随着人类活动的增强而导致全球变暖,由于青藏高原对气候变化尤为敏感,相比于全球经历了更明显的变暖,植被生长特征已发生显著变化。不同环境因子对植被生长的影响错综复杂,针对引起青藏高原植被变化的驱动因子,学界已开展了一些研究,但是仍有争议。
本文利用分段线性回归的方法基于归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)和总初级生产力(gross primary productivity,GPP)两个指标探究了1982-2015年青藏高原地区生长季(5-9月)的植被变化趋势。其中NDVI使用的是全球库存监测和建模系统(Global Inventory Monitoring and Modeling System,GIMMS)3g.v1版本(NDVI3g)的数据和中分辨率成像光谱仪(Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)的数据;GPP数据分别来自Trends in Net Land Carbon Exchange(TRENDY)、Boreal Ecosystem Productivity Simulator (BEPS)的模型模拟数据,以及基于高分辨率辐射计(Advanced Very High Resolution Radiometer,AVHRR)数据生产的Global Land Surface Satellite (GLASS)产品。研究发现NDVI3g的变化趋势在1998年存在转折点,其中NDVI3g在1982-1998年呈显著上升趋势(0.0006 yr-1),而在1998-2015年呈显著下降趋势(-0.0008 yr-1),MODIS NDVI在2000-2015年同样呈显著下降的趋势(-0.0006 yr-1)。由NDVI3g所显示的青藏高原的植被绿化趋势在1998年前明显增强,1998年后在东部和南部出现了逆转,蒸气压差 是1998年后青藏高原大部分区域NDVI的变化的主导因子,由于VPD的增大遏制了植被的生长,导致了NDVI的下降趋势。不同的是,所有的GPP数据在1982-2015年都表现为上升趋势,TRENDY、BEPS以及GLASS GPP的上升速率分别为0.0042、0.0032和0.0074 PgC yr-1。而TRENDY v6 S3 多模型均值GPP显示青藏高原的植被变绿趋势持续增强,1998年后东南部变绿趋势更强,东北部、中部、西部有所放缓,BEPS GPP, GLASS GPP表现类似。将TRENDY v6三组实验(S1:CO2-only, S2:CO2+Climate, S3: CO2+Climate+ land-use and land-cover change)模拟的多模型均值GPP分解发现,气候变化是青藏高原GPP的上升的主要原因,CO2次之。温度是青藏高原南部GPP的变化的主导气候因子,温度的升高抵消了东南部降水减少和VPD增加的遏制作用,导致了东南部GPP增加趋势的增强;降水是东北部和中西部少数地区GPP的变化的主导因子,降水的增加不利于此区域的植被生产力,导致了GPP增加趋势的放缓。本研究结果说明了青藏高原植被的变化是及其复杂的,未来研究高原植被对气候条件的响应时应考虑多种指标,理解青藏高原植被的变化对加深气候变化的认识及生态环境保护具有重要的生态价值和现实意义。
05月05日
2023
05月08日
2023
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