农学学报 ›› 2024, Vol. 14 ›› Issue (4): 83-92.doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2023-0134
王鹤龄1(), 丁文魁1,2, 李兴宇2, 杨晓玲2(), 郭丽梅2, 张金秀2
收稿日期:
2023-05-31
修回日期:
2023-11-22
出版日期:
2024-04-17
发布日期:
2024-04-17
通讯作者:
作者简介:
王鹤龄,男,1978年出生,甘肃会宁人,研究员,主要从事干旱气候变化与农业生态关系研究工作。E-mail:wwqxj.6150343@163.com。
基金资助:
WANG Heling1(), DING Wenkui1,2, LI Xingyu2, YANG Xiaoling2(), GUO Limei2, ZHANG Jinxiu2
Received:
2023-05-31
Revised:
2023-11-22
Online:
2024-04-17
Published:
2024-04-17
摘要:
研究气候变化对植被覆盖的影响,对干旱区生态环境保护具有重要意义。以石羊河流域2000—2020年逐月气温、降水、日照、蒸发和NASA GIMMS归一化植被指数(NDVI)资料为基础,首先运用线性趋势法分析了气温、降水量、日照时数、蒸发量与NDVI的年、季节变化趋势,然后采用相关系数法研究了气候要素对NDVI的影响。结果表明:石羊河流域及各地年气温呈明显上升趋势,春、夏、秋季气温呈上升趋势,冬季(除民勤外)呈下降趋势;全流域及永昌、古浪、天祝年降水量呈增多趋势,民勤、凉州呈减少趋势,各季节降水量变化趋势不太一致;年日照时数除古浪呈增多趋势外,全流域及其他各地呈减少趋势,各季节日照时数变化趋势很不一致;年蒸发量除凉州呈减少趋势外,全流域及其他各地呈增多趋势,各季节蒸发量变化趋势也不太一致。石羊河流域及各地年NDVI呈显著增长趋势,除凉州春季外,各季节也呈增长趋势。年、季气温和降水量与NDVI基本呈正相关,气温、降水量对NDVI具有正贡献。年、季日照时数和蒸发量与NDVI相关性的正负差异较大,总体来看,日照时数对NDVI具有负贡献,蒸发量对NDVI具有正贡献。研究结果将为石羊河流域提高气候资源的利用率、调整种植结构和改善生态环境提供科学的参考依据。
王鹤龄, 丁文魁, 李兴宇, 杨晓玲, 郭丽梅, 张金秀. 石羊河流域气候变化及其对植被指数的影响[J]. 农学学报, 2024, 14(4): 83-92.
WANG Heling, DING Wenkui, LI Xingyu, YANG Xiaoling, GUO Limei, ZHANG Jinxiu. Climate Change in Shiyang River Basin and Its Influence on Vegetation Index[J]. Journal of Agriculture, 2024, 14(4): 83-92.
气候因素 | 季节 | 全流域 | 永昌 | 民勤 | 凉州 | 古浪 | 天祝 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
气温/℃ | 春季 | 7.8 | 7.4 | 11.5 | 11.4 | 7.7 | 0.9 |
夏季 | 18.7 | 18.1 | 23.3 | 22.2 | 18.4 | 11.3 | |
秋季 | 6.4 | 5.9 | 9.1 | 9.4 | 6.6 | 1.1 | |
冬季 | -6.7 | -7.4 | -5.7 | -4.5 | -6.1 | -9.9 | |
降水量/mm | 春季 | 50.0 | 39.8 | 23.4 | 33.0 | 82.9 | 70.9 |
夏季 | 144.8 | 132.4 | 63.1 | 93.2 | 174.5 | 260.9 | |
秋季 | 65.1 | 52.9 | 32.9 | 43.5 | 93.7 | 102.8 | |
冬季 | 7.8 | 5.5 | 3.2 | 6.1 | 13.6 | 10.6 | |
日照时数/h | 春季 | 786.0 | 809.0 | 875.4 | 782.4 | 733.8 | 729.6 |
夏季 | 753.6 | 780.8 | 891.8 | 775.6 | 711.8 | 608.1 | |
秋季 | 670.7 | 706.2 | 734.9 | 668.2 | 619.5 | 624.8 | |
冬季 | 673.0 | 701.2 | 701.3 | 658.2 | 609.4 | 695.1 | |
蒸发量/mm | 春季 | 679.8 | 693.8 | 900.6 | 682.4 | 590.1 | 503.1 |
夏季 | 840.4 | 832.9 | 1164.4 | 838.5 | 779.4 | 569.6 | |
