔａ ｗｅｒｅ ｄｏｗｎｌｏａｄｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｃｈｉｎａ
Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｓｈａｒｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ （ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｓｃｉｅｎｃｅ．ｇｏｖ．ｃｎ ／ ｍｅｔｄａｔａ ／ ｐａｇｅ ／ ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ） ． Ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ⁃ｖａｌｕｅ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ， ｌｉｎｅａｒ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ ｐａｒｔｉａｌ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ
ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ＮＤＶＩ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ＮＤＶＩ ａｎｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ． Ｔｈｅ
ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ＮＤＶＩ ｖａｌｕｅ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ ｗａｓ ０．３１ ｆｒｏｍ １９９９ ｔｏ ２０１３． Ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ ＮＤＶＩ ｖａｌｕｅｓ ｗｅｒｅ
ｍａｉｎｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｕｔｈｅａｓｔ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ． Ｉｎ ｃｏｎｔｒａｓｔ， ｔｈｅ ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ ｈａｄ ｌｏｗｅｒ
ＮＤＶＩｓ． Ｔｈｅ ＮＤＶＩ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｆｒｏｍ １９９９ ｔｏ ２０１３ （Ｐ ＜ ０．０１）， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｌｏｐｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｌｉｎｅ ｆｏｒ ＮＤＶＩ ｗａｓ
０．００９９． Ｔｈｉｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ＧＧＰ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｃｏｖｅｒａｇｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ ａｎｄ ｔｈｅ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ
ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｑｕｉｔｅ ｎｏｔｉｃｅａｂｌｅ． Ｔｈｅ ｓｅａｓｏｎａｌ ＮＤＶＩｓ （ ｓｐｒｉｎｇ， ｓｕｍｍｅｒ， ａｕｔｕｍｎ， ａｎｄ ｗｉｎｔｅｒ） ａｎｄ ｔｈｅ
ｇｒｏｗｉｎｇ ｓｅａｓｏｎ ＮＤＶＩ ａｌｓｏ ｓｈｏｗｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ． Ｓｕｍｍｅｒ ｈａｓ ｔｈｅ ｆａｓｔｅｓｔ ＮＤＶＩ ｇｒｏｗｔｈ ｒａｔｅ （０．００８７）， ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ
ａｕｔｕｍｎ （０．００８１）， ｓｐｒｉｎｇ （０．００６４）， ａｎｄ ｗｉｎｔｅｒ （０．００１８）． Ｔｈｅ ｇｒｏｗｉｎｇ ｓｅａｓｏｎ ＮＤＶＩ ｈａｄ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｇｒｏｗｔｈ ｒａｔｅ ａｓ ｓｕｍｍｅｒ．
Ｆｒｏｍ １９９８ ｔｏ ２０１３， ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ， ｂｕｔ ｎｅｉｔｈｅｒ
