新疆2000-2012年NDVI、降水和RUE的时空特征

本研究分析了新疆2000-2012年每年的6-9月归一化植被指数(NDVI)、降水量和植被降水利用率(RUE)空间分布特征和年际变化趋势。结果显示,1)月平均降水量和月平均NDVI空间分布均呈西北向东南递减的特征,13年间年降水量和年NDVI均呈现北疆递减、南疆递增的特征,但年降水量年际变化范围更明显;2)月平均降水量和月平均RUE空间分布对比不明显,年RUE与年降水量的年际变化呈相反趋势;3)不同土地类型中降水量和NDVI呈显著正相关(r0.3,P0.05),降水条件对植被空间分布影响明显,不同土地类型中降水和RUE呈显著负相关(r-0.22,P0.05),夏季过量降水对植被光合作用的抑制作用是其主要影响因素。     

基于MODIS数据的草原荒漠化年际动态变化研究——以内蒙古自治区为例

近几十年日益加重的荒漠化已成为内蒙古乃至中国和邻国如韩国、日本的非常严重的环境问题。通过EOS-MODIS遥感数据计算出归一化植被指数(NDVI)和植被覆盖指数(PV),反演求得荒漠化指数(DI)对内蒙古地区进行荒漠化地区的识别,根据像元数进行统计各种类型的面积。最后我们运用该方法对内蒙古荒漠化进行监测,研究表明可以准确的得到该研究区荒漠化现状分布,同时根据像元统计可以得到荒漠化面积每年以2.2%的速率增大。荒漠化地区的荒漠化程度同样以每年10%的速度加重。结合气象观测的气温和降水数据分析,表明该方法对于荒漠化的监测是可行的,准确性也较高。     

2000-2014年博斯腾湖流域NPP时空变化特征及影响因子分析

植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)是反映陆地生态系统对气候变化响应的重要指标.本研究利用2000-2014年MODIS的MOD17A3、MOD12Q1产品,采用GWR(地理加权回归分析方法)建模法反演的近地气温数据以及TRMM降水量数据,通过逐像元的斜率、偏相关和复相关分析,分析新疆博斯腾湖流域净初级生产力和降水、近地气温等气候要素的时空变化趋势,探讨NPP的时空格局及其影响因素.结果表明,1)各月气温地理加权回归模型(geographical weighted regression,GWR)的决定系数(R2)均高于0.85,估算得到的近地表气温与实测气温的验证结果R2均高于0.9,能满足本研究的精度需求.2)在研究时间内,博斯腾湖流域NPP的年均值在205.12～235.7g·(m2·a)-1波动,多年NPP平均值为221.52 9·(m2·a)-1,整体上NPP呈减少趋势.3)NPP变化斜率介于—18～26 g·(m2·a)-1,减少趋势主要分布在山区,占总面积的35.23％;增长趋势主要分布在平原绿洲区,占总面积的16.99％.4)博斯腾湖流域39.81％的植被NPP的变化受气候因素影响,山区和平原区都有分布;受非气候因素影响的区域占总面积的16.57％,主要分布在人类居住的平原绿洲区域,说明研究区NPP的时空变化是气候变化和人类活动的共同结果,但气候因素的影响较大.     

三峡库区植被指数与气象因子响应机理研究

利用1998年到2008年SPOT的NDVI植被指数数据以及气象数据,采用地理加权回归分析方法,研究三峡库区植被变化与气象要素之间的时空响应机制。研究表明：（1）三峡库区年均气温空间分布差异较大,库区多年平均降水具有明显的区域差异;（2）三峡库区NDVI年变际化呈倒U型,且年内最大值出现在7月,最小值出现在1月;（3）气温与降水对库区植被覆盖变化有促进作用,其中小时间尺度的气候变化对植被覆盖的影响机制比大时间尺度显著,气温是影响库区植被覆盖变化的主要气象因子;（4）地理加权回归考虑了气象因子的空间自相关性、空间非平稳性等因素,在分析库区植被覆盖对气象因子的空间响应机制时较为适用,能够取得较好效果。     

