基于MODIS的南四湖植被覆盖变化的时空特征研究

湿地植被的时空变化研究是陆地生态系统对全球变化响应研究的重要内容之一。利用2000—2015年的中分辨率成像光谱仪(MODIS)16天合成的植被指数数据(NDVI和EVI)作为植被覆盖的指标,采用基于像元的线性趋势分析和稳定性分析方法研究了南四湖湿地植被覆盖的时空演变和稳定性格局特征,并结合气象数据和相关资料分析了控制植被覆盖变化的主要因素。结果表明:1)南四湖湿地植被覆盖度受景观格局控制,呈现由湖岸向湖心减小的带状分布特征。2)南四湖植被覆盖变化具有阶段性特征。2000—2003年生长季植被覆盖度处于较高水平,2004—2006年处于较低水平,之后波动变化;植被覆盖年内变化呈双峰特征,尤其在下级湖。3)湿地的水陆交错地带植被覆盖下降趋势明显,植被指数平均每10年减少0.1~0.3,其他区域植被覆盖略有上升。4)植被覆盖的稳定度亦呈现以湖心为中心的环带状特征,由湖心到湖岸植被的稳定性逐渐增高。5)植被覆盖度的变化与区域降水导致的湖泊水位变化关系密切。除去极端降水的2003年,年降水量与湿地植被指数呈显著负相关关系(P<0.05),相关系数分别为-0.60(NDVI)和-0.66(EVI)。作为南水北调东线工程重要的水利枢纽,南四湖频繁的水文调蓄必然影响湿地植被覆盖格局,进而影响南四湖湿地生态过程及生态功能,需引起管理者的重视。     

莆田市城市空间扩展及其对植被覆盖变化的影响

分析城市空间扩展和植被覆盖指数变化及其质量之间的关系,可以为保护城市生态环境及在大空间尺度上为城市植被景观提升提供指导。以遥感成像技术为基础,通过提取目标区域卫星影像对应的建筑物和植被特征光谱,通过对多年特定光谱进行建模运算,即可得出城市空间拓展与植被覆盖指数之间的关系;以莆田市为例,利用Landsat卫星影像提取建筑指数NDBI和植被指数NDVI对该市2000、2010和2016年的城市空间扩展及其对植被覆盖变化的影响进行定量研究。结果表明:在16年间,莆田市城市建筑用地面积占比由22.70%增至28.84%,其中前期2000—2010年建筑用地面积占比增加了2.04%,而后期2010—2016年增加4.10%;植被覆盖指数变差的面积占37.26%,而植被覆盖指数变好的面积占28.87%,大部分退化的植被位于西北部山区和东南部平原;建筑指数和植被覆盖指数呈线性负相关关系,建筑指数每提升10%,植被覆盖指数降低0.77～0.86。总体看来,莆田市的城市空间扩展对植被景观影响较大,且呈现后期大于前期的趋势。     

普者黑岩溶湿地景观格局演变及驱动机制研究

利用1990～2015年的6期遥感影像数据,结合GIS技术和景观格局指数方法,从景观整体格局和景观单一格局两个方面探讨了普者黑岩溶湿地不同时空尺度的景观格局变化。结果表明,25年来林地、农地、建筑用地面积增加,湿地、未利用地面积逐年减少,其中,2005～2010年湿地面积减少速度最快,减少率达到39.2%;整体景观类型破碎度降低,多样性指数和均匀度指数减小,蔓延度指数增加,景观分布不均匀。     

基于植被覆盖的重庆市生态城市建设研究

利用1988年、2007年Landsat5TM和2000年SPOT2影像。以Erdas和ArcGIS软件为主要工具,对重庆市植被覆盖变化进行研究。首先提取重庆市的NDVI,在利用等密度模型将植被指数转化为植被覆盖度,并按照相关标准进一步划分为植被覆盖等级结构。其次从面积和植被覆盖景观格局指数中的区域多样性指数、优势度和均匀度等方面进行植被覆盖变化的空间格局分析。最后提出了生态重庆建设的几点建议。     

