气候的时空分析观察到的变化的驱动程序在萨赫勒地区的植被生产力(1982 - 2007)

文摘

线性趋势分析和季节性趋势分析进行网格数据的植被,降雨,太阳辐射通量,和空气温度,为了检查过去三十年的气候变化的影响和改变在萨赫勒地区的植被动力学。逐像素相关性分析进行月度和年度数据,并分析变化的潜在自然植被气候约束发展从1982 - 2007执行。结果显示两个不同的时期:1982 - 1994 (a),植被生产力的大幅提高和降水和平均气温和太阳辐射的变化和(b) 1995 - 2007年植被生产力和降雨的特点是没有明显的趋势,增加平均气温和太阳辐射通量下降。植被生产力和气候的限制之间的相关性被发现是只统计上显著的降雨量只有中等程度的解释观察到归一化植被指数变化,这表明nonclimatic萨赫勒地区的植被动力学因素也很重要。

1。介绍

通过20世纪的第二部分标记在半干旱的非洲人口增长已经放置高压在自然资源和增加了土地适合农业的竞争在这个地区。这导致一般强化现有的农业地区,随着扩大农业生产活动为前边缘地区(1]。因此,总体土壤肥力和许多地区产量潜力迅速下降,导致更多的土地被开垦[2]。许多撒哈拉以南非洲的半干旱地区的农业生产的特点是适应能力很低,因此该地区非常容易受到大规模的外部压力的影响,包括气候变化和气候变化(增加3]。特别明显的干旱在萨赫勒地区在1970 - 1980年的显示这个漏洞。这些干旱对当地经济产生重大的影响和区域粮食安全是一个关键因素,建立联合国防治荒漠化公约和干旱(UNCCD),给予进一步的关注的敏感性萨赫勒地区的生态系统和依赖他们的人(4]。

萨赫勒地区提供了一些最引人注目的例子关于气候变化在20世纪(5,6]。平均降雨量1961 - 1989年期间下降了40%比早些时候引用时期(1931 - 1960)和显示内在降水年际变化大,因此很难预测未来降雨的特征(6,7]。气候变化的情况下(8和全球变化的场景9)强调,更多的地区在亚热带的地区包括萨赫勒地区预计将倾向于未来极端气候变化,持续干旱的主要问题,从而负面影响自然资源基础。

“功能趋同假说”表明,生态过程倾向于调整植物响应环境条件特点,倾向于最大化增长。从本质上讲,功能趋同假说认为,任何形式的资源短缺将导致调整光的捕获;因此光捕获作为积分器的资源状况和生化有限公司的能力₂同化(10]。空气温度和表面向下太阳辐射通量的变化通常不会解释观察到的归一化植被指数的方差降雨因为水资源是最重要的潜在气候约束在荒漠草原植被生产力(11- - - - - -15]。然而,归一化植被指数随时间的变化可能引起不仅被水可用性,也从其他气候约束(太阳辐射通量和空气温度)随着水资源变得更少限制植物的生长。

本文的目的是检查过去三十年的气候变化所带来的影响和变化在萨赫勒地区(1982 - 2007)对植被生产力。这是通过地球观测的时空分析——基于(EO)以及生物物理变量从再分析数据建模。分析植被趋势(NDVI)结合分析潜在的气候趋势的制约因素(水、辐射和温度)16]植被生长研究探索可能的观测植被动态变化的原因。Theil-Sen平均斜率线性趋势分析(TS-LTA)进行年度和月度数据涵盖了1982 - 2007年的时期为了检查长期趋势的大小和方向。此外季节性趋势分析(STA)进行,结合本公司的输出这使调查观察到长期趋势的重要性。互补、意义测试是为了表达的概率计算观察到的趋势可能是偶然因素。归一化植被指数和选定的气候变量之间的回归分析(降雨、入射辐射和空气温度)是为了量化解释执行的力量这些气候限制观察趋势年度和月度的估计植被生产力。