ｃｈａｎｇｅ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ． Ｔｈｅ ｐａｒｔｉａｌ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ＮＤＶＩ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｗｉｔｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ
ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｔ ｔｈｅ ｍｏｎｔｈｌｙ ｓｃａｌｅ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｎｏｔｅｄ ｂｅｔｗｅｅｎ ａｎｎｕａｌ （ｏｒ ｇｒｏｗｉｎｇ ｓｅａｓｏｎ ａｎｄ
ｓｅａｓｏｎａｌ） ＮＤＶＩ ａｎｄ ａｎｎｕａｌ （ ｏｒ ｇｒｏｗｉｎｇ ｓｅａｓｏｎ ａｎｄ ｓｅａｓｏｎａｌ） ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ． Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｈａｎｇｅ ｈａｄ ａ
ｌａｇｇｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｇｒｏｗｔｈ， ｂｕｔ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｃｈａｎｇｅ ｄｉｄ ｎｏｔ．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ： Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ； ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ； ｓｐａｔｉｏ⁃ｔｅｍｐｏｒａｌ ｐａｔｔｅｒｎｓ； ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｃｈａｎｇｅ；
ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ
黄土高原地处半干旱半湿润气候带，生态环境脆弱，土质松散，抗蚀性能差，加之长期乱垦滥伐，植被破坏
殆尽，致使该地区水土流失严重，是我国水土保持重点区域［１⁃３］。 植被是联结土壤、大气和水分之间物质、能
量交换的关键环节，是全球环境和气候变化的敏感指示器，具有截留降雨、减少雨滴击溅、增加土壤入渗、保土
固土等功能，对减少水土流失有重要作用［４⁃５］。 为改善黄土高原植被覆盖状况，治理水土流失，自 １９９９ 年开
始国家实施了退耕还林（草）、封山育林以及荒山造林等大规模植被建设［３，６⁃７］。 加强黄土高原植被覆盖时空
变化研究，有助于更好地理解陆地生态系统的动态变化特征，可为黄土高原生态建设提供有用的空间信息和
理论支持［８⁃１０］。
归一化植被指数（Ｎｏｒｍａｌ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ，ＮＤＶＩ）是遥感影像近红外波段反射值（Ｎｅａｒ Ｉｎｆｒａｒｅｄ
Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ，ＮＩＲ）和红光波段反射值（Ｒ）之差与 ＮＩＲ 和 Ｒ 之和的比值，常被用来表征植被覆盖和植被生长状
况，是目前科学研究中最常用的植被指数［５，１１⁃１３］。 ＮＤＶＩ可以对植被生长动态变化进行监测，同时能够在较大
时空尺度上客观反映植被信息［１２］。 近年来，国内外众多学者已经对不同地区的植被 ＮＤＶＩ 时空变化趋势及
其与气候变化的关系和响应特征作了大量研究［８，１３⁃１５］。 例如，李本纲和陶澍利用 ＡＶＨＲＲ ＮＤＶＩ 数据探讨了
全国植被覆盖与温度和降雨的关系［１６］；Ｗｕ 等利用 ＭＯＤＩＳ ＮＤＶＩ 研究了北京—天津沙源区 ２０００—２０１０ 年植
被覆盖时空变化趋势［１７］。 目前对于黄土高原地区植被覆盖时空演变分析已有一些阶段性成果［５，８⁃１０］，但对整
个黄土高原在大规模植被建设实施后，植被覆盖年、生长季、季节及月变化和空间分布的研究仍相对较薄弱。
黄土高原是中国气候变化的敏感地带，研究发现，２０ 世纪 ８０ 年代以来，黄土高原地区气候变化趋势明
显［８，１８⁃２０］。 同期，在黄土高原开展了大规模的植树造林等生态建设活动［２⁃３，７］。 本文对该背景下的黄土高原地
区植被覆盖在不同时间尺度上的变化进行分析，并在此基础上探讨气候变化对植被变化的影响。 以期研究结
果为该地区环境保护、生态建设和水土流失的综合治理提供理论依据。
１６９３ １３期 张含玉 等：黄土高原植被覆盖时空变化及其对气候因子的响应
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
１ 数据与方法
１．１ 研究区概况
黄土高原地处中国黄河中上游地区（３３°４３′—４１°１６′Ｎ，１００°５４′—１１４°３３′Ｅ），平均海拔 １０００—１５００ ｍ，总
