沂河流域植被覆盖时空演变及其与径流的关系研究

为探求沂河流域植被覆盖时空演变特征及其与地表径流的关系,基于MOD13Q1 NDVI遥感影像数据,利用趋势分析方法,分析了2000—2020年沂河流域植被覆盖时空演变特征,并利用SCS模型模拟地表径流深,使用相关分析在像元尺度上分析了植被NDVI变化与径流的关系。结果表明：(1)沂河流域20年间植被NDVI呈波动增加趋势,流域内NDVI空间分布差异较大,NDVI增加的区域主要分布在流域北部,NDVI减少的区域主要分布在流域东部和南部及各城镇建成区内;(2)沂河流域不同时期径流深均呈现出不同程度的由西北向东南逐渐增加趋势,径流深出现较大幅度波动,径流存在明显的丰枯变化;(3)流域NDVI和地表径流之间呈正相关和负相关共存的相关关系,以不显著正相关为主,呈显著正相关的区域主要集中在流域北部,显著负相关区域主要集中在流域南部兰山区境内。研究表明,沂河流域整体植被覆盖得到了改善,但流域内部植被变化存在分异,植被保护与修复主要集中在北部,而南部与东部地区随着人类活动的增加,NDVI出现一定程度减少。随着流域内不同空间位置NDVI的增加及减少,径流主要呈增加趋势且两者相关关系在小空间尺度下存在明显...     

开都—孔雀河流域NDVI动态变化及其与气温和降水的联系

基于2000—2014年开都—孔雀河流域的MODIS NDVI数据,采用最大合成法、偏相关分析法,结合气象站同期降水与气温数据,研究流域近15年NDVI时空动态,并分析了其与气温和降水的关系。结果表明:(1)研究区NDVI多年平均呈北部和中部高,南部和东部低的空间分布态势;(2)近15年开都—孔雀河流域植被退化区域大于植被改善区域,退化区域面积占研究区总面积的9.1%,主要集中在和静县山区;改善区域面积占总面积的6.33%,主要集中于博湖绿洲和库尔勒市及周边;84.57%的区域NDVI基本保持不变,主要集中于尉犁县;(3)植被覆盖2002年与2010年有明显改善,2001年、2004年有明显退化,其他年份退化和改善程度不一;(4)研究区NDVI对降水和气温变化均具滞后性且滞后水平存在显著的空间差异;(5)气温对NDVI的影响明显高于降水对NDVI的影响。     

基于NDVI的延河流域时空演变分析

利用8年的MODIS NDVI构建时序数据集,分析了延河流域2003—2010年植被覆盖度的时空格局和演变规律。借鉴时空数据分析模型,以栅格像元为分析单元,对该流域研究时段的绿度变换率进行计算分析,并利用像元二分模型对2003年和2010年地表植被覆盖度进行反演。结果表明:(1)延河流域植被生长状况总体呈改善趋势,延安南部林区、宝塔区东南部以及延长县中部植被覆盖较好且较稳定;(2)安塞县中南部、延长县大部以及杏子河中游的王瑶水库周边区域植被恢复效果显著;(3)在宝塔城区和城市重点开发区植被出现退化趋势。经分析,引起该流域局部植被退化主要是由于不合理的土地利用方式以及城市开发建设造成的植被破坏。基于像元的变化趋势分析更易于体现区域NDVI时空演变的细节信息。     

2000—2018年乌海市植被覆盖度时空变化

为了探究乌海市植被覆盖度时空动态变化特征以及预测NDVI变化趋势,基于Lantsat OLI/TM/ETM,DEM影像运用像元二分模型法、趋势分析法研究了乌海市2000—2018年植被覆盖度时空动态变化特征,重标极差(R/S)分析法的Hurst指数预测了乌海市未来NDVI变化趋势。结果表明:(1)2000—2018年乌海市植被覆盖度整体呈现上升趋势,增长速率为0.07%/10 a,植被覆盖度均值由22.26%增至41.30%;(2)空间上植被覆盖度呈现由西北向东南逐渐递增的趋势,植被覆盖度改善的区域大于退化区域,海南区改善趋势更明显;(3)从地形因子来看,植被覆盖度受高程、坡度影响较大,不同坡向间变化不明显;(4)乌海市大部分地区植被未来变化趋势为随机发展,持续改善区域占10.95%,持续退化区域占2.93%,海勃湾区持续变化性强,乌达区反持续变化性强。整体来看研究区2000—2018年植被覆盖度持续上升,植被改善明显,未来进行生态保护时应多关注地形因素和植被退化的区域,从而制定合理的政策。     