2。研究区域

萨赫勒地区从大西洋西部延伸至红海在东部(图1),位于撒哈拉沙漠的南部边缘之间的北部热带赤道非洲,因此形成一个过渡区之间干旱的北部和南部潮湿的生态区域。每年大量的降雨和植被萨赫勒地区(最常见的描写的人2,15,17]。在当前的研究中萨赫勒地区划分根据1996 - 2007年期间的平均年降雨量150 - 700毫米之间,覆盖面积等降雨量线(图1)。

萨赫勒地区的北部地区主要是由开放和稀疏草地,灌丛带,及沙漠,虽然农田,开放的木本植物,落叶灌木地描述南方风景(18,19]。该地区主要是C4植物类型,占大约80%的平均草本层,因为这些植物是更有效率的生产者在高温和辐射水平,比C3植物(20.]。

热带辐合带的动力学和运动(ITCZ)是主要的驱动力控制量,定时和萨赫勒地区的降雨量的分布(21]。大范围收敛,湿度非常高,与ITCZ的位置和形式的基础季节性降雨型(21,22]。西非季风(WAM)动力学是一个反应温度、压力和湿度差异北非洲大陆和热带大西洋(23]。萨赫勒地区的雨季是直接与政治活动家,长度为3 - 6个月,每年8月份降雨强度峰值。雨季的长度随纬度增加而持续约3个月在北部和南部6个月(23]。温度高在整个年平均值之间的32 - 35°C和20 - 25°C在最热和最冷的一个月,分别为(18]。类似于降雨量、平均气温增加与减少纬度,反之亦然。海岸附近的温度要低得多,在短暂而强烈的雨季由于增加的影响可用性的水组件控制总体能量平衡在每年的这个时候(18,24]。

3所示。数据

长期的生物物理变量数据集萨赫勒地区主要是基于地面气象站测量,卫星数据,或两者的结合。气象站往往集中在人口密集地区和富裕地区大面积覆盖在撒哈拉以南的非洲非常有限和萨赫勒地区(25]。卫星数据从AVHHR(先进的高分辨率辐射计)传感器在NOAA卫星提供了连续植被生产力的时空信息。GIMMS(全球库存模型和映射研究)和归一化植被指数(归一化植被指数)目前基于AVHRR数据从1981年7月到2007年之间,使用最广泛的全球覆盖率AVHRR数据集。这段时间包括全年覆盖GIMMS数据(1982 - 2007)因此决定了执行时间分析的程度。

3.1。AVHRR GIMMS归一化植被指数

输入数据用于GIMMS数据集是全球区域范围(GAC) 1 b产品。每个广汽像素被到一个8公里的像素输出的产品基于一个向前,最近邻映射在广汽像素最高的NDVI值选择(26]。通道1和2的数据用于GIMMS数据校准(27),和派生的NDVI进一步调整使用洛(技术28]。没有大气校正应用于GIMMS数据除了火山平流层气溶胶时期(1982 - 1984和1991 - 1994年)(23]。卫星轨道漂移修正执行使用经验模态分解(EMD)平邹的坐标转换方法等。29日消除时间序列之间的共同趋势的太阳天顶角和归一化植被指数(SZA)。

3.2。降雨量数据

降雨数据被选为当前研究降水的气候预测中心合并分析城市规划机构(CMAP)。提出数据集包括全球月雨量的估算基于2.5°经度网格1979 -礼物。月雨量的估算是基于测量站测量的组合和各种不同的卫星观测。这样做是为了确保最优时间覆盖率和空间分辨率和改善数据集的总体质量。卫星估计包括云属性的信息来源于可见光(VIS)和红外(IR)频道,即将离任的长波辐射(OLR),微波探测装置(MSU)和微波散射和排放数据SSM / I (30.]。卫星估计结合网格从数据集,由超过6700个测量站在全球范围内,以生成最终的月降水产品。然而,雨量计站的数量用于校准存在着很大的差别在太空11站的平均2.5°像素覆盖在萨赫勒地区的区域。通常给出的绝对值比可变性和不值得信任的全球平均水平似乎是准确的在5 - 10% (30.]。

3.3。温度数据

NOAA NCEP共产党GHCN /摄像头网格气温数据集是基于站全球陆地月平均地表气温数据集经度决议时期从1948年到现在,是在气候预测中心开发的,国家环境预报中心(25]。这个数据集使用的两个人站观测的数据集(全球历史气候网版本2和气候异常监测系统(GHCN +凸轮))包括与spatially-temporally异常插值方法基于不同的气温直减率再分析地形调整。

