全 文 ：书犇犗犐：１０．１１６８６／犮狔狓犫２０１５０８９ 犺狋狋狆：／／犮狔狓犫．犾狕狌．犲犱狌．犮狀
马晓芳，陈思宇，邓婕，冯琦胜，黄晓东．青藏高原植被物候监测及其对气候变化的响应．草业学报，２０１６，２５（１）：１３２１．
ＭＡＸｉａｏＦａｎｇ，ＣＨＥＮＳｉＹｕ，ＤＥＮＧＪｉｅ，ＦＥＮＧＱｉＳｈｅｎｇ，ＨＵＡＮＧＸｉａｏＤｏｎｇ．Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｐｈｅｎｏｌｏｇｙｄｙｎａｍｉｃｓａｎｄｉｔｓｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅ
ｏｎｔｈｅＴｉｂｅｔａｎＰｌａｔｅａｕ．ＡｃｔａＰｒａｔａｃｕｌｔｕｒａｅＳｉｎｉｃａ，２０１６，２５（１）：１３２１．
青藏高原植被物候监测及其对气候变化的响应
马晓芳，陈思宇，邓婕，冯琦胜，黄晓东
（兰州大学草地农业科技学院，草地农业生态系统国家重点实验室，甘肃 兰州７３００２０）
摘要：研究青藏高原植被物候变化对揭示高寒生态系统对全球气候变化的响应机制具有重要的科学意义。本文选
取１９８２－２００５年的ＧＩＭＭＳＮＤＶＩ遥感数据，采用动态阈值法提取了青藏高原高寒草地的物候信息，包括植被返
青期、枯黄期及生长季长度，分析了青藏高原高寒草地植被物候的时空变化及其对气候变化的响应规律。研究结
果表明，１）青藏高原植被物候多年均值的空间分布与水热条件密切相关。青藏高原从东南向西北，植被返青期逐
渐推迟、枯黄期逐渐提前，生长季长度因受到植被返青和枯黄的影响，呈现逐渐缩短的趋势；２）植被返青期和枯黄
期的年际变化整体上呈提前的趋势，生长季长度呈增长趋势；３）高原地区的植被物候易受到海拔的影响，但存在
３４００ｍ的分界线，在３４００ｍ以下，物候随海拔变化的波动较大，而在３４００ｍ以上，物候与海拔的关系密切；４）气
象因子是不同草地类型植被物候变化的主要影响因素，与降水相比，植被物候期与温度相关程度更高。
关键词：物候；时空变化；气候变化；青藏高原
犞犲犵犲狋犪狋犻狅狀狆犺犲狀狅犾狅犵狔犱狔狀犪犿犻犮狊犪狀犱犻狋狊狉犲狊狆狅狀狊犲狋狅犮犾犻犿犪狋犲犮犺犪狀犵犲狅狀狋犺犲犜犻犫犲狋犪狀
犘犾犪狋犲犪狌
ＭＡＸｉａｏＦａｎｇ，ＣＨＥＮＳｉＹｕ，ＤＥＮＧＪｉｅ，ＦＥＮＧＱｉＳｈｅｎｇ，ＨＵＡＮＧＸｉａｏＤｏｎｇ
犆狅犾犾犲犵犲狅犳犘犪狊狋狅狉犪犾犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犲犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔，犛狋犪狋犲犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犌狉犪狊狊犾犪狀犱犃犵狉狅犲犮狅狊狔狊狋犲犿狊，犔犪狀狕犺狅狌犝狀犻狏犲狉狊犻
狋狔，犔犪狀狕犺狅狌７３００２０，犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｗｅｅｘｔｒａｃｔｅｄｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｐｈｅｎｏｌｏｇｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓ（ｓｔａｒｔ，ｅｎｄａｎｄｄｕｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｇｒｏｗｉｎｇｓｅａｓｏｎ）ｕｓｉｎｇ
ＧＩＭＭＳＮＤＶＩｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｄａｔａｆｒｏｍ１９８２－２００５ｆｒｏｍｔｈｅＴｉｂｅｔａｎＰｌａｔｅａｕａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉ
ｂｕｔｉｏｎａｎｄｉｎｔｅｒａｎｎｕａｌｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｐｈｅｎｏｌｏｇｙｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆ
ｐｈｅｎｏｌｏｇｙｔｏｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅ．Ｔｈｅｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｐｈｅｎｏｌｏｇｙｗａｓｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｈｙｄｒｏｔｈｅｒ
ｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅＴｉｂｅｔａｎＰｌａｔｅａｕ．Ａｌｏｎｇａｔｒａｎｓｅｃｔｒｕｎｎｉｎｇｆｒｏｍｔｈｅｓｏｕｔｈｅａｓｔｔｏｔｈｅｎｏｒｔｈｗｅｓｔ，ｔｈｅｓｔａｒｔ
ｏｆｔｈｅｇｒｏｗｉｎｇｓｅａｓｏｎｗａｓｇｒａｄｕａｌｙｄｅｌａｙｅｄ，ｔｈｅｅｎｄｏｆｇｒｏｗｔｈｓｅａｓｏｎａｄｖａｎｃｅｄｗｈｉｌｅｔｈｅｌｅｎｇｔｈｏｆｇｒｏｗｉｎｇ
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ｉｔｙｏｆｐｈｅｎｏｌｏｇｙ，ｂｕｔａｂｏｕｎｄａｒｙｗａｓｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄａｔａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ３４００ｍａｌｔｉｔｕｄｅ．Ｂｅｌｏｗ３４００ｍｐｈｅｎｏｌｏｇｙ
ｆｌｕｃｔｕａｔｅｄｉｒｒｅｇｕｌａｒｌｙｗｉｔｈａｌｔｉｔｕｄｅｗｈｅｒｅａｓａｂｏｖｅ３４００ｍｐｈｅｎｏｌｏｇｙｗａｓｃｌｏｓｅｌｙａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈａｌｔｉｔｕｄｅ．Ｂａｓｅｄ
ｏｎｃｌｉｍａｔｅｄａｔａｆｒｏｍｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｓｔａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｐｈｅｎｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｅｋｅｙｍｅｔｅ
ｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｆａｃｔｏｒｓｕｎｄｅｒｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒａｓｓｌａｎｄｔｙｐｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ；ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓｍｏｒｅ
第２５卷 第１期
Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．１
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
１３－２１
２０１６年１月
