基于3-PGS模型的中国陆地植被NPP格局

利用光能利用效率模型(3-PGS)估算2003-2007年中国陆地植被NPP,并分析不同气候类型和植被类型的时空分布特征.结果表明:2003-2007年中国陆地植被NPP年均总量为2.98 PgC,NPP年均值约为315.99gC·m-2a-1;中国陆地植被NPP的主要分布特点为沿水热梯度从东向西、从南向北递减,以海南中南部的热带林最高,而高原气候区最低;全国植被NPP季节变化明显,不同气候区植被NPP均在7或8月达到峰值,12月或1月降至全年最低.     

Google Earth Engine在四川省多年植被覆盖度动态监测中的应用

植被覆盖度的动态监测是研究区域生态环境的重要部分,基于Google Earth Engine遥感大数据云计算平台收集四川省2001—2016年Landsat TM/OLI的复合NDVI遥感影像,综合利用最大值合成法、像元二分模型、趋势分析等方法,估算2001—2016年的四川省植被覆盖度,并对16年的四川省植被覆盖度变化状况进行分析。结果表明:1)利用GEE强大的云计算能力可以对大面积研究区域进行长时序的动态监测;2)2001—2016年16年间,四川省的植被覆盖整体呈现比较良好的状况且植被覆盖变化趋势比较稳定;3)四川省植被覆盖度呈现空间分布不均的状况,大体呈现从边缘到中心覆盖度逐渐降低的趋势。16年间该地区的植被覆盖度整体呈现轻度增加的趋势,总体而言,四川省的植被覆盖状况良好。     

中国东北样带植被净初级生产力时空动态及其对气候变化的响应

根据净初级生产力(NPP)遥感估算模型,重建了中国东北样带(NECT)1982–2000 年间每月的 NPP 时空序列,分析了研究时段内 NPP 的时空格局特征及其与气候因子的关系。结果表明:(1)NECT 样带植被 NPP 的空间变化趋势同降水量的空间变化十分相似,由东到西逐渐降低,二者在空间上的相关性达到了 0.84(P<0.01),说明 NECT 样带的植被 NPP在空间分布上主要受水分趋动;(2)NECT 样带植被 NPP 的年际变化主要是由各年份夏季 NPP 的变化造成的,夏季对NECT 样带植被 NPP 的年际增长贡献率最大(67.6%),二者之间的相关性达到了 0.95(P<0.01);(3)NECT 样带的植被NPP 积累期主要发生在 5–9 月份,这 5 个月的 NPP 占了全年NPP 总量的 89.8%,整个夏季(6–8 月份)的 NPP 占了全年的 65.9%,冬季(12–2 月份)的 NPP 最低,基本为 0;(4)近 19 年来的气候变化促进了 NECT 样带的植被生长,从 1980年代到 1990 年代,NPP 显著增加,年代际相对增长率为 14.3%,平均年际绝对增长趋势为 4.6 gC m-2 a-1,相对增长趋势为 1.17%,这主要是由温度升高引起的。图 6 表 1 参 36。     

滇中高原楚雄州近17年植被覆盖时空演化特征分析

楚雄彝族自治州位于云贵高原西部、滇中高原的主体部位,地处红河与金沙江水系一级分水岭地带的生态敏感脆弱区,植被对于地区生态系统和生态环境保护具有重要意义。本文基于MODSI NDVI数据,结合最大值合成、趋势线分析和变异系数分析2001—2017年楚雄州NDVI的时空演化特征。研究结果表明:(1)时间特征上,近17年来楚雄州NDVI介于0.78～0.80波动,呈现上升趋势,增速为0.019/10 a,局部年份受干旱气候影响大。季节均值由高到低依次为秋季夏季冬季春季,遵循州内降雨量时间分布特征,年内月份间变化曲线呈单峰型,3月NDVI处于最低值,8月达到峰值;(2)水平空间上,州内NDVI值总体稳定,中等波动变化区占56.61%,低值区主要分布楚雄市辖区、北部元谋县及永仁县东南部。同时州内53.59%区域植被覆盖呈现轻度改善趋势,14.01%呈轻度退化趋势,24.52%变化不显著;(3)垂直空间上,NDVI在高程上呈先减少后增加再减少趋势,NDVI在海拔1 070～1 210 m落到最小值,于海拔2 700 m处达到最大值,海拔2 550～3 200 m地区为区内植被覆盖最好部位。总之,滇中高原楚雄州植被NDVI时空变化特征明显,其结果能够为区域植被变化和生态环境保护提供借鉴。     

