轿子山国家级自然保护区气候变化特征及对NDVI的影响

轿子山国家级自然保护区保存有最完整的滇中高原植被与生境，是气候敏感性热点地区之一。采用一元线性回归、Pettitt突变检验、Spearman相关系数等方法识别1961—2019年气候要素和极端气候指数变化特征，1999—2016年归一化植被指数（NDVI）时空变化趋势特征及对极端气候指数的响应，旨在辨识轿子山植被变化特征及对极端气候变化的动态响应，以期为保护区的气候风险评估提供参考依据。结果表明：（1）全球变暖下，1961—2019年气候要素（平均气温、日照时间、风速、雾日）变化趋势显著，垂直温度带组合动态变化，2017—2019年基带由南亚热带转为北热带；（2）整体来看，1961—2019年极端气温指数变化率和突变点较极端降水指数显著；（3）1999—2016年NDVI增速随海拔升高降低，以海拔2 736，3 236 m为界，NDVI增长速率的变化率表现为"高—低—高"；（4） NDVI_mean、NDVI_max、NDVI_min对极端气温指数的相关性总体上强于极端降水指数，对暖指数、降水强度指数、极端降水日指数响应最为敏感；（5）如果（极端）气候变化超过植被耐受阈值，则可能抑制植被生长。鉴于未来气候变化的不确定性，有必要进一步识别极端气候变化对保护区NDVI的影响，加强保护区极端气候风险预警、监测和管控。     

2001-2017年新疆NDVI变化及其对极端气候的响应

[目的] 研究新疆2001—2017年植被覆盖变化，并分析其与气候指数之间的响应特征，以期为该地区生态环境保护和区域可持续发展提供理论依据。[方法] 基于2001—2017年的MOD₁₃Q₁ NDVI数据，采用最大合成法、Savitzky-Golay（SG）滤波法和相关分析等方法，并结合同期气温和降水数据，分析新疆生长季归一化植被指数（NDVI）和极端气候之间的响应关系。[结果] ①2001—2017年，新疆地区植被覆盖普遍不高，自2009年开始表现出缓慢改善趋势，且未来一段时间内，该趋势具有一定的持续性；②NDVI总体上呈西北向东南降低趋势，天山山脉和伊犁河谷地区是NDVI高值区，北疆各子区域生长季NDVI普遍高于南疆地区；③NDVI在北疆中部和南疆西南部等地区与极端气温指数多呈负相关，日平均温差（DTR）和冷夜日数（TN_10p）是主要的影响指数；NDVI与平均气温指数在沙漠地区多呈负相关，在部分山区呈正相关，这主要与年平均气温（T_y）的变化有关；④NDVI与降水指数之间多呈正相关，且单日最大降水量（RX_{1 d}），连续5日最大降水量（RX_{5 d}）和年降水量（TP_y）对NDVI的影响都很显著。[结论] 新疆植被覆盖总体向良好方向发展。NDVI对降水指数的响应高于气温指数，其中，降水指数以正向影响为主，气温指数则以负向影响为主，降水对新疆植被改善有着明显的促进作用。     

黔桂岩溶山区土地利用程度演变的空间分异特征

采用空间自相关分析方法,借助ArcGIS和GeoDa软件,分析了1990—2010年黔桂岩溶山区垦殖系数、建设用地比例和土地利用程度综合指数变化的总体空间差异及局域空间分异特征。结果表明:（1）1990—2010年黔桂岩溶山区的垦殖系数、建设用地比例和土地利用程度综合指数变化的总体空间特征具有较显著的集聚性,土地利用程度综合指数变化的集聚趋势在增强,相反,垦殖系数、建设用地比例变化的集聚趋势却在减弱。（2）1990—2010年垦殖系数变化空间上整体集聚,但局部异质性增强;局部特征在空间上主要以北部“高—高”集聚（高垦殖系数集聚）和中部“低—低”集聚（低垦殖系数集聚）为主,在时间尺度方面局部变化较稳定。（3）1990—2010年建设用地比例变化空间整体集聚特征减弱,局部异质性增强;局部特征在空间上主要以南部“高—高”集聚（高建设用地比例）和中部“低—低”集聚（低建设用地比例）为主,在时间尺度方面演化的局域分异较显著,主要集中在北部、中部和南部。（4）1990—2010年土地利用程度综合指数变化空间上整体集聚且缓慢增强;局部特征在空间上主要以南北“高—高”集聚（高土地利用程度综合指数集聚）和中部“低—低”集聚（低土地利用程度综合指数集聚）为主,在时间方面演化的局域分异较显著,中部变化小、南北变化较大。     

