气候变化和人类活动对高海拔区植被动态变化影响机理：建立以青藏高原和安第斯普那高原为例的影响贡献模型

Both climate change and anthropogenic activities are known to have an impact on plant dynamics. However, a comprehensive analysis of the impact of climate change and anthropogenic activities on plant dynamics has not been analyzed with remote sensing data applying the rainfall-runoff chain framework. The project will provide a coupled water-energy budget and separation of respective variables jointly with an eco-hydrologic diagnostics that, based on results from long-term watershed experiments, can attribute total change to impacts of external or climate and internal or land-use/watershed change. The aim of the project is 1) extending remote sensing vegetation information by combining with physical climate model and attributing observed changes to external or climate impact or to internal or anthropogenic activities, 2) developing an advanced methodology for analyzing soil-vegetation-climate change relationship, and 3) advancing our understanding of climate-vegetation relationship on the sensitive mountainous regions in order to adapt and moderate consequences from global warming on regional-to-continental scales.

陆地表层植被动态变化的原因包括分为气候驱动和人类活动影响两个方面。针对目前国内外植被-气候关系研究中，难以将气候变化影响和人类活动两方面影响分离这一不足。项目将耦合遥感近实时生物量指标 (如NDVI，fPAR等) 与水文气候的Budyko能量水分平衡物理模型，利用模式模拟的理想气候态和再分析资料的观测气候态进行对比，量化分析气候变化和人类活动对陆表植被的影响。项目的预期成果：1) 改进植被-气候变化关系遥感研究方法的不足，实现植被变化气候变化与人类活动影响的部分分离；2) 提出下垫面-植被-大气之间交互过程模型，完成由统计模型到物理模型的提升；3) 为全球尺度高海拔区植被动态变化及气候响应研究提供理论与实践支持，为认识、适应和减缓区域与全球气候变化对植被的影响提供科学依据。

陆地表层植被动态变化的原因包括分为气候驱动和人类活动影响两个方面。针对目前国内外植被-气候关系研究中，难以将气候变化影响和人类活动两方面影响分离这一不足。本研究旨在利用长期的遥感数据和气候资料 (1982-2014)，结合Budyko 能量水分平衡模型 (物理机理) 和遥感手段的近实时生物量指标 (统计分析)，选取以青藏高原和安第斯普那高原为代表的高海拔变化响应敏感区，建立气候驱动及人类活动对陆地表层植被影响的贡献模型，为认识、适应和减缓区域与全球变化的影响提供科学依据。研究工作中主要包括：1) 植被动态变化与水文气候模式的耦合研究，以及 2）量化气候变化和人类活动对陆地表层植被变化的贡献模型。研究扩展了以往模型中考虑的干燥度恒定 D~1 的理想情况，建立了随干燥度变化的下垫面受气候和人类活动影响模型，使模型得到更广泛的应用。研究结合高原复杂的DEM和能量水分平衡物理过程等，结合大尺度环流背景的影响，分析青藏高原和安第斯普那高原2000年以来气候变暖停滞现象。发现安第斯普那高原呈现出干燥区域变得更加干燥潮湿区域变得更加潮湿的特点，并与青藏高原的气候变湿润植被增绿进行了对比。在量化气候变化和人类活动对陆地表层植被变化的贡献时，发现青藏高原受人类活动影响区集中在人口相对密集的区域，安第斯普那高原受人类活动影响区与森林砍伐区一致。模型研究进一步扩展到人类活动影响剧烈的城市区域，进一步针对模型分析中可能不完善的部分，进行补充及不确性分析。探索及量化植被动态变化与水文气候模式的耦合模型扩展不再局限于两大高原区，而是用于建立和分析了国家城市尺度上城市受气候和人类活动影响模型，得到了中国和美国（发展中和发达国家）受气候和人类活动影响的规律及空间分布，将探索及量化城市化动态变化与水文气候模式的耦合模型扩展用于分析国家尺度上物种多样性受气候和人类活动影响研究。