桂西南喀斯特-北部湾海岸带植被NDVI时空演变分析

为揭示桂西南喀斯特-北部湾海岸带的植被NDVI时空演变,为该区域生态环境建设提供科学依据,以桂西南喀斯特-北部湾海岸带为研究区,利用2000～2018年五期植被NDVI数据,采用像元二分模型、趋势分析及变异系数方法,对该区域进行了植被NDVI时空演变分析。结果表明:①时间分布特征:2000～2018年NDVI值在0.268～0.837波动变化整体,属于中覆盖度;2000～2006年间植被NDVI变化率较稳定;2006～2007年间,植被NDVI值出现急剧下降,下降了0.322;2008～2013年间,植被覆盖度呈波动态势,2013～2018年间,植被NDVI呈上升的趋势;②空间分布特征:整体植被覆盖度情况由城市中心向周边地区呈持续增高的空间格局,2000年百色和北部湾海岸带部分地区为中低植被,2005年崇左和钦州变化最大,整体为中高植被覆盖。2010年植被覆盖情况继续好转,2015年百色、南宁周边县以及北部湾海岸带地区由中低值被覆盖好转至中高植被覆盖。2018年整体态势与2015年相似;③变异系数分析:变异程度为非常稳定的,呈波动起伏并逐年降低趋势,变异程度为稳定的,稳步升高;变异程度为变异较少的,2000年变异面积最少,2018年变异面积最多,2000年变异剧烈面积最少。     

基于遥感技术的郑汴地区湿地景观变化研究

为研究郑汴地区湿地景观变化,以遥感和GIS为技术依托,采用1992年、2002年、2013年3期Landsat影像数据结合郑汴地区湿地景观的区域特征,通过景观蔓延度指数、景观形状指数、香浓多样性指数、斑块连接度指数等空间格局指数的分析,系统研究了郑汴地区湿地景观的演变。结果表明:1992-2013年的近二十年间,郑汴地区河渠景观、滩地景观和库塘景观三大湿地景观面积总体上呈现出减小趋势,且减小幅度较大。景观格局动态变化表现为景观香浓多样性指数有小幅度增大。从景观形状指数上看,河渠景观和库塘景观下降,滩地景观略有上升,总体来看研究区景观形状指数呈上升趋势,景观几何形状趋向规则。蔓延度指数较小,景观呈多要素密集格局。自然变化特别是人类干扰对于郑汴地区湿地景观变化有重大影响。     

2000—2010年浑太河流域土地利用与景观格局变化研究

选择2000年与2010年两期Landsat TM遥感影像,基于RS/GIS技术、景观生态学理论和转移矩阵数据模型,综合土地利用特征,从景观多样性、空间异质性等方面对研究区景观要素时空变化进行定量分析,探讨了浑太河流域在近10年内土地利用格局、土地利用转化及景观格局演替规律。研究表明,受经济发展与快速城镇化等因子的驱动,林地、耕地和沼泽湿地等生态地类面积减小,建筑用地面积显著增加,景观格局呈现斑块不断变小、离散化和景观破碎化的态势。研究结果可以为流域土地利用变化规律和土地利用综合治理方案提供数据依据。     

南瓮河自然保护区湿地景观格局及其驱动力

应用1989—2010年三期遥感影像,研究南瓮河国家级自然保护区景观格局演变特征。结果表明,森林是景观基质,草本沼泽是主体斑块,景观异质性较大;2000—2010年景观格局变化呈快速变化趋势,景观基质生态功能弱化,草本沼泽面积21年来首次超过森林;森林群落面积萎缩率高达34.02%,主要转化为森林沼泽;森林沼泽和道路面积增长率最大,分别达到80.94%和64.29%;景观斑块形状趋于复杂化,破碎化加剧,景观破碎化指数从1989年的0.2453上升至2010年的0.4498;火是最主要的驱动因子,道路修建、气候变化是重要的驱动因素。     

2000—2013年阿勒泰地区植被覆盖变化研究

基于2000—2013年的MODIS NDVI数据结合气象数据资料,采用趋势分析法、相关分析法等,探究阿勒泰地区生长季植被覆盖的时空变化以及与气候因子之间的关系。结果表明:1)2000—2013年间,阿勒泰地区植被覆盖呈现出北部区域的植被NDVI值高于南部区域,山地、河流区域植被NDVI值高于荒漠地区的分布格局;2)植被NDVI变化存在空间差异性,表现为中部和南部部分地区植被增加,北部地区植被减少;3)植被NDVI整体呈现出微弱的上升趋势,增长幅度为每10年增长0.002,在生长季4—9月中,各月的NDVI变化趋势存在差异性,全球变暖导致冰雪融水和降水量的增加是阿勒泰地区植被覆盖增加的主要原因;4)年均NDVI与气温的相关系数高于降水,并且生长季各月的NDVI与前1~5个月的气温、降水存在一定的滞后性。     

