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利用条件植被指数评价西藏植被对气象干旱的响应

王圆圆 扎西央宗

王圆圆, 扎西央宗. 利用条件植被指数评价西藏植被对气象干旱的响应. 应用气象学报, 2016, 27(4): 435-444. DOI: 10.11898/1001-7313.20160406..
引用本文: 王圆圆, 扎西央宗. 利用条件植被指数评价西藏植被对气象干旱的响应. 应用气象学报, 2016, 27(4): 435-444. DOI: 10.11898/1001-7313.20160406.
Wang Yuanyuan, Zhaxi Yangzong. Assessing vegetation response to meteorological drought in Tibet autonomous region using vegetation condition index. J Appl Meteor Sci, 2016, 27(4): 435-444. DOI:  10.11898/1001-7313.20160406.
Citation: Wang Yuanyuan, Zhaxi Yangzong. Assessing vegetation response to meteorological drought in Tibet autonomous region using vegetation condition index. J Appl Meteor Sci, 2016, 27(4): 435-444. DOI:  10.11898/1001-7313.20160406.

利用条件植被指数评价西藏植被对气象干旱的响应

DOI: 10.11898/1001-7313.20160406
资助项目: 

国家自然科学基金项目 41465006

国家自然科学基金项目 41301461

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY201406035

详细信息
    通信作者:

    王圆圆, email: wangyuany@cma.gov.cn

Assessing Vegetation Response to Meteorological Drought in Tibet Autonomous Region Using Vegetation Condition Index

  • 摘要: 基于2000—2014年4—10月西藏气象站遥感干旱指数 (条件植被指数,VCI) 和气象干旱指数 (标准降水指数,SPI) 之间的相关性,评估植被对气象干旱的响应特征,通过分析气候环境要素对响应特征的影响并归纳相应规则,获取西藏地区植被对气象干旱有明显响应的区域分布。结果显示:VCI与12周时间尺度的SPI具有较强相关性,说明西藏地区植被生长对降水的响应大约滞后12周;植被对气象干旱响应不敏感的原因主要包括气候极度干燥或极度湿润、土地覆盖类型为森林、年平均归一化植被指数 (NDVI) 值过小、多年NDVI变化标准差过小、有降水之外的其他水源补给等;基于对区域气候环境要素特征的分析,可以得出西藏中部偏南地区植被对气象干旱有明显响应,主要包括拉萨地区、山南地区北部、日喀则地区东部、那曲地区中部和西南部、阿里地区的东南部。
  • 图  1  西藏地区行政区划、土地覆盖类型以及气象站位置

    Fig. 1  Administrative division, land cover type and locations of meteorological stations in Tibet Autonomous Region

    图  2  加权线性拟合法 (窗口大小为5) 对NDVI时间序列曲线平滑前后的对比示意图

    Fig. 2  Illustration of the NDVI time series before and after data smoothing with the weighted least-square method (window size is 5)

    图  3  站点VCI与12周时间尺度SPI相关性的空间分布

    Fig. 3  Spatial pattern of correlation coefficients between VCI and 12-week SPI

    图  4  气候干燥度对VCI和12周时间尺度SPI之间相关性的影响

    (已去除气候干燥度不大于10的2个站)

    Fig. 4  The impact of climatic aridity index on the strength of the relationship between VCI and 12-week SPI

    (only considering stations with aridity index greater than 10)

    图  5  雨水利用效率与VCI和12周时间尺度SPI相关系数散点图

    (仅考虑气候干燥度在30~50之间且周围主要土地覆盖为非森林的站点)

    Fig. 5  The impact of rain use efficiency on the strength of the relationship between VCI and 12-week SPI

    (only considering non-forested stations with aridity index greater than 30 and less than 50)

    图  6  NDVI多年变化标准差与VCI和12周时间尺度SPI相关系数散点图

    (已去除气候过度干燥或过度湿润、土地覆盖为森林类型或雨水利用效率高的站点)

    Fig. 6  The impact of NDVI standard deviations on the strength of the relationship between VCI and 12-week SPI

    (those stations are not considered if the aridity index is high or low, rain use efficiency is high or land cover is forest)

    图  7  对气象干旱响应明显的植被分布区域确定流程

    Fig. 7  The flowchart of identifying regions where vegetation responds to meteorological drought significantly

    图  8  植被对气象干旱响应明显的区域分布

    Fig. 8  Regions where vegetation responds to meteorological drought significantly

    表  1  VCI与SPI相关系数随时间尺度变化

    Table  1  Correlation coefficients between VCI and SPI at different time scales

    时间尺度/周 站点平均相关系数
    4 0.24
    8 0.32
    12 0.34
    16 0.33
    24 0.32
    32 0.33
    40 0.32
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    表  2  站点VCI和12周时间尺度SPI相关系数及其他环境参数

    Table  2  Correlation coefficients between VCI and 12-week SPI and environmental factors extracted for each meteorological station

    站点 区域 相关
    系数
    气候干
    燥度
    站点周围主
    要土地覆盖
    NDVI多年
    变化标准差
    NDVI多年
    平均值
    雨水利
    用效率
    改则 阿里 0.41 16.39 裸地/荒漠 0.01 0.10 5.29
    普兰 阿里 0.24 10.02 草地 0.00 0.14 8.03
    狮泉河 阿里 0.04 8.56 裸地/荒漠 0.00 0.06 6.52
    泽当 山南 0.46 20.18 农田 0.02 0.41 7.64
    错那 山南 -0.05 36.51 草地 0.02 0.47 13.53
    贡嘎 山南 0.39 21.10 草地 0.01 0.32 5.27
    加查 山南 0.70 26.74 灌丛 0.04 0.43 6.26
    帕里 日喀则 0.17 37.05 草地 0.02 0.39 9.16
    江孜 日喀则 0.29 18.33 农田 0.01 0.41 10.16
    定日 日喀则 0.42 22.00 灌丛 0.02 0.23 5.75
    南木林 日喀则 0.34 28.25 草地 0.01 0.32 4.52
    聂拉木 日喀则 0.09 40.41 草地 0.02 0.49 8.75
    那曲 那曲 0.37 47.10 草地 0.04 0.28 4.99
    申扎 那曲 0.39 27.38 草地 0.01 0.16 4.47
    安多 那曲 0.16 52.85 草地 0.01 0.28 5.36
    嘉黎 那曲 -0.01 66.72 草地 0.02 0.44 5.74
    比如 那曲 0.35 43.44 草地 0.02 0.51 7.75
    索县 那曲 0.28 48.74 草地 0.01 0.39 6.31
    察隅 林芝 0.11 34.25 森林 0.03 0.74 9.03
    波密 林芝 -0.09 44.84 森林 0.05 0.59 11.00
    拉萨 拉萨 0.37 23.30 城市 0.02 0.24 4.53
    当雄 拉萨 0.63 38.75 草地 0.04 0.39 7.83
    尼木 拉萨 0.45 19.97 草地 0.01 0.30 6.52
    丁青 昌都 0.39 42.74 草地 0.02 0.39 4.90
    昌都 昌都 0.51 26.98 城市 0.02 0.42 7.92
    类乌齐 昌都 0.40 45.50 草地 0.02 0.48 7.34
    洛隆 昌都 0.59 26.65 草地 0.03 0.36 7.65
    八宿 昌都 0.48 12.26 灌丛 0.02 0.32 11.20
    左贡 昌都 0.42 30.33 灌丛 0.01 0.42 6.47
    芒康 昌都 0.48 40.84 草地 0.02 0.39 5.36
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-11-18
  • 修回日期:  2016-03-24
  • 刊出日期:  2016-07-31

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