胡盈盈， 戴聲佩， 羅紅霞， 李海亮，李茂芬， 鄭倩， 禹萱， 李寧

(1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技信息研究所/海南省熱帶作物信息技術(shù)應(yīng)用研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，?？?571101；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)遙感重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081； 3.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所/海南儋州熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，?？?571101)

0 引言

植被物候是植物長(zhǎng)期適應(yīng)季節(jié)性變化而形成的生長(zhǎng)發(fā)育節(jié)律，是目前指示植物生長(zhǎng)發(fā)育的季節(jié)特征和生理活動(dòng)最常用的一個(gè)指標(biāo)[1]。森林植被作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在全球物質(zhì)和能量循環(huán)中起著重要作用。開(kāi)展森林植被物候研究不僅有助增進(jìn)森林植被對(duì)氣候變化響應(yīng)的理解，對(duì)評(píng)估植被生產(chǎn)力和碳平衡也具有重要意義[2-3]。海南島是重要農(nóng)產(chǎn)品天然橡膠保護(hù)區(qū)劃定的重點(diǎn)區(qū)域，天然橡膠是一種必不可缺的戰(zhàn)略物資，監(jiān)測(cè)海南島橡膠林物候變化特征對(duì)于重要農(nóng)產(chǎn)品保護(hù)以及生態(tài)保護(hù)具有重要意義。

長(zhǎng)時(shí)間序列物候監(jiān)測(cè)和評(píng)估成為目前植被物候研究的主要方向，而遙感作為一門(mén)對(duì)地觀測(cè)綜合學(xué)科，由于其范圍廣、時(shí)序長(zhǎng)、可獲取性強(qiáng)，最近幾十年來(lái)被廣泛應(yīng)用在植被物候監(jiān)測(cè)領(lǐng)域[4-6]。MODIS遙感影像由于其描述植被信息受到的干擾較小，時(shí)間序列較長(zhǎng)和分辨率較高，許多學(xué)者利用其歸一化植被指數(shù)(normalized difference vegetation index，NDVI)對(duì)植被物候變化進(jìn)行研究[7-8]。目前，已有學(xué)者對(duì)橡膠物候進(jìn)行了研究，Razak等[9]使用Landsat NDVI數(shù)據(jù)提取了馬來(lái)西亞橡膠林物候參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了橡膠林制圖； Kou等[10]和Zhai等[11]分別利用Landsat數(shù)據(jù)和物候觀測(cè)資料研究了西雙版納橡膠林物候特征； 陳匯林等[12]和陳小敏等[13]使用MODIS時(shí)間序列年內(nèi)均值變化及鄰域變化量來(lái)提取海南島橡膠林物候參數(shù)； 田光輝等[14]基于2001—2011年海南島橡膠林物候特征提取了橡膠林分布信息。上述研究或局限于橡膠物候的應(yīng)用，或研究物候參數(shù)不全面，對(duì)橡膠林生長(zhǎng)季長(zhǎng)度鮮有涉及。

海南島作為一個(gè)獨(dú)立的生態(tài)系統(tǒng)，在全球氣候變化背景下，橡膠林物候會(huì)出現(xiàn)什么樣的規(guī)律特征，需要進(jìn)一步探討。因此，本研究基于2001—2015年MODIS NDVI數(shù)據(jù)，采用Savitzky-Golay(S-G)濾波法、動(dòng)態(tài)閾值法提取海南島橡膠林展葉期開(kāi)始日、落葉期開(kāi)始日和生長(zhǎng)季長(zhǎng)度，對(duì)15 a間橡膠林的物候變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并基于橡膠林像元分析物候變化趨勢(shì)和顯著性，以期摸清海南島橡膠林物候時(shí)空變化規(guī)律，為其他研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和參考。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)源

1.1 研究區(qū)概況

海南島(N18°10′～20°10′，E108°37′～111°30′)地處中國(guó)最南端，是海南省的主體，是我國(guó)第二大島，全島面積約3.54萬(wàn)km2。海南島是我國(guó)橡膠林的主要種植基地之一，中西部和中部地區(qū)多為橡膠林種植區(qū)，如儋州市、澄邁縣、白沙黎族自治縣、瓊中黎族苗族自治縣等[15-16]。海南島屬熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫為22～26 ℃，年均降水量在1 600 mm以上，地勢(shì)中間高四周低。綜合地理位置、氣候、膠林面積、膠齡、經(jīng)營(yíng)主體等多種因素，在海南島西部、南部和中部分別選擇3個(gè)典型樣區(qū)。海南島典型樣區(qū)及數(shù)字高程模型(digital elevation model,DEM)如圖1所示。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與預(yù)處理