面积约为 ６．４×１０５ ｋｍ２。 该区属温带大陆性季风气候，四季分明，年平均温度为 ３．６—１４．３℃。 受温带大陆性
气候的影响，年降水量在 １５０—７５０ ｍｍ之间，全年降水主要集中在 ７—９月，占全年降水量的 ６０％—８０％。
１．２ 数据来源及处理
１．２．１ ＮＤＶＩ数据
本研究所采用的 ＮＤＶＩ数据来源于比利时佛莱芒技术研究所（Ｆｌｅｍｉｓｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，
ＶＩＴＯ）发布的 １０日最大化合成 ＳＰＯＴ⁃ＶＥＧＥＴＡＴＩＯＮ（ＳＰＯＴ⁃ＶＧＴ）Ｓ１０ ＮＤＶＩ 产品，空间分辨率为 １ｋｍ，时间尺
度为 １９９８年 ４ 月至 ２０１４ 年 ５ 月。 该数据集已经过严格处理，通过辐射校正、几何校正、大气校正等处理之
后，可保证 ＮＤＶＩ 数据的质量。 本文使用的数据为 １９９９ 年 １ 月至 ２０１３ 年 １２ 月覆盖东亚的 ＳＰＯＴ⁃ＶＧＴ Ｓ１０
ＮＤＶＩ数据集（可在 ｈｔｔｐ： ／ ／ ｆｒｅｅ．ｖｇｔ．ｖｉｔｏ．ｂｅ免费下载）。
下载后的数据采用 ＶＩＴＯ 提供的 ＶＧＴ Ｅｘｔｒａｃｔ 软件来提取，设置输出范围和输出格式（ＥＮＶＩ，ｕｎｓｉｇｎｅｄ
Ｉｎｔｅｇｅｒ）后，通过批处理的方式提取 ＳＰＯＴ⁃ＶＧＴ Ｓ１０ ＮＤＶＩ数据集。 在 ＡｒｃＧＩＳ １０．０ 中，利用研究区边界截取黄
土高原地区 ＮＤＶＩ时序数据集，根据公式 ＮＤＶＩ＝ＤＮ×０．００４－０．１［２１⁃２２］将旬 ＤＮ值转化为对应的旬标准 ＮＤＶＩ真
实值，并将数据投影系统转为 Ａｌｂｅｒｓ投影，即可得研究区的逐旬 ＮＤＶＩ 时序数据集。 为进一步降低噪声并提
高数据质量，本文对研究区逐旬 ＮＤＶＩ 时序数据集，通过 ＩＤＬ７．０ 提供的 Ｓａｖｉｔｚｋｙ⁃Ｇｏａｌｙ 滤波方法［１２］重建高质
量 ＮＤＶＩ时间序列数据。
１．２．２ 气象数据
１９９８年 １月—２０１３年 １２月年黄土高原地区 ５１个气象站点的日降水和温度数据来源于中国气象科学数
据共享服务网（ｈｔｔｐ： ／ ／ ｃｄｃ．ｃｍａ．ｇｏｖ．ｃｎ），本研究中选取的气象站点空间分布见图 １。 最后，利用 ＡｒｃＧＩＳ１０．０ 软
件，对 ５１个气象站点的温度和降雨数据分别进行克里格（Ｋｒｉｇｉｎｇ）插值，获得整个黄土高原地区的平均温度和
平均降雨量。
１．３ 分析方法
根据研究需要，将研究时段划分为年际、生长季、季节、月份四种时间尺度。 季节划分采用气象学上的标
准：春季是 ３—５月，夏季是 ６—８月，秋季是 ９—１１ 月，冬季是 １２ 月和次年 １—２月，生长季是 ４—９月［２１］。 采
用最大合成法 （Ｍａｘｉｍｕｍ Ｖａｌｕｅ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ＭＶＣ）获得各研究时段内最大 ＮＤＶＩ 值作为该研究时段的
ＮＤＶＩ 值。
ＮＤＶＩ随时间的变化趋势利用 ｓｌｏｐｅ 分析，即对每个栅格的 ＮＤＶＩ 数值进行一元线性回归分析，计算公
式为：
ｓｌｏｐｅ ＝
ｎ × ∑
ｎ
ｉ ＝ １
ｉ × ＮＤＶＩｉ － ∑
ｎ
ｉ ＝ １
ｉ∑
ｎ
ｉ ＝ １
ＮＤＶＩｉ
ｎ × ∑
ｎ
ｉ ＝ １
ｉ２ ∑
ｎ
ｉ ＝ １
ｉ( ) ２
式中，ｓｌｏｐｅ为变化速率，即斜率；ｉ表示年序号，ｎ 为研究序列的长度，ＮＤＶＩｉ为第 ｉ年的 ＮＤＶＩ 值。 若 ｓｌｏｐｅ＞０，
则该像元 １５年间的植被覆盖度变化趋势是增加的，且数值愈大植被覆盖度增加趋势愈明显；反之则表明植被
变化趋势是减少的；ｓｌｏｐｅ ＝ ０表示此像元的植被覆盖度无变化。
此外，本研究中的偏相关分析与线性拟合分析分别借助 ＳＰＳＳ１７．０软件和 Ｏｒｉｇｉｎ８．０ 软件完成。
２６９３ 生 态 学 报 ３６卷
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
图 １ 黄土高原气象站位置及分布
Ｆｉｇ．１ Ｌｏｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｔａｔｉｏｎ ｉｎ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ
２ 结果与分析
２．１ 黄土高原地区 ＮＤＶＩ变化特征
２．１．１ 黄土高原地区 ＮＤＶＩ时空分布特征
黄土高原地区月 ＮＤＶＩ的最小值出现在 １月份和 ２ 月份（均为 ０．１６），随着降雨的增加以及气温的升高，
ＮＤＶＩ也逐渐增大。 其中 ＮＤＶＩ值较高的月份是 ７—９月，８ 月份研究区 ＮＤＶＩ 值达到最高（０．５０），之后 ＮＤＶＩ
开始下降。 图 ２为研究区不同季节，生长季和年最大 ＮＤＶＩ 平均值（１９９９—２０１３ 年）的空间分布图。 从不同
季节 １９９９—２０１３年平均 ＮＤＶＩ可以看出，冬季黄土高原植被覆盖度最低（平均 ＮＤＶＩ 为 ０．１９），绝大部份地区
ＮＤＶＩ处于 ０．１—０．２之间，占黄土高原面积的 ５９．０６％。 随着温度回升，黄土高原春季植被覆盖逐步增加，研究
区 ＮＤＶＩ平均值为 ０．３５。 在夏季，黄土高原地区降水量增加，植被茂密，ＮＤＶＩ 明显增大并达到最大值（平均
ＮＤＶＩ为 ０．５１），大部分地区 ＮＤＶＩ主要分布在 ０．６—０．７之间，占整个研究区的 １７．３４％。 秋季黄土高原大多数