黄土残塬沟壑区范围界定及近21年来NDVI时空变化特征

为探究黄土残塬沟壑区退耕还林（草）工程等林业生态工程实施后林业资源恢复情况，以黄土高原DEM数据及2000—2020年归一化植被指数NDVI数据为基础，采用地形因子计算、水文分析、空间叠加分析等方法，划分了较为完整的黄土残塬沟壑区的范围，并利用趋势分析法、变异系数的相关理论与方法，分析了近21年来黄土残塬沟壑区NDVI时空变化特征。结果表明：（1）黄土残塬沟壑区横跨山西、陕西和甘肃3省，面积约为2.99万km²，沟壑密度为1.91~3.21 km/km²；（2）黄土残塬沟壑区NDVI从时序变化上看，全区21年总平均NDVI值为0.711，2000—2020年该区植被NDVI变化趋势呈快—慢—较快增长；从空间分布来看，植被覆盖度NDVI值总体为0.6~0.9，研究区中部地区植被覆盖度较其他地区高；（3）在时空趋势特征方面，研究区西部和东部部分地区植被覆盖改善程度明显，中部地区植被覆盖情况较为稳定；在时空波动特征方面，该区植被NDVI时序波动稳定，空间波动差异性较大，低波动区域面积占比为48.06%。整体而言，黄土残塬沟壑区主要分布在山西、陕西和甘肃3省，该区2000—2020年间植被NDVI整体呈上升态势，植被覆盖水平整体较高且波动较低，并呈持续改善趋势。研究结果可为黄土残塬沟壑区水土保持工作提供理论基础和科学依据。     

鄱阳湖流域NDVI时空变化及其与地表径流的关系

根据鄱阳湖流域4个子流域1982-1999年归一化植被指数（NDVI）数据集和4个水文站的径流数据,采用年代际差异变化、相关分析、Morlet小波分析方法,对鄱阳湖4个子流域NDVI和径流关系进行研究,并从年内、年际两个角度研究各子流域的NDVI时空变化特征。结果表明：分析期内鄱阳湖流域各子流域多年平均NDVI的年内变化趋势一致,年平均NDVI总体上都呈增加趋势,NDVI主要受到降水、径流的影响。相关分析显示,整个流域年NDVI与径流量间呈显著正相关,径流量与滞后3个月的植被NDVI间相关性最高;子流域的径流量普遍存在着12个月、部分存在35、62个月左右周期的震荡信号,各信号频率分布的时间域及其强度存在着差异,其中12个月周期最强,短周期强于长周期;NDVI与径流量具有同等的周期变化特点。     

基于温度植被旱情指数的徐州市郊干旱遥感监测

利用Landsat TM/ETM+数据,以徐州市郊为研究区,获取归一化植被指数(NDVI)、土壤调整植被指数(SAVI)和地表温度(Ts)信息,分别构建NDVI-Ts和SAVI-Ts特征空间,依据这两个特征空间计算出研究区2001年4月3日和2007年5月14日的温度植被旱情指数TVDI(NDVI)和TVDI(SAVI),并分别与地表温度(Ts)和降水量进行了相关评价.结果表明,TVDI可用于实现大范围的干旱监测,SAVI能够修正NDVI对土壤背景的敏感,基于SAVI的反演结果明显优于基于NDVI的反演结果,能够有效地运用于干旱监测.     