遙感數(shù)據(jù)為2001—2015年MOD13Q1 NDVI數(shù)據(jù)，空間分辨率為250 m，時(shí)間分辨率為16 d，每年有23期影像數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式為EOS-HDF。使用MODIS Reprojection Tool工具對(duì)海南島原始影像進(jìn)行鑲嵌、裁剪以及投影轉(zhuǎn)換； 然后對(duì)NDVI數(shù)據(jù)去除無(wú)效值、歸一化處理，將值控制在-1～1； 物候參數(shù)的提取在Timesat軟件中完成，需將原始數(shù)據(jù)HDF格式轉(zhuǎn)換成Timesat有效的DAT格式，歸一化處理和格式轉(zhuǎn)換均在ArcGIS軟件中完成。

海南島是天然橡膠保護(hù)區(qū)，橡膠為多年生熱帶經(jīng)濟(jì)作物，經(jīng)濟(jì)壽命長(zhǎng)，種植至少在30 a以上[17-18]，受《森林法》保護(hù)，不可大面積砍伐。Dong等[19]研究表明基于Landsat/PALSAR橡膠林分類(lèi)精度比MODIS/PLASAR高，橡膠林劃定以Chen等[18]基于Landsat /PALSAR(25 m) 繪制的2010年海南島橡膠林分布圖為準(zhǔn)，利用海南島橡膠林分布圖對(duì)NDVI時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行掩模處理，以便精準(zhǔn)提取橡膠林。

2 研究方法

2.1 物候提取方法

為了減少噪聲的影響，利用S-G濾波對(duì)NDVI時(shí)間序列進(jìn)行去噪平滑處理。S-G濾波[20]是利用滑動(dòng)窗口對(duì)曲線進(jìn)行分段的多項(xiàng)回歸，并加權(quán)平均，擬合公式為：

(1)

式中：Y*為擬合后值；Yi+j為第i+j個(gè)像元的原始NDVI值；j為滑動(dòng)窗口內(nèi)縱向原始數(shù)據(jù)下標(biāo)；Ci為第i個(gè)像元的濾波系數(shù)，由最小二乘法確定；n為窗口寬度(n=2m+1)，其中m為半個(gè)平滑窗口的寬度。采用S-G濾波對(duì)時(shí)間序列數(shù)據(jù)擬合時(shí)，移動(dòng)窗口的寬度n和迭代次數(shù)d是應(yīng)用中的關(guān)鍵，n不僅決定了平滑度，也影響了生長(zhǎng)季節(jié)開(kāi)始時(shí)跟蹤曲線快速變化的能力[21]；d越高可以去除更多異常值，但是也會(huì)使結(jié)果噪聲更多。本研究依據(jù)經(jīng)驗(yàn)[17]和樣區(qū)嘗試，設(shè)定n和d都為3。

考慮到研究區(qū)橡膠林NDVI的變化特征，本研究采用動(dòng)態(tài)閾值法提取橡膠林的物候參數(shù)。動(dòng)態(tài)閾值法的提出者J?nsson等[21]建議植被生長(zhǎng)季開(kāi)始日期閾值為20%左右，但是對(duì)森林植被生長(zhǎng)季開(kāi)始與結(jié)束期提取時(shí)的閾值設(shè)定各有不同。根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)并在多次試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將生長(zhǎng)季開(kāi)始和生長(zhǎng)季結(jié)束開(kāi)始時(shí)間閾值分別設(shè)定為30%和60%。

2.2 物候趨勢(shì)分析

為研究海南島橡膠林每個(gè)像元點(diǎn)15 a間的物候變化趨勢(shì)，基于最小二乘法的線性回歸方法逐像元計(jì)算橡膠林物候變化率，并利用F檢驗(yàn)分析其顯著性，具體算法詳見(jiàn)文獻(xiàn)[22]，其公式為：

(2)

式中：Gslope為物候變化趨勢(shì);Gi為第i年物候開(kāi)始(結(jié)束)日期，N為年變化量(N=15)。當(dāng)Gslope>0，物候推遲； 當(dāng)Gslope<0，物候提前。使用F檢驗(yàn)進(jìn)行顯著性分析，當(dāng)P<0.05時(shí)，趨勢(shì)顯著。