收稿日期：２０１５０２２０；改回日期：２０１５０７０６
基金项目：国家重点基础研究发展计划项目（２０１３ＣＢＡ０１８０２）和国家自然科学基金项目（３１３７２３６７，３１２２８０２１）资助。
作者简介：马晓芳（１９９１），女，甘肃会宁人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：ｙｍａｘｉａｏｆａｎｇｙ＠１６３．ｃｏｍ
通信作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅｍａｉｌ：ｈｕａｎｇｘｄ＠ｌｚｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
ｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｐｈｅｎｏｌｏｇｙｔｈａｎｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｏｎｔｈｅＴｉｂｅｔａｎＰｌａｔｅａｕ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｐｈｅｎｏｌｏｇｙ；ｓｐａｔｉｏｔｅｍｐｏｒａｌｃｈａｎｇｅｓ；ｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｇｅ；ＴｉｂｅｔａｎＰｌａｔｅａｕ
物候是指自然界中的生物在生命周期受到环境因素的影响而出现的一系列现象，如植物的发芽、开花、结
果、落叶等［１］。植被物候的监测，与人类活动息息相关，如气象预报、土地利用及预报农时等方面，同时它还可以
影响陆地生态系统的诸多特性，如碳、氮循环和水循环等［２３］。
传统植被物候信息的提取，是在野外基于站点进行人工观测实验。该方法由于受到环境因素的限制，需大量
人力和物力，且观测的物种单一。近些年以来，随着遥感技术的迅速发展，使得遥感卫星资料可以以相对较低的
费用、提供较大覆盖范围和多时相的观测信息等优点，被广泛应用于植被物候的监测中［４］。
研究表明，与近６０年北半球同纬度区域的升温状况相比，青藏高原的升温趋势更为明显，由此导致的青藏高
原高寒草地生态系统的变化已经成为国内外学者研究的热点问题［５７］。目前已有少量关于青藏高原植被物候及
其与气温、降水年际变化关系研究的报道。陈江等［８］利用１９８２－２００２年的ＧＩＭＭＳ－ＮＤＶＩ（ｇｌｏｂａｌｉｎｖｅｎｔｏｒｙ
ｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｍａｐｐｉｎｇｓｔｕｄｉｅｓｎｏｒｍａｌｉｚｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ）遥感数据，定量分析了青藏高原植被盖度
的时空变化以及其与人类活动的关系。丁明军等［２］利用ＳＰＯＴＶＧＴ归一化植被指数（ＮＤＶＩ）对青藏高原
１９９９－２００９年间高寒草地物候的时空变化进行了分析，得到该区物候期年际变化在不同的海拔和自然带上的分
异情况。曾彪［９］应用ＧＩＭＭＳ－ＮＤＶＩ遥感数据研究了青藏高原１９８２－２００３年间植被主要物候参数的变化规
律，结果表明青藏高原返青期的年际变化以１９９５年为界，表现出先提前（６．５ｄ／１０ａ）后推迟（４．６ｄ／１０ａ）的非线
性特征，总体提前４．６ｄ；枯黄期的变化趋势表现为：１９８２－１９９２年推迟６．９ｄ／１０ａ，１９９２－２００３年则以９．６ｄ／
１０ａ的速率提前，而总体上提前了３．６ｄ；生长季长度在研究期内表现出“先延长后缩短”的变化趋势，总体仅延长
了１ｄ左右。
本研究针对青藏高原这个独特的地域单元，选用ＧＩＭＭＳ－ＮＤＶＩ遥感数据，利用ＴＩＭＥＳＡＴ软件对青藏高