3.4。表面太阳辐射通量下降

NOAA NCEP-DOE reanalysis-2月度表面向下太阳辐射通量数据用于目前的研究是基于广泛使用NCEP / NCAR(国家环境预报中心的和国家大气研究中心的再分析)再分析。Reanalysis-2是基于最先进的分析/执行数据同化预报系统,并针对改进NCEP / NCAR再分析通过更新参数化的物理过程31日]。网格表面向下太阳辐射通量数据提供单位的W / m²从1979年至今在1.875度的空间分辨率

4所示。方法

线性趋势分析(LTA)和季节性趋势分析(STA)进行,以检查过去三十年的国际米兰,intra-annual生物物理变量的变化,如植被生产、降雨量、气温和太阳辐射通量。线性方法是广泛使用的(11,32,33)由于其简单性和自斜率值报告在像素级很容易因为涉及相同的模型相比。

4.1。趋势分析

的AVHRR GIMMS 15天归一化植被指数合成数据聚合使用最大值月度观察复合的方法来进一步减少噪音和匹配的时间分辨率降雨量、气温和太阳辐射通量数据集。分析异常消除季节性的影响分析结果。执行的长期趋势分析是基于Theil-Sen平均斜率线性趋势分析(TS-LTA)已知抗异常值(噪音)的影响。非参数测试等Theil-Sen (TS)被认为是强劲的季节性,nonnormality,异方差性,时间自相关(在内部和年际尺度)34- - - - - -39]。为此TS-LTA高度适用于植被的研究趋势是基于NDVI的timeseries数据(40]。独立应用程序在每个像素计算中位数之间的斜坡随着时间的推移两两组合的像素。这种方法与使用线性最小二乘法回归趋势的方法技术。然而,Theil-Sen平均斜率趋势分析(基于非参数统计)是特别有效的估计趋势从小型和嘈杂的样本。

4.2。季节性趋势分析

季节性趋势分析(STA),作为应用,包括一个两级timeseries分析:(1)谐波回归和(2)一个非参数线性趋势过程(41]。逐像素谐波回归应用于timeseries的图像的归一化植被指数,每年降雨量、气温和太阳辐射通量,分别提取年平均图像,一年一度的周期,和半年周期(由五个谐波形状参数描述),类似于使用傅里叶分析采用山等。42]。两个谐波的使用提供了一种泛化的季节性曲线平衡需要描述的基本结构环境响应太阳能输入需要避免噪声影响(43]。谐波形状参数图像的逐像素的趋势进行了分析使用Theil-Sen平均斜率运营商通过计算斜率对于每一个成对组合的样品。中位数的计算趋势斜率和截距值在每个五个形状参数被计算的季节性曲线为开始和结束的系列基于中值的第一个和最后一个七年timeseries。七年被认为是一个合适的长度基本观测曲线,它减少了一些极端的影响年仍只覆盖了大约25%的整个分析周期。感兴趣的两个形状参数在当前分析振幅1和第一阶段指数系列。振幅1表达的任何变化的大小区别年度高/低的值,也就是说,季节性的振幅曲线(图2)。振幅1指数系列的一个积极的趋势表明增加年度高/低价值的区别,反之亦然。第一阶段指数系列显示器的年际变化的时机年度峰值(图2)。一个积极的趋势是一个年度峰值转向一个更早的日期和反向负面趋势。

4.3。线性相关和回归分析

回归分析确定最重要的变量控制在萨赫勒地区植被生长。通过计算pixel-wise皮尔逊积矩相关系数(),线性归一化植被指数之间的联系的强度和控制植物生长环境和气候因素(降水、气温和太阳辐射通量)确定三26年timeseries这里使用重要性水平(5%和10%)。线性回归分析进行年度和月度(June-October)数据,1982 - 2007年期间进行的。为了确定最佳延迟时间在植物应对气候限制,0-2-month延迟响应时间进行了测试。每月的回归分析是基于覆盖的几个月平均萨赫勒地区的生长季节(June-October)来减少噪音的影响在旱季数据(17,41]。