秋季 | 398.8 | 412.1 | 511.1 | 378.6 | 367.0 | 307.9 | |
冬季 | 178.6 | 185.7 | 168.2 | 146.8 | 200.0 | 196.4 |
气候因素 | 季节 | 全流域 | 永昌 | 民勤 | 凉州 | 古浪 | 天祝 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
气温/℃ | 春季 | 7.8 | 7.4 | 11.5 | 11.4 | 7.7 | 0.9 |
夏季 | 18.7 | 18.1 | 23.3 | 22.2 | 18.4 | 11.3 | |
秋季 | 6.4 | 5.9 | 9.1 | 9.4 | 6.6 | 1.1 | |
冬季 | -6.7 | -7.4 | -5.7 | -4.5 | -6.1 | -9.9 | |
降水量/mm | 春季 | 50.0 | 39.8 | 23.4 | 33.0 | 82.9 | 70.9 |
夏季 | 144.8 | 132.4 | 63.1 | 93.2 | 174.5 | 260.9 | |
秋季 | 65.1 | 52.9 | 32.9 | 43.5 | 93.7 | 102.8 | |
冬季 | 7.8 | 5.5 | 3.2 | 6.1 | 13.6 | 10.6 | |
日照时数/h | 春季 | 786.0 | 809.0 | 875.4 | 782.4 | 733.8 | 729.6 |
夏季 | 753.6 | 780.8 | 891.8 | 775.6 | 711.8 | 608.1 | |
秋季 | 670.7 | 706.2 | 734.9 | 668.2 | 619.5 | 624.8 | |
冬季 | 673.0 | 701.2 | 701.3 | 658.2 | 609.4 | 695.1 | |
蒸发量/mm | 春季 | 679.8 | 693.8 | 900.6 | 682.4 | 590.1 | 503.1 |
夏季 | 840.4 | 832.9 | 1164.4 | 838.5 | 779.4 | 569.6 | |
秋季 | 398.8 | 412.1 | 511.1 | 378.6 | 367.0 | 307.9 | |
冬季 | 178.6 | 185.7 | 168.2 | 146.8 | 200.0 | 196.4 |
气候因素 | 季节 | 项目 | 全流域 | 永昌 | 民勤 | 凉州 | 古浪 | 天祝 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
气温 | 春季 | 趋势斜率/(℃/10a) | 0.697 | 0.529 | 0.836 | 0.658 | 0.816 | 0.534 |
趋势系数 | 0.4565* | 0.3694** | 0.4667* | 0.4441* | 0.5036* | 0.3606*** | ||
夏季 | 趋势斜率/(℃/10a) | 0.471 | 0.453 | 0.669 | 0.456 | 0.565 | 0.141 | |
趋势系数 | 0.4626* | 0.4222** | 0.5830* | 0.4693* | 0.4681* | 0.1562 | ||
秋季 | 趋势斜率/(℃/10a) | 0.456 | 0.269 | 0.680 | 0.391 | 0.586 | 0.294 | |
趋势系数 | 0.5097* | 0.2395 | 0.5752* | 0.3981** | 0.5113* | 0.3071*** | ||
冬季 | 趋势斜率/(℃/10a) | -0.113 | -0.239 | 0.053 | -0.161 | -0.040 | -0.154 | |
趋势系数 | -0.0556 | -0.1192 | 0.0224 | -0.0794 | -0.0200 | -0.0894 | ||
降水量 | 春季 | 趋势斜率/(mm/10a) | 3.665 | 7.969 | 3.082 | -0.052 | 5.049 | 5.979 |
趋势系数 | 0.1261 | 0.3114*** | 0.1473 | 0.0024 | 0.0985 | 0.1921 | ||
夏季 | 趋势斜率/(mm/10a) | 16.515 | 15.068 | -1.700 | 4.894 | 13.062 | 51.455 | |
趋势系数 | 0.3002 | 0.2322 | -0.0424 | 0.0872 | 0.1903 | 0.4955* | ||
秋季 | 趋势斜率/(mm/10a) | -12.194 | -4.141 | -3.665 | -6.674 | -13.284 | -3.623 | |