原地区高寒草地的物候动态变化进行分析，并结合地面气象台站提供的观测数据分析了气候变化对青藏高原植
被物候的影响。研究结果对进一步分析气候变化背景下，青藏高原植被物候变化的机制有重要的研究意义。
１ 材料与方法
图１ 青藏高原高程及气象台站空间分布
犉犻犵．１ 犜犺犲犇犈犕犪狀犱狑犲犪狋犺犲狉狊狋犪狋犻狅狀狊
犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀狅犳犜犻犫犲狋犪狀犘犾犪狋犲犪狌
１．１ 研究区概况
青藏高原东西长约２９４５ｋｍ，南北宽达１５３２ｋｍ，
在我国跨新疆、青海、甘肃、西藏等６个省区，总面积为
２．６２×１０６ｋｍ２，占我国陆地总面积的２６．８％，其地理
位置如图１所示。青藏高原地形主要有两大特点，首
先是“高”，青藏高原周边及内部耸立着许多大的山脉，
且海拔大多超过６０００ｍ，如昆仑山、喜马拉雅山、唐古
拉山、冈底斯山、念青唐古拉山等，被地理学家称为“山
原”。其次是“水系发达”，青藏高原是东南亚多条河流
的重要发源地，如长江、黄河、澜沧江、雅鲁藏布江等，
有“中华水塔”之称。青藏高原作为世界上平均海拔最
高的高原，空气稀薄，太阳辐射强，气温和降水自东南
到西北呈现递减的趋势。由于巨大的海拔，使得该区
的自然条件大大不同于其他中纬度暖温带和亚热带地
区，该研究区主要包括高寒草甸、高寒草原、高寒荒漠草原、山地草甸、高寒草甸草原、高寒荒漠、温性荒漠、温性草
原等１７种草地类型。
１．２ 数据预处理
ＮＡＳＡ数据官网推出的ＧＩＭＭＳ－ＮＤＶＩ数据，时间段为１９８１－２００６年，空间分辨率为８ｋｍ，时间分辨率
４１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１６） Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．１
为１５ｄ。虽然该数据集空间分辨率较低，但时序完整，可用于大范围植被时空动态监测，对研究植被生长季节较
短的青藏高原地区非常有利［１０］。本文从中选取１９８２－２００５年的植被指数数据，用于分析青藏高原地区高寒草
地物候时空变化。
ＤＥＭ是从地理空间数据云（ｈｔｔｐ：／／ｇｌｏｂａｌｃｈａｎｇｅ．ｎｓｄｃ．ｃｎ）中下载得到，其空间分辨率为１ｋｍ，将高程数据
以１００ｍ的间隔进行高程带划分，用于分析植被物候参数随海拔变化的趋势。
气象数据是来自中国气象科学数据共享服务网（ｈｔｔｐ：／／ｃｄｃ．ｃｍａ．ｇｏｖ．ｃｎ／ｈｏｍｅ．ｄｏ），包含青藏高原地区共
计８６个基本台站的逐日平均温度和平均降水数据，主要用于分析气象因子对物候期变化的影响。
１．３ ＳａｖｉｔｚｋｙＧｏｌａｙ滤波法
ＧＩＭＭＳ－ＮＤＶＩ数据集采用最大值合成法（ｍａｘｉｍｕｍｖａｌｕｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅ，ＭＶＣ）可以在一定程度上消除云对
ＮＤＶＩ的影响，但受到传感器本身、地表形态以及卫星飞行姿态等因素的影响，导致该数据集存在一定的噪声，并
直接影响着地表植被的监测效果。因此，本研究的前期工作便是对ＧＩＭＭＳ－ＮＤＶＩ时序数据进行平滑处理［１１］。
目前，国内外学者已经提出了许多关于ＮＤＶＩ时间序列的重建方法，如傅里叶变换法、最佳指数斜率提取方法、
ＳａｖｉｔｚｋｙＧｏｌａｙ（ＳＧ）滤波法、时间窗内的线性内插法、谐波分析法等，其中，ＳＧ滤波法将偏离拟合曲线的异常
值排除不参与过程的拟合，使得偏离正常生长轨迹的噪声可以被有效去除，在数据重建过程中能更好地与植被的
生长轨迹相吻合。因此，本文采用ＳＧ滤波法，重建ＮＤＶＩ时间序列曲线。
ＳＧ滤波法是应用最小二乘卷积拟合的加权平均算法。其基本原理：对于某个点犛犻，取其周边固定区域内的