基于Landsat 8卫星影像和地表参数的宿州市城市热岛效应分析

以2013年4月28日的Landsat8影像为数据源,以安徽省宿州市为研究对象,以ENVI 5.1遥感软件为平台,分别提取宿州市土壤调节植被指数、改进的归一化水体指数、增强型裸土指数和增强的指数型建筑用地指数,然后利用单窗算法对热红外波段(第10波段)影像进行热辐射亮度和地表亮度温度反演,将地表亮度温度归一化处理(值在0~1之间),采用等差级数把宿州市城市热岛效应分为强绿岛区(0~0.2)、绿岛区(0.2~0.4)、正常区(0.4~0.6)、热岛区(0.6~0.8)和强热岛区(0.8~1.0)。在此基础上对城市热岛效应与土壤调节植被指数、改进的归一化水体指数、增强型裸土指数和增强的指数型建筑用地指数进行分析,找出地表亮度温度和这些地表参数间的定量关系。研究结果表明:(1)宿州市建成区的地表亮度温度比相邻郊区高,城市热岛效应显著;(2)城市热岛效应与土壤调节植被指数(SAVI)呈负相关;(3)城市热岛效应与增强型裸土指数(EBSI)呈正相关;(4)城市热岛效应与改进的归一化水体指数(MNDWI)呈负相关,适度增加水体面积对抑制城市热岛效应具有一定的积极作用;(5)城市热岛效应与增强的指数型建筑用地指数(EIBI)呈正相关。     

天山北麓中段植被NDVI变化及其对气侯因子的响应

研究特定地区植被覆盖动态及其对气候因子的响应,对植被重建和生态环境恢复具有重要作用。利用1982—2005年NASA/GIMMS半月合成的归一化植被指数（NDVI）和气象数据,分析天山北麓中段各地区不同植被类型NDVI的年际变化特征及其对气候因子的响应。结果表明:（1）近25 a来天山北麓中段各地区植被指数均在波动中有所增长,且总体变化趋势保持一致,其变化趋势有利于生态环境的改善;（2）不同地区生长的主要植被类型不同,对整体植被覆盖的贡献不同;（3）不同植被类型对气候因子的响应程度不同,但都与气温和降水存在正相关关系,表明气温和降水是影响植被指数的两个重要自然因素;（4）平原区植被指数增幅大于山区,说明植被生长不仅受自然因素影响,也受人为因素影响。     

2000—2019年西南高山峡谷区植被变化对气候变化和人类活动的响应

为了探究中国典型生态环境脆弱区——西南高山峡谷区植被变化对气候变化和人类活动的响应规律,量化气候变化和人类活动的相对贡献。该研究基于2000—2019年归一化差异植被指（normalized difference vegetation index,NDVI）数据集,采用Theil-Sen趋势分析、Mann-Kendall显著性检验和Hurst指数分析了NDVI时空变化特征及未来变化趋势;在此基础上结合气象因子数据集,采用相关性分析和残差分析探讨了NDVI对气候变化和人类活动的响应。结果表明：1）时间尺度上,2000—2019年NDVI总体表现为波动上升趋势,增长速率为0.0046/a。空间尺度上,NDVI呈上升趋势区域面积占研究区总面积85.59%,植被恢复效果明显,且未来NDVI变化还将以上升趋势为主。2）在区域气候暖干化的背景下,NDVI对不同气候因子的响应有所差异,总体上NDVI与气温和太阳辐射呈正相关,而与降雨量呈负相关,气温对NDVI变化的影响力要强于太阳辐射和降雨量,是影响NDVI变化的主要气候因子。3）85.10%区域面积的植被变化受人类活动和气候变化的共同影响,其中人类活动是植被变化的主要驱动因素,气候变化为次要驱动因素,相对贡献率分别为68.67%和31.33%。该研究结果可为西南高山峡谷区未来生态环境建设提供科学依据,助力区域绿色可持续发展目标的实现。     

