在气候变化背景下,全球面临着温度升高、降水格局变化以及极端气候事件增加等不良境况。城市区域由于大量的工业热、大面积的不透水面等原因,增温效应尤为显著。在这样的情形下,保护区显得愈发重要,它不仅是保护生态环境和生物资源的重要工具,还是减缓气候变化的有效缓冲区。植被物候对气候变化非常敏感,是气候变化的良好指示器。同时,植被物候对生物种间关系以及土壤-植被-大气系统的水、热、碳交换有重要意义。因此,本文使用DMSP/OLS夜间灯光数据探索了1992-2013年不同类型保护区内部及周边地区夜间灯光亮度级别的特点和差异,以判断保护区是否抵御了人类活动的干扰以及面临着怎样的人类压力。接下来,研究了全球保护区的物候变化特征,为了比较保护区和人类活动强烈区域的植被物候变化差异,本文用夜间灯光数据提取出灯光区作为对照区,从像元尺度、洲际尺度和不同纬度带探讨保护区和灯光区的植被物候变化特征以及两者间的差异。最后,使用地理探测器和皮尔逊相关系数,分别探测全球、半球、洲际尺度上,气候、植被、地理、人类活动四个方面相关的十六个因子对保护区和灯光区植被物候格局的影响。旨在于揭示保护区面临的人类压力,各个尺度上保护区和灯光的物候变化特点和差异以及物候的主要影响因子。意义在于为保护区相关工作提供依据,以提升保护区的保护价值和生态意义,以及更深入地掌握物候变化规律,为气候变化提供生态依据,为探讨人类活动对植被物候的影响提供理论依据和新研究思路。本研究的主要结论如下:(1)每一类保护区内部的灯光亮度都显著低于周边区域,说明保护区的边界有效地阻止了人类活动对其内部的干扰,不过保护区内部并不是完全黑暗。1992-2013年欧洲保护区内的平均灯光亮度值最大,其次是亚洲、北美洲、南美洲、非洲和大洋洲。随着时间推移,每一类保护区内部和周边的灯光亮度都越来越大。不同类型保护区内部的灯光亮度有所区别,由高到低排名依次是V>IV>III>VI>II>Ia>Ib。通过对比典型样例保护区,发现同一个类型的保护区会因为所处的地理位置不同,处于不同的社会经济条件下,从而展现出不一样的夜间灯光特点。(2)SOS发生显著变化趋势的保护区主要表现为显著提前趋势,EOS主要体现为显著推迟趋势,LOS主要体现为显著延长趋势。对于植被SOS,全球尺度17220个保护区中15.93%有显著变化趋势,其中73.86%的保护区表现为显著的提前趋势。欧洲保护区内植被物候的变化十分强烈,欧洲有明显的变化趋势的保护区数目在所有大洲中最多,并且96.42%的保护区发生显著提前变化趋势。对于植被EOS,保护区中14.40%有显著变化趋势,其中77.21%的保护区表现出显著的推迟趋势。欧洲EOS有变化趋势保护区是所有大洲中最多的,其中78.45%的保护区表现出显著推迟趋势。对于植被LOS,保护区中11.34%有显著变化趋势,其中89.25%的保护区表现出显著的延长趋势。欧洲LOS有变化趋势保护区是所有大洲中最多的,其中97.41%的保护区表现出显著推迟趋势。(3)在像元尺度上,全球保护区内有20.51%的像元SOS表现出变化趋势,其中55.90%表现出显著提前趋势,灯光区内27.78%的像元SOS有变化趋势,其中71.54%体现出提前趋势,高于保护区10.91%。欧洲、亚洲、非洲、大洋洲的灯光区内的植被SOS变化率(SOS显著变化像元数量/SOS总像元数量)高于保护区内的植被SOS变化率,而北美洲和南美洲保护区内植被SOS的变化率高于灯光区。