天山北坡NDVI对气候因子响应的敏感性分析

利用1982-2006年8 km×8 km的NASA/GIMMS半月合成的归一化植被指数(NDVI)数据集和天山北坡乌鲁木齐、石河子、克拉玛依等11个站点的气象数据分析了天山北坡NDVI动态变化与气温、降水变化的响应特征及敏感性.结果表明,25年来,天山北坡的NDVI呈波动性增加的趋势,植被覆盖增加;并且在全球背景下气温和降水也呈现不同程度的增加,气候暖湿化趋势明显;年际NDVI与年均气温存在一般正相关,与降水存在极显著正相关;主要生长季NDVI变化与同期气温存在较低正相关,与降水存在极显著正相关;进行滞后分析,发现当月NDVI与前月气温呈负相关,与前月降水存在极显著正相关.说明天山北坡NDVI对气温的敏感性比较低,对降水的敏感性较高.     

基于SPOT-VGT数据的湖南省植被变化及其对气候变化的响应

目的本文旨在研究湖南省植被变化及其对气候变化的响应,以期为湖南省生态保护提供科学指导依据。方法利用2000—2015年SPOT-VGT NDVI、植被类型以及气象数据,辅以最小二乘趋势分析和相关性分析,探讨了湖南省植被生长变化特征并从年和月变化尺度分析了不同类型植被对气候变化的响应。结果(1) 近16年湖南省大部分地区植被NDVI呈增加趋势,但空间分布差异较大,NDVI高值区在湘西北和湘西南,而湘中及湘北植被覆盖较差;(2)2000—2015年湖南省植被NDVI增幅为0.004 5/a,灌丛NDVI增加趋势最大,达0.005 1/a,而沼泽最小,仅为0.002 6/a;(3)湖南省植被NDVI与气温、降水正负相关共存,与气温的相关性较好。从不同类型植被来看,各类型植被NDVI与气温呈正相关的面积占绝大部分,灌丛和针叶林NDVI与降水呈正相关的面积较大,而草丛、草甸和沼泽NDVI与降水呈负相关的面积较大,阔叶林和栽培植被与降水呈正负相关的面积约各占一半;(4)时滞性分析表明,植被对降水的响应存在2个月滞后,且7月NDVI与6月降水、9月NDVI与同期降水的相关性显著,但逐月NDVI与前0~3个月气温的相关性均不显著。结论近16年湖南省植被覆盖呈增加态势,但空间分布差异较大;不同类型植被对气候要素变化响应也各异。      

西北地区植被覆盖变化及其与气候因子的关系

【目的】分析中国西北地区植被覆盖变化情况及其与气候因子的关系,为改善区域生态环境提供参考。【方法】利用GIMMS/NDVI数据,采用NDVI均值法、差值分析法以及相关分析法,对西北地区植被覆盖时空变化及其与气温和降水的关系进行分析。【结果】植被覆盖增加的区域主要有：新疆的天山、塔里木河流域、青海的东南部、甘肃的中东部、宁夏部分地区以及陕西省等地区,植被覆盖减少的区域主要分布在：新疆塔里木盆地、昆仑山、甘肃西北部以及宁夏和甘肃交界处等地。植被NDVI与年际温度呈显著的正相关性,并且与年内气温、降水量和积温存在极显著的相关性,相关系数分别为0.890、0.900和0.442。【结论】1982-2006年西北地区植被NDVI呈增加趋势,增速为0.4%/10 a,植被覆盖变化与年内气温和降水量的相关性显著,并且植被变化对气温和降水的响应存在时滞。     

重庆市植被覆盖变化及其与气候因子的关系

利用2000-2011年MODIS归一化植被指数(NDVI)数据分析了重庆市植被覆盖的空间特征和变化规律,并结合气象数据分别从不同空间和时间尺度上分析了植被覆盖变化与气候因子的关系.结果表明:(1)2000-2011年,重庆市植被覆盖整体上呈上升趋势,冬、春、秋季植被覆盖增长较明显;(2)从空间变化趋势上看,渝东北和渝东南地区植被覆盖增加明显,而主城9区以及区县的中心城镇地区植被覆盖减少;(3)重庆市NDVI与温度的相关性大于与降水的相关性,在空间上年均NDVI与年均降水和温度正、负相关性并存,显著正相关区域大于显著负相关的区域,但大部分地区的相关性并不显著;(4)温度和降水对植被生长均具有一定的时滞效应,其中降水的时滞效应更加显著.     

