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Response Characteristics of Grassland Phenology and Meteorological Factors in Northern Xizang
BAIMAYangzom, LABa, BAIMARenzin, ZHOUKanshe
Chin Agric Sci Bull ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (18) : 117-132.
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Abbreviation (ISO4): Chin Agric Sci Bull
Editor in chief: Yulong YIN
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Response Characteristics of Grassland Phenology and Meteorological Factors in Northern Xizang
To accurately retrieve phenological information of grasslands in northern Xizang using remote sensing methods, based on MODIS 13Q1 NDVI data with 250 m spatial resolution and 16-day composite intervals from 2001 to 2023, combined with daily MODIS 250 m data received at Lhasa Station in 2024, a dataset of annual 16-day maximum NDVI was constructed after preprocessing such as calculating vegetation indices and maximum value composite (MVC). The phenological periods of grasslands in northern Xizang were extracted by combining the dynamic threshold method with elevation zonings, and the spatial differentiation pattern and inter-annual variation trend of phenology were analyzed. Correlation analysis was then conducted with annual cumulative precipitation, annual mean air temperature, and annual total sunshine hours from 7 meteorological stations in Nagqu City, northern Xizang, from 2001 to 2024. The results showed that the green-up period of grasslands in Nagqu City mostly occurred from day 171 to day 181, and the senescence period mostly occurred before day 257. The green-up period showed an advancing trend, while the senescence period showed a delaying trend. There were obvious spatial differences in the response of grassland phenology to meteorological factors. Most of the regional correlations did not reach the significant level, and only some areas had significant correlations. Among them, the correlation between the green-up period and the temperature covered a wider range, and the proportion of significant correlation was the highest; it was mainly negatively correlated with precipitation, and the overall impact of sunshine was weak, accounting for a very low proportion. The senescence period was positively correlated with both precipitation and temperature, and negatively correlated with sunshine. In summary, grassland phenology in northern Xizang exhibits obvious elevation differentiation, with an overall trend of “earlier green-up and later senescence”. Temperature is the most critical factor affecting the spatial pattern of grassland phenology in northern Xizang, and its regulatory effect is significantly stronger than precipitation and sunshine. The 7 meteorological stations are all located in the central and southern parts of Nagqu City, where a persistent “warming-drying” climate trend is observed, and the grassland ecosystem is highly dependent on water resources.
northern Xizang / grassland / elevation / green-up period / senescence period / climate response / NDVI
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李兰晖, 刘林山, 张镱鲤, 等. 青藏高原高寒草地物候沿海拔梯度变化的差异分析[J]. 地理研究, 2017, 36(1):26-36.
探讨高寒草地物候变化的海拔敏感性有助于揭示气候—植被的关系。基于2000-2013年的SPOT-VGT（NDVI）和MODIS（NDVI和EVI）、DEM、生态地理区划以及草地矢量数据,分析青藏高原高寒草地物候变化与海拔的关系。结果表明：① 青藏高原高寒草地返青期和枯黄期分布随海拔上升呈现相对一致的规律性;但其年际变化趋势随海拔上升呈现明显差异。② 返青期的提前趋势大致以3200 m为界线,其下提前幅度随海拔上升显著增大,其上则相反。但枯黄期年际变化趋势随海拔上升则先呈现推迟趋势,且推迟幅度逐渐减小;之后呈现提前趋势,且提前幅度持续增大。③ 将高原中部的青南高寒草甸草原区（IC1）和南部的藏南山地灌丛草原区（IIC1）高寒草地物候变化趋势进行对比,两分区呈现相反的年际变化趋势;随海拔上升,两分区返青期的年际变化趋势呈现相反的变化方向,枯黄期则呈现基本一致的变化方向。上述差异表明,基于遥感反演的高寒草地物候年际变化趋势的垂直分异特征难以直接反映高原增温的海拔效应。
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植被物候是反映环境条件和气候变化最客观、最敏感的指示器,研究新疆草地物候变化对于深入理解和预测陆地生态系统的动态变化具有重要的意义。利用土地覆盖动态产品(MCD12Q2)物候数据对新疆地区2001-2014年间草地物候的时空变化进行了研究,主要结论如下:1)草地植被物候多年均值由低海拔到高海拔呈明显的区域性差异。海拔每升高1000 m,返青期推迟13 d,枯黄期提前7 d,生长季长度缩短20 d;2)新疆不同草地类型的返青期在第100~136天,枯黄期在第256~291天,生长季长度为122~190 d;3)新疆草地返青期整体呈提前趋势,提前速率为0.11 d·yr<sup>-1</sup>,草地枯黄期呈推迟趋势,推迟速率为0.14 d·yr<sup>-1</sup>,生长季长度呈延长趋势,延长速率为0.25 d·yr<sup>-1</sup>。
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雷有宏, 雷占娇, 张莹, 等. 1980—2022年青海地区气候变化时空分布特征及对农牧业生产的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(29):87-95.