洞庭湖区植被景观格局数字化图的编绘

为探讨洞庭湖地区的植被景观类型分布特征,采用手持GPS测绘了洞庭湖纯湖区湿地植被景观斑块边界与属性,用分解森林资源分布图上图斑的方法转换周边丘陵低山区植被景观格局的斑块边界与属性,根据景观生态学原理和景观制图要求,采用M apG is软体编绘了洞庭湖区3 965 957.201 hm2的1∶25万植被景观格局数字化图,建立了属性数据库.根据图和数据库分析,洞庭湖地区植被景观具有聚集分布特点:北中部以作物植被和湿地植被景观为主;东南部以油茶林景观为主;西南以楠竹林为主;西面以杉木林景观为主;其他植被景观呈镶嵌状分布.在植被类型景观不同分布区,斑块和底质异质互换.植被景观格局数字化图具有可视、联动、精度高、使用方便等特点.     

RS和GIS支持的南瓮河自然保护区景观变化驱动力研究

利用2000年和2010年遥感影像作为基本信息源,在RS和GIS技术的支持下,并结合地面资料对南瓮河保护区景观空间格局的变化情况及其驱动力进行了分析。结果表明：2000—2010年,南瓮河自然保护区景观类型没有明显变化,主要以森林和草本沼泽为主;森林沼泽和道路呈增加趋势,而沼泽化草甸、灌丛沼泽、永久性河流变化较小,呈现缓慢的减少趋势,森林群落呈现退化的趋势;景观异质性在增大,破碎化程度在提高;森林采伐和道路修建等人为干扰是景观格局时空演变的驱动力之一,火灾引发的森林及沼泽湿地大面积过火是湿地干扰的主要因素。     

基于RS和GIS的2010年南瓮河自然保护区景观格局分析

利用2010年Landsat TM遥感影像作为基本信息源,在RS和GIS技术的支持下,建立空间数据库,制作出南瓮河自然保护区景观格局分布图。研究区内包括7种景观类型：草本沼泽、灌丛沼泽、森林沼泽、永久性河流、道路、森林、沼泽化草甸。结果表明：各景观类型所占比例差异较大,森林和草本沼泽两种景观类型占主导优势,占所有景观类型面积比例高达93.52%;景观的破碎化指数较高,影响景观格局的主要因素是火灾,道路的修建也影响了区域景观格局,加大了景观的破碎化程度。     

文峪河流域景观格局动态及其驱动力分析

以文峪河流域为研究对象,分析流域2000—2018年景观格局数量动态的面积、转移及速度特征。从斑块类型尺度与景观尺度2个层面选取景观指数分析流域近18年的景观格局动态,并在流域尺度上沿城市—林区梯度线分析沿线景观格局指数的梯度分布,基于数量统计模型对景观格局动态驱动力进行研究。结果表明,流域耕地、林地、草地面积有所减少,向其余地类支出面积,水域、建设用地、未利用地面积增加,向其余地类吸收面积,不同地类土地转移、变化速度情况不同。不同景观类型的格局动态不同,流域整体景观破碎化程度增加,连通性下降、景观规则度下降、景观核心面积下降,不同景观指数的梯度分布特征不同。自然驱动因子、社会驱动因子对流域景观格局变化均具有驱动作用,文峪河流域的景观动态在过去18年间经历了快速、复杂的变化,社会经济驱动因子是景观格局演变的主要驱动力量,经济与人口发展、产业结构及工业化进程是文峪河流域景观格局演变的重要驱动力量。     

Causes of wetland degradation and ecological restoration in the Yellow River Delta Region

Yellow River delta （YRD） is one of the biggest deltas that there is a large area of wetland in the world. Thanks to soil （sands） sediment carried by the Yellow River, there was averagely the newly formed land 21.3 km^2 in YRD. During the development of petroleum industry and urban expansion, wetlands were degraded due to population growth, irrational land use, in addition to adverse natural eco-environment such as lower precipitation, higher soil evaporation and soil salinazation. The major ecological measures to restore degraded wetland concerned with ensuring water supply, especially establishing perfect irrigation works; protecting virgin plant communities and assisting them to regenerate by the way of site preparation, improving living surroundings; introducing salt-tolerant plants to increase vegetation species and plant coverage, thereby enhancing the capability of wetland to combat contamination and pollution through plant remediation, uptake, absorption, etc. Finally making a comprehensive land use plan, accordingly removing deleterious facilities.     