植被开始落叶、凋零，农作物开始收割，地表植被减少，ＮＤＶＩ 与夏季相比也有减小趋势，整个研究区平均
ＮＤＶＩ为 ０．４６。 生长季 ＮＤＶＩ和全年 ＮＤＶＩ的空间分布范围较一致，研究区 ＮＤＶＩ值主要分布范围为 ０．５—０．６，
分别占整个研究区的 １７．８１％和 １７．８０％，另外整个研究区平均 ＮＤＶＩ分别是 ０．５２和 ０．３１。
从图 ２黄土高原地区 ＮＤＶＩ的空间分布图中可以看出，在各研究时段内，黄土高原东南部地区 ＮＤＶＩ值较
３６９３ １３期 张含玉 等：黄土高原植被覆盖时空变化及其对气候因子的响应
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
图 ２ 黄土高原地区季节、生长季和年最大 ＮＤＶＩ平均值的空间分布图
Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｅａｓｏｎ， ｇｒｏｗｔｈ ｓｅａｓｏｎ ａｎｄ ｙｅａｒ ｍａｘｉｍｕｍ ＮＤＶＩ ｉｎ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ
高，其次是东部，而西北部干旱半干旱地区（荒漠、沙地以及裸岩）ＮＤＶＩ 值较低。 黄土高原地区东南部植被覆
盖明显高于西北部的原因，可能是东南部水热条件较好，植被类型主要为针阔叶林、寒温性灌丛和草丛［９］；而
西北部由于东南季风带来的暖湿气流不能深入内陆，主要的植被类型是草原、草甸和高山稀疏植被，导致
ＮＤＶＩ较低［９］。
２．１．２ 黄土高原地区 ＮＤＶＩ变化趋势
图 ３为黄土高原地区 ＮＤＶＩ从 １９９９年到 ２０１３年的变化趋势。 从图中可以看出，不同季节、生长季和全年
的 ＮＤＶＩ整体上呈增加的趋势。 除冬季（Ｐ＝ ０．０２０）外，其他季节 ＮＤＶＩ与生长季和全年 ＮＤＶＩ均呈极显著（Ｐ＜
０．０１）的增加趋势。 据统计，研究区四季 ＮＤＶＩ平均增加速度由快到慢依次为夏季（０．００８７） ＞秋季（０．００８１） ＞
春季（０．００６４）＞冬季（０．００１８）。 可见，黄土高原地区植被覆盖增加主要发生在夏秋两季，研究结果与张宝庆
等［５］的研究结果相同。 另外，生长季 ＮＤＶＩ 平均增长速度（０．００８７）与夏季 ＮＤＶＩ 增长速度无差异。 年 ＮＤＶＩ
的变化速度最大，为 ０．００９９。 此外，夏季和生长季 ＮＤＶＩ与全年 ＮＤＶＩ 的变化较为一致，１９９９—２００１ 年黄土高
原地区 ＮＤＶＩ处于相对较低的水平，自 ２００１年开始，ＮＤＶＩ迅速上升，在 ２００５ 年有短暂的下降之后，进一步增
长。 整体上来看，从 １９９９年开始黄土高原地区 ＮＤＶＩ呈增加趋势，说明退耕还林（还草）政策的实施，使得黄
土高原地区的生态环境逐年改善，植被状况总体呈好转的趋势。
为进一步研究黄土高原地区植被覆盖变化的幅度和空间分布，对各像元 ＮＤＶＩ 与时间进行一元线性回归
分析。 结果显示（图 ４），黄土高原地区 １９９９—２０１３年年最大 ＮＤＶＩ 变化斜率最大的地区是黄河中游区域，尤
其是水土流失最为严重的丘陵沟壑区，其植被恢复态势最为明显。 而中西部部分区域 ＮＤＶＩ 的变化斜率较
小。 从 ６个不同研究时段来看，黄土高原地区 ＮＤＶＩ都表现出不同程度的增加趋势，大部分区域 ＮＤＶＩ变化斜
率主要在 ０—０．１之间，分别占整个黄土高原的 ６８．１３％（春季），６０．３２％（夏季），６２．８７％（秋季），６５．８７％（冬
季），６１．０４％（生长季）和 ５１．７９％（全年）。 此外，本研究将 ＮＤＶＩ 变化斜率小于零的区域定义为植被退化区。
１９９９—２０１３年黄土高原植被退化面积为 １９．１×１０３ｋｍ２，仅占研究区总面积的 ２．９９％。
２．２ 黄土高原地区 ＮＤＶＩ对水热条件的响应
２．２．１ 黄土高原地区气候的时间变化特征
从表 １月平降雨量和温度可以看出，两者的变化趋势基本一致。 降雨量和温度的最小值均出现在 １２ 月
４６９３ 生 态 学 报 ３６卷
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
图 ３ 黄土高原地区不同季节、生长季和年 ＮＤＶＩ随时间的变化趋势
Ｆｉｇ．３ Ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｅａｓｏｎ， ｇｒｏｗｔｈ ｓｅａｓｏｎ ａｎｄ ｙｅａｒ ＮＤＶＩ ｉｎ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ
图 ４ １９９９—２０１３年黄土高原季节和年最大 ＮＤＶＩ变化斜率
Ｆｉｇ．４ Ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｓｌｏｐｅ ｏｆ ｓｅａｓｏｎ， ｇｒｏｗｔｈ ｓｅａｓｏｎ ａｎｄ ｙｅａｒ ｍａｘｉｍｕｍ ＮＤＶＩ ｉｎ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ
份到次年 ２月份，其中降雨量较集中和温度较高的月份均在 ６—９月，在 ７ 月份达到峰值。 由月 ＮＤＶＩ 的变化