4.4。测试的意义

统计显著性测试使用Mann-Kendall意义测试生产分数的意义和方向提供信息同时的趋势。测试是测量意义(Mann-Kendall意义分数)(一个非线性趋势指标),但单调趋势是常用的趋势检验Theil-Sen平均斜率运营商。一个积极的斜率代表一个显著增加。同样,一个负的斜率显示明显降低随着时间的推移。

5。结果与讨论

5.1。线性趋势分析

逐像素的结果归一化植被指数的线性趋势分析,降雨量、气温、和表面太阳辐射通量的整个期间可用的归一化植被指数数据(1982 - 2007)在图所示3。只有斜率值像素重要趋势报告在10%置信水平。从图明显3(一个)积极的NDVI值斜率存在在整个地区只有一些小异常(年平均NDVI萨赫勒的斜率= 0.025)。正如所料,山坡上发现与减少纬度高,反之亦然。萨赫勒地区天然生物质生产会增加与减少导致纬度差异增量之间的北部和南部地区。值得注意的是,地区重要的趋势(10%)相对倾向于集中在低纬度地区。这一发现同意其他几个研究基于分析的结果覆盖一段时间直到1999年,2003年和2007年(11,17,44- - - - - -47]。对归一化植被指数进行趋势分析的最北部地区的萨赫勒地区,植物生长期特点是非常有限的,或许都是不适宜土壤背景影响的增加和传感器对归一化植被指数的影响信号(48]。这是最有可能的原因更大的分数像素与无关紧要的趋势在高纬度地区。萨赫勒地区的观察到积极的归一化植被指数趋势一般并不出人意料的时期观察开始时一些有史以来最严重的干旱地区。没有明确的归一化植被指数的趋势是明显的在90年代中期后观察到的增加很可能表明干旱后的植被恢复初期的80年,而不是不断增加生物质生产的标志。

年降雨量的增加可以观察到大部分的萨赫勒地区积极的斜坡主宰该地区(图3 (b))。大约50%的观察积极趋势在10%置信水平非常重要。斜率值介于4 - 7毫米/年,对应的平均斜率值3毫米/年萨赫勒地区作为一个整体。这相当于一个总平均80毫米的降雨增加1982 - 2007年的时期。值得注意的是,没有一个消极的趋势在萨赫勒地区的边界在10%置信水平非常重要。此外,之间有不同降雨趋势萨赫勒地区的西部和东部,趋势是一致更重要在萨赫勒西部比东部地区。年降雨量的总体趋势是相似的归一化植被指数,与可观测的增加上半年期间进行调查(1982 - 2007),没有明显的倾向。这对应于Fensholt和拉斯穆森(2011)的结果(17),执行与一个GPCP线性趋势分析数据度空间分辨率。作者同样发现积极趋势对整个Sahelo-Sudanian区,大约一半的像素是在10%的显著水平。此外,这对应于尼科尔森(1993)的结果(49和Kandji et al . (2006)7),他把1988年确定为结束在萨赫勒地区年降雨量下降趋势,和一般的大雨从1985年开始复苏。这种模式由于开始的时机并不出人意料的趋势分析。然而,在长期的气候历史的背景下在萨赫勒地区,过去30年里的水分增加每年仍有大量的降雨低于湿润的条件,在该地区从1930年到1965年(45]。因此,最近的增加可能只是表明部分复苏后1980年代初的严重干旱。

空气温度上升是一致的在萨赫勒地区的区域(图的重要组成部分3 (c)),只有少数网站拥有1982 - 2007年期间经历了下降趋势。只有小范围的特点是趋势不显著的10%置信水平,从线性趋势分析,结果显示平均斜率值0.035°C。这意味着1°增加平均气温在过去30年。值得注意的是,温度增加> 3°C(斜坡> 0.10)被发现在最东部的萨赫勒地区。空气温度趋势表现出不同的时间模式,与归一化植被指数和降雨量增加是局限于后期的调查(1995 - 2007)时期。增加空气温度对应于预期的和观察到的全球平均温度变化的模式,由大气中温室气体的增加大量的条件(50]。相比之下,全球平均地表温度增加了0.74°C±0.18°C过去100年(1906 - 2005)(51年底)与全球变暖速率增加。明显的原因3 - 4°C温度的增加最东部的萨赫勒地区1982 - 2007年期间很难确定,需要进一步调查。表面太阳辐射通量下降的趋势(图3 (d))-对于大多数萨赫勒地区除了最(苏丹)的特点是一个重要的一部分(10%)积极的趋势。然而斜率值相对较低,大多数在±10 w / m像素显示更改²1982 - 2007年期间的最大趋势约±30 w / m²。