陕西省植被时空演变特征及其对气候变化的响应

利用GIMMS/NDVI数据分析了陕西省1982—2006年的植被覆盖时空演变,并探讨了植被时空变化对气候变化的响应。分析发现,陕西省NDVI空间分布具有自南向北递减的特点,陕西北部、中部和南部三区四个季节的NDVI均以夏季最大,春季和秋季相当,冬季最小。25年来,三区NDVI显著增加,其中以春季增幅最大,夏季反而有下降的趋势。三区气温增加趋势明显,导致生长期的延长,这是NDVI增加的主要原因之一;三区年总降水呈减少趋势,降水的减少并未使得NDVI减少,这说明当地降水可以满足植被生长的基本条件;夏季NDVI的减少可能与人类活动增加有关。在年内尺度上,三区温度的增加利于植被覆盖的增长;降水量的增加为植被覆盖的增长提供更充足的水分,NDVI的增加主要出现在月降水量小于100mm时,当该月降水量大于100mm时NDVI并无明显增加趋势。     

2001-2013年西鄂尔多斯国家级自然保护区植被覆盖变化

利用2001-2013年生长季(4-10月)MODIS NDVI数据和气象观测数据,结合线性趋势分析法、变率分析法和相关分析法等方法,开展西鄂尔多斯自然保护区植被覆盖年际、月际变化趋势及其与区域气候变化的关系研究.研究表明:西鄂尔多斯自然保护区植被NDVI,无论是在生长季平均值(0.001 5 NDVI/a),还是各月份值都呈增加趋势.尽管通过建立自然保护区能够促使生态环境良性发展,但其植被覆盖年际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0.66,是植被覆盖年际波动的最直接因素.在空间分布上,研究区南部、东部和北部边缘区域的植被覆盖增加趋势较明显,而中部和北部部分区域未发生明显的趋势性变化.变率分析表明,植被覆盖变化年际波动明显,说明研究区植被变化受外界抗干扰能力较弱,特别是南部区域.从自然保护区各核心区植被覆盖年际变化趋势看,伊克布拉格草原化荒漠生态系统核心区和棋盘井半日花核心区的植被覆盖度呈增加态势,而蒙西珍稀植物群落核心区和阿尔巴斯生态系统过渡带核心区呈下降趋势.     

西北地区NDVI变化与气候因子的响应关系研究

基于1998-2012年SPOT VEGETATION/NDVI数据,研究近15年来西北地区植被覆盖时空特征。通过时滞相关分析法,分析研究区不同地区植被对气温和降水的响应程度。结果表明:(1)西北地区总体植被覆盖率偏低,极低植被区分布较广,主要位于新疆东南大部以及内蒙古西北部;(2)西北地区退化区所占西北总面积比例小,主要位于新疆阿尔泰山脉周边、天山山脉以南和塔里木盆地以北。改善区范围分布分散,其中轻微改善区主要位于新疆天山周边、准格尔盆地边缘及甘肃东部;(3)年尺度来看,西北各地区NDVI年均值均出现缓慢增长的趋势,新疆、青海NDVI的年均值保持相对稳定;甘肃、宁夏、内蒙古西部NDVI的年均值在此期间先增加而后减少,起伏波动较大。月尺度,西北各地区NDVI多年平均月值呈现出明显的季节变化,因此与气温、降水等气候因子密切相关;(4)西北各地区NDVI与气温、降水的年际相关性不大,而年内相关性显著。新疆、宁夏NDVI对气温、降水不具有滞后性,而甘肃NDVI对气温具有明显滞后一个月的性质,青海地区NDVI对气温、降水的滞后性不明显,而内蒙古西部地区NDVI对气温具有明显滞后性而对降水具有及时性。     

陕西关中地区NDVI的时空变化特征及其驱动力分析

随着全球气候变化与城市化进程加速,城市生态建设受到越来越多的关注。为揭示多因素变化背景下关中地区的植被变化规律,基于MOD13A1遥感影像,运用定性与定量相结合的方法研究了陕西关中2005—2020年归一化植被指数(NDVI)的时空演变特征及其驱动力,结果表明：(1)16年间,陕西关中的NDVI值以每年0.004 9的速率波动上升,2020年最高,达到0.68;(2)陕西关中南部NDVI值水平明显优于北部,西南部NDVI值表现最好,均处于0.7以上;(3)陕西关中植被改善区面积占总面积的52.28%,植被退化区面积占28.73%;(4)影响陕西关中NDVI分布的主要地理、气候、人为因子分别为地貌类型、降水、土地利用。     