台湾省植被NDVI随海拔高度的变化及其气候响应

[目的]揭示台湾省陆地植被生态系统随海拔高度的变化趋势及其响应程度,为区域可持续发展、生态环境保护提供理论依据。[方法]基于台湾省1998—2018年SPOT/VEGETATION NDVI卫星遥感数据、气象及DEM数据,结合相关分析法、回归分析法等数理统计方法,对气候变化下的台湾省植被归一化植被指数(NDVI)变化趋势及区域响应进行了分析。[结果] 1998—2018年台湾省植被NDVI均值增长率为5.09%;台湾省不同高程范围所占的面积比例差异较大,500 m区域的面积比例高达52.49%,3 600 m区域的面积比例仅为0.01%,且NDVI均呈现较低值,分别为0.72和0.73;1998—2018年台湾省海拔除3 600 m外,其他海拔高程范围NDVI均值增长明显(p0.001);在500～3 600 m高程范围内,NDVI年均值与气温、降雨相关关系显著(p0.05)。[结论]海拔越高,植被生长状况对降雨的变化较气温更为敏感。     

基于小波变换的华北平原耕地复种指数提取

该文以中国华北平原为研究区域,提出了基于小波变换的耕地复种指数遥感提取方法。首先,利用小波变换对2007年36景SPOT VGT/NDVI（SPOT VEGETATIONVGT数据归一化植被指数）遥感数据进行去噪处理,重建耕地农作物生长NDVI（归一化植被指数）曲线;然后,结合地面样点数据、农时数据和农业统计数据,采用二次差分法提取了华北平原2007年耕地复种指数和空间分布特征。研究结果表明,华北平原5省市耕地复种空间分布存在明显的地域特性,河南省耕地复种指数最大,达到179.4%,山东省次之,北京市最小。该研究结果与统计数据和其他遥感监测比较结果表明,基于小波变换去噪时序遥感数据提取耕地复种指数的技术方法与统计数据和其他遥感监测结果总体上具有较好的一致性,复种指数空间分布变化趋同。     

1982-2010年松花江流域植被动态变化及其与气候因子的相关分析

利用1982-2010年GIMMS和MODIS两种遥感数据集的归一化植被指数（NDVI）数据,分析了松花江流域植被NDVI时空特征及其与气候因子的关系。结果表明,松花江流域植被覆盖存在着显著的空间差异,山区NDVI值明显高于中部平原区。过去29a间,松花江流域植被NDVI稳定性较强,总体上变化趋势不明显,但有明显的阶段性：1982-1990年植被NDVI持续增加;1991-1997年相对稳定,1997-2003年呈波动降低趋势,2003-2010年缓慢上升。基于像元的相关分析表明,松花江流域NDVI与气温和降水量间均具有很强的相关性（P〈0.01）,而且植被NDVI变化受气温影响程度强于降水,针叶林是松花江流域受气温影响最大的植被类型。     

基于地理探测器的西南岩溶槽谷区近20年

植被覆盖度变化及其与驱动因子关系的研究是开展大规模植被恢复效益评估的基础,而目前对西南槽谷地区植被绿化的时空变化模式及其驱动因素的认识并不明晰,不利于进一步生态建设。基于2000—2018年西南槽谷区NDVI、气温、降雨、DEM、土地覆被和人口密度数据,应用线性趋势回归分析和Hurst指数分析等方法以及地理探测器模型,探究了西南槽谷区植被覆盖的时空变化特征和驱动因素,预测未来变化趋势。结果表明：（1）近19年来NDVI范围介于0.79~0.84,总体呈波动上升趋势,岩溶区植被NDVI （0.003 17/a）年增长率显著高于非岩溶区（0.002 60/a）。（2） Hurst指数分析结果表明,西南槽谷区的植被NDVI主要以上升趋势为主,但其中64.31%在未来呈现退化趋势,植被保护形势较为严峻。（3）岩溶区植被NDVI与温度变化之间存在负相关关系（R=-0.040）,而非岩溶区为正相关关系（R=0.013）。残差分析结果表明,人类活动促进89.60%的区域植被NDVI增长。（4）在整个岩溶槽谷地区,土地覆被类型和气温是影响植被NDVI的主要驱动因素,解释率在25%以上,各因子的交互作用明显高于单因子作用。总体来看,人类活动对槽谷区植被恢复具有明显的积极影响。     