3 結(jié)果與分析

3.1 典型樣區(qū)NDVI值擬合曲線特征

海南島3個(gè)典型橡膠林樣區(qū)Google Earth影像紋理如圖2(a)—(c)所示。本研究在典型樣區(qū)NDVI曲線重構(gòu)時(shí)，前后各添加1 a的虛擬時(shí)間，圖2(d)—(f)擬合曲線時(shí)序有69期，只選取中間時(shí)序23—46期進(jìn)行分析。儋州市兩院試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)橡膠林展葉期開(kāi)始日和落葉期開(kāi)始日閾值分別設(shè)置為30%和50%。圖2(d)可以看出，儋州市橡膠林在12月下旬—次年2月初明顯落葉，2月初NDVI值最低，為落葉盛期； 在2月下旬開(kāi)始展葉，6月下旬進(jìn)入穩(wěn)定期； 時(shí)序38—41間NDVI值出現(xiàn)下降，經(jīng)分析該時(shí)段正處于8—9月雨季，云量較多，故NDVI值受影響下降。同理，保亭黎族苗族自治縣熱作所閾值設(shè)定為30%和60%。圖2(e)所示保亭黎族苗族自治縣橡膠林12月下旬開(kāi)始落葉，2月為落葉盛期，3月下旬開(kāi)始展葉，6月下旬—7月上旬NDVI值下降，可能是熱作所橡膠林地塊瑣碎(圖2(b))，像元混雜，或天氣等因素造成的NDVI值下降。瓊中黎族苗族自治縣陽(yáng)江農(nóng)場(chǎng)閾值設(shè)定為30%和60%。圖2(f)顯示瓊中黎族苗族自治縣12月初橡膠林開(kāi)始落葉，2月初—2月下旬達(dá)落葉盛期，3月中旬為橡膠林展葉期，之后NDVI值迅速上升，在5月下旬達(dá)到穩(wěn)定期。根據(jù)典型樣區(qū)試驗(yàn)，設(shè)定海南島橡膠林展葉期開(kāi)始日和落葉期開(kāi)始日閾值分別為30%和60%。

(a) 儋州兩院試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)四隊(duì)影像(b) 保亭熱作所十一隊(duì)影像(c) 瓊中陽(yáng)江農(nóng)場(chǎng)老田隊(duì)影像

(d) 儋州橡膠林NDVI時(shí)間序列曲線(e) 保亭橡膠林NDVI時(shí)間序列曲線(f) 瓊中橡膠林NDVI時(shí)間序列曲線

圖2 典型樣區(qū)影像及擬合曲線

3.2 橡膠林物候結(jié)果驗(yàn)證

采用2017年儋州市(19°35′N(xiāo),109°30′E)、白沙黎族自治縣(19°22′N(xiāo),109°28′E)、瓊中黎族苗族自治縣(19°14′N(xiāo),109°48′E)橡膠林物候觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，數(shù)據(jù)來(lái)源于海南儋州熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站。觀測(cè)記錄數(shù)據(jù)雖然比影像時(shí)間晚，但仍可用，因?yàn)橛^測(cè)站點(diǎn)橡膠林齡為15～20 a。本研究選取展葉期開(kāi)始日、落葉期開(kāi)始日2種觀測(cè)數(shù)據(jù)，因生長(zhǎng)季長(zhǎng)度觀測(cè)站點(diǎn)未記載，根據(jù)觀測(cè)點(diǎn)記錄的第一篷葉抽發(fā)期到落葉始期之間的時(shí)間計(jì)算得出。地面觀測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)與相同站點(diǎn)15 a的平均物候數(shù)據(jù)對(duì)比，對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表1。3個(gè)站點(diǎn)觀測(cè)記錄的展葉期開(kāi)始日和遙感提取的結(jié)果相差不大。觀測(cè)數(shù)據(jù)的落葉期開(kāi)始日均大于遙感手段監(jiān)測(cè)天數(shù)，相差6～11 d，原因是每年遙感影像最后一期(第23期)正好對(duì)應(yīng)353 d，小于全年實(shí)際天數(shù)365 d，但2種結(jié)果均表現(xiàn)出橡膠林在年末開(kāi)始落葉。橡膠生長(zhǎng)季長(zhǎng)度觀測(cè)數(shù)據(jù)均大于遙感手段監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，由于人工觀測(cè)和遙感監(jiān)測(cè)的尺度差異較大，且遙感手段監(jiān)測(cè)到的物候期和地面觀測(cè)的物候期不具有傳統(tǒng)意義上的一致性，區(qū)域內(nèi)最早展葉的植物出現(xiàn)綠色，并不一定表明植物遙感生長(zhǎng)季的開(kāi)始，因?yàn)檫b感監(jiān)測(cè)的生長(zhǎng)季開(kāi)始日期是區(qū)域內(nèi)多數(shù)植物開(kāi)始展葉的日期，遙感監(jiān)測(cè)的物候期相對(duì)地面單一植株的物候期有延遲，因此遙感監(jiān)測(cè)的橡膠林生長(zhǎng)季長(zhǎng)度短于地面觀測(cè)記錄的生長(zhǎng)季長(zhǎng)度。2001—2014年海南省儋州市南豐鎮(zhèn)那王村(19°24′20″N,109°33′44″E)站點(diǎn)觀測(cè)的橡膠展葉期物候[13]平均在3月6日，本研究春季物候平均出現(xiàn)在3月4日，與14 a平均觀測(cè)數(shù)據(jù)相差不大。本文研究結(jié)果與地面觀測(cè)物候結(jié)果一致，證明了本研究結(jié)果的可靠性。