点拟合一个多项式，并用犓犻代替点犛犻处的原值，成为拟合后的新值［１２］。这种算法可以更好地反映植被在整个
生长季内的真实变化。基于ＳＧ滤波原理，ＧＩＭＭＳＮＤＶＩ时间序列数据重建的公式可表示如下：
犢犼＝
∑
犻＝犿
犻＝－犿
犆犻犢犼＋犻
犖
（１）
式中，犢犼为合成序列数据；犢犻＋犼代表原始序列数据；犆犻为滤波系数；犖 为滑动窗口所包含的数据点（２犿＋１）。
本文利用ＴＩＭＥＳＡＴ软件，对原始的ＮＤＶＩ时间序列进行平滑去噪。去噪过程需注意的是，ＮＤＶＩ数据拟
合的精确度与平滑多项式的阶数以及滑动窗口的大小密切相关。一般而言，若多项式的阶数越低，拟合的曲线也
就越平滑，但通常保留异常值，反之，会由于过度拟合形成新的噪音，影响实验结果。因此本文经过反复的实验，
将ＳＧ滤波窗口的值设为４。
１．４ 物候期关键参数提取
本研究基于ＴＩＭＥＳＡＴ３．０平台，采用Ｊｎｓｓｏｎ和Ｅｋｌｕｎｄｈ［１３］提出的动态阈值法，提取植被物候的主要参数
（返青期、枯黄期、生长季长度）。其中，返青期定义为ＮＤＶＩ增加至拟合函数左半部分振幅２０％的时刻，枯黄期
定义为ＮＤＶＩ降低至拟合函数右半部分振幅２０％的时刻，而将返青期与枯黄期之差定义为生长季的长度。根据
已有的研究，将返青期和枯黄期定义为ＮＤＶＩ最大值的１／２处。由于青藏高原高寒草地植被盖度偏低，所以本研
究将返青期的阈值设为１０％，而将枯黄期的阈值设为２０％，以此逐年逐像元提取１９８２－２００５年青藏高原地区的
植被物候参数。
１．５ 植被物候年际变化率提取
基于ＡｒｃＧＩＳ软件对１９８２－２００５年２４幅植被物候参数图（返青期、枯黄期、生长季长度）分别进行线性回
归，分析植被生长季物候参数的时间变化趋势，并对得到的变化趋势进行显著性检验，即犉检验。
其中直线斜率的计算公式如下：
犛＝
狀×∑
狀
犻＝１
犻×犘犻－∑
狀
犻＝１
犻∑
狀
犻＝１
犘犻
狀×∑
狀
犻＝１
犻２－ ∑
狀
犻＝１
（ ）犻 ２
（２）
式中，犘犻代表植被物候参数，犻表示时间序列中的年份，用１，．．．，狀表示，狀表示年数。
犉检验的表达式：
５１第２５卷第１期 草业学报２０１６年
犉＝ 犚
２
１－犚２×
狀－犽－１
犽
（３）
由样本数据可知，犽＝１，狀＝２４，因此，犉０．０１（１，２４）＝７．８２、犉０．０５（１，２４）＝４．２６。由式３和犉０．０１及犉０．０５的值可
知，当｜狉｜≥０．５１时，通过置信度０．０１水平的检验（变化趋势极显著）；当０．４０＜｜狉｜＜０．５１时，通过置信度０．０５
水平的检验（变化趋势显著）；当｜狉｜≤０．４０时，年际变化趋势不显著。其中狉为正表示趋势提前（或缩短），狉为负
表示趋势推迟（或延长）。
２ 结果与分析
２．１ 植被物候空间格局的变化
图２ １９８２－２００５年青藏高原植被物候均值空间分布
犉犻犵．２ 犜犺犲狊狆犪狋犻犪犾狆犪狋狋犲狉狀狅犳狆犺犲狀狅犾狅犵狔犻狀犿犲犪狀
狏犪犾狌犲狅犳狋犺犲犜犻犫犲狋犪狀犘犾犪狋犲犪狌
图２显示了１９８２－２００５年青藏高原植被平均
物候期在空间的变化情况。青藏高原地区自东南向
西北植被返青期逐渐推迟、枯黄期逐渐提前、生长季
长度由于受到植被返青期和枯黄期的作用，呈现逐
渐缩短的趋势，这种分布格局与该区水热条件的时
空分布保持了较好的一致性。植被的返青期主要集
中在第１３０～１８０天，东北部一些地势较低的区域
（如青海湖周边）及西南部的雅鲁藏布江流域等地区
较早进入生长季，时间早于第１３０天，即４月中旬；
而高原西部及中部部分地区，返青较晚，大概晚于第
１７０天。枯黄期主要集中在第２８０～３３０天，且呈现
自北向南推迟的趋势。其中，西南部、南部一些地
区，枯黄时间较晚，大概晚于第３２０天，而在高原东