1982-2013年新疆不同植被生长时空变化

基于逐像元一元线性回归模型,应用MODIS NDVI数据对AVHRR-GIMMS NDVI 数据进行时间序列拓展,建立了1982-2013年间长时间序列生长季最大NDVI数据集,分析了新疆不同分区的生长季植被NDVI变化及其对气候变化的响应。结果表明,1)北疆平原地区、南疆平原地区和南疆山地地区的植被NDVI变化呈显著增长趋势,北疆山地地区的植被呈下降趋势。2)水分条件和最低气温是影响新疆植被生长的重要因素,但不同分区的影响程度不同。北疆平原地区植被受水分条件影响较大,其中最低气温对农田植被影响较大;南疆平原地区植被受气温和降水的双重作用;山地地区植被受水分条件影响较大。3)从不同植被类型来看,水分条件对草地的影响最大,其次是林地,农田植被受水分条件的限制较小,与灌溉有着直接关系。4)增温增湿的气候条件有利于植被生长;北疆山地地区植被退化趋势受气候变化、火灾、平原草地围栏保护后放牧压力向山地转移等综合因素的影响。     

气候变化背景下张家口地区干旱化趋势

本研究利用1959–2017年逐月的降水和平均气温数据,计算了张家口地区干旱化定量指标,分析了该地区年均、四季、植被生长期及非植被生长期的干湿状况。结果表明:1)年均降水量和温度均呈显著上升趋势,干旱化趋势加重;2)植被生长期和非植被生长期降水量和温度呈上升趋势,但趋势不显著,植被生长期干旱化趋势加重,非植被生长期干旱化趋势减缓;3)春季和秋季降水量上升趋势不显著,温度显著上升,干旱化趋势加重,而夏季和冬季降水量显著上升,夏季温度显著上升,冬季温度上升不显著,干旱化趋势减缓;4)年均、四季、植被生长期和非植被生长期的降水量、温度、干旱化序列均无明显突变;5)冬季降水量、温度的变化对干旱化趋势影响最大;6)尽管研究区降水量在不同研究时段均呈上升趋势,但是同时段的温度也呈上升趋势,温度升高导致蒸发量增加,完全抵销了降水量增加,以致干旱化程度加剧;由于不同研究时段降水和温度的变化程度不同,干旱化程度在不同研究时段表现也不同。     

区域尺度下气候因子的插值优化及其与草地NPP的相关性

利用甘肃省及周边42个气象站点的气象数据和154个草地样地地上生物量（风干质量）实测数据,在AMMRR插值方法的基础上,加入坡度、坡向两个变量,对甘肃省1996－2005年的年均温和年降水量、不同季节温度和降水量进行空间模拟,并分析了甘肃省年均温和年降水量的空间分布格局,以及草地净初级生产力(NPP)对年均温、年降水量和不同季节温度、降水量的响应。结果表明,1）相对其他插值方法,引入了坡度、坡向等微观地理因子的AMMRR插值方法,可充分体现甘肃省的年均温、年降水量受地形影响的微观变化,更符合实际情况。2）除冬季外,草地NPP与不同时期的温度之间均呈显著负相关（P<0.01）,与不同时期的降水量均呈显著正相关（P<0.01）,而且与降水量的相关性明显高于温度。     

2000-2010年锡林郭勒草原植被覆盖时空变化格局及其气候响应

利用2000-2010年间生长季(4-10月)MODIS NDVI数据和同期气象观测数据,分析锡林郭勒草原植被覆盖度年际和季节变化趋势及其对气温和降水的响应特征.研究表明:生长季平均NDVI总体上呈增加趋势,其变化趋势主要受降水量的控制,年总降水量与NDVI的相关系数达到0.89.从不同季节植被NDVI的变化趋势看,春季NDVI呈上升趋势,夏季和秋季呈下降趋势.与气候因子的相关分析表明,春季和夏季植被覆盖变化趋势主要受降水的控制,而秋季温度的变化对植被生长的促进作用也较明显.在空间分布趋势上,阿巴嘎旗、锡林浩特市、太仆寺旗和多伦县植被覆盖总体上增加趋势较明显,而东乌珠穆沁旗东部、西乌珠穆沁旗的下降趋势最为明显,其气候影响因地区和季节而异.不同草原类型的植被具有不同的变化趋势和受温度和降水量的影响各不相同.     