归一化植被指数的增加更大的开始系列(1982 - 1994)和更为温和的末期(图4(一))。相反,轻微下降,平均NDVI值我们可以看得见系列的末期,从大约2001起。此外,整个时期显示了相对较大的年际变化显然挑出严重的萨赫勒地区的干旱在1984年和2001年的富有成效的一年。

与归一化植被指数相似,很明显,大部分的年降雨量的增加发生在上半年的timeseries (1982 - 1994)。恢复1980年的干旱,没有可以观察到明显的长期趋势,年际变化大主宰该地区最近几年。大降水年际变化是持续的整个时期。降水异常(从1994年在1984 - 110毫米105毫米)导致下级趋势明显和归一化植被指数的比较。

有趣的是,大部分的空气温度升高才发生在90年代中期后没有可观察到的趋势是明显的在这个时间点之前(图4 (c))。类似于降雨气温趋势表现出较大的年际变化。然而,对于空气温度变化最明显的第一部分期间(1982 - 1994)更温和的末期(1995 - 2007)。空气温度异常范围从−0.8°C在2005年到1990年的0.7°C。整个表面太阳辐射通量下降的负面趋势萨赫勒地区(图4 (d))可以分为一段相对稳定值(1982 - 1995)和一段时间的减少值(1996 - 2007),然而与较大的年际变化。

5.2。季节性趋势分析

季节性趋势分析进行月度GIMMS NDVI数据,并作为季节性曲线(图结果5(一个),每月平均价值超过第一个和最后一个7年),第1阶段指数系列(图5 (b)1、方向变化)和振幅指数系列(图5 (c)变化的大小)。可以看出,大多数的归一化植被指数增加(图3(一个))可以与月覆盖生长季节,也就是说,黑线之间的差异和黑色虚线图5(一个)在10月间vix指数。NDVI值最大的区别是在9月,增加达到大约0.08归一化植被指数。这对应于一个50%的增长相比赛季和淡季值之间的平均NDVI增加的开头段(黑线:9月6月份的0.13和0.26)。从振幅1指数系列(图5 (b))明确表明积极的趋势是明显的增加年度高/低价值的区别(季节性的振幅曲线)每年在1982 - 2007。阶段1的指数系列(图5 (c))未成年人在年度高峰,转向一个更早的日期,可以观察到。的设在在阶段1系列指数显示相角度(0 - 360的范围),和1相角学位年度峰值对应于一个运动≈1天。萨赫勒地区的平均斜率阶段1的趋势是0.46天/年,表明2007年的生长季节开始的大约两周前相比1982年。

最明显的变化在提出降雨量1982 - 2007年期间是一个相对较大的年降雨量的增加,主要是局限于(图7 - 8月5 (d))。8月(年度峰值),一个了不起的平均降雨量的增加40毫米(约50%)可以被识别。只找到一个轻微的增加而剩下的几个月的雨季是7月不变。振幅指数系列(图15 (e))显示了积极的趋势说明每年季节性曲线的振幅的增加在1982 - 2007。第一阶段指数系列(图5 (f))显示没有重大改变的时机年度峰值平均斜率值−0.05天/年对应于一个运动向以后年度的峰值≈2天。

从输出STA的空气温度(图5 (g))很明显,大多数通用的平均温度增加约1°C(数字3 (c)和4 (c))仅限于October-July时期,也就是说,在几个月的生长季节。一个积极的趋势振幅指数系列(图15 (h))显然是明显的,表明减少年度高/低价值的区别(季节性振幅)1982 - 2007。