趋势和表 １可以看出，月 ＮＤＶＩ、月降雨量和月温度的增速相似，且存在 ＮＤＶＩ对于降雨和温度的滞后效应。
５６９３ １３期 张含玉 等：黄土高原植被覆盖时空变化及其对气候因子的响应
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
表 １ 黄土高原地区多年月降雨量和温度
Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｍｅａｎ ｍｏｎｔｈ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ
气候因子
Ｃｌｉｍａｔｅ ｆａｃｔｏｒｓ
月份 Ｍｏｎｔｈ
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １１ １２
降雨量
Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ／ ｍｍ ３．９ ５．４ １０．１ ２０．９ ４３．８ ５３．４ ９３．５ ８４．５ ６８．９ ２９．２ ９．７ ２．９
温度 Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ／ ℃ －６．６ －１．８ ４．３ １１．７ １６．９ ２１．４ ２２．９ ２１．１ １６．３ ９．６ ２．０ －４．６
图 ５为不同季节、生长季的降雨量和温度变化趋势。 从图中可以看出，冬季降雨量和温度最低，而夏季降
雨量和温度最大，其次为生长季。 从降雨量的变化趋势可以看出，除春季降雨量有减小趋势外，其他季节降雨
量均呈增加趋势，但变化趋势均不显著（Ｐ＞０．０５）。 冬季降雨量的年际波动较小，而夏季、秋季和生长季的降
雨量年际波动较大。 从温度的变化趋势可以看出，不同研究时段的温度，均有降低的趋势，但不显著（Ｐ＞
０．０５）。
图 ５ 黄土高原地区不同季节和生长季降雨和温度的变化趋势
Ｆｉｇ．５ Ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｓｌｏｐｅ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｅａｓｏｎ ａｎｄ ｙｅａｒ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ
图 ６ １９９８—２０１３年研究区降雨量和温度的年际变化
Ｆｉｇ．６ Ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｒｏｍ １９９８ ｔｏ
２０１３ ｉｎ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ
对黄土高原地区 １９９８—２０１３ 年 ５１ 个气象观测站
点的降雨量和温度实测资料分析发现，黄土高原气候变
化呈现“冷湿化”趋势。 降雨量呈增加的趋势，变化斜
率为 ３．０２３；温度呈现降低的趋势，变化斜率为－０．０４６
（图 ６）。 但是，由于降雨量和温度年际波动较大，研究
区降雨量增加（Ｐ ＝ ０．２９３）温度降低（Ｐ ＝ ０．０６１）的趋势
不显著。
２．２．２ 研究区 ＮＤＶＩ对水热条件的响应
从 ＮＤＶＩ与降雨量、温度的偏相关分析结果来看，
在春季、夏季、秋季、生长季和全年，ＮＤＶＩ 与降雨量均
呈正相关，而冬季降水与 ＮＤＶＩ 呈负相关（表 ２）。 在植
被变化对温度变化的敏感性方面，四季、生长季和全年
的平均 ＮＤＶＩ 和平均温度均呈负相关。 原因可能是：
６６９３ 生 态 学 报 ３６卷
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
（１）温度是植被覆盖增加的限制因子。 温度上升可以加速地表蒸散发过程，由此引起土壤干化从而抑制植被
生长，降低 ＮＤＶＩ；（２）与其他因素相比，人类活动对 ＮＤＶＩ的影响占绝对主导地位，如最近十几年研究区退耕
还林草措施实施和农业生产水平的提高促使植被 ＮＤＶＩ显著增加，而最近十几年的年气温呈现不显著的微弱
下降趋势（图 ８），即气温对 ＮＤＶＩ的负效应是一种伪效应［２１］。 具体原因，还需要进一步深入定量的分析研究。
然而，研究区 ＮＤＶＩ与降雨量和温度的相关性均不具有统计的显著性（Ｐ＞０．０５），说明研究区植被的季节和年
际变化分别与季节和年降雨量和气温的关系并不密切。 由于降雨和温度变化具有时间尺度上的差异，仅仅通
过降雨和温度与 ＮＤＶＩ在季节和年际变化尺度上的关系，并不能充分说明植被变化对水热条件的响应［１２］。
并且，考虑到水热条件对植被生长影响的滞后性，有必要从月时间尺度上分析植被变化对水热条件的响应。
表 ２ 不同时段 ＮＤＶＩ与降雨量、温度的偏相关关系
Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｈｅ ｐａｒｔｉａｌ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｂｅｔｗｅｅｎ ＮＤＶＩ ａｎｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
气候因子特征时间
Ｔｉｍｅ