2000-2019年青海地区植被总初级生产力遥感估算及时空变化分析

青海作为三江源所在地,监测其生态系统变化对我国的生态文明建设具有战略意义。植被总初级生产力（GPP）是陆地生态系统碳循环的重要组分。采用MODIS卫星遥感数据和土壤背景校正NIRv模型,结合３个地面站点的通量观测数据,估算了2000-2019年青海地区的GPP,并结合土地利用数据和气象数据分析了其时空分异特征及对气候变化的响应。结果表明：1）土壤背景校正NIRv模型估算的青海地区GPP与地面实测GPP数据呈良好线性关系（R²=0.91, P<0.001）,相较于MODIS GPP产品,估算的GPP在青海地区更具有适用性。2）2000-2019年青海地区植被GPP多年平均值为140.5 Tg C·yr^-1,年均GPP整体处于上升趋势,年增长率为1.25 Tg C·yr^-1 （P<0.05）。3）青海地区GPP空间分布呈由西向东显著增加趋势,不同植被类型的GPP值年际变化表现出较大差异。4）整体上,年均气温与GPP变化的相关性高于平均降水量,气象因素对不同植被GPP的影响存在明显空间异质性。     

新疆伊犁地区草地植被地上生物量遥感反演

本文以伊犁地区146个草地样地调查数据为基础,结合遥感及气象数据,进行草地植被地上生物量与NDVI、EVI、海拔、年均降水、年均气温、积温、干燥度、湿润指数等因子的回归分析。并通过各因子对地上生物量影响权重参数分析和加权融合,运用ArcGIS软件,反演分析了新疆伊犁地区草地植被地上生物量的空间分布特征。结果表明,新疆伊犁地区草地平均产草量约为704.96 kg/hm²,与20世纪80年代全国草地调查数据相比,产草量有所下降。草地植被地上生物量与各项因子具有较好的相关性,反演结果与伊犁地区的地形、地貌、气候特征基本吻合,反映了伊犁地区草地植被的空间分布特征。地上生物量反演结果得到验证,预测值与实测值之间相关系数(R²)为0.8532;均方根误差(RMSE)为216.559 kg/hm²,偏离度为22.92%,可以为新疆伊犁地区草地资源合理利用与评价提供参考。     

2000-2015年青海省不同功能区NDVI时空变化分析

基于2000-2015年MOD13Q1的NDVI陆地专题的产品,揭示了青海省不同功能区植被时空分布特征及变化规律,应用趋势分析法阐述过去16年不同功能区NDVI的变化规律,及利用变异系数揭示NDV1稳定性分布规律.结果表明:青海省植被NDVI表现为东南偏高,西北偏低,由东南向西北、由东向西逐渐递减的分布特征.三江源地区NDVI频度分布呈“M”型的双峰模型,柴达木盆地为频度分布最低的单峰模型,东部农业区与环湖地区相似且频度略高的单峰模型.从CV分析,高稳定性地区分布在东部农业区和环湖地区,低稳定性地区分布在柴达木盆地边缘和青海湖南部.由趋势分析可知,过去16年青海省NDVI呈波动性缓慢上升趋势,变化率为0.012·10a-1.东部农业区和柴达木盆地增加趋势显著.本文揭示了气候变化和人为因素双重作用下青海省不同功能区植被NDVI变化规律,为各区生态保护提供基础数据和科学参考.     