这种减少的原因是温度增加了更少的夏季(温暖的月份)相比,冬季寒冷的月份(参见图5 (g))。未成年人积极趋势(斜率= 0.26)第一阶段指数系列(图5(我))显示一个小的转变的时机年度温度峰值,一周多,走向一个更早的日期。STA表面太阳辐射通量下降(数据分析5 (j)- - - - - -5(左))表明,观测到的太阳辐射通量的下降趋势(数据3 (d)和4 (d))主要是通过减少造成的通量在作物生长季节(June-October)而旱季流量一直相对稳定。这也增加了表面太阳辐射通量下降幅度(图5 (k));然而单位是小(< 5 w / m²在1982 - 2007年)。任何阶段的变化可以观察到表面太阳辐射通量下降(图5(左))。

归一化植被指数振幅图像(图16(一))显示,大约50%的区域特征是重要趋势(10%),其中多数是坐落在萨赫勒地区的南部地区。这是同意的结果线性趋势分析,结果表明,NDVI值增加南部比北部地区(图3(一个))。

从提出振幅图像(图16 (b))积极的趋势表明增加之间的差异在1982 - 2007年度高/低价值。大约有60%的萨赫勒地区特性显著的振幅1在10%水平的趋势,大多数是位于西部和中部地区。这表明中央和萨赫勒西部地区经历了峰值显著增加降水量在1982 - 2007年期间。

近60%的萨赫勒地区展览重要-空气温度振幅1趋势与未成年人倾向显著的北部地区有更多的像素值比南部荒漠草原。显著的正振幅1表面太阳辐射通量下降趋势在萨赫勒中部和东部地区被发现(图6 (d))表达之间的差异干和湿季入射太阳辐射通量增加了。

如图7(一)大约25%的萨赫勒地区的像素具有显著的归一化植被指数第一阶段的趋势(10%),多数是位于北部萨赫勒地区。识别变化生长季节的长度(LGS)开始/结束被定义为在时间内,40%的分数从最小到最大归一化植被指数是通过。这个比例阈值设置以来相对高值低于20 - 25%增加旱季噪声引起的误差(52]。结果表明,LGS增加了大约4周,启动2周前完成2周后,在2007年与1982年。

从图7 (b)可以看出,没有一个像素,在萨赫勒地区的区内,映射着重要的第一阶段降水趋势。这表明没有运动的年降雨量发生在1982 - 2007年达到顶峰。雨季的长度的分析使用的一小部分执行最大降雨量的20%(季节性总和)表示雨季的开始和结束。20%的被选中,植被增长40%相比,由于早期降雨的时机的重要性开始生长季节(20.,22]。分析的结果显示没有延长或减少雨季的长度在1982 - 2007。一般的季节性趋势分析提出降雨量数据不会显示任何显著的空间变化或变化的长度或位置雨季期间的调查。缺乏空间变化的结果STA由粗部分条件提出降雨数据的空间分辨率,应该解释了这一点。

大约35%的萨赫勒地区的区域被确认为有显著(10%)空气温度阶段1的趋势(图7 (c))与像素的显著趋势主要位于萨赫勒地区的东部和西部大部分地区。也发现了类似的降雨几乎没有像素重要的运动表面向下太阳辐射通量的季节性模式萨赫勒地区在1982 - 2007(图7 (d))。

5.3。气候驱动程序归一化植被指数的趋势

线性最小二乘回归分析提出年度NDVI与降水量为1982 - 2007(图8(一个))显示一个带显著正的像素值的萨赫勒地区的区域,以65%的像素被显著(平均在10%置信水平)。可能会有一些强关系的证据上半年期间(1982 - 1994)(数据4(一)和4 (b)),80年初的干旱后,最近几年相比。相比之下她et al。(2006)53)确定平均值为0.65 ()的年度归一化植被指数/降雨(插值计数据0.5°分辨率)的关系,包括非洲的半干旱地区,期间1981 - 1995。Fensholt和拉斯穆森(2011)(17)报告,平均20% (归一化植被指数的方差在生长季节可以归因于在萨赫勒地区年降雨量的变化。

