气候因子的季节性变化对中国北部荒漠化地区植被盖度的影响

Zhang, J T., *Zhang, Y Q., Qin, S G., Wu, B., Wu, X Q., Zhu, Y K., Shao, Y Y., Gao, Y., Jin, Q T., Lai, Z R. (2018). Effects of seasonal variability of climatic factors on vegetation coverage across drylands in northern China. Land Degradation & Development, 29, 1782-1791.

通讯作者为北京林业大学水土保持学院张宇清教授。论文下载：https://doi.org/10.1002/ldr.2985

我国北方荒漠化地区是环境脆弱地区，当植被变化超过一定的生态阈值时，随着荒漠化的加剧，生态系统可能出现不可逆转的退化状态。而植被生长取决于当地的气候环境，植被一年的生长阶段（生长初期、快速生长期、成熟期、休眠期）会随着气候的季节变化产生季节循环和季节异常。摸清植被对于气候变化反应的程度，是“适地适树”的基础。

研究数据：

叶面积指数（LAI），气温（TEM），降水（PRE），实际蒸散发（ET），潜在蒸散发（PET）

地理单元划分：根据地形划分出了332个地理单元。通过地理加权回归方法（geographically weighted regression method）和每日气象站数据插值到1×1 km的网格中。

以下分析按照分成的地理单元，分别计算每个单元。

季节性变化分析：季节性指数（the seasonality index），分为季节循环（seasonal cycle）和季节异常（seasonal anomaly）。采用smoothing spline method得出计算的全年季节循环，然后与真实时间序列下的数据利用Pearson correlation coefficient分析季节性（seasonality）。

植被与气候因子动态的因果分析：收敛交叉映射（convergent cross mapping，CCM）一种新的非线性动态系统因果关系检测方法，以识别植被动态与气候因子之间的关系。

植被对气候季节变化的敏感性分析：多元经验动态模型（multivariate empirical dynamic modelling, EDM）新手不太懂还需学习

主要结论：

（1）研究发现叶面积指数（LAI）对气候的敏感度会随着干旱度指数的降低而减弱；但是不同的季节叶面积指数对气候的敏感度是有差异的。生长初期对LAI对气候更敏感。（2）东部荒漠化地区比西部的对季节气候差异更加敏感，说明东部地区面临着更大的风险。

研究价值：

本研究从不同DOY各气候因子对LAI的驱动强度，以及LAI对各个气候因子的的季节敏感性，更为详细的展示出植被的季节性变化及其气候驱动变化。根据此研究的结论，中国北方的荒漠化地区需要实施差异化管理策略，因为根据各地区表现出的以防止持续的荒漠化，以期在2030年前实现土地退化零增长（land degradation neutrality）的目标。

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