河南省植被覆盖指数变化及其对气候的响应

利用遥感数据分析河南省2000—2015年归一化植被指数(NDVI)时空变化及变化趋势,并分析NDVI与气候因子的空间相关性,探讨不同植被类型变化对气候因子的滞后性。结果表明:由于河南省东西部地形差异较大,NDVI分布呈现出西部和东部高,中部较低的空间分布特征;通过退耕还林还草政策的实施,促进了河南省植被生长条件的改善,2000—2015年河南省植被改善明显,植被改善区域占全省面积的88.08%,减少区域占6.61%,稳定不变区域占5.51%;不同植被类型的NDVI均值会存在差异性,河南省2000—2015年8种植被类型NDVI均值大小依次为阔叶林>针叶林>栽培植被>草丛>灌丛>沼泽>草甸>其他;河南省植被NDVI的变化与气温和降水具有显著相关性(P<0.05),并且16 a间河南省的植被大面积处于改善的趋势;不同的植被类型对气温和降水的相关系数是不同的,8种植被类型与降水和气温的最大响应期都在当月;从空间相关性看出降水的相关系数要高于气温,表明河南省年平均NDVI受降水的影响比气温的影响要显著。     

克孜勒苏地区草地归一化植被指数时空特征及其对环境因子的响应

【目的】基于2000—2021年克州地区及周边地区的气象数据和同期的归一化植被指数(NDVI)数据,分析克孜勒苏草地NDVI对气温、降水、海拔和坡度等环境因子的响应特征,为克孜勒苏草地植被对环境因子的响应提供参考依据。【方法】利用MODISNDVI数据集通过最小二乘线性回归和相关性分析研究克孜勒苏地区草地植被变化及其对环境因子的响应。【结果】(1)2000—2021年克州地区年平均及生长季平均气温均呈下降趋势,降水和草地NDVI均呈增加趋势。克孜勒苏地区东北部和西南部气温偏低,中部及西北部气温偏高;大部分地区多年平均积计降水量偏低,东北部的阿合奇县和西部乌恰县附近较高。(2)气温和降水与草地NDVI在生长季尺度上的相关性比年尺度上的相关性更强,草地NDVI与降水的正相关性高于草地NDVI与气温的正相关性。(3)中海拔范围(2500～3500 m)内草地NDVI面积比例及其NDVI值均较大,坡度8°～35°范围内的NDVI值比较集中,南坡向NDVI值显示出明显的优势。【结论】克孜勒苏地区草地植被生长向改善趋势发展。     

关中地区植被覆盖变化及其对气候因子的响应研究

基于1999-2010年SPOT NDVI数据,采用NDVI均值法、趋势分析法以及相关分析法对关中地区植被覆盖时空变化及其与气温和降水的关系进行分析。结果表明:关中地区大部分区域植被覆盖良好,其中秦岭北坡NDVI值最高,城市中心区NDVI值最低,1999-2010年间年均NDVI值在整体上呈上升趋势,增速为5%/10a;植被覆盖轻度改善的区域面积占关中地区总面积的70.39%,基本不变区域占24.77%,表明关中地区植被覆盖呈稳中有升的趋势;关中地区植被覆盖变化对气温、降水量的响应良好,大部分区域呈现正相关性。     

归一化植被指数对江苏省气温、降水变化的时空响应特征

根据2000-2011年江苏省中分辨率成像光谱仪—归一化植被指数(MODIS-NDVI)数据和13个气象站点每日气温和降水数据,分析了江苏省NDVI与气温和降水间的相关性,根据4个时滞期(前0-前3月),计算了13个气象站点NDVI与同期及前期(前1-前3月)气温和降水之间的相关系数,并得出相应的时空分布特征和时滞期。研究结果表明:1在整个研究区,NDVI与气温和降水均显著相关,且气温影响程度高于降水;2空间上,NDVI对气温变化的响应在整个研究区都很显著,且最大相关系数为苏南苏北苏中,而对降水的响应存在较大的差异,NDVI对降水变化响应的最大相关系数为苏北苏中苏南;3NDVI在多数地区与当月气温变化同步响应,仅吴县东山NDVI对前1月气温变化的响应最为强烈,NDVI对降水变化在整个研究区呈现不同的滞后期,但以滞后1个月为主;4不同时间、研究尺度、气候区和植被类型等条件下,NDVI对气温和降水变化响应的相关性和时间滞后性还需进一步探讨。     