为探究青海高原地区气候变化规律及对农牧业生产的影响，本研究基于1980—2022年青海境内39个气象站的气温、降水资料及门源农业气象站所观测的青稞产量，采用线性趋势分析法、Pearson相关系数法等方法，研究分析青海地区气温、降水时空分布的规律及对农牧业生产的影响。研究表明，在过去43 a间，青海平均气温以0.47℃/(10a)的速率呈现上升趋势，20世纪80—90年代气温偏低，1998年是气温回升的转折点；气温在空间上分布不均匀，整体表现为东部最高、西南和西北次高、中部和东南部最低的空间分布格局；气温增幅与海拔高度有关，海拔越高，升温速率相对较大，反之则愈小。降水量主体呈现增加的趋势，变化趋势为11.5 mm/(10a)，降水量年际波动较大，增加和减少交替出现，但无明显的规律性；20世纪80年代增幅较小，90年代增幅为负值，21世纪10年代降水量出现较大回升趋势；降水量在空间上表现出分布不均匀的特点，总体表现出从东南向西北逐级减少的分布格局；另外，在农牧业生产中，水热条件是不可缺少的因子，特别是在农作物生长季，水热条件相辅相成，缺一不可，增温增湿的气候变化，对农牧业生产利大于弊。
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娄仲山. 高寒草原针茅牧草花期物候变化特征及其影响因子分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(29):129-134.
利用三江源区兴海县气象局观测的1999—2021年高寒草原西北针茅牧草开花期物候资料及同期气象资料,对牧草开花期变化趋势进行分析,寻找出影响花期的主要气象因子,并构建花期预测模型。结果表明：（1）1999—2021年三江源区兴海县高寒草原西北针茅牧草开花期的平均气温较平稳,而降水量呈显著增多趋势。（2）1999—2021年三江源区兴海县高寒草原西北针茅开花期呈不显著推迟趋势。牧草开花期年际变化较大,最早与最晚相差26天。（3）相关分析表明,4月上旬和下旬的平均气温、平均最高气温与牧草开花期呈显著负相关;5月上旬平均最高气温、日照时数与牧草开花期呈显著正相关;4月下旬的平均最低气温与牧草开花期呈极显著负相关。（4）回归方程显示,4月下旬平均最低气温每升高（或降低）1.0℃,牧草开花期则相应提前（或推迟）2.1天。
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龚志远, 王春林, 董丹丹, 等. 安徽省气候变化和人类活动对草地物候的影响[J]. 应用生态学报, 2024, 35(4):1092-1100.
为了探究安徽省气候变化和人类活动对草地物候的影响,并且量化气候变化和人类活动对物候的贡献率,本研究基于2003—2020年安徽省归一化植被指数数据集提取草地物候——返青期(SOS)、枯黄期(EOS),采用slope趋势分析、Mann-Kendall非参数检验与Hurst指数分析物候的时空变化特征及未来演变趋势,并结合年均气温、年降水量数据集,采用相关性分析和残差分析探讨气候变化和人类活动对物候的响应,并量化二者的贡献率。结果表明: 2003—2020年,研究区SOS和EOS都表现为提前趋势,提前速率分别为0.8和0.7 d·a<sup>-1</sup>。研究区南部SOS明显早于中部和北部地区;EOS从南向北逐渐提前。未来SOS和EOS都表现出提前趋势。SOS与年均气温主要表现为负相关性,与年降水量主要表现为正相关性;EOS与年均气温和年降水量都表现为负相关性。SOS由气候变化和人类活动共同驱动提前的区域面积占比为56.9%,EOS由气候变化和人类活动共同驱动提前的区域面积占比为48.3%,其中,人类活动是物候的主要驱动因素,气候变化为次要驱动因素。人类活动和气候变化对SOS的相对贡献率分别为66.4%和33.6%,对EOS的相对贡献率分别为61.2%和38.8%。人类活动对SOS和EOS的影响更强,主要导致SOS和EOS提前。
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韩炳宏, 周秉荣, 赵恒和, 等. 三江源区草地植被返青及其与气候因子的关系[J]. 生态学报, 2019, 39(15):5635-5641.