甘南州高寒天然草地生长状况遥感监测

以甘南州高寒天然草地为研究对象,利用2016-2019年草地地上生物量实测数据和MOD13Q1植被指数产品,构建了甘南州草地地上生物量遥感反演模型,分析了近20年(2000-2019年)甘南州高寒天然草地地上生物量的时空分布特征.结果表明:1)MODIS EVI植被指数适宜于甘南州高寒天然草地地上生物量变化监测研究,模型决定系数R2=0.5249,均方根误差RMSE=527.9 kg·hm-2;2)20年间甘南州高寒草甸和山地草甸的地上生物量均呈增加趋势,而沼泽类草地地上生物量呈减少趋势;3)近20年来甘南州草地呈现出整体恢复、局部恶化的趋势,全州66.04％的草地呈稳定或恢复趋势,33.96％的草地地上生物量呈减少趋势,其中18.08％的草地呈持续性恶化趋势.研究结果为甘南州草地植被动态监测和高寒草地退化修复提供了数据支持.     

甘南州高寒天然草地生长状况遥感监测

以甘南州高寒天然草地为研究对象,利用2016−2019年草地地上生物量实测数据和MOD13Q1植被指数产品,构建了甘南州草地地上生物量遥感反演模型,分析了近20年(2000−2019年)甘南州高寒天然草地地上生物量的时空分布特征。结果表明：1) MODIS EVI植被指数适宜于甘南州高寒天然草地地上生物量变化监测研究,...     

基于MODIS数据的西北地区旱情监测

西北地区深居欧亚大陆腹地,是我国干旱最严重的地区之一,开展卫星遥感资料旱情监测工作,具有重要的现实意义。利用M（）DIS合成产品数据MODllA2和M（）D13A2获取的归一化植被指数（NDVI）和地表温度（Ts）构建Ts—NDVI特征空间,依据该特征空间计算的温度植被干旱指数（TVDI）作为土壤湿度监测指标,分析了西北地区2007年6—9月每16d的土壤湿度。研究表明,2007年6—9月,我国西北地区虽然没有发生大面积、较严重的旱情,但有较长时间和较大范围的轻旱到中旱。同时,对土壤湿度数据进行验证发现,TVDI指标基本上能够反映表层土壤湿度状况,利用温度植被旱情指数法对西北地区进行夏季干旱动态监测是可行的。     

青海省草原鼠害区域草地生物量及盖度动态监测研究

本研究利用Terra/MODIS植被指数产品 MOD13A3以及2005-2006年青海省草地调查资料,建立了草地地上生物量和植被盖度遥感反演模型,模拟分析了青海省鼠害发生区域、危害区域和正常区域草地资源在2001-2010年期间的各月及年际生物量及植被盖度变化动态。结果表明,1)EVI指数函数模型为模拟生物量鲜重最优模型,而对数函数模型为植被盖度模拟最优模型,拟合精度分别为70.18%和77.43%;2)研究区不同草地类型鼠害发生区域、危害区域的地上生物量和植被盖度随着鼠害危害状况的加重而呈下降趋势,在盛草季表现最明显,这种趋势近10年基本保持不变。     

基于小型无人机与MODIS数据的草地植被覆盖度研究——以甘南州为例

以甘南州为研究区,采用Canon数码相机和小型无人机搭载相机在不同大小样方上获取草地植被覆盖度数码照片,结合2015年5月-10月的Terra/MODIS植被指数产品MOD13Q1,分析了增强型植被指数(EVI)和归一化植被指数(NDVI)与草地植被覆盖度之间的相关性,建立了研究区草地植被覆盖度的回归模型,并对模型进行了精度评价,筛选出甘南州草地植被覆盖度最优遥感反演模型,并对草地生长季时期覆盖度时空上的动态特征进行分析。结果表明,1)利用小型无人机搭载相机获取草地大样方植被数码照片的方法能用于地面草地覆盖度数据的获取;2)与NDVI相比,用EVI估算草地覆盖度更优,因此确定基于EVI构建的对数模型为甘南州草地植被覆盖度最优反演模型,模型精度可达88.00%;3)研究区2015年生长季草地植被覆盖度除了低平地草甸在8月达到最大值外,其它草地类型均在7月达到最大值;4)甘南州以中高植被覆盖度为主,主要分布在玛曲、碌曲、夏河以及合作四县市。整体而言,中西部和西南部区域草地覆盖度高于东部。通过精确草地植被覆盖度模型的建立,不仅有利于及时准确的了解草地植被覆盖度的时空分布状况和季节性动态变化,也有利于维护甘南州草地生态系统的持续稳定发展。     

