张掖市归一化植被指数与气候变化的相关性研究

为了研究张掖市气候变化与植被覆盖关系，选择张掖市1982—2015年逐月NASA GIMMS归一化植被指数(NDVI)与气温、降水资料，运用统计学方法和Pearson相关系数法，分析了NDVI与气温、降水的年、季节变化趋势以及NDVI与气候因子气温、降水的相关性。结果表明：年、各季节NDVI呈增长趋势，夏季增长最快；年、各季节气温呈上升趋势，夏季上升最快；年降水量呈增长趋势，春、夏季降水量呈减少趋势，秋、冬季降水量呈增加趋势，秋季增多最大。年和春、夏、秋三季气温与年NDVI显著相关，相关系数通过了?=0.01的显著性水平检验，冬季气温与NDVI呈弱负相关。年、各季节降水量与NDVI相关性都不显著。植被生长对气候变化存在滞后效应，春、夏、秋三季气温与下一季NDVI的相关性显著，冬季相关性不显著。各季节降水量与下一季NDVI相关性不显著。     

陕北退耕还林区植被NPP时空变化及其驱动因子

为了给陕北退耕还林区植被生产力评价及退耕还林等生态工程完成情况的评估提供科学依据,笔者应用美国蒙大拿大学提供的净初级生产力(NPP)产品(MOD17A3),利用Arc GIS软件进行统计分析,研究区分NPP与气候因素(年降水量、年均气温)和土地利用类型转变的关系。结果表明:陕北退耕还林区植被NPP呈现南部高北部低的明显特征,2000—2013年植被NPP均值大部分区域在150~300 g C/(m~2·a)之间,均值为134.23 g C/(m~2·a);植被NPP年际变化除无植被覆盖区域,其他地区均为增加趋势;植被NPP与气候因子相关系数均表现为正相关与负相关并存,大部分地区NPP与降水量的相关性较强,与平均气温相关性总体没有与降水量相关性明显,且均有极小部分地区通过α0.05显著性检验;土地覆被的改变对该区域植被NPP的变化起着显著的推动作用。     

气候变化对宝鸡地区植被覆盖时空演变的影响

植被覆盖变化及其对气候因子的响应研究是一个长期、复杂的动态过程，本研究基于MODIS NDVI数据和宝鸡气象局11个气象站点的气候因子（气温、降水量）数据，运用趋势和相关分析法等探讨宝鸡地区近13年植被覆盖的时空变化规律及与年均温和年降水量之间的相互关系，为区域农业发展和生态文明建设工作提供了理论支撑。结果表明：（1）宝鸡地区近13a年均NDVI以0.025/10 a的速度上升，较快于三北防护林工程区1982—2006年植被覆盖的增速(0.007/10 a)，且出现2001—2002年、2003—2004年两次高恢复期；（2）多年NDVI高值区集中于太白河和湑水河之间的太白县南部地区。千河沿岸及渭河流域宝鸡段的宝鸡市、宝鸡县、凤翔、岐山南北沿岸的“带状”地区，植被覆盖最低；（3）全区植被覆盖与气温较显著正相关像元占15.016% (P<0.05)，与降水量较显著正相关像元占16.872% (P<0.05)，相关性均较好。     

北疆棉花NDVI与气象因子的相关性分析

棉花NDVI与气象因子的分析为及时、有效地开展棉花生产管理工作提供了重要的科学依据。利用2000—2012年棉花生长期的MOD13Q1数据和逐日降水量、平均气温、最高气温和最低气温资料,采用相关分析方法分析了棉花NDVI的变化特征以及气象因子对棉花NDVI的影响。结果显示：棉花NDVI随着生长期呈现有规律的变化,先迅速增大后逐渐减小;由于研究区是灌溉农业区,棉花NDVI与降水量的相关系数较小,且未通过显著性检验;棉花NDVI与平均气温、最高气温和最低气温强相关,相关系数在0.7750~0.9500之间,考虑不同温度因子积温与棉花NDVI相关系数大小和其平均值,平均气温积温呈现较好的相关性及稳定性,最高气温积温相关性较低,最低气温积温相关性最大。总之,棉花NDVI能较好地反映棉花长势,与降水量无显著关系,最低气温的积温是影响棉花生长的重要因素。     

基于MODIS数据2001—2019年NDVI时空变化及驱动力分析——以阿克苏地区为例

植被作为生态系统中的重要因素之一,深入了解植被覆盖的变化与驱动力因素,以期为生态环境保护提供重要参考。以阿克苏地区为研究区域,基于2001—2019年长时间序列的MODIS数据的NDVI变化特征进行了分析,通过利用线性回归分析与相关分析2种方法对植被和气候间的关系进行分析。结果表明：2001—2019年阿克苏地区植被覆盖总体呈现出增加的趋势且在生长季的夏季最为明显,研究区在空间上呈现出以绿洲为主向周围扩散的格局,研究区生长季NDVI对气温和降水的响应关系表现出显著的季节差异,并在空间上与温度具有显著相关性但同降水相关性不明显。人类的生产生活对植被覆盖度的变化影响有正负两个方面。     