滇中地区生态环境脆弱性对景观动态变化的响应——以云南清华洞国家森林公园为例

基于GIS技术,对云南清华洞国家森林公园2010—2019年的土地利用进行分类和统计,选取分维数、景观形状指数、香农多样性指数、香农均匀度指数、破碎度、分离度、脆弱度指数、生态环境脆弱度等8个景观评价指标,探讨在景观格局变化背景下生态环境脆弱性的变化特征。结果表明:森林公园的景观格局以林地为基底,建设用地、农地、水域零星分布;景观格局指数的变化驱动力主要为人类活动;森林公园的景观类型整体多样性水平较低,总体上有随时间变化而均匀化增大的趋势;各景观类型中,建设用地、裸地、农地的生态环境脆弱性较高,天然乔木的生态环境脆弱性最低;生态环境脆弱性变化趋势与资源的保护力度呈负相关关系,水目山片区的生态环境脆弱性虽然高于清水河片区,但随时间的变化脆弱性有逐渐降低的趋势。从整体上看,高级区主要分布于人类活动频繁区域。     

皇甫川流域2000—2015年植被NDVI时空变化特征

【目的】分析黄土高原砒砂岩区植被覆盖的时空动态变化特征,探讨土地利用类型对归一化植被指数(NDVI)的影响及植被盖度与水热因子的空间和时滞关系,为黄土高原砒砂岩区退化植被恢复重建和黄河粗泥沙的综合治理提供思路,改善当地生存条件和生态环境。【方法】在皇甫川流域,利用2000—2015年MODIS13Q1共192期产品,以ENVI为技术平台,计算NDVI,采用一元线性回归分析法和Spearman相关分析法分析其在不同时间尺度上的动态变化和不同空间尺度上的分布格局,基于地理空间系统分析其在不同土地利用方式下(分辨率30m)的时空特性,并运用Spearman相关分析法详细分析NDVI和水热因子间的响应关系。【结果】2000—2015年,皇甫川流域NDVI平均值为0.429~0.630,呈线性增加趋势,增长速率为0.0042·a^-1,生长季与非生长季差别显著,5月出现最大值,气温和降水量亦呈增加趋势,增长速率为0.0348℃·a^-1和6.27mm·a^-1;空间上,纳林川子流域16年来NDVI为0.1~0.3,十里长川子流域为0.25~0.4,均呈“沟道高-坡面低”的空间格局;不同土地利用类型下NDVI为0.2~0.25,表现为林地>耕地>草地>未利用地,16年的增长速率表现为草地>未利用地>林地>耕地;纳林川支流沟道附近NDVI呈下降趋势,变化率为-0.09~0,而远离沟道的坡面地区呈上升趋势,变化率为0~0.12;十里长川支流沟道附近NDVI变化率为0~0.4,而沟道周围地区变化率为0.04~0.12;整个流域内NDVI的增长趋势在空间上呈坡面极显著、沟道附近显著、沟道不显著的空间格局;16年间生长季NDVI与气温无明显相关性,与降水的相关系数为-0.41~0.87,相比沟道附近植被而言,坡面上的植被更易受降水量影响;植被生长对降水的响应存在1年(P=0.036<0.05)和1个月(P=0.001<0.01)的滞后期,对气温存在2个月(P=0.002<0.01)的滞后期。【结论】时间上,皇甫川流域NDVI在不断波动中呈显著上升趋势,生长季与非生长季均值变化表现出明显不同。空间上,皇甫川流域NDVI在沟道均值高,但增长率低,甚至出现退化现象,在坡面均值低,但呈极显著增长。林地和草地增加最多,说明近年来退耕还林工程效果显著。NDVI与降水相关性较高并与气温和降水都存在一定滞后现象。     