表1 不同物候測(cè)量方法的結(jié)果對(duì)比

3.3 橡膠林物候年際變化

從時(shí)間上看，海南島橡膠林展葉期開(kāi)始日呈提前趨勢(shì)(圖3)，從2001年的第70天(3月上旬)，波動(dòng)提前到2015年的第42天(2月中旬)，約提前28 d，平均每年提前0.94 d(R2=0.16，P>0.05)。落葉期開(kāi)始日整體呈延遲趨勢(shì)，從2001年的第330天(11月下旬)延遲到2015年第356天(12月下旬)，約延遲了26 d，平均每年延遲0.84 d(R2=0.04，P>0.05)。生長(zhǎng)季長(zhǎng)度總體呈延長(zhǎng)趨勢(shì)，從2001年的第246 天(8個(gè)月)波動(dòng)延長(zhǎng)到2015年的第300 天(10個(gè)月)，大致延長(zhǎng)了54 d，平均每年延長(zhǎng)1.79 d(R2=0.10，P>0.05)。橡膠林展葉期開(kāi)始日的提前趨勢(shì)(0.94 d/a)，與1950—2015年全國(guó)木本植物春季物候變化(0.28 d/a)相比提前較多[23]，與1982—2006年?yáng)|部南北樣帶亞熱帶落葉闊葉林返青期開(kāi)始日變化(0.58 d/a)相比提前也較多[24]，比2001—2014年海南省儋州市南豐鎮(zhèn)那王村觀測(cè)點(diǎn)橡膠林展葉期變化(1.12 d/a)提前較少[13]，但在變化趨勢(shì)上具有一致性； 秋季落葉期開(kāi)始日的延遲趨勢(shì)(0.84 d/a)，與1950—2015年全國(guó)木本植物秋季物候變化(0.19 d/a)相比延遲較多[23]，同1982—2006年?yáng)|部南北樣帶亞熱帶落葉闊葉林休眠期起始日變化(0.80 d/a)相差不大[24]； 生長(zhǎng)季長(zhǎng)度的延長(zhǎng)趨勢(shì)(1.79 d/a)，較1950—2015年全國(guó)木本植被生長(zhǎng)季長(zhǎng)度變化(0.21 d/a)延長(zhǎng)較多[23]，且大于1982—2006年?yáng)|部南北樣帶亞熱帶落葉闊葉林生長(zhǎng)季長(zhǎng)度延長(zhǎng)趨勢(shì)(1.40 d/a)[24]。本研究春季展葉期開(kāi)始日提前趨勢(shì)是秋季落葉期開(kāi)始日延遲趨勢(shì)的1.1倍，推測(cè)生長(zhǎng)季長(zhǎng)度延長(zhǎng)是由春季展葉期開(kāi)始日提前引起的。