趋势系数 | -0.3500*** | -0.1367 | -0.1655 | -0.2100 | -0.2339 | -0.0906 | ||
冬季 | 趋势斜率/(mm/10a) | 1.603 | 2.326 | -0.155 | 0.895 | 2.034 | 1.270 | |
趋势系数 | 0.2236 | 0.4509* | -0.0332 | 0.1476 | 0.1436 | 0.1691 | ||
日照时数 | 春季 | 趋势斜率/(h/10a) | 4.172 | -12.766 | 6.074 | 8.499 | 16.096 | 2.956 |
趋势系数 | 0.0600 | -0.1245 | 0.0927 | 0.1114 | 0.1908 | 0.0412 | ||
夏季 | 趋势斜率/(h/10a) | -44.579 | -61.173 | -29.231 | -56.204 | -34.235 | -42.052 | |
趋势系数 | -0.4984* | -0.5318* | -0.3421*** | -0.5449* | -0.3758** | 0.3662** | ||
秋季 | 趋势斜率/(h/10a) | 7.114 | -1.090 | -2.053 | 9.001 | 17.460 | 12.249 | |
趋势系数 | 0.1114 | -0.141 | -0.0283 | 0.1261 | 0.2553 | 0.1729 | ||
冬季 | 趋势斜率/(h/10a) | 1.649 | -8.975 | 0.631 | 3.608 | 5.961 | 7.022 | |
趋势系数 | 0.0347 | -0.1792 | 0.0141 | 0.0616 | 0.1179 | 0.1346 | ||
蒸发量 | 春季 | 趋势斜率/(mm/10a) | 23.595 | 6.288 | -5.913 | 12.156 | 18.478 | 30.683 |
趋势系数 | 0.2670 | 0.0600 | -0.0574 | 0.1456 | 0.1277 | 0.3561*** | ||
夏季 | 趋势斜率/(mm/10a) | 6.200 | 10.232 | 62.140 | -34.714 | -1.179 | -42.991 | |
趋势系数 | 0.0854 | 0.1049 | 0.5874* | -0.4567* | -0.0077 | -0.4825* | ||
秋季 | 趋势斜率/(mm/10a) | 38.841 | 38.712 | 57.423 | 10.245 | 47.647 | 29.494 | |
趋势系数 | 0.5638* | 0.4549* | 0.6592* | 0.1510 | 0.4649* | 0.4938* | ||
冬季 | 趋势斜率/(mm/10a) | 4.305 | 14.162 | -7.992 | 6.610 | -14.454 | 25.014 | |
趋势系数 | 0.1342 | 0.3635*** | -0.2112 | 0.2138 | -0.2538 | 0.5840* |
气候因素 | 季节 | 项目 | 全流域 | 永昌 | 民勤 | 凉州 | 古浪 | 天祝 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
气温 | 春季 | 趋势斜率/(℃/10a) | 0.697 | 0.529 | 0.836 | 0.658 | 0.816 | 0.534 |
趋势系数 | 0.4565* | 0.3694** | 0.4667* | 0.4441* | 0.5036* | 0.3606*** | ||
夏季 | 趋势斜率/(℃/10a) | 0.471 | 0.453 | 0.669 | 0.456 | 0.565 | 0.141 | |
趋势系数 | 0.4626* | 0.4222** | 0.5830* | 0.4693* | 0.4681* | 0.1562 | ||
秋季 | 趋势斜率/(℃/10a) | 0.456 | 0.269 | 0.680 | 0.391 | 0.586 | 0.294 | |
趋势系数 | 0.5097* | 0.2395 | 0.5752* | 0.3981** | 0.5113* | 0.3071*** | ||
冬季 | 趋势斜率/(℃/10a) | -0.113 | -0.239 | 0.053 | -0.161 | -0.040 | -0.154 | |
趋势系数 | -0.0556 | -0.1192 | 0.0224 | -0.0794 | -0.0200 | -0.0894 | ||
降水量 | 春季 | 趋势斜率/(mm/10a) | 3.665 | 7.969 | 3.082 | -0.052 | 5.049 | 5.979 |
趋势系数 | 0.1261 | 0.3114*** | 0.1473 | 0.0024 | 0.0985 | 0.1921 | ||