华北地区植被NDVI变化及与气候因子的关系

基于1982—2006年NOAA/AVHRR NDVI数据和华北地区56个气象站点温度和降水数据,从月、季节和生长季尺度上分析植被NDVI、温度和降水的年际变化及NDVI对温度和降水的响应。结果表明,从月尺度上来看,植被NDVI年变化以增加趋势为主,温度以增加为主,降水量以减少为主。从季节上讲,春季和秋季NDVI空间分布大体一致,与夏季呈相反趋势;春季和秋季时间序列NDVI呈上升趋势,夏季降低趋势较弱;春季升温最快,其次是夏季;夏季降水增加,春季和秋季降水减少。生长季NDVI呈增加趋势,温度每10 a增加0.48℃(P0.01),降水变化趋势不明显。3,4,11月NDVI变化主要受温度限制,植被季节(春、夏、秋季)和生长季NDVI与温度的相关性均大于NDVI与降水的相关性,NDVI与温度的相关系数从大到小顺序是:生长季春季秋季夏季,NDVI与降水的相关系数从大到小顺序是:春季生长季夏季秋季。     

长江中游地区夏季气温&#183;降水与前期植被变化的相关分析

利用1982～2000年37个测站的逐月气温、降水资料和归一化植被指数资料,采用奇异值分解（SVD）技术,分析了长江中游地区前期植被覆盖变化对夏季气温、降水的影响。结果表明,长江中游地区植被指数、夏季平均气温和降水量在1982～2000年呈上升趋势,年际波动变化明显;上年冬季NDVI同当年夏季气温、降水的相关最显著;江汉平原、洞庭湖平原及附近地区的冬季NDVI变化对湖北、湖南的夏季气温、降水影响最大,受前期冬季NDVI变化影响最大的区域位于湖北东部。     

长江中游地区夏季气温·降水与前期植被变化的相关分析

利用1982～2000年37个测站的逐月气温、降水资料和归一化植被指数资料,采用奇异值分解(SVD)技术,分析了长江中游地区前期植被覆盖变化对夏季气温、降水的影响。结果表明,长江中游地区植被指数、夏季平均气温和降水量在1982～2000年呈上升趋势,年际波动变化明显;上年冬季NDVI同当年夏季气温、降水的相关最显著;江汉平原、洞庭湖平原及附近地区的冬季NDVI变化对湖北、湖南的夏季气温、降水影响最大,受前期冬季NDVI变化影响最大的区域位于湖北东部。     

太行山区NDVI时空变化及其与气候因子的关系

为明确太行山区长时间尺度植被覆盖度变化规律及其对气候因子的响应机制，采用1998-2018年的SPOT VEGETATION/NDVI卫星遥感数据，通过趋势线分析法、相关系数法与时滞相关分析法等，从时间和空间2个尺度分析太行山区植被生长状况、覆盖变化及其对气温和降水的响应程度。结果表明：1)太行山区总体植被覆盖率较高，77.5%区域面积的NDVI值在0.6～0.8范围内；2)21 a间太行山区NDVI值随时间呈现波浪式显著增加趋势，平均增长速率为0.03/10 a(线性增长率为0.067/10 a),通过0.01的显著性检验；太行山区植被覆盖在空间分布上呈现西北低、东南高，中部区域高低值交叉分布的特点；3)太行山区NDVI与气温在空间上呈现负相关为主，呈负相关面积约占太行山区总面积的54.37%,主要分布在太行山区的中部区域、南部边缘区域以及东北沿线区域；NDVI与降水呈现正相关为主，呈正相关的面积约占太行山区总面积的81.89%,整体上可以概括为从太行山区的西北区域到东南区域相关系数(R)逐渐变小。4)时间尺度上，NDVI与气温和降水均没有明显的相关性，但NDVI与降水的相关系数(R...     