近20年黄河三角洲地区植被覆盖度时空变化及其趋势分析

[目的]探究黄河三角洲地区植被覆盖度的时空动态变化以及植被覆盖度对土地利用变化的响应机制,为地区生态保护、建设与高质量发展提供参考。[方法]基于2000—2019年的归一化植被指数(NDVI)数据和2000—2020年5期土地利用数据,采用slope趋势分析和相关性分析等方法,分析了2000—2019年东营市植被覆盖度的时空动态变化及其对土地利用类型变化的响应。[结果]植被覆盖度在东营市南部地区、黄河沿岸以及黄河故道地区较高,而北部和东部沿海地区较低。在时间上,2000—2019年东营市NDVI为0.25～0.33,植被覆盖度呈现先增加后减少的趋势,在2010年达到最高水平。在空间上,东营市植被覆盖度改善区域面积大于退化区域,其面积占比分别为44.86%,37.94%。[结论]草地和未利用土地向城乡、工矿、居民用地和水域转化是造成植被覆盖退化的主要原因。     

2001—2018年雅砻江流域植被NDVI时空动态及其对气候变化的响应

为了了解雅砻江流域植被覆盖变化及其对气候的响应,基于MOD13Q1和气象数据,采用趋势分析和偏相关分析等方法,分析了2001—2018年雅砻江流域生长季NDVI的时空变化特征,探讨了NDVI变化对气候因子的响应。结果表明:(1)2001—2018年雅砻江流域NDVI均值为0.66,呈东南向西北逐渐下降趋势,并随海拔的升高呈先增后减趋势;(2)2001—2018年雅砻江流域NDVI整体以0.003/10 a的速率波动上升,NDVI增加面积(63.97%)大于减少面积(36.03%); 2001—2018年雅砻江流域生长季的气温上升趋势显著,降水上升趋势不明显,流域上、中游气候向暖湿方向发展;(3)整体上NDVI受气温影响大于降水,与气温呈正相关关系,与降水呈负相关关系; 空间差异明显,上游受气温和降水共同影响,中、下游大部分地区受降水影响。整体而言,雅砻江流域被的生长受地形、气候和人类活动等因素影响,近18年植被NDVI改善面积持续增加。     

2001—2019年云南省植被NDVI变化及其气候因子的关系

了解植被覆盖时空变化对区域环境保护及生态环境建设具有重要意义。基于MOD13Q1数据,运用趋势分析和相关分析方法,探讨了云南省植被NDVI的变化、未来趋势以及植被与气候关系的空间格局。结果表明:(1)2001—2019年云南植被NDVI均值为0.68,变化率为0.37%/a(p<0.001),空间上表现为西高东低、南高北低的特点。(2)全省Hurst指数值为0.52,植被改善的趋势在未来将持续。不同土地覆盖类型,林地、耕地植被变化的趋势为持续改善,居民地为持续退化; 草地和灌木林将由改善转变为退化。(3)近19年年平均气温和降水的变化率分别为0.03℃/a和-2.67 mm/a,两者与年NDVI之相关程度均值分别是0.26,0.21,在大部分地区表现为正相关。总体上看,气温对植被的影响大于降水。(4)植被与气温和降水的滞后响应时分别是1.9月和1.5月。月时间尺度上,植被对降水的响应更敏感。不同植被类型,林地、灌木林植被的滞后时间长于耕地和草地,森林植被最不易受短期气候变化的影响。综上,近19年云南植被NDVI呈改善趋势,未来将持续; 植被NDVI与气温和降水的相关性有着明显的地域差异。     

新疆植被NDVI时空变化及定量归因

为揭示自然与非自然因素以及因素之间的交互作用对新疆植被覆盖变化的影响,以归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)为植被覆盖状况表征指标,结合气候、地形、水文、土壤以及人为干扰等15种因子,采用线性趋势分析、随机森林和地理探测器模型,分析了2000—2018年新疆地区植被NDVI的时空演变特征,并对其空间分异的驱动力进行了定量探测。结果表明:新疆NDVI分布呈现北高南低、西高东低、山区高平原低的特点; 研究期间植被覆盖状况有明显改善,60.91%的植被区域NDVI呈增加趋势。土壤湿度的解释力最高(0.394),与耕地面积和潜在蒸散发共同主导植被NDVI的时空格局; 双因子的交互作用能以非线性方式增强对NDVI空间分布的解释力,其中,尤以土壤湿度和潜在蒸散发的交互作用影响力最强; 各因子存在促进植被生长的最适宜范围或特征,其中,NDVI空间变化基本与水分因素呈正相关,与辐射量、海拔呈负相关。总体上,土壤水分条件对新疆植被变化的影响更为直接,此外,适度的人类活动对植被恢复已有明显的促进作用。     