新疆布尔津县五年间归一化植被指数时空演变

基于新疆布尔津县2010—2014逐月MODIS-NDVI遥感数据,旨在了解布尔津县四季的归一化植被指数NDVI时空分异规律。采用趋势分析方法,分析了5年来布尔津县NDVI的时间动态特征和空间变化趋势,定量的探讨了5年间研究区NDVI的时空演变。结果表明：(1) 2010—2014年布尔津县NDVI的时序变化呈现下降趋势,反映出不同季节NDVI的大小为：夏季>秋季>春季>冬季。(2) 5年间NDVI 不同年份同季节变化情况大体上变化幅度较小,不同季节 NDVI 的年际变化特征呈现出显著差异,其中春季变化特征显著,而夏季空间分布变化不明显,分布规律相对较为稳定;(3) 5年间布尔津县夏季年均NDVI变化趋势逐渐增加;春季NDVI变化趋势减小,植被指数逐步降低;秋季NDVI变化趋势增加,北部植物分布减少;冬季NDVI变化趋势减小。本研究对布尔津县植被覆盖的时空分布和演变进行分析,为生态环境的区域保护提供一些科学参考。     

基于SPOT-VGT的承德地区NDVI变化及其气候因子分析

为了快速准确地提取出地表植被的状况,分析植被的变化,以保护研究区的植被,为人类的生存提供有利的环境。笔者利用1998-2007年SPOT卫星的旬月时间序列的数据和同期的气象数据,利用相关性分析和多元线性回归方法分析河北省的承德地区近10年的植被覆盖变化以及NDVI及其驱动性因子气温降水和地表温度之间的相关关系。结果表明：在1998-2007年间,植被状况最好的月份出现在每年的7、8月份。NDVI的最低值出现在2000年,最高值出现在2005年。承德地区植被与气温、降水和地表温度从整体上来看都成弱的正相关,从年内的变化来看整体也都有着显著的线性关系。研究区的年平均NDVI与年平均气温间的相关系数（0.24）明显大于降水（0.07）和地表温度（0.02）。2005年NDVI显著变化的区域主要分布在承德地区北部坝上一带,即丰宁县和围场县。气温在20~24℃研究区的植被长势较好;地表温度在20~30℃时,植被长势比较好。降水在10~40 mm之间植被长势较好。在空间上,研究区的植被受气温的影响明显大于降水和地表温度。     

博斯腾湖流域植被覆盖变化及驱动因素分析

植被覆盖变化对于气候变化背景下的区域生态水文响应研究具有重要现实意义。利用博斯腾湖流域2001—2013年16天合成MODIS NDVI影像及30 m分辨率ASTER DEM数据,对博斯腾湖流域植被NDVI时空变化及驱动因素分析。结果表明：（1）博斯腾湖流域植被生长季开始于4月下旬,结束于10月下旬。2001—2013年植被生长季内流域植被NDVI呈不显著的减少趋势,且891~1500 m、3501~4000和4001~4808 m范围呈增加趋势,1501~3500 m范围植被NDVI呈减少趋势。（2）博斯腾湖流域2001—2013年植被NDVI以减少趋势为主,占流域面积的61.80%,呈增加趋势的区域占流域面积36.60%。增加区域主要分布在流域东南部焉耆盆地、博斯腾湖的东南侧与西北侧,以及流域西北部的中部部分区域,其他为减少趋势分布区域。增加区域分布在891~2000和3501~4808 m范围,其他高程范围呈减少趋势。（3）博斯腾湖流域植被覆盖变化受到气候变化与人类活动的双重影响,但高海拔区域植被覆盖变化主要与气候变化有关,而低海拔区域植被覆盖变化受人类活动影响居多。     