降雨量 Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ 温度 Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ＲＮＤＶＩ降水·气温 Ｐ ＲＮＤＶＩ气温·降水 Ｐ
春季 Ｓｐｒｉｎｇ ０．３４２ ０．２３２ －０．０２８ ０．８０７
夏季 Ｓｕｍｍｅｒ ０．５４１ ０．０５６ －０．０８７ ０．７６８
秋季 Ａｕｔｕｍｎ ０．１４４ ０．６２４ －０．１３２ ０．６５４
冬季 Ｗｉｎｔｅｒ －０．４６１ ０．０９７ －０．４３９ ０．１１６
生长季 Ｇｒｏｗｉｎｇ ｓｅａｓｏｎ ０．５６３ ０．０６８ －０．０２８ ０．９２４
全年 Ｙｅａｒ ０．４１５ ０．１４ －０．２１５ ０．４６１
ＲＮＤＶＩ降水·气温表示剔除气温影响后 ＮＤＶＩ与降水的偏相关系数；ＲＮＤＶＩ气温·降水表示剔除降水影响后 ＮＤＶＩ与气温的偏相关系数
为了进一步研究 ＮＤＶＩ对降雨和温度的响应，本研究分别计算了 １９９９—２０１３年 １８０个月份 ＮＤＶＩ与降雨
及温度的偏相关系数。 气候因子分别选取当月、上月和上上月 ３个特征时间的值与当月 ＮＤＶＩ 计算偏相关系
数，结果见表 ３。 从表中可以看出，研究区当月 ＮＤＶＩ与当月、上月及上上月的降雨和温度存在显著的相关关
系（Ｐ＜０．０５）。 ＮＤＶＩ与当月降雨的相关性高于与当月温度的相关性。 但是，ＮＤＶＩ 与上月及上上月温度的相
关性要强于与降雨的相关性。 另外，ＮＤＶＩ与降雨和温度的最大的偏相关系数分别出现在当月（ＲＮＤＶＩ降水·气温 ＝
０．６０６）和上月（ＲＮＤＶＩ气温·降水 ＝ ０．７８３）。 可见，植被生长对温度的响应存在一个月的滞后期，而降雨无滞后
效应。
表 ３ 月 ＮＤＶＩ与降雨量和温度的偏相关分析
Ｔａｂｌｅ ３ Ｔｈｅ ｐａｒｔｉａｌ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｂｅｔｗｅｅｎ ｍｏｎｔｈ ＮＤＶＩ ａｎｄ ｍｏｎｔｈ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
气候因子特征时间
Ｔｉｍｅ
降雨量 Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ 温度 Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ＲＮＤＶＩ降水·气温 Ｐ ＲＮＤＶＩ气温·降水 Ｐ
当月 Ｃｕｒｒｅｎｔ ｍｏｎｔｈ ０．６０６ ０．０００ ０．５８９ ０．０００
上月 Ｌａｓｔ ｍｏｎｔｈ ０．３１９ ０．０００ ０．７８３ ０．０００
上上月 Ｔｈｅ ｍｏｎｔｈ ｂｅｆｏｒｅ Ｌａｓｔ －０．１７３ ０．０２ ０．６３３ ０．０００
ＲＮＤＶＩ降水·气温表示剔除气温影响后 ＮＤＶＩ与降水的偏相关系数；ＲＮＤＶＩ气温·降水表示剔除降水影响后 ＮＤＶＩ与气温的偏相关系数
３ 结论
（１）退耕还林（草）工程实施以后，黄土高原地区植被覆盖有所改善，１９９９—２０１３ 年研究区年最大 ＮＤＶＩ
的平均值为 ０．３１，研究区大部分地区年 ＮＤＶＩ的平均值在 ０．５—０．６之间。 ＮＤＶＩ在空间分布的差异较明显，其
中黄土高原东南部水热条件有利于植被生长，ＮＤＶＩ较高，而西北部植被覆盖度较低。
（２）自 １９９９年以来，黄土高原地区年最大 ＮＤＶＩ呈极显著（Ｐ＜０．０１）的增加趋势。 四季与生长季 ＮＤＶＩ 也
呈上升趋势，四季 ＮＤＶＩ 增加速度由快到慢依次为夏季（０． ００８７） ＞秋季（０． ００８１） ＞春季（０． ００６４） ＞冬季
（０．００１８）。 生长季 ＮＤＶＩ的增长速度与夏季一样，为 ０．００８７。
７６９３ １３期 张含玉 等：黄土高原植被覆盖时空变化及其对气候因子的响应
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
（３）１９９８—２０１３年，黄土高原地区气候呈现降雨增加温度降低的“冷湿化”趋势。 但由于降雨和温度的
年际波动较大，降雨和温度的变化趋势不明显。
（４）在季节、生长季和全年时间尺度上，ＮＤＶＩ与降雨和温度的相关性不显著。 在月时间尺度上，ＮＤＶＩ 与
当月降雨量的相关性要强于与当月温度的相关性。 另外，植被生长对温度的响应存在一个月的滞后期，而降
雨无滞后效应。
参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：
［ １ ］ Ｆｕ Ｂ Ｊ， Ｈｕ Ｃ Ｘ， Ｃｈｅｎ Ｌ Ｄ， Ｈｏｎｎａｙ Ｏ， Ｇｕｌｉｎｃｋ Ｈ． Ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ ｃｈａｎｇｅ ｉｎ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｐａｔｔｅｒｎ ｂｅｔｗｅｅｎ １９８０ ａｎｄ ２０００ ｉｎ ｔｈｅ Ｌｏｅｓｓ ｈｉｌｌｙ
ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ａｎｓａｉ Ｃｏｕｎｔｙ， Ｃｈｉｎａ． Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ＆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ２００６， １１４（２ ／ ４）： ３８７⁃３９６．
［ ２ ］ Ｚｈａｎｇ Ｘ Ｐ， Ｚｈａｎｇ Ｌ， Ｚｈａｏ Ｊ， Ｒｕｓｔｏｍｊｉ Ｐ， Ｈａｉｒｓｉｎｅ Ｐ． Ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｏｆ ｓｔｒｅａｍｆｌｏｗ ｔｏ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｃｌｉｍａｔｅ ａｎｄ ｌａｎｄ ｕｓｅ ／ ｃｏｖｅｒ ｉｎ ｔｈｅ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ，
Ｃｈｉｎａ． Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， ２００８， ４４（７）： １⁃１２．
［ ３ ］ Ｍｕ Ｘ Ｍ， Ｚｈａｎｇ Ｌ， ＭｃＶｉｃａｒ Ｔ Ｒ， Ｃｈｉｌｌｅ Ｂ， Ｇａｕ Ｐ． Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｎ ｓｔｒｅａｍ ｆｌｏｗ ｒｅｇｉｍｅ ｉｎ ｃａｔｃｈｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ
Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ， Ｃｈｉｎａ． Ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ， ２００７， ２１（１６）： ２１２４⁃２１３４．
［ ４ ］ 陈效逑， 王恒． １９８２⁃２００３年内蒙古植被带和植被覆盖度的时空变化． 地理学报， ２００９， ６４（１）： ８４⁃９４．
［ ５ ］ 张宝庆， 吴普特， 赵西宁． 近 ３０ａ黄土高原植被覆盖时空演变监测与分析． 农业工程学报， ２０１１， ２７（４）： ２８７⁃２９３．
［ ６ ］ Ｃａｏ Ｓ Ｘ， Ｘｕ Ｃ Ｇ， Ｃｈｅｎ Ｌ， Ｗａｎｇ Ｘ Ｑ． Ａｔｔｉｔｕｄｅｓ ｏｆ ｆａｒｍｅｒｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ′ｓ ｎｏｒｔｈｅｒｎ Ｓｈａａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ｔｏｗａｒｄｓ ｔｈｅ ｌａｎｄ⁃ｕｓｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ
Ｇｒａｉｎ ｆｏｒ Ｇｒｅｅｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ， ａｎｄ ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ′ｓ ｓｕｃｃｅｓｓ． Ｌａｎｄ Ｕｓｅ Ｐｏｌｉｃｙ， ２００９， ２６（４）： １１８２⁃１１９４．
［ ７ ］ Ｆｕ Ｂ Ｊ， Ｌｉｕ Ｙ， Ｌü Ｙ Ｈ， Ｈｅ Ｃ Ｓ， Ｚｅｎｇ Ｙ， Ｗｕ Ｂ Ｆ． Ａｓｓｅｓｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｅｒｏｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｅｒｖｉｃｅ ｏｆ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ｃｈａｎｇｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ ｏｆ Ｃｈｉｎａ．
Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ， ２０１１， ８（４）： ２８４⁃２９３．
［ ８ ］ 信忠保， 许炯心， 郑伟． 气候变化和人类活动对黄土高原植被覆盖变化的影响． 中国科学 Ｄ辑， ２００７， ３７（１１）： １５０４⁃１５１４．
［ ９ ］ 张翀， 任志远， 李小燕． 黄土高原植被对气温和降水的响应． 中国农业科学， ２０１２， ４５（２０）： ４２０５⁃４２１５．
［１０］ 陈安安， 孙林， 胡北， 罗隆诚， 王俊． 近 １０ａ黄土高原地区 ＮＤＶＩ变化及其对水热因子响应分析． 水土保持通报， ２０１１， ３１（５）： ２１５⁃２１９．
［１１］ Ｐｅｔｔｏｒｅｌｌｉ Ｎ， Ｖｉｋ Ｊ Ｏ， Ｍｙｓｔｅｒｕｄ Ａ， Ｇａｉｌｌａｒｄ Ｊ Ｍ， Ｔｕｃｋｅｒ Ｃ Ｊ， Ｓｔｅｎｓｅｔｈ Ｎ Ｃ． Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ⁃ｄｅｒｉｖｅｄ ＮＤＶＩ ｔｏ ａｓｓｅｓｓ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｔｏ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｈａｎｇｅ． Ｔｒｅｎｄｓ ｉｎ Ｅｃｏｌｏｇｙ ＆ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ， ２００５， ２０（９）： ５０３⁃５１０．