山西黄河流域不同土地利用类型NDVI时空变化及其对气温、降水的响应

[目的]了解山西黄河流域不同土地利用类型NDVI时空变化及其对气温、降水的响应关系,对该流域生态保护、修复和高质量发展具有重要的意义。[方法]基于1998—2018年NDVI数据,利用NDVI变化趋势、变异系数、空间自相关等方法,对山西黄河流域不同土地利用类型NDVI时空变化特征及其与气温、降水的关系进行分析。[结果]不同土地利用类型NDVI变化趋势均呈向好态势,草地和林地覆盖状况优于整体水平。NDVI在空间上整体呈南北纵列、高低相间的分布格局,吕梁山和太岳山—中条山高,西部高原丘陵区和汾河谷地低。NDVI变化趋势的空间异质性显著,植被以显著改善为主。林地改善趋势的稳定性最好。NDVI表现出明显的空间集聚性特征,其中耕地NDVI变化趋势聚集特征最明显。不同土地利用类型NDVI对降水的敏感性强于气温。[结论]山西黄河流域不同土地利用类型NDVI时空变化差异显著,并对气温和降水存在响应关系,此研究将为该流域生态保护和建设提供更精准的植被恢复数据及其和气温、降水关系的基础资料。     

长江经济带降雨侵蚀力与NDVI耦合协调关系时空变异分析

为探究长江经济带降雨侵蚀力和植被覆盖关系之间的耦合作用及其与土壤侵蚀风险的关系,该研究基于逐日降水数据和逐月NDVI数据,使用日尺度的降雨侵蚀力计算模型和Mann-Kendall趋势检验方法分析了长江经济带月尺度的降雨侵蚀力和NDVI时空演变特征,并通过耦合协调度理论和Pettitt突变点检验识别了降雨侵蚀力与NDVI耦合协调关系的时空变异特征,最后讨论两者之间耦合协调关系变化的原因。结果表明：1)1965—2019年,7—10月长江经济带多年平均降雨侵蚀力在全区空间上分布比较均匀,其他月份多年平均降雨侵蚀力均呈现从东南向西北减少的空间分布格局。东部地区7月和9月的降雨侵蚀力呈现显著增加趋势（P<0.05）;2）不同月份NDVI在1999—2019年间显著增加的总面积比例均超过长江经济带总面积30%,NDVI显著减少面积主要在东部地区,该地区土壤侵蚀风险较大;3）降雨侵蚀力与NDVI耦合协调度的多年平均值呈现东高西低的空间分布格局,耦合协调程度整体较低,耦合协调度显著减少的区域主要位于中部和西南部,显著增加的区域主要位于东部;4）长江经济带东部地区面积占比较小的常绿针叶林、常绿阔...     

2000－2018年广西植被时空变化及其对地形、气候和土地利用的响应

广西是典型的喀斯特地区,其生态系统非常脆弱。为评估广西植被时空变化特征及其影响因素,该研究基于2000－2018年MODIS数据,利用最大值合成和趋势分析等方法,分析广西植被NDVI时空变化特征;基于相关分析等方法,结合地形因子、气候因子和土地利用数据,探讨了植被NDVI对地形、气候变化和土地利用的响应。结果表明：1）2000－2018年广西植被NDVI呈增加趋势,但空间差异显著,表现为北高南低,边缘高中间低。2）随着高程的增加植被NDVI呈现先增加再减少的趋势;随着坡度的增加植被NDVI呈先增加至稳定再减小的趋势;除无坡向以外,坡向的不同对植被NDVI影响不大。3）广西2000－2018年气温和降水对植被NDVI为正影响,复相关系数达到0.32。在不同土地利用类型上,植被NDVI对气候的响应是不同的。研究结果揭示了广西植被时空变化特征及其对地形、气候和土地利用的响应,能够为广西可持续发展和生态环境建设提供决策支持。     