欧洲保护区内植被像元SOS的提前率(SOS显著提前的像元数量/SOS有变化趋势的像元数量)达到88.69%,灯光区更高达到90.37%,显著地高于其他任何一个大洲。保护区与灯光区内EOS有显著变化趋势的植被像元所占的比例分别是24.89%和24.75%,保护区内植被的EOS变化率略微高于灯光区。保护区内EOS有变化的像元中有43.97%表现为推迟趋势,灯光区内有61.34%的像元表现出显著推迟趋势。灯光区内植被像元LOS的变化率为27.76%,其中69.04%表现出延长趋势,高于保护区内LOS的变化率22.51%和63.65%的延长率(LOS显著延长的像元数量/LOS有变化趋势的像元数量)。亚洲和欧洲灯光区内植被像元LOS的变化率高于保护区内LOS的变化率,其他四个大洲与之相反,皆是保护区内的LOS变化率高于灯光区内LOS的变化率。(4)同一个大洲不同植被类型的物候指标的变化趋势会有差异,同一个植被类型的物候指标在不同大洲也会有所差异,这种差异是指标变化趋势相反,或是变化趋势方向相同但大小不同。总体来看各个大洲的保护区和灯光区的植被SOS的变化大体趋势一致,非洲、北美洲中植被SOS体现出推迟趋势,亚洲和欧洲体现出提前趋势。同一个植被类型的EOS的变化趋势在保护区和灯光区域体现出不一致的趋势。多数植被类型的LOS在各个大洲的灯光区和保护区都表现出延长趋势。(5)植被物候在纬度带上体现出了一定的变化规律,且不同植被类型体现出了相似的规律。SOS、EOS和LOS体现出来的随纬度变化的规律有所差异,保护区和灯光区内体现出的规律也有所差异。对于植被SOS,在北半球的中高纬度区域保护区和灯光区植被的SOS都表现出显著的提前趋势,在低纬度区域有推迟趋势。同时,灯光区植被SOS提前趋势强于保护区。在南半球,保护区内大多数植被的SOS表现出显著推迟趋势,灯光区内的多数植被类型在5°S-20°S表现出的推迟趋势,在30°S-35°S表现出显著提前趋势。全球植被EOS的变化趋势相比SOS更为复杂——不同植被类型之间有明显差异,相同植被类型在不同纬度带也体现出巨大差异。在0-20°N内,保护区内大多数类型植被的EOS表现出显著推迟趋势,然而,在这一纬度带灯光区内的植被EOS没有变化趋势;在20-65°N,保护区和灯光区内植被的EOS表现出的变化趋势较为复杂,不同植被类型之间差异较大;在65-80°N内,保护区和灯光区内EOS有趋势的植被类型几乎都表现出显著提前趋势。对于植被LOS,在0-35°N内,无论是保护区还是灯光区内多数植被类型的LOS都表现出缩短趋势,保护区内植被LOS缩短趋势稍强于灯光区内的植被;在35°N-80°N内,这一中高纬度地区植被LOS的延长趋势更为明显,灯光区内植被的LOS延长趋势要强于保护区内的植被。在南半球大部分植被没有表现出趋势,有趋势的植被主要集中在30°S-35°S,均表现为LOS延长。(6)根据地理探测器结果和皮尔逊相关系数,可以看出在全球、半球、洲际尺度,纬度、地表温度、地表霜冻频数、近地面温度以及近地面最高温度是影响灯光区植被物候的主要因子,其次是降水量、降水频数以及经度,且每两个因子的交互作用都会增强对植被物候的影响,即双因子共同作用的q值大于其中任何一个因子单独作用的q值。灯光区因子的q一般小于该因子在保护区的q值,在灯光区并没有特别突出的主要驱动因素,不同区域间也没有非常突出的驱动因子差异,在保护区这些因子的驱动力往往要强一些。此外,在保护区内,这十六个因子对SOS分布模式的驱动作用要比对EOS强,然而灯光区这种差异不明显。