Evaluating vegetation indices for monitoring drought and post-drought declines in European forest productivity

干旱正对森林总初级生产力（GPP）造成日益严重且广泛的负面影响，但利用遥感数据在大空间尺度上模拟这些影响仍具挑战性。对于光谱对干旱敏感性低于其他生态系统的森林，以及植被指数（VI）响应时间可能滞后于GPP的森林，这一问题尤为突出。然而，森林中干旱开始、GPP与VI响应之间的时间滞后长度尚未被量化，也未在不同VI之间进行比较。我们测试了12个MODIS变量（地表温度、叶面积指数、吸收光合有效辐射分数及9个植被指数）在捕捉欧洲18个森林站点由干旱引起的GPP下降方面的能力，所用GPP数据来自ICOS和FLUXNET涡度相关观测。我们的分析量化了标准化降水蒸散指数、GPP和VI对干旱响应之间的时间滞后，以及干旱后第一年的遗留效应。我们发现，地表温度是唯一在落叶阔叶林和常绿针叶林中均显示干旱期与非干旱参考期之间存在显著差异的MODIS变量。在落叶站点，叶绿素/类胡萝卜素指数、归一化差异水分指数和归一化差异植被指数（NDVI）在干旱期间也显著降低，而在针叶站点，近红外反射率指数（NIRv）显著降低。各VI在干旱响应的幅度和时间上存在显著差异，我们将其与干旱引起的树木生理变化以及研究站点所代表的五个树属之间的差异联系起来。与冠层结构相关的VI（NDVI、植物物候指数和NIRv）在干旱后第一年在阔叶和针叶站点均保持较低水平（尽管未达统计显著性），而GPP通常恢复至长期均值，暗示干旱后GPP与这些VI之间可能出现解耦。