线性回归分析的结果对每月月度GIMMS NDVI提出降雨量(数字8 (b)- - - - - -8 (d))显示相关性的萨赫勒地区的区域为65%,90%,和80%的像素被显著(10%)在零延迟植被响应,分别和两个月。平均值的萨赫勒地区同样与不同不同归一化植被指数滞后时间和金额0.16,0.53,0.26,0 - 1,分别和两个月延迟响应时间。从这个可能得出的结论是,植被对降雨的最佳响应时间大约是一个月。这类似于Eklundh的结果(1998)52),分析了东非NDVI与降水之间的关系期间1982 - 1990。她et al。(2006)53)还发现了植被对降雨的滞后1个月西非和萨赫勒地区。提出的解释强度降雨往往会增加与减少纬度在萨赫勒地区年度和月度(图的关系8 (c))。最北部萨赫勒是覆盖着非常稀疏的植被覆盖、归一化植被指数信号可能会影响到土壤背景影响在这些领域,高纬度地区和较弱的关系可能是一个结果。

很可能其他几个分摊因素影响NDVI与降水之间的关系。这里适用的数据集的数据质量可能添加大量的噪声分析,和提出的非常大的像素大小数据显然也消除了检测更精细的空间尺度上的变化。另外等解释自然现象与植被对降水的响应在不同物候阶段以及各种人为的影响,包括土地利用和土地覆盖变化,放牧压力的变化,农业集约化,改变迁徙模式(44可以包含。高/低降雨的滞后效应值在一年内的归一化植被指数在连续几年同样可能影响观察到的NDVI与降水之间的关系(54]。不同类型的大气浓度的增加影响的施肥效果有限公司₂(55),同样减少降雨的解释性的力量。

一年一度的归一化植被指数之间的线性相关分析和年度温度不透露任何强有力的关系。R值平均−0.03为整个萨赫勒地区只有15%和21%的像素显示显著的积极的和消极的关系,分别为(图8 (e))。这是预期的萨赫勒地区的气温观测以来增加被发现局限于几个月旱季(图5 (g))。归一化植被指数之间的相关性和表面向下太阳辐射通量(图8 (f))显示的像素混合模式显著相关性(包括积极的和消极的)和无关紧要的指示不一致的解释力太阳辐射通量的归一化植被指数方差。唯一的区域一致的重大积极的太阳辐射通量和归一化植被指数之间的协方差是苏丹南部。

6。结论

EO-based时空趋势分析和建模/网格生物物理变量显示,萨赫勒地区功能持续的变化和植被动态变化(NDVI)和潜在的气候限制植物生长(降雨、气温和表面太阳辐射通量下降)在过去的三十年里。大小、方向和协会这些趋势的评估。观察到的归一化植被指数的增加在完整的时期(1982 - 2007),主要是与一个强大的绿化的趋势,直到1994年,被发现按照以前的工作。本研究改进了现有的知识通过研究国际米兰和intra-annual绿色和潜在的气候变化限制在萨赫勒地区植物生长。绿化是局限于几个月覆盖生长季节(Jul-Oct), 9月平均达到50%。和萨赫勒地区的生长季节的长度增加了大约4周(2周前开始和2周后结束日期)。这非常符合降雨TS-LTA和STA揭示越来越趋势的第一部分(1982 - 1994)时期,增加发生在8月(月的降雨峰值)。但是,没有重大变化在雨季的长度在1982 - 2007年期间观察到的。这表明过去三十年的萨赫勒地区的环境可以通过不同阶段特征覆盖eighties-mid-nineties mid-nineties-present,分别。观察增加空气温度是局限于过去的时期(1995 - 2007)的一部分。

归一化植被指数差异程度被解释为降雨被发现在萨赫勒地区规模适度使用生长季节每月的NDVI值滞后降雨了一个月。温和的解释降雨强度(以及空气温度/太阳辐射通量)指向其他贡献的因素包括数据质量的重要性,植物物候学,决定植被动力学和人为影响。针对事实半干旱草地动态积极响应气候变化和改变是很重要的,继续提高准确监测的可能性之间的关系重要的生物物理变量,人为影响,和自然植被的状况。这是特别重要的关系建立适当的对未来的气候变化缓解和适应措施。

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