基于偏相关分析的区域植被覆盖变化

利用西北地区植被数据(GIMMS-NDVI),以绿度变化率和偏相关分析法为基础,分析了西北地区不同生态分区NDVI的年际变化,并研究了植被覆盖变化对气候要素在空间上的响应。结果表明,西北地区的东部和西北部植被覆盖较好,研究区的西部盆地区和西南部的高寒区,植被覆盖较差;不同生态分区NDVI的变化与气温的相关性明显高于与降水的相关性,但降水是限制性因子,决定着ND-VI与降水相关的密切程度;水热条件较好的区域主要分布在西北地区中东部,NDVI与水热要素的相关性由草原、草甸、阔叶林向荒漠逐步减弱,极端干旱荒漠区相关性最小。     

东北地区归一化植被指数与环境因子间的尺度依存关系

以东北地区植被指数数据为基础,设置了西南—东北方向、南—北方向两条生态样带,使用小波进行时空时频分析,了解归一化植被指数变化的多尺度特征以及与地形、气候因素的空间多尺度关联性;应用冗余分析定量研究环境因子对归一化植被指数空间分布的影响。结果表明:小波能量谱可以清晰识别归一化植被指数空间尺度结构,在西南—东北、南—北样带上,主要特征为50~70、70~160 km,归一化植被指数在西南—东北方向上的变异性强于南—北方向;小波相干图谱能够直观显示归一化植被指数与环境因子随空间尺度、空间位置变化的依赖关系,在小尺度上地形对植被空间分布起着主导作用,大尺度上气候因子为主要因素。对于西南—东北方向上归一化植被指数,降水量、海拔是其主控因子,其中降水是其空间分异的首要影响因子;在南—北方向上,气温、海拔、降水量是归一化植被指数的主控因子,其中气温是其空间分布的主导因子。     

黄土高原植被对气温和降水的响应

【目的】研究黄土高原植被覆盖对水热条件的时空响应。【方法】利用经验正交函数分析植被覆盖、气温和降水变化情况的时空分布,并结合奇异值分解分析植被覆盖与水热条件的时空相关性。【结果】东南部水热条件对植被的生长最佳,西北部干旱-半干旱地区气温超过一定的界限不利于植被生长,而降水的增加更容易使植被覆盖增大;中国第二大河--黄河的水文效应对干旱-半干旱地区植被覆盖的变化影响密切,在干旱地区水分充足的区域,气温的上升则会促进植被的生长;河谷平原、盆地中植被覆盖对水热的响应较为明显;同一区域不同植被类型对水热的响应也不尽相同;黄土高原植被覆盖与水热要素的相关性很强,但限制性因素较多。【结论】土地利用、植被类型、作物熟制以及地形地貌和高程等是黄土高原气温对植被覆盖影响的主要限制性因素。黄土高原地处干旱的内陆地区,降水对植被的影响最为直接。荒漠地带及非农业耕种区的植被覆盖状况主要取决于天然降水,两者之间具有很强的正相关性。农耕区由于受灌溉条件等人为因素的影响,植被覆盖和降水之间的相关情况更加复杂,不确定性更强。     

黄土高原水蚀风蚀交错带植被覆盖时空演变分析

【目的】分析近25年来黄土高原水蚀风蚀交错带植被覆盖的时空演变特征,为黄土高原生态极其脆弱区的环境发展方向及宏观决策提供依据。【方法】利用1982-2006年GIMMS（Global Inventory Modeling and Mapping Studies）归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）8 km/15 d分辨率数据,统计检验年、季节及月等不同时间尺度上NDVI的演变特征,在ArcGIS软件中表达10年尺度间NDVI均值的空间分布差异,并用面积累积频率曲线表达研究区NDVI值的整体分布及演变状况;同时用时间相关及空间对应法分析研究区NDVI与降水量的时空联系。【结果】近25年来,黄土高原地区水蚀风蚀交错带植被NDVI总体呈显著（P<0.05）上升趋势,秋季及9-10月NDVI分别呈极显著（P<0.01）和显著（P<0.05）上升趋势。在10年尺度上,研究区植被NDVI空间分布差异较大,持续性增加面积仅为22.3%,集中分布在陕北吴旗、志丹所在北洛河上游,安塞、延安所在延河地区以及西宁西南部。年降水量与年NDVI均值有较好的正相关关系,月尺度上则存在着明显的滞后效应;在10年尺度上,西宁西南部、吴旗-延安等NDVI持续性增加地区与降水量增加的空间分布比较吻合,而内蒙古东胜附近NDVI改善但降水量呈减少趋势,本区属于鄂尔多斯草原禁牧、退耕还林还草生态恢复区,说明生态环境建设产生了较好的生态环境效益。【结论】黄土高原水蚀风蚀交错带25年来NDVI整体呈显著改善趋势,但空间差异较大;其改善程度的空间差异性既有降水的作用,也有人为活动的影响。