1960—2015年内蒙古气候诊断及其与农田覆盖变化相互关系

为了摸清1960年以来内蒙古农业气候资源变化及其对农田覆盖影响,本研究利用1960—2015年的105个气象站逐旬气象资料从中心趋势检验、年际稳定性检验、变化趋势检验3个方面进行气候统计诊断,利用1982—2006年的GIMMS-NDVI数据进行农田植被覆盖特征及变化分析,结合116个气象站逐日气象资料,利用GIS空间插值实现站点数据点到面转换,气象要素栅格数据投影方式与像元大小均与GIMMS-NDVI数据相一致。利用GIS空间分析、地统计分析、趋势分析、相关分析等方法,分析农田NDVI与同期温度、降水条件间相互关系。结果表明：（1）2000年以来,内蒙古各季节平均气温、年平均气温线性变化趋势均呈显著上升趋势;大部地区年降水量较为稳定,春季增多,夏季减少,秋季变化不明显,冬季中东部增多,西部减少的,但均不显著;（2）农田NDVI年内分布呈现开口向下的单峰型分布曲线,农田NDVI全年均值、夏季均值、峰值上升趋势显著,但通过稳定性检验,2000年来变化不显著;（3）春季墒情好坏影响气温与植被覆盖的利弊关系。     

羌塘国家自然保护区植被生长季NDVI时空变化及其对气候变化的响应

为详细了解羌塘国家级自然保护区生长季NDVI时空特征及其对气候变化的响应,使用MODIS传感器的生长季归一化植被指数(NDVI),计算2000—2020年羌塘国家级自然保护区各功能区生长季NDVI变化趋势和稳定性,结合中国第一代大气和陆面再分析产品(CRA/LAND)研究NDVI对气候变化的响应。结果表明：（1）保护区多年植被生长季NDVI均值为0.02~0.55,平均值为0.138,呈现由东南向西北逐渐减小的空间分布特征。（2）保护区86.39%的面积区域植被生长季（6—9月）NDVI呈缓慢上升趋势,并且大部分区域达到显著水平(P<0.05),剩余13.61%的面积区域植被生长季NDVI处于下降趋势,其中只有极少部分区域达到显著性水平(P<0.05);总体植被状况随时间变化呈变好趋势。（3）2000年以来保护区的生长季NDVI稳定性较差,NDVI≤0.1的大部分区域处于较低稳定度,较低稳定度和中等稳定度面积之和占整个研究区域面积的86.66%。（4）保护区在植被生长季气候趋向于“暖湿化”;气温与降水量对保护区生长季NDVI都有重要的正向影响。研究结论能为气候变化背景下该区域植被生态保护提供一定科学依据。     

近60年长江源区径流变化特征及趋势分析

为深入了解长江源径流的演变特征和变化趋势,笔者以长江源为研究区,采用集中度、集中期、线性倾向估计、Mann-Kendall突变检验、模比系数差积曲线,研究了长江源区径流的年内、年际、年代际趋势性变化,突变点检测和丰枯周期性。结果显示：长江源区1956—2012年径流量总体呈显著增加趋势,上游径流量年际变化较下游剧烈。长江源径流集中度主要集中在55%~85%,上游集中度高于下游。集中期主要分布在7月下旬—8月上旬且有推后趋势。沱沱河站径流主要受降水和冰雪融水补给,直门达站径流主要受降水、冰雪融水和地下水补给。21世纪以来,长江源径流进入丰水期,直门达站比多年平均增加19.3%,上游沱沱河站增加更为明显,达53.8%。沱沱河站年径流量突变点发生在2005年。直门达站年径流量突变点发生在1961、1968、2008年。1956—2012年沱沱河站有1个完整的丰平枯周期,直门达站有3个丰平枯周期。     

宁夏中南部近25年植被变化特征及其与气候因子的关系

为了深入了解宁夏中南部地区的植被在月、季、年和年代际等多时间尺度上变化特征,包括绿波褐波推移情况,以及这种变化与气候因子的关系,笔者利用1982年-2006年的植被指数（NDVI）资料以及气温、降水资料,对宁夏中南部地区植被的变化特征及其对气候变化的响应进行了分析。结果表明：宁夏中南部的植被状况25年来尽管有波动起伏,但是整体上持续转好。从植被覆盖的季节变化可以看出：除夏季外,其他3个季节的植被指数都在增加;通过研究绿波褐波的推移发现,植被指数变化具有明显的季节性和一定的地域性。根据统计分析,季节平均NDVI与降水量呈正相关,与气温呈负相关,春季降水量与春夏2季植被生长、夏季降水量与秋季植被生长有较高的相关度,春夏季降水量是影响宁夏中南部植被状况的主要因素。综上所述,当地植被生长主要受气温和降水的季节变化影响。因此,气候变化的趋势在一定程度上可以通过植被的动态变化反映出来。     

