陆地植被物候是反映地表植被变化和生态健康的一个关键生态参数,也是全球气候变化的一个敏感指标。随着对全球气候变化研究得深入,以遥感手段监测植物物候状况及其对气候变化的响应研究成为一个热点问题。当代长时间卫星遥感数据为监测不同时空尺度下植被物候与气候变化的关系提供了可行的方法。探索植被物候对气候变化响应的时空分异规律,有助于更好地理解生态系统的碳循环过程,并对预测生态系统对全球气候变化的响应具有重要意义。利用已有的多源遥感数据来监测不同时空尺度上植被物候与气候变化之间的关系是目前最常用的方法之一。位于中高纬度的黑龙江流域是一个植被类型丰富的跨境区域,具有重要的生态与社会意义。它穿过许多中高海拔地区,气候变化和植被类型过度明显,为遥感监测气候驱动的植被物候变化提供了一个难得的机会。本研究选取黑龙江流域为研究对象,结合地理信息系统GIS、遥感技术和ESTATFM融合方法,依托第三代GIMMS植被指数(NDVI3g)数据集和MODIS不同分辨率植被指数产品,构建适合于长时间序列高空间分辨率NDVI数据集。综合地面物候观测数据,选择最大变化斜率法提取植被物候指标,从流域尺度、不同植被类型、不同气候带和不同分辨率多个尺度分析黑龙江流域1982-2015年的植被物候时空变化,结合多种气象因子,深入探讨多尺度植被物候与多种气候因子之间的相关性。主要结论如下:(1)黑龙江流域植被SOS时间76%以上集中在4月中旬至5月初之间,且山区植被返青比平原早;81%以上的植被从10月下旬进入枯黄期持续到11月初,纬度越高的地区,植被EOS时间越早。74%以上的植被在每年7月中旬至8月初达到生长峰值,且呈现西部早于东部以及平原地区较早的空间格局;植被的生长期时长70%以上集中在165天至195天之间,且呈现东北部植被区比其它地区植被生长时间短的空间格局。(2)从1982年到2015年,黑龙江流域植被生长季开始日期越来越早,提早速率是0.496天/年,植被EOS的日期趋向于延后,延后速率是0.158天/年,而植被的生长期显著延长,延长速率是0.654天/年,植被的MOS长时间上变化不大。从不同植被类型分析发现,草地植被的SOS日期提前最显著,其提前速率是0.205天/年,其次是森林和农田,两者的SOS提前速率分别是0.163天/年和0.124天/年,湿地SOS日期整体趋势波动不大;EOS时间推后最明显的是农田植被,其推后速率为0.256天/年,其次是草地和森林,两者的EOS时间推后速率分别是0.222天/年和0.212天/年。森林、草地和农田植被的LOS均呈显著延长,其延长速率均达到0.4天/年以上。不同气候带植被的物候指标分布及时空动态不同,其中,分布在干旱气候带的植被SOS时间以0.204天/年的速率提前,比冷温气候带植被SOS日期提前速率大;对于植被的EOS时间,干旱气候带和冷温气候带均呈现推迟趋势,冷温气候带的植被EOS时间推迟比干旱气候带严重,其推迟速率为0.198天/年;干旱气候带和冷温气候带的植被达到MOS的时间变化都不大;植被在干旱气候带的LOS延长更明显,其延长的速度为0.65天/年。(3)从地面观测站监测物候指标到250 m、500 m、1 km和8 km不同分辨率尺度的植被物候遥感反演指标对比分析得出,基于遥感监测的1982年-2015年黑龙江流域植被的SOS日期比地面观测站监测的植被开始展叶期要早,植被EOS的日期晚于地面监测记录的植被开始落叶时间,植被生长期比地面物候观测站记录的时间要长。总的来说,地面物候观测站记录的植被物候指标与植被物候遥感监测数据的之间存在着显著的相关关系(p<0.05),在不同分辨率尺度的NDVI反演的植被物候指标中,250 m分辨率的植被物候指标与地面物候观测站记录的植被物候指标最为一致。(4)从1982-2015年,黑龙江流域的气候逐渐趋于暖干,且夏季(p<0.01)和秋季(p<0.01)平均气温呈现显著性的升高,累积降水量呈现显著性降低趋势,而春季和冬季累积降水量均呈现增高趋势。分析植被物候对气候变化的响应发现:强降水对植被的返青和长势都有一定的抑制性;同时随降水量的增加,植被枯黄日期提前,总的来分析,年均气温每增加1℃,植被生长季延长2.1天,年累积降水量每增加1mm,植被生长季缩短0.0234天。从不同季节尺度分析发现,植被物候对气候变化的响应有一定的滞后性,具体是植被SOS对春季气温和季前2个月降水量的响应明显,植被EOS对夏季气温、秋季气温和季前1个月降水量的响应明显。从像元尺度上统计发现,植被SOS对春季气温呈显著负响应的植被像元占比是45.59%,季前强降水使植被开始生长日期延后的像元所占比是33.13%,而夏季和秋季温度增加导致植被EOS显著延迟的像元所占比分别是31.07%和53.75%,植被EOS的日期对季前强降水呈现负响应的像元所占比是36.32%。(5)不同植被类型物候指标对不同气候因子变化的响应不同。植被对季前气温和季前降水的响应最为强烈,且均有一定的滞后期,其中湿地和农田植被SOS因季前气温升高而显著提前的占比分别是50.6%和72.56%,而植被SOS对季前降水响应的滞后效应主要发生在湿地和草地,其中湿地与季前2个月累积降水量呈显著正相关占比47.67%,而草地与季前1个月累积降水量呈显著正相关占比50.83%;植被EOS对季前气温的响应体现在随季前2个月气温升高而推后,随季前2个月降水量增加而提前,其中,EOS日期对季前升温呈显著正相关的湿地植被占比是29.34%,草地植被占比45.07%,森林植被占比67.38%,农田植被占比是74.14%;与季前降水量增加呈显著负相关的湿地植被占比55.16%,草地植被占比41.55%,森林植被占比是48.45%;农田植被EOS的日期与季前2个月降水量呈显著正相关关系的像元所占比是41.79%。分析植被物候特征随气候带不同对气候因子变化的响应发现,干旱气候带植被的SOS日期主要受季前2个月平均气温和季前2个月累积降水量的影响,且滞后效应明显,在生长季结束期,其与季前2个月平均气温和秋季累积降水量的空间相关性均以显著正相关关系为主。影响冷温气候带植被返青情况的主要气候因子是季前平均气温和季前累积降水量;年平均气温和季前累积降水量会显著影响冷温气候带植被的生长状况,相应的影响植被生长的结束时间。