北部的部分地区，枯黄时间较早，早于第２９０天。生
长季长度主要集中在第１２０至１７０天，东南部一些
地区生长季长度要长于１６０ｄ，而中部地区生长季长
度主要集中在１２０～１５０ｄ。
２．２ 植被物候年际变化的分析
通过线性拟合１９８２－２００５年青藏高原植被生
长季的年际变化情况，得到图３的植被物候变化趋
势分布。其中高原９８．１％的区域返青期呈提前的
趋势（其中在雅鲁藏布江流域及祁连山部分区域，返青期显著提前），仅有１．９％的区域有推迟的趋势；整个高原
７８．４％的区域枯黄期具有提前的趋势，其中显著提前的区域占全区的１３．４％，主要集中在高原的腹地。２１．７％
的区域枯黄期推迟，主要分布在青藏高原的东北部地区，且２４ａ的推迟天数约２ｄ；从生长季长度变化来看，高原
东部和南部大部分区域植被生长期呈增长的趋势，仅有１１．６％的区域缩短，且主要集中在高原中部地区。
２．３ 植被物候随海拔变化的趋势分析
将海拔作为一个影响因子，分析研究区植被物候期的空间异质性。如图４所示，青藏高原植被物候期多年均
值与海拔的关系，存在一个３４００ｍ的界限。海拔在３４００ｍ以上，随着海拔的升高，青藏高原的多年平均返青期
呈现明显的推迟趋势，生长季长度呈现明显的缩短趋势。而植被的平均枯黄期，随海拔升高逐渐推迟。但海拔在
３４００ｍ以下，植被物候期随海拔的变化不明显，且波动很大。整体而言，随着海拔的升高，植被返青期逐渐推迟，
枯黄期提前，生长季长度逐渐缩短。此外，青藏高原低海拔地区的物候年际变化幅度要大于高海拔地区，且高海
拔地区的返青期和生长季长度年际变化率比低海拔地区复杂。
６１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１６） Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．１
图３ １９８２－２００５年青藏高原植被物候期年际变化
犉犻犵．３ 犜犺犲犻狀狋犲狉犪狀狀狌犪犾狏犪狉犻犪狋犻狅狀狅犳狆犺犲狀狅犾狅犵狔犻狀犜犻犫犲狋犪狀犘犾犪狋犲犪狌犱狌狉犻狀犵１９８２－２００５
图４ １９８２－２００５年青藏高原物候期与海拔的关系
犉犻犵．４ 犜犺犲狉犲犾犪狋犻狅狀狊犫犲狋狑犲犲狀狆犺犲狀狅犾狅犵狔犪狀犱犪犾狋犻狋狌犱犲狅犳狋犺犲犜犻犫犲狋犪狀犘犾犪狋犲犪狌犱狌狉犻狀犵１９８２－２００５
７１第２５卷第１期 草业学报２０１６年
续图４ １９８２－２００５年青藏高原物候期与海拔的关系
犆狅狀狋犻狀狌犲犱犉犻犵．４ 犜犺犲狉犲犾犪狋犻狅狀狊犫犲狋狑犲犲狀狆犺犲狀狅犾狅犵狔犪狀犱犪犾狋犻狋狌犱犲狅犳狋犺犲犜犻犫犲狋犪狀犘犾犪狋犲犪狌犱狌狉犻狀犵１９８２－２００５
２．４ 关键气候因子与植被物候变化的关系
本研究选取分布在青藏高原的７种草地类型作为研究对象，分析了植被物候期与温度和降水的关系，结果如
图５所示，近２４年来青藏高原地区年平均温度逐年升高，降水增加，整体呈暖湿化的趋势。在这种气候变化的背
景下，除高寒草甸和高寒草原外，植被返青期均呈提前的趋势。其中，山地草甸的提前３．６ｄ／２４ａ、温性草原的提
前２．３ｄ／２４ａ、温性沙漠的提前０．３６ｄ／２４ａ、高寒草甸草原的提前２．９ｄ／２４ａ、沼泽的提前３．４ｄ／２４ａ，而降水增
加对不同草地类型下返青期的影响不显著。从生长季长度来看，除了沼泽外，不同草地类型下生长季长度均随着
降水量的增加而缩短，这是由于受到返青期和枯黄期的共同影响形成的。研究区高寒草甸和高寒草原随着温度
的升高和降水量的增加，返青期呈现出推迟的趋势，这可能是受到立枯物的影响，使得监测到的草地返青有所推
迟［１４１６］。
图５ 不同草地类型下物候期与温度、降水的关系