圖3 2001—2015年海南島橡膠林物候年際變化

3.4 橡膠林物候空間分布

海南島15 a間展葉期開(kāi)始日自中向西和東逐漸提前，落葉期開(kāi)始日則相反(圖4(a)—(b))，研究區(qū)海拔由中間向四周降低，表明物候的開(kāi)始、結(jié)束日期與海拔有著密切關(guān)系。橡膠林平均展葉期開(kāi)始日在第17—81天，即1月中旬—3月下旬(圖4(a))，其中第17—81天開(kāi)始展葉的橡膠林占全島的81.38%，第49—81天占58.11%(圖5(a))，即全島一半左右的橡膠林在3月份開(kāi)始展葉； 展葉期較早的地區(qū)集中在研究區(qū)西部和東部，均在第1—49天開(kāi)始展葉。橡膠林平均落葉期開(kāi)始日在第321—353天，11月中旬—12月下旬(圖4(b))，第321—次年第1天開(kāi)始落葉的橡膠林有71%(圖5(b))，即絕大多數(shù)橡膠林在11月中旬—12月下旬落葉； 落葉期較早的地區(qū)集中在中部山區(qū)，落葉期較晚的地區(qū)有東方市、瓊海市和萬(wàn)寧市等。橡膠林生長(zhǎng)周期約持續(xù)209～305 d，達(dá)7～10個(gè)月左右(圖4(c))，其中生長(zhǎng)季長(zhǎng)度225～273 d的橡膠林占全島的54.04%(圖5(c))，即海南島大多數(shù)橡膠林生長(zhǎng)季長(zhǎng)度約在8～9個(gè)月； 瓊海市和萬(wàn)寧市生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)約在9～10個(gè)月左右。

(a) 展葉期開(kāi)始日平均物候(b) 落葉期開(kāi)始日平均物候(c) 生長(zhǎng)季長(zhǎng)度平均物候

(a) 展葉期開(kāi)始日 (b) 落葉期開(kāi)始日 (c) 生長(zhǎng)季長(zhǎng)度

3.5 橡膠林物候時(shí)空變化趨勢(shì)

從空間上看，15 a來(lái)，海南島橡膠林展葉期開(kāi)始日總體上呈提前趨勢(shì)(圖6(a))，變化幅度為-2.3～-0.1 d/a，展葉期開(kāi)始日顯著變化地區(qū)較少(圖6(d))，約占8.7%，變化顯著區(qū)域中約81%的橡膠林顯著提前，主要集中在白沙黎族自治縣、屯昌市、瓊中黎族苗族自治縣、萬(wàn)寧市和瓊海市等地。橡膠林落葉期開(kāi)始日呈延遲趨勢(shì)(圖6(b))，延遲幅度集中在0.5～2.7 d/a，顯著延遲地區(qū)占33.4%(圖6(e))。海南島橡膠林生長(zhǎng)季長(zhǎng)度呈增加趨勢(shì)(圖6(c))，增長(zhǎng)趨勢(shì)為0.05～0.9 d/a，生長(zhǎng)季長(zhǎng)度顯著延長(zhǎng)區(qū)域占13%(圖6(f))，主要分布在儋州市和白沙黎族自治縣等。對(duì)比橡膠林時(shí)空變化趨勢(shì)，落葉期開(kāi)始日顯著延遲是橡膠林物候變化最顯著的特征。

(a) 展葉期開(kāi)始日年變化趨勢(shì)(b) 落葉期開(kāi)始日年變化趨勢(shì)(c) 生長(zhǎng)季長(zhǎng)度年變化趨勢(shì)

(d) 展葉期開(kāi)始日通過(guò)(P<0.05)顯著性水平檢驗(yàn)(e) 落葉期開(kāi)始日通過(guò)(P<0.05)顯著性水平檢驗(yàn)(f) 生長(zhǎng)季長(zhǎng)度通過(guò)(P<0.05)顯著性水平檢驗(yàn)

橡膠林春季物候的提前和秋季物候的延遲，這與近幾十年來(lái)基于地面觀測(cè)[13]和遙感監(jiān)測(cè)[25-26]的研究結(jié)果一致。此外，本研究獲取的橡膠林生長(zhǎng)季長(zhǎng)度是指從橡膠展葉期開(kāi)始日到橡膠林落葉期開(kāi)始日之間的時(shí)間累積，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，橡膠割膠時(shí)間是從篷葉發(fā)育完好后開(kāi)始計(jì)算的，故本研究的橡膠林生長(zhǎng)季長(zhǎng)度較實(shí)際產(chǎn)膠時(shí)間偏長(zhǎng)。就橡膠生長(zhǎng)機(jī)理來(lái)看，該結(jié)果提取的生長(zhǎng)季長(zhǎng)度符合橡膠生長(zhǎng)機(jī)理，可以準(zhǔn)確地反映橡膠林的生長(zhǎng)季長(zhǎng)度。