夏季 | 趋势斜率/(mm/10a) | 16.515 | 15.068 | -1.700 | 4.894 | 13.062 | 51.455 | |
趋势系数 | 0.3002 | 0.2322 | -0.0424 | 0.0872 | 0.1903 | 0.4955* | ||
秋季 | 趋势斜率/(mm/10a) | -12.194 | -4.141 | -3.665 | -6.674 | -13.284 | -3.623 | |
趋势系数 | -0.3500*** | -0.1367 | -0.1655 | -0.2100 | -0.2339 | -0.0906 | ||
冬季 | 趋势斜率/(mm/10a) | 1.603 | 2.326 | -0.155 | 0.895 | 2.034 | 1.270 | |
趋势系数 | 0.2236 | 0.4509* | -0.0332 | 0.1476 | 0.1436 | 0.1691 | ||
日照时数 | 春季 | 趋势斜率/(h/10a) | 4.172 | -12.766 | 6.074 | 8.499 | 16.096 | 2.956 |
趋势系数 | 0.0600 | -0.1245 | 0.0927 | 0.1114 | 0.1908 | 0.0412 | ||
夏季 | 趋势斜率/(h/10a) | -44.579 | -61.173 | -29.231 | -56.204 | -34.235 | -42.052 | |
趋势系数 | -0.4984* | -0.5318* | -0.3421*** | -0.5449* | -0.3758** | 0.3662** | ||
秋季 | 趋势斜率/(h/10a) | 7.114 | -1.090 | -2.053 | 9.001 | 17.460 | 12.249 | |
趋势系数 | 0.1114 | -0.141 | -0.0283 | 0.1261 | 0.2553 | 0.1729 | ||
冬季 | 趋势斜率/(h/10a) | 1.649 | -8.975 | 0.631 | 3.608 | 5.961 | 7.022 | |
趋势系数 | 0.0347 | -0.1792 | 0.0141 | 0.0616 | 0.1179 | 0.1346 | ||
蒸发量 | 春季 | 趋势斜率/(mm/10a) | 23.595 | 6.288 | -5.913 | 12.156 | 18.478 | 30.683 |
趋势系数 | 0.2670 | 0.0600 | -0.0574 | 0.1456 | 0.1277 | 0.3561*** | ||
夏季 | 趋势斜率/(mm/10a) | 6.200 | 10.232 | 62.140 | -34.714 | -1.179 | -42.991 | |
趋势系数 | 0.0854 | 0.1049 | 0.5874* | -0.4567* | -0.0077 | -0.4825* | ||
秋季 | 趋势斜率/(mm/10a) | 38.841 | 38.712 | 57.423 | 10.245 | 47.647 | 29.494 | |
趋势系数 | 0.5638* | 0.4549* | 0.6592* | 0.1510 | 0.4649* | 0.4938* | ||
冬季 | 趋势斜率/(mm/10a) | 4.305 | 14.162 | -7.992 | 6.610 | -14.454 | 25.014 | |
趋势系数 | 0.1342 | 0.3635*** | -0.2112 | 0.2138 | -0.2538 | 0.5840* |
季节 | 项目 | 全流域 | 永昌 | 民勤 | 凉州 | 古浪 | 天祝 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
春季 | 均值 | 0.6100 | 0.1567 | 0.0864 | 0.1691 | 0.1464 | 0.2465 |
趋势斜率/(/a) | 0.0013 | 0.0014 | 0.0004 | 0.0001 | 0.0021 | 0.0025 | |
趋势系数 | 0.7659* | 0.6824* | 0.7280* | 0.0469 | 0.7918* | 0.8732* | |
夏季 | 均值 | 0.3074 | 0.2943 | 0.1335 | 0.3166 | 0.2627 | 0.5301 |
趋势斜率/(/a) | 0.0035 | 0.0045 | 0.0011 | 0.0033 | 0.0048 | 0.0039 | |
趋势系数 | 0.7426* | 0.7573* | 0.7515* | 0.7057* | 0.6470* | 0.6884* | |