石羊河流域负积温的时空演变特征

利用1960—2017年石羊河流域5个气象站逐日平均气温资料,计算各地年负积温,并运用线性趋势系数法、方差分析周期法、累计距平和信噪比法以及相关系数法,分析了石羊河流域负积温的时空分布特征及负积温与气温和冻土的关系。结果表明：受海拔高度、地形地貌、植被覆盖和天气系统的影响,石羊河流域负积温具有明显地域特征,负积温平均和极值为绿洲平原区高于荒漠区,荒漠区高于山区。负积温正常年份最多,概率在60%以上,依次向两端迅速递减。年、年代负积温总体呈升高趋势,古浪升高趋势最明显。年负积温的时间序列存在7~9年的准周期变化,古浪负积温在1986年发生了气候突变,其他各地没有发生气候突变。各地负积温初日、终日、负积温期有一定的差异,最早负积温初日(1972-9-2)和最迟负积温终日(1969-6-9)均出现在天祝,负积温期最长258天（1972年）在天祝,最短100天（2001年）在民勤。石羊河流域年负积温与年气温呈极显著正相关,负积温的升高与年气温上升具有较好的同步性。石羊河流域冻土的变化对负积温的响应敏感,负积温每升高100℃,冻土日数减少约6.2天,平均冻土深度减小约4.5 cm,最大冻土深度减小约6.9 cm。     

汾河流域植被生产力时空变异特征分析

植被生产力(GPP、NPP)和碳利用效率(CUE)是监测和评估生态系统的重要指标,能够有效反应生态系统环境变化。汾河流域是黄土高原典型生态脆弱区的重要流域,是全国水土流失治理和生态保护的重点区域。本研究以流域尺度为出发点,基于MODIS数据重点分析了汾河流域2000—2015年GPP、NPP和CUE的时空特征及影响因素。结果表明：汾河流域整体上GPP和NPP呈现增加的趋势,而CUE则表现为减少趋势,平均值为GPP 665.88 g C/(m²·a),NPP 252.77 g C/(m²·a),CUE 0.36。GPP、NPP和CUE南部高于北部地区,流域边缘两侧山地与其他区域明显不同。汾河流域植被生产力状况主要受降水的影响较大。北部GPP、NPP、CUE与气温主要呈现负相关关系,而在流域南部,GPP与气温呈正相关关系,NPP、CUE与气温呈负相关关系。汾河流域北部对水热条件变化比南部更加敏感,同时汾河流域气温和降水的增加导致了CUE降低。     

基于NOAA AVHRR数据的京津冀地区植被覆盖的时空变化

本研究利用京津冀地区83个站点近29年（1982—2010年）归一化植被指数（NDVI）数据,研究京津冀地区植被覆盖的时空变化特征。采用气候倾向率、相关分析、经验正交函数EOF分解等方法,分别从月、季和年多个时间尺度以及空间变化尺度,详细分析了京津冀地区植被覆盖的基本特征,结果表明：（1）近29年京津冀地区植被覆盖整体呈微弱的增加趋势,年际波动较大;春季植被覆盖上升趋势最为明显,其次是秋季和冬季,夏季植被变化率与年变化相关性最强;4—6月为植被主要生长期,7月植被覆盖增长率最高,8月、10月和11月为弱的减少趋势。（2）整个研究区植被覆盖空间分布差异较大,其中河北南部、北京东北部的燕山附近区域植被覆盖最好（NDVI均值>0.4）,低值区主要位于张家口北部,其中张家口的康保站年平均NDVI值为0.15,为研究区最低;EOF分析表明,整个研究区植被增加明显的区域为河北中南部,时间系数表明京津冀地区植被覆盖1982—1999年为增长期,2000—2002年有所减少,2003—2010年有明显增加。

     

石羊河流域日照时数的变化特征及影响因子分析

为了合理调整种植结构、优化农业生产布局、保护生态环境以及提高太阳能的开发利用效率。笔者利用1961—2010年石羊河流域5个气象站逐日日照及年总云量、低云量、降水、相对湿度、沙尘日数和平均风速等观测资料,运用线性系数法系统分析了石羊河流域各县区近50年来日照时数的时空分布及强度特征,然后采用相关系数和多元线性回归中的标准化回归系数分析了影响日照时数的主要气象因子。结果表明：受海拔高度、地形地貌以及天气系统等影响,石羊河流域日照时数低海拔地区大于高海拔地区。除凉州外,各地年、年代日照时数总体呈增加趋势,民勤、永昌的增加趋势尤为显著,年日照时数的时间序列存在5~8年的准周期变化;各季节日照时数变化趋势不太一致,总体上呈增加趋势,春季增加最显著;月日照时数变化也存在差异,除天祝外,6月为1个高峰,9月和12到次年1月为2个低谷。各强度日照时数的日数变率较大,随着日照时数长度的增长,各地日照日数呈先增加后减小。石羊河流域日照时数的主要影响因子是总云量和低云量,其次是相对湿度和沙尘日数,降水和平均风速的影响最弱。日照时数与低云量和平均风速呈正相关,与总云量、降水、相对湿度和沙尘日数呈负相关,影响各地日照时数的主要因子有所不同。