基于MODIS-NDVI的中老缅交界区近16年植被覆盖时空变化特征

【目的】探讨中国、老挝、缅甸三国交界区2000—2015年植被覆盖的时空分异和演化趋势,为区内植被的科学管理和有效保护提供参考。【方法】基于中老缅交界区近16年MODIS-NDVI时序数据,借助3S技术以及均值、趋势、变异系数、Hurst指数等统计学相关方法,从多层次多角度探究区内植被覆盖的时空格局、演化规律、空间变异、可持续性及未来演化趋势等特征。【结果】NDVI年均最大值和最小值分别出现在2013(0.7794)和2002年(0.7259),整体呈增加趋势,增速表现为每10年增加1.05%;NDVI月均值以3和9月为折点,呈“S”形变化特征,其值为0.6986~0.8316,并呈上升趋势,月均增长率为0.50%;区内植被覆盖率较高,16年NDVI均值大于0.6的高植被覆盖区占比97.45%,多集中于热带雨林连片分布的山区,低于0.6的区域仅占2.55%,以各国境内主要城市中心及其外围、山区大面积裸地和澜沧江-湄公河流域沿线等区域为主;区内NDVI随海拔增加表现出持续降低趋势,高值区(NDVI≥0.6)多集中于1500m以下的中低海拔地区;2000—2015年,NDVI时间序列呈改善、退化和不变等变化趋势的区域分别占54.06%、15.62%和30.32%,其变异系数为0.0244~0.4688,空间分布上表现为较低波动变化区域>低波动变化区域>中波动变化区域>较高波动变化区域>高波动变化区域,低波动和较低波动变化区域占比合计78.49%;NDVI时间序列呈退化区域与呈高波动变化区域具有较明显的空间一致性,多集中于城镇、交通要道等建设用地以及山区大面积裸地等地区;未来,区内植被覆盖将延续过去16年变化趋势的区域占57.15%,与过去16年变化趋势相反的区域占41.09%;结合空间变化趋势特征,发现研究区未来将有39.63%、29.83%和28.98%的区域植被覆盖分别向良性、不变和恶性方向发展,1.56%的区域发展趋势不确定。【结论】中老缅交界区植被覆盖整体较好,16年来,区内植被覆盖随时间(年际、月际)变化幅度较小,并在此基础上整体呈现增加趋势,植被发展前景良好;然而,以建设用地和裸地为主的部分区域,其植被覆盖未来将出现退化趋势。区内各国应合理规划经济发展,节约、集约利用土地资源,并因地制宜地开展植树造林、退耕还林还草等生态修复工作,以促进区域生态环境的良性发展。     

唐山市植被分布及其变化分析

在全球变化和城市化日益发展的背景下,区域植被受到剧烈影响,但植被又具有多种生态服务功能,这使其成为生态学的研究热点。植被指数是指卫星探测数据的线性或非线性组合,是反映植被的存在、数量、质量、状态及时空分布特点的指数。目     

八英庄林场砬沿沟流域森林景观变化分析

为更好地实现八英庄林场森林资源的优化配置,以河北省木兰围场国有林场管理局八英庄林场2010年和2015年2期地形图、遥感图像及二类调查数据为基础,运用ArcGIS10.0和Fragstats4.2软件,对砬沿沟流域森林景观变化进行分析。砬沿沟流域按一级景观分类划分,斑块类型共5类,有林地斑块面积由473.95hm~2增加为500.88hm~2,其他斑块面积相对减小;有林地的景观形状指数、散布与并列指数减小,分别由3.008 1、59.106 6降为2.481 6、49.060 4;景观多样性由0.426 9减小为0.233 4,说明各斑块的聚集程度有所增加,各斑块之间的连通性有所提高。砬沿沟流域按二级景观分类划分,在有林地类型中,2010年和2015年斑块类型都为5类,到2015年山杏林斑块消失,新增云杉林斑块;2010至2015年华北落叶松林斑块面积、斑块景观形状指数均增加,山杨林斑块面积、斑块景观形状指数均减小。砬沿沟流域森林景观香农多样性指数由1.602 7降为1.389 2。除去一级景观分类中有林地斑块破碎度减小,其他无论是一级景观分类还是二级景观分类,各斑块破碎度都有不同程度的增加,说明近5a一级、二级斑块在总数上有所增加,并且增加的斑块相对独立,并不连续。