近16年祁连山植被NPP时空格局及其对气候变化的响应

为探究祁连山植被净初级生产力(Net primary productivity,NPP)的时空格局及其与气候变化的关系,本文基于MOD17A3HGF、气温与降水栅格数据集,计算了2000—2015年祁连山植被NPP的时空变化,并利用相关分析研究了NPP对气温和降水的响应,结果表明:近16年祁连山NPP均值分布整体上自东...     

基于MODIS数据的新疆草地物候提取方法及变化趋势分析

基于遥感手段监测植被物候涉及两个重要步骤，一是植被指数的重构方法，二是植被物候参数提取方法的选择。不同区域植被物候重构与提取方法的优劣尚无定论，有必要开展不同方法之间的对比分析，从而找到适合某区域最优的遥感提取方法。本研究基于非对称性高斯函数拟合法（asymmetric gaussian，A-G）、双逻辑斯蒂函数拟合法（double logistic，D-L）、Savitzky-Golay滤波法（S-G）和土地覆盖动态产品（MCD12Q2）4种方法反演了2001-2019年新疆地区草地的返青期（start of growing season，SOS），通过4种方法提取结果对比，找到了适合提取新疆地区返青期的最优模型，并以此对新疆草地返青期时空变化进行研究。结果表明：1）A-G方法反演的新疆草地返青期的结果最佳。A-G和实测点的返青期相关性（R=0.879）较高，均方根误差较小（RMSE=16.395 d）。空间上，A-G方法提取的返青期标准差（<30 d）的面积比例最多，达到82.19%。2）近19年，新疆草地返青期主要集中在第60~140天，且具有自北向南逐渐推迟的明显地域差异。北部准噶尔盆地和伊犁河谷区域的草地返青时间最早，早于第80天，而阿尔泰山、天山中部及昆仑山等区域的草地返青时间最晚，晚于第140天。不同草地类型返青期存在明显的差异，高寒草甸与高寒草原的返青时间最晚，而温性荒漠返青时间最早。3）2001-2019年新疆草地返青期总体呈现微弱的推迟趋势，推迟的面积比例约为53.07%。其中，低地草甸、温性荒漠和高寒荒漠的返青期呈现推迟的变化趋势，而温性草原、高寒草原及高寒草甸的返青期表现为提前趋势。     

基于MODIS数据的新疆地区土壤湿度反演

以新疆地区为研究对象,选取2016年5和6月的植被指数产品数据和地表温度产品数据,构建新疆地区NDVI-Ts和EVI-Ts特征空间,分析新疆地区土壤干湿状况的空间分布格局及土壤水分的影响因素。结合野外同步重复采样获得的土壤含水量对TVDI进行验证,并分析EVI和Ts所包含的旱情信息。结果表明:(1)构建NDVI-Ts和EVI-Ts特征空间,其散点图符合三角形的关系。(2)新疆地区5和6月土壤湿度总体以干旱(0.6相似文献   

青海祁连山地生态现状及恶化原因分析

近几十年来,青海祁连山地的生态环境日趋恶化,主要体现在草地退化、沙化、草地盖度和生产力下降、生物多样性面临严重威胁,沼泽湿地萎缩,森林功能弱化、水土流失加剧、土地荒漠化扩大、雪线上升、冰川减少等诸多方面。分析其原因是全球气候暖干化和人类无序干扰共同作用的结果。前者的影响是渐进式的,但却是明显的,后者的影响是直接的,且起着加速逆行演替的作用。