秋季 | 均值 | 0.2144 | 0.1961 | 0.1080 | 0.2113 | 0.1991 | 0.3577 |
趋势斜率/(/a) | 0.0028 | 0.0026 | 0.0008 | 0.0022 | 0.0047 | 0.0035 | |
趋势系数 | 0.8117* | 0.9177* | 0.6768* | 0.6968* | 0.7648* | 0.7517* | |
冬季 | 均值 | 0.1258 | 0.1207 | 0.0807 | 0.1144 | 0.1188 | 0.1945 |
趋势斜率/(/a) | 0.0016 | 0.0017 | 0.0007 | 0.0019 | 0.0022 | 0.0017 | |
趋势系数 | 0.9287* | 0.7645* | 0.9220* | 0.9262* | 0.8589* | 0.7837* |
季节 | 项目 | 全流域 | 永昌 | 民勤 | 凉州 | 古浪 | 天祝 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
春季 | 均值 | 0.6100 | 0.1567 | 0.0864 | 0.1691 | 0.1464 | 0.2465 |
趋势斜率/(/a) | 0.0013 | 0.0014 | 0.0004 | 0.0001 | 0.0021 | 0.0025 | |
趋势系数 | 0.7659* | 0.6824* | 0.7280* | 0.0469 | 0.7918* | 0.8732* | |
夏季 | 均值 | 0.3074 | 0.2943 | 0.1335 | 0.3166 | 0.2627 | 0.5301 |
趋势斜率/(/a) | 0.0035 | 0.0045 | 0.0011 | 0.0033 | 0.0048 | 0.0039 | |
趋势系数 | 0.7426* | 0.7573* | 0.7515* | 0.7057* | 0.6470* | 0.6884* | |
秋季 | 均值 | 0.2144 | 0.1961 | 0.1080 | 0.2113 | 0.1991 | 0.3577 |
趋势斜率/(/a) | 0.0028 | 0.0026 | 0.0008 | 0.0022 | 0.0047 | 0.0035 | |
趋势系数 | 0.8117* | 0.9177* | 0.6768* | 0.6968* | 0.7648* | 0.7517* | |
冬季 | 均值 | 0.1258 | 0.1207 | 0.0807 | 0.1144 | 0.1188 | 0.1945 |
趋势斜率/(/a) | 0.0016 | 0.0017 | 0.0007 | 0.0019 | 0.0022 | 0.0017 | |
趋势系数 | 0.9287* | 0.7645* | 0.9220* | 0.9262* | 0.8589* | 0.7837* |
气候因素 | 时段 | 全流域 | 永昌 | 民勤 | 凉州 | 古浪 | 天祝 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
气温/℃ | 年 | 0..3538*** | 0.2732 | 0.4425** | 0.3592*** | 0.2657 | 0.2030 |
春季 | 0.5251** | 0.2863 | 0.6264* | 0.2447 | 0.4902** | 0.5489* | |
夏季 | 0.2057 | 0.2052 | 0.2906 | 0.1790 | 0.1166 | -0.0281 | |
秋季 | 0.1581 | 0.0852 | 0.2160 | 0.0871 | 0.1229 | 0.1482 | |
冬季 | 0.1006 | 0.0415 | 0.0975 | -0.0010 | 0.0220 | 0.2840 | |
降水量/mm | 年 | 0.5462* | 0.4930** | 0.0677 | 0.3665*** | 0.4672** | 0.7006* |
春季 | 0.3046 | 0.3392*** | 0.0520 | 0.3508 | 0.1953 | 0.3886*** | |
夏季 | 0.5728* | 0.4255** | 0.1019 | 0.3815*** | 0.5676* | 0.6209* | |
秋季 | 0.0324 | 0.1100 | -0.2665 | -0.1046 | 0.1333 | 0.0801 | |
冬季 | 0.1381 | 0.4965** | -0.1774 | 0.1242 | -0.0212 | 0.2795 | |
日照时数/h | 年 | -0.3679*** | -0.5063** | -0.1632 | -0.4010*** | -0.1348 | 0.0091 |
