基于MODIS的植被物候动态及其对土地利用和气候变化的响应

植被是陆地生态系统的主体,在调节全球物质与能量平衡、减缓大气中温室气体浓度上升以及维护全球气候稳定等方面具有重要作用。物候对陆地生态系统具有重要指示作用，与气候等自然环境因素息息相关，也与人类活动因素有关。借助于遥感技术，可实现物候观测由点向面的空间尺度扩展，提供大尺度的植被物候信息及其动态变化数据，从而使我们能够深入理解区域、大洲甚至全球尺度的植被生长动态。以时间序列的星载MODIS数据为主要信息源，分析MODIS时间序列数据特征，综合几种植被物候监测方法，考虑气候、植被覆盖类型等因素，构建区域植被物候动态监测模型；分析植被物候的时空格局与变化趋势；研究植被物候对气温、降水变化等气候变化因子及土地利用/覆被类型转变的响应特征，探讨植被物候时空变化的驱动因子及其驱动机制。

以多时相的MODIS数据为数据源，重构光滑的植被生长曲线；根据植被生长曲线，采用拐点判断、曲线拟合与曲率最大值结合起来进行非线性迭代的方法，确定生长曲线中的物候关键点，构建了植被物候遥感监测方法，提取了中国东北2000-2009年连续10年的森林植被绿叶始期、绿叶最大值期、绿叶末期等关键物候期参量。采用线性回归分析方法，构建了植被关键物候期参量与年份的线性相关关系及相关系数的显著性程度，研究植被关键物候期的年际变化规律，分析了植被物候期动态变化趋势，研究了自然环境因素变化对植被关键物候期的影响。基于2000和2010年两期土地利用数据，采用转移矩阵计算方法，获得2000～2010年间土地利用/覆被转变的空间格局及变化量，选取了四个典型变化区域，将像元尺度的斑块数、平均斑块面积、边界密度、聚集度指数等景观格局分析指数应用于植物物候期时空格局变化分析中，分析典型变化区域及其周边的植被物候变化格局及变化特征，研究了土地利用/覆被类型变化对植物物候期动态的影响。通过分别对植被物候期与自然环境因素和与人类活动相关因素关键的分析和研究，首次阐述了植被物候时空变化的自然环境变化驱动因素和人类活动驱动因素的作用。项目实现了预期研究目标，完成了预期研究内容，得到了理想的研究成果。