夏尔希里自然保护区生长季NDVI变化特征及驱动力研究

采用趋势分析、相关分析、多元线性回归等方法，系统研究了夏尔希里自然保护区成立前(1990—2005年)和成立后(2006—2018年)不同植被类型归一化植被指数(NDVI)的时空变化特征及驱动NDVI变化的主要因素。结果表明：(1)不同海拔梯度上，保护区成立后的NDVI多年平均值均高于成立前；(2)保护区成立前后NDVI趋势均以增加为主，成立后NDVI的增加趋势为0.05～0.10/10 a的像元数量明显比成立前增多；(3)保护区成立前后大部分区域的NDVI均与气温呈现显著负相关，与降水呈现显著正相关(p<0.05)。(4)气温抑制低海拔(500～1 500 m)草地生长，降水促进中海拔(1 500～2 000 m)的植被生长，土壤有机碳、气温共同驱动高海拔(2 000～3 000 m)的植被生长。     

2000-2013年西安市植被覆盖度时空演变

随着黄土高原地区退耕还林政策的实施,近十几年西安市植被覆盖情况变化发生了显著变化。为了对西安市植被覆盖变化进行深入的研究,利用Mann-Kendall趋势检验法及Hurst指数、Pettitt检验法分析了2000-2013年来西安市植被覆盖度变化特征,并利用重心转移模型和相对发展率分析了西安市植被覆盖度变化的空间变化差异。结果表明:（1）西安市植被覆盖度中等程度变异面积占总面积10.02%;（2）西安市植被覆盖度呈增加趋势的面积占区域总面积86.54%,具有正向持续性的面积占区域总面积72.62%,35.30%面积植被覆盖度呈持续改善;（3）西安市植被覆盖度突变年份均显著发生在2004年、2005年、2006年、2007年、2008年,发生显著突变年份的面积占总面积的17.58%;（4）西安市植被覆盖度相对发展率空间变化范围为-9.07~7.49,相对发展率的负值占区域总面积的20.77%,西安市植被覆盖度空间重心呈现由西南逐渐向东北方向转移的趋势;（5）西安市降雨量与植被覆盖度均值均呈现增加趋势,相关系数为0.47（p<0.09）,空间分布重心呈现从东北向西南转移的趋势,与植被变化呈现相反的趋势。研究成果有助于进一步深化对西安市植被恢复状况及其影响因素的认识,为西安市植被恢复等生态建设工程提供一定的科学依据。     

冬小麦生长便携式NDVI测量仪的研制与试验

该文介绍了一种测量冬小麦生长归一化植被差异指数(NDVI—Normalized Difference Vegetation Index)的新型仪器，该仪器能快速、方便地测定农作物的NDVI值，准确地对作物的生长情况做出评估，对指导作物管理具有着重要作用。它利用日光作光源，通过4个具有特殊光谱响应特性的光电探测器，在近红外和红光两个特征波长处，分别对入射光和植被的反射光进行探测，根据测得的信号，经模拟/数字转换后，由单片机按一定的计算公式求出归一化植被差异指数，所得NDVI结果由液晶显示器(LCD)显示。在     

基于遥感的西安市热力景观格局演变

基于1992—2013年3期Landsat系列遥感影像,反演出了西安市的地表温度,采用温度归一化分级方法对地表温度进行等级划分,并引入景观生态学中景观格局的研究方法,通过热力景观指数分析,对西安市热力景观格局及其演变特征进行了探讨。结果表明:1992—2013年西安市的热岛效应逐年增强,热力景观格局呈现出较大的时空差异。20多年来,热力景观从以次中温区为优势斑块连片分布的空间格局,转变为以次高温区、中温区等多种热力斑块镶嵌散布的空间格局,热力景观的破碎化程度不断提高,各热力斑块分配的均匀度、景观格局的丰富度和复杂度均稳步增加,人类活动对热环境的扰动持续而稳定。     