犉犻犵．５ 犜犺犲狉犲犾犪狋犻狅狀狊犫犲狋狑犲犲狀狆犺犲狀狅犾狅犵狔犪狀犱狋犺犲狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲犪狀犱狆狉犲犮犻狆犻狋犪狋犻狅狀狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉犪狊狊犾犪狀犱狋狔狆犲狊
ＳＯＧ：返青期 Ｔｈｅｓｔａｒｔｏｆｇｒｏｗｔｈｓｅａｓｏｎ；ＥＯＧ：枯黄期 Ｔｈｅｅｎｄｏｆｇｒｏｗｔｈｓｅａｓｏｎ；ＬＯＧ：生长季长度 Ｔｈｅｌｅｎｇｔｈｏｆｇｒｏｗｔｈｓｅａｓｏｎ．Ａ１，Ａ２：山地
草甸 Ｍｏｕｎｔａｉｎｍｅａｄｏｗ；Ｂ１，Ｂ２：高寒草甸 Ａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗ；Ｃ１，Ｃ２：温性草原 Ｗａｒｍｓｔｅｐｐｅ；Ｄ１，Ｄ２：温性荒漠 Ｔｅｍｐｅｒａｔｅｄｅｓｅｒｔ；Ｅ１，Ｅ２：高寒草原
Ａｌｐｉｎｅｓｔｅｐｐｅ；Ｆ１，Ｆ２：高寒草甸草原 Ａｌｐｉｎｅｍｅａｄｏｗｇｒａｓｓｌａｎｄ；Ｇ１，Ｇ２：沼泽Ｓｗａｍｐ．
８１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１６） Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．１
续图５ 不同草地类型下物候期与温度、降水的关系
犆狅狀狋犻狀狌犲犱犉犻犵．５ 犜犺犲狉犲犾犪狋犻狅狀狊犫犲狋狑犲犲狀狆犺犲狀狅犾狅犵狔犪狀犱狋犺犲狋犲犿狆犲狉犪狋狌狉犲犪狀犱狆狉犲犮犻狆犻狋犪狋犻狅狀狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉犪狊狊犾犪狀犱狋狔狆犲狊
９１第２５卷第１期 草业学报２０１６年
３ 结论与讨论
本文利用ＧＩＭＭＳ－ＮＤＶＩ产品对青藏高原高寒草地１９８２－２００５年期间植被物候的时空动态进行了分析，
并讨论了物候期与气候变化的关系。结果表明：１）青藏高原植被物候自东南向西北，呈现出返青期逐渐推迟，枯
黄期逐渐提前，生长季长度逐渐缩短的基本规律。尽管该研究与丁明军等［２］的研究数据和方法不尽相同，但得到
的结果基本一致。２）研究得到青藏高原植被返青期和枯黄期的年际变化整体上呈提前的趋势，生长季长度呈增
长趋势。具体分析得到，植被返青期提前１．６ｄ／１０ａ，枯黄期提前１．２ｄ／１０ａ，生长季长度延长０．４ｄ／１０ａ。曾
彪［９］研究发现整个青藏高原返青期提前４．６ｄ／１０ａ，枯黄期提前３．６ｄ／１０ａ，生长季长度延长１ｄ／１０ａ。可见，两
者的研究结果具有较好的一致性。３）随着海拔的升高，植被返青期逐渐推迟，枯黄期提前，生长季长度逐渐缩短。
另外，青藏高原低海拔地区的物候年际变化幅度要大于高海拔地区，且高海拔地区的返青期和生长季长度年际变
化率比低海拔地区复杂，这与丁明军等［２］得出的结论基本一致。４）气象因子是不同草地类型植被物候变化的主
要影响因素。与降水相比，植被物候期与温度相关程度更高。这是由于青藏高原地区气温的上升速率远大于降
水量，使气温成为青藏高原物候期变化的主导因素［１７２０］。研究表明，近几十年来，青藏高原气候发生了显著的变
化，１９６１－２００７年青藏高原年均温变率为０．３７℃／１０ａ，明显高于近５０年全国的增温水平（０．１６℃／１０ａ）［２１］，高
原不同区域呈现出一致的暖湿化态势，急剧的升温必对青藏高原植物物候产生影响［２２］，这一研究成果充分地佐
证了本研究的结论。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊：
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１２第２５卷第１期 草业学报２０１６年