橡膠林春季物候提前，秋季物候延遲，生長(zhǎng)季長(zhǎng)度延長(zhǎng)，割膠期有可能提前和延長(zhǎng)，產(chǎn)膠量可能會(huì)相應(yīng)提高。但是，橡膠展葉期提前也會(huì)帶來(lái)一些危害的提前發(fā)生，例如第一篷葉展葉期的提前橡膠樹(shù)極大可能受到寒害，而且這個(gè)時(shí)期橡膠病蟲(chóng)害極易發(fā)生，尤其是白粉病，導(dǎo)致防治時(shí)間會(huì)提前和延長(zhǎng)。因此，隨著橡膠物候期的變化，還應(yīng)加強(qiáng)橡膠樹(shù)對(duì)極端氣象災(zāi)害和病蟲(chóng)害的預(yù)防措施。

本研究中使用2010年橡膠林空間分布數(shù)據(jù)，并以此分析2001—2015年橡膠林物候時(shí)空變化特征。結(jié)合橡膠種植面積統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，2001—2010年和2010—2015年期間橡膠種植面積、種植區(qū)域均發(fā)生了變化。但是根據(jù)Chen等[27]研究表明，近幾十年來(lái)新增種植橡膠林主要來(lái)源于老膠園更新，其次為耕地和林地轉(zhuǎn)化，這表明橡膠林種植面積雖然有變化，但老膠園種植區(qū)的位置變化不大。從海南省各市縣橡膠熱帶作物面積統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，2001—2010年海南島南部、東南部?jī)?nèi)陸地區(qū)橡膠種植面積增長(zhǎng)幅度較小，而北部橡膠種植面積增長(zhǎng)幅度較大，主要有儋州市、澄邁縣和臨高縣。因此，本研究結(jié)果可能由于影像時(shí)間和土地利用變化之間的差異存在誤差，其中海南島北部橡膠林物候結(jié)果差異較大，東部誤差較小。

4 結(jié)論

本研究基于MODIS NDVI數(shù)據(jù)探討了2001—2015年海南島橡膠林物候的時(shí)空變化特征，基于S-G濾波和動(dòng)態(tài)閾值法提取的物候結(jié)果與地面觀測(cè)結(jié)果較一致，說(shuō)明對(duì)海南島橡膠林物候監(jiān)測(cè)是可靠的，可為橡膠林生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)和保護(hù)提供一定的參考依據(jù)。

1)本研究設(shè)定展葉期開(kāi)始日和落葉期開(kāi)始日閾值分別為30%和60%，可以準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)海南島橡膠林物候特征。典型樣區(qū)大約在12月開(kāi)始落葉，2月進(jìn)入落葉盛期，2月下旬—3月下旬陸續(xù)進(jìn)入展葉期，典型樣區(qū)物候提取方法可為局部地區(qū)物候監(jiān)測(cè)提供有效的技術(shù)參考。

2)空間上，2001—2015年海南島橡膠林從1月中旬—3月下旬開(kāi)始展葉，11月中旬—12月下旬逐漸開(kāi)始落葉，生長(zhǎng)季長(zhǎng)度長(zhǎng)達(dá)7～10個(gè)月。同一時(shí)間段內(nèi)，海南島橡膠林物候空間分布與海拔空間分布具有較好的一致性。

3)時(shí)間上，15 a間海南島橡膠林物候變化趨勢(shì)不顯著。展葉期開(kāi)始日提前約28 d，落葉期開(kāi)始日約推遲26 d，生長(zhǎng)季長(zhǎng)度延長(zhǎng)約54 d，展葉期開(kāi)始日提前是生長(zhǎng)季延長(zhǎng)的主要原因。

4)物候在空間尺度上變化趨勢(shì)存在顯著空間差異。15 a間橡膠林展葉期開(kāi)始日變化趨勢(shì)普遍提前，落葉期開(kāi)始日變化趨勢(shì)整體推遲，生長(zhǎng)季長(zhǎng)度變化趨勢(shì)普遍延長(zhǎng)，橡膠林落葉期開(kāi)始日推遲成為橡膠林較顯著的物候變化特征之一。