［１２］ 王丝丝， 于兴修， 刘正佳． 沂蒙山区植被 ＮＤＶＩ的时空特征及其对水热条件的响应． 遥感技术与应用， ２０１４， ２９（１）： ６１⁃６８．
［１３］ 吴丽丽， 任志远， 张翀． 陕北地区植被指数对水热条件变化的响应及其时滞分析． 中国农业气象， ２０１４， ３５（１）： １０３⁃１０８．
［１４］ Ｐｉａｏ Ｓ Ｌ， Ｗａｎｇ Ｘ Ｈ， Ｃｉａｉｓ Ｐ， Ｚｈｕ Ｂ， Ｗａｎｇ Ｔａｏ， Ｌｉｕ Ｊ． Ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ⁃ｄｅｒｉｖｅｄ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｇｒｏｗｔｈ ｔｒｅｎｄ ｉｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｅ ａｎｄ ｂｏｒｅａｌ Ｅｕｒａｓｉａ ｆｒｏｍ
１９８２ ｔｏ ２００６． Ｇｌｏｂａｌ Ｃｈａｎｇｅ Ｂｉｏｌｏｇｙ， ２０１１， １７（１０）： ３２２８⁃３２３９．
［１５］ Ｔｕｃｋｅｒ Ｃ Ｊ， Ｓｌａｙｂａｃｋ Ｄ Ａ， Ｐｉｎｚｏｎ Ｊ Ｅ， Ｌｏｓ Ｓ Ｏ， Ｍｙｎｅｎｉ Ｒ Ｂ， Ｔａｙｌｏｒ Ｍ Ｇ． Ｈｉｇｈｅｒ ｎｏｒｔｈｅｒｎ ｌａｔｉｔｕｄｅ ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ａｎｄ
ｇｒｏｗｉｎｇ ｓｅａｓｏｎ ｔｒｅｎｄｓ ｆｒｏｍ １９８２ ｔｏ １９９９． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ， ２００１， ４５（４）： １８４⁃１９０．
［１６］ 李本纲， 陶澍． ＡＶＨＲＲ ＮＤＶＩ与气候因子的相关分析． 生态学报， ２０００， ２０（５）： ８９８⁃９０２．
［１７］ Ｗｕ Ｚ Ｔ， Ｗｕ Ｊ Ｊ， Ｌｉｕ Ｊ Ｈ， Ｈｅ Ｂ， Ｌｅｉ Ｔ Ｊ， Ｗａｎｇ Ｑ Ｆ． Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｇｒａｍ ｉｎ ｔｈｅ Ｂｅｉｊｉｎｇ⁃
Ｔｉａｎｊｉｎ Ｓａｎｄ Ｓｏｕｒｃｅ Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ． Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２０１３， ５２： ３７⁃５０．
［１８］ 姚玉璧， 王毅荣， 李耀辉， 张秀云． 中国黄土高原气候暖干化及其对生态环境的影响． 资源科学， ２００５， ２７（５）： １４６⁃１５２．
［１９］ Ｌｉ Ｚ， Ｚｈｅｎｇ Ｆ Ｌ， Ｌｉｕ Ｗ Ｚ， Ｆｌａｎａｇａｎ Ｄ Ｃ． Ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｍｐｏｒａｌ ｔｒｅｎｄｓ ｏｆ ｅｘｔｒｅｍｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｅｖｅｎｔｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｌｏｅｓｓ
Ｐｌａｔｅａｕ ｏｆ Ｃｈｉｎａ ｄｕｒｉｎｇ １９６１⁃２００７． Ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， ２０１０， ２２６（１ ／ ２）： ９２⁃１００．
［２０］ 刘晓清， 赵景波， 于学峰． 黄土高原气候暖干化趋势及适应对策． 干旱区研究， ２００６， ２３（４）： ６２７⁃６３１．
［２１］ 张文帅． 陕甘宁黄土高原区 ＮＤＶＩ变化及其在土地利用变化检测中的适宜性［Ｄ］． 北京： 中国科学院研究生院， ２０１４．
［２２］ Ｍａｉｓｏｎｇｒａｎｄｅ Ｐ， Ｄｕｃｈｅｍｉｎ Ｂ， Ｄｅｄｉｅｕ Ｇ． ＶＥＧＥＴＡＴＩＯＮ ／ ＳＰＯＴ： ａｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｍｉｓｓｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅａｒｔｈ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ； ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｅｗ ｓｔａｎｄａｒｄ
ｐｒｏｄｕｃｔｓ． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｅｍｏｔｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ， ２００４， ２５（１）： ９⁃１４．
８６９３ 生 态 学 报 ３６卷