春季 | -0.0860 | -0.2235 | 0.0445 | -0.4795** | 0.1329 | 0.1291 | |
夏季 | -0.4561** | -0.4309** | -0.3697*** | -0.4266** | -0.3795*** | -0.2530 | |
秋季 | -0.0380 | -0.3309 | 0.0453 | 0.0557 | 0.1125 | -0.0512 | |
冬季 | 0.0660 | -0.2098 | 0.1644 | 0.1090 | 0.0906 | 0.1632 | |
蒸发量/mm | 年 | 0.0961 | 0.0746 | 0.3660*** | -0.2211 | -0.1984 | 0.0726 |
春季 | 0.3210 | -0.0536 | 0.1171 | -0.0087 | 0.0009 | 0.4454** | |
夏季 | -0.3518*** | -0.3207 | 0.2178 | -0.5744* | -0.2787 | -0.7036* | |
秋季 | 0.4003*** | 0.3960*** | 0.5247* | -0.0422 | -0.1818 | 0.2367 | |
冬季 | 0.2829 | 0.3787*** | -0.1217 | 0.3239 | 0.1421 | 0.7373* |
气候因素 | 时段 | 全流域 | 永昌 | 民勤 | 凉州 | 古浪 | 天祝 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
气温/℃ | 年 | 0..3538*** | 0.2732 | 0.4425** | 0.3592*** | 0.2657 | 0.2030 |
春季 | 0.5251** | 0.2863 | 0.6264* | 0.2447 | 0.4902** | 0.5489* | |
夏季 | 0.2057 | 0.2052 | 0.2906 | 0.1790 | 0.1166 | -0.0281 | |
秋季 | 0.1581 | 0.0852 | 0.2160 | 0.0871 | 0.1229 | 0.1482 | |
冬季 | 0.1006 | 0.0415 | 0.0975 | -0.0010 | 0.0220 | 0.2840 | |
降水量/mm | 年 | 0.5462* | 0.4930** | 0.0677 | 0.3665*** | 0.4672** | 0.7006* |
春季 | 0.3046 | 0.3392*** | 0.0520 | 0.3508 | 0.1953 | 0.3886*** | |
夏季 | 0.5728* | 0.4255** | 0.1019 | 0.3815*** | 0.5676* | 0.6209* | |
秋季 | 0.0324 | 0.1100 | -0.2665 | -0.1046 | 0.1333 | 0.0801 | |
冬季 | 0.1381 | 0.4965** | -0.1774 | 0.1242 | -0.0212 | 0.2795 | |
日照时数/h | 年 | -0.3679*** | -0.5063** | -0.1632 | -0.4010*** | -0.1348 | 0.0091 |
春季 | -0.0860 | -0.2235 | 0.0445 | -0.4795** | 0.1329 | 0.1291 | |
夏季 | -0.4561** | -0.4309** | -0.3697*** | -0.4266** | -0.3795*** | -0.2530 | |
秋季 | -0.0380 | -0.3309 | 0.0453 | 0.0557 | 0.1125 | -0.0512 | |
冬季 | 0.0660 | -0.2098 | 0.1644 | 0.1090 | 0.0906 | 0.1632 | |
蒸发量/mm | 年 | 0.0961 | 0.0746 | 0.3660*** | -0.2211 | -0.1984 | 0.0726 |
春季 | 0.3210 | -0.0536 | 0.1171 | -0.0087 | 0.0009 | 0.4454** | |
夏季 | -0.3518*** | -0.3207 | 0.2178 | -0.5744* | -0.2787 | -0.7036* | |
秋季 | 0.4003*** | 0.3960*** | 0.5247* | -0.0422 | -0.1818 | 0.2367 | |
冬季 | 0.2829 | 0.3787*** | -0.1217 | 0.3239 | 0.1421 | 0.7373* |
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