水热条件和人类活动对山西省植被覆盖变化的影响

基于山西省1999—2010年的SPOT Vegetation数据及气象资料,运用Sen趋势度+Mann—Kendall法、残差分析法和相关分析法,对山西省近12a植被覆盖的时空变化进行了分析,探讨了水热条件与人类活动对植被覆盖变化的影响。从年际变化来看,1999—2010年山西省生长季植被NDVI呈现显著上升趋势,其增加速率为0.199 4/a;从空间格局来看,大部分地区NDVI有增加趋势,其中极显著增加的区域占72.94%,主要分布在山西省的黄土丘陵沟壑区及山区;NDVI减少区域极小,仅占0.21%,呈不均匀零星分布。降水量与生长季NDVI的相关性较高,从整体上呈现出由北向南逐渐减少的特点,其中98.54%的区域呈正相关关系;此外,气温与生长季NDVI的相关性较低,平均相关系数仅为-0.415。人类活动对山西省植被覆盖变化的正面和负面作用并存,但正影响远大于负影响,说明近年来退耕还林草以及水土流失治理的生态效益正在显现。     

2000-2013年江苏省不同植被类型NDVI时空变化特征

基于2000—2013年美国国家航空航天局（NASA）发布MODIS NDVI数据产品,运用最大值合成法、趋势分析法和稳定性分析法,对江苏省近14年来不同植被类型时空变化特征进行了分析。结果表明:（1）江苏省整体植被覆盖呈下降趋势,下降速率为0.000 8/a。水田、草地呈下降趋势,水田下降趋势明显,下降速率为0.002 1/a,旱地和林地呈上升趋势,旱地上升趋势较大,为0.001 5/a;（2）近14年江苏省植被退化面积占总面积的32.21%,主要集中在城市中心区和沿江沿海环湖地区。水田退化面积呈由南往北,由东往西逐渐递增的空间分布特征,旱地退化面积主要分布在苏北地区;（3）近14年江苏省植被表现出较好的稳定性,变异系数小于10%的面积占总面积的86.97%,林地、水田和旱地稳定性较好,草地稳定性最差;（4）近14年江苏省植被NDVI、植被变化趋势与植被稳定性在空间上表现出较好的耦合性,植被NDVI高、稳定性高的地区植被以轻微改善和中度改善为主,植被覆盖度低、稳定性较差地区以轻度退化和中度退化为主。     

黄土高原植被覆盖时空变化及原因

研究黄土高原地区植被覆盖动态变化及其与人类活动和气象因子的关系对评价区域生态环境质量及生态过程具有重要意义。以黄土高原1982—2018年NDVI(1982—2011年GIMMS NDVI和2000—2018年MODIS NDVI)数据为基础,利用像元二分模型对植被覆盖度进行估算,借助植被绿度、相关分析和多元回归残差法分析了黄土高原植被覆盖度时空变化规律及其对人类活动和气象因子的响应特征。结果表明:(1)过去37年,黄土高原春、夏、秋和生长季植被覆盖度呈现升高趋势,且各季节FVC增加速率逐年升高,尤其以夏季和生长季增加速率的变化最为明显;(2)空间上,春、夏、秋和生长季FVC呈由西北向东南递增的趋势,且大部分地区呈显著上升趋势,植被呈现改善趋势的面积要大于呈现退化趋势的面积;(3)春、夏、秋和生长季人类活动对FVC主要以正面影响为主,且夏季人类活动对于FVC影响更为显著。在气象因素方面,FVC与平均气温在夏季和生长季呈现显著正相关的区域面积占比较大,FVC与总降水量在春季和秋季呈现显著正相关的区域面积占比较大。退耕还林(草)等生态工程的实施,使得黄土高原植被状态得到明显改善,但是城市扩张使得部分地区植被覆盖度呈现退化现象。     

1999—2018年黄河流域NDVI时空变化及驱动力分析

为了探究黄河流域NDVI时空变化及其驱动力,基于SPOT NDVI遥感数据,采用趋势分析、空间转移矩阵分析了1999—2018年黄河流域NDVI时空变化特征,并采用地理探测器模型对黄河流域NDVI空间分异特征与驱动力进行解释。结果表明:(1)从NDVI像元尺度的时间变化趋势来看,1999—2018年黄河流域NDVI变化趋势以极显著缓慢增长为主,占整个流域面积的53.12%,整体变化趋势向好,但可持续性不强; 极显著较快增长和快速增长的区域占15.47%,主要位于山西西部吕梁山脉和陕西北部黄土高原。(2)从NDVI空间变化特征来看,20 a间,植被覆盖度保持稳定的区域占31.6%,持续增加的占65.99%。(3)黄河流域的NDVI空间差异主要由年平均降水量、湿润指数、干燥度、土壤类型所决定,其因子解释力均超过30%,这表明气候因素仍然是影响黄河流域NDVI的主导因素。绝大多数驱动因子间交互呈现相互增强或非线性增强,交互解释力最强的是年平均降水量和土地利用,q值为0.704。只有年平均降水量与土地利用类型交互及高程与人口密度的交互是相对独立的。