基于ETM+数据的干旱区盐渍化土壤信息提取研究

准确而自动地提取盐渍化土壤信息对于土壤盐渍化监测和土壤盐渍化动态变化研究具有重要意义。选择新疆渭干河—库车河三角洲绿洲特有的干旱地区为研究区,在对研究区土壤特征实地调查和典型土壤遥感信息分析基础上,利用含有7个多光谱波段的2001年8月1日增强-加型专题绘图仪(ETM+)遥感图像提取了归一化植被指数(NDVI)、第三主成分(PC3),分别作为非盐渍化土壤和盐渍化土壤信息提取的主要特征变量,改进归一化差异水体指数(MNDWI)、TM1、TM7作为辅助特征变量。利用决策树分类方法建立信息提取模型,对研究区遥感图像进行了分类。研究结果证明,基于研究区遥感信息特征基础上的盐渍化土壤信息自动提取是可行并能达到较高信息识别精度的。     

基于多时相遥感植被指数的柑橘果园识别

柑橘普遍种植于中国南方地区，受天气多云多雨、种植类型复杂等因素影响，利用光谱信息直接识别柑橘果园信息存在一定困难。该研究根据柑橘特有的物候特征，提出了"柑橘在其果实生长膨大过程中柑橘果园的植被信息可能减弱"的假设。根据此特征提出柑橘果园信息识别方法，确定关键时间窗口的阈值，并以广西壮族自治区南宁市武鸣区为研究区，开展柑橘果园信息遥感识别实证研究。首先，获取2018年研究区多时相Sentinel-2遥感影像，构建归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）、绿色归一化植被指数（Green Normalized Difference Vegetation Index，GNDVI）、差值植被指数（Difference Vegetation Index，DVI）和红边波段指数（Sentinel-derived Red-edge Spectral Indices，RESI）等多个植被光谱指数；其次，根据地面样本点信息，对比不同植被类型在不同时期的遥感植被信息差异，进而确定柑橘果园识别的最优特征。研究结果表明，柑橘果园与研究区其他主要作物类型（如甘蔗、香蕉、玉米、水稻等）没有明显的光谱特征差异，但研究区多时相遥感植被指数显示10月的柑橘果园NDVI相比11月出现明显低值0.47，且明显低于其他作物类型；10月的柑橘果园GNDVI也出现了低值0.43，但与其他月份相比差异不明显；而柑橘果园DVI的离散程度低，分离性不强。根据作物物候历，9-10月为柑橘果实迅速膨大期，这验证了该研究提出的科学假设，即该时期柑橘果园的植被信息会减弱。柑橘果实膨大期不同植被指数的离散程度差异明显，NDVI离散程度最高，差异性最强。根据10月柑橘果园NDVI的物候特征，进一步构建归一化指数，通过阈值法识别研究区柑橘果园空间分布，该识别方法的总体精度达到82.75%，优于其他植被指数的识别结果，该研究结果可为柑橘果园信息遥感识别研究提供较好的理论与实践支撑。     

川西高原植被NDVI动态变化特征及对气候因子的响应

[目的]分析川西高原2001—2017年植被NDVI动态变化特征,研究植被NDVI对气候因子的响应,为区域水土保持和生态环境保护提供科学依据。[方法]基于MOD09A1数据反演川西高原植被NDVI,结合中国气象科学数据共享服务网提供的气温和降水等资料,利用Theil-Sen media趋势分析、Mann-Kendall统计检验和Hurst指数等方法,分析川西高原2001—2017年植被NDVI的时空分布特征、变化趋势及持续性变化特征,探讨川西高原植被NDVI变化对气候因子的响应。[结果](1)川西高原2001—2017年植被NDVI均值为0.486,呈由西北向东南逐渐升高的趋势,垂直分布上植被NDVI随高程增加呈现先增加后下降趋势;(2)近17 a川西高原植被NDVI整体以0.01/10 a的速率变化,变化趋势以改善为主,改善和退化面积分别占比83.5%和16.5%;Hurst指数研究表明,川西高原植被NDVI总体变化持续性较强,反持续性较弱;(3)2001—2017年川西高原气温呈上升趋势,降水上升趋势不明显;整体上植被NDVI对气候的响应存在空间差异,研究区北部主要受气温和降水影响,西南部主要受降水影响。[结论]川西高原植被的生长受气候、地形和人类活动等因素影响,植被NDVI呈现明显空间异质性。随着生态文明建设的持续推进,近17 a植被NDVI改善面积持续增加,且未来持续性较强。