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孙建平, 吕汪汪, 李博文, 等. 气候变化对草地植物物候影响的研究进展[J]. 生态学杂志, 2024, 43(3):888-894.
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曹晓云, 周秉荣, 周华坤, 等. 气候变化对青藏高原植被生态系统的影响研究进展[J]. 干旱气象, 2022, 40(6):1068-1080.
近几十年来青藏高原整体气温升高、降水增多，受气候变化影响高原植被发生了显著变化。本文梳理总结了高原气候变化状况及其对植被覆盖度与归一化植被指数（normalized difference vegetation index，NDVI）、物候期、净初级生产力（net primary productivity，NPP）、生物量碳库、多样性等影响的研究进展，并进行了讨论与展望。主要结论如下：（1）近60 a来，高原气温整体呈显著升高趋势，平均每10 a升高约0.37 ℃，年降水量整体呈增多趋势，平均每10 a增加约10.40 mm，东南部呈暖干化、西北部呈暖湿化趋势；（2）在整体改善背景下，高原植被覆盖度与NDVI存在局部退化态势，改善的面积占比为67.7%~75.0%，主要分布在中东部地区；（3）整体上，高原植被物候呈返青期提前、枯黄期推后、生育期延长的趋势，但2000年后返青期提前则存在较大争议；（4）高原植被NPP整体呈显著增加趋势，但2000年后增速有所减缓，显著增加的区域主要分布在祁连山南部地区及念青唐古拉山北部高寒草甸区，而藏北高原、西藏“一江两河”和三江源中西部地区则呈下降趋势；（5）高原植被生物量碳库整体呈增加趋势，表现为碳汇，且具有明显的空间异质性，高寒草甸草原增加显著，其他草地类型增幅较小，部分地区有所下降；（6）高原植物多样性发生了显著变化，尽管研究结果不尽相同，但气候变化显著影响了高寒草地植物群落物种组成和多样性的事实毋庸置疑。建议未来应加强数据组网观测对比和多尺度效应研究、深化内在机理研究和多因子综合量化分析、强化共享机制、提高应对气候变化的能力，以期促进高原生态保护和高质量发展。
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袁巧丽, 杨建. 青藏高原草地植被物候变化及其对气候变化的响应[J]. 中国草地学报, 2021, 43(9):32-43.
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刘鑫, 李文辉, 赵恒和. 高寒草原草地植被物候期及气象因子的关系模式[J]. 中国农学通报, 2019, 35(22):117-122.
为进一步探寻高寒地区草地植被物候期生长指标与气象因子间的最佳关系模型，基于近11a的气象和牧草观测资料，采用曲线估计分析法探讨了高寒地区不同年际间草地植被物候期生长指标的变化特征及其与气象因子间的关系。结果表明，不同年际间气温和降水量均无显著差异，草地植被物候期生长指标在不同年际间的表现规律不尽相同。其中2005和2010年草地植被高度显著高于2015年，而植被盖度在不同年际间无显著差异；草地植被产量的变化趋势与植被高度一致。另外，2014年草地植被各生长指标的变异系数最大，分别为85%、55%和94%；而2015年变异程度最小，分别为48%、32%和64%。此外，不同年际间高寒草地植被物候期平均气温与高度无关，而与盖度和产量呈一次函数；年平均降水量与高度、盖度和产量间的最佳拟合模型均呈一次线性方程。由此可见，季节性降水量是驱动高海拔地区草地植被高度、盖度和产量的主导因子。
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严俊, 旦久罗布, 张海鹏, 等. 藏北高原那曲天然草地类型及其分布特征[J]. 高原农业, 2022, 6(6):526-546.
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