浙江省林火时空变化及影响因子分析

以2001—2018年的浙江省MODIS-MCD64A1森林火灾数据为研究基础,运用逻辑斯蒂和随机森林方法结合气象、植被、地形、经济、人口和基础设施等因子对浙江省的林火时空变化及影响因子进行研究。结果表明:(1)2001—2018年,浙江省共发生森林火灾1 866次,年均发生林火104次,林火时空分布不均匀,空间上集中在温州中部和东部及与丽水市交汇区域、丽水市中部和北部区域、衢州中部、台州和宁波东部区域及金华、杭州和湖州的小面积区域;(2)时间上,森林火灾的发生次数在年际间的波动较大,总体呈先增加后降低的趋势,月火点分布不均衡,林火在10、11、12月和次年的1、2、3和4月的火点占全年总火点的95.28%以上;(3)基于随机森林算法筛选出9个林火发生重要因子,按重要性由大到小排序依次为年均温度、高程、年降水量、河流密度、月植被覆盖度、坡度、前一年植被覆盖度、人均国内生产总值、公路密度;运用逻辑斯蒂模型方法计算出林火发生与日平均气压、月植被覆盖度、坡向指数、坡度、日最大地表气温、公路密度、人均国内生产总值、居民点密度、河流密度之间呈显著正相关关系,与年降水量和高程之间呈显著负相关关系。     

干扰对太湖西山风景林景观格局影响的时间轨迹分析

由于各种自然、人为干扰,森林公园风景林存在着快速的空间及结构特征的变化。以太湖西山国家森林公园为研究区域,以免费开放的2001~2010年Landsat时间系列堆栈(LTSS)数据为主要信息源,在监督分类、森林景观格局指数计算基础上,分观光旅游(2001~2004年)、度假旅游(2005~2007年)、综合整治(2008~2010年)3个时段,对研究区域2001~2010年的风景林景观格局变化及其驱动因素进行了时间轨迹分析。研究表明:(1)2001~2010年,研究区域的森林干扰经历了小幅上升、上下剧烈变动、缓慢下降3种不同的变化趋势;(2)2001~2010年,研究区域风景林平均斑块大小和面积加权形状指数经历了较大幅度下降、上下剧烈变化、缓慢上升3种不同的变化趋势,斑块数量则呈现较大幅度上升、先下降后上升的剧烈变化、缓慢上升3种变化趋势;(3)2001~2010年,森林干扰变化剧烈的地段位于海拔较低、坡度较为平缓、受人类旅游活动影响剧烈的西山岛东部以及南部边缘地带;(4)西山岛森格局指数的时间轨迹变化与森林干扰指数的变化趋势在时空上存在着密切的联系。     

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。     

甘肃省NDVI时空演变特征及其与区域气候的响应

利用2001—2015年的MODIS-NDVI遥感数据,基于ENVI和Arc GIS空间分析技术定量探讨甘肃省的植被覆盖在研究期内的时空变化特征。按自然地理区域将甘肃省分为3个部分,与同期的气温、降水数据相结合,研究植被覆盖变化与区域气候之间的响应关系。结果表明:1)2001—2015年间,甘肃省整体植被覆盖以每年0.004 1的速率呈上升趋势,表明在研究期内甘肃省的植被覆盖有所改善,但在空间上存在明显的差异性;2)2001—2015年甘肃省的年降水量呈下降趋势,年平均气温呈上升趋势,但变化速率都较低,表明研究期内甘肃省的干热化趋势有所缓和:3)植被覆盖与降水呈正相关,与温度呈现负相关,在区域尺度上降水对植被覆盖影响要大于温度。     

2001—2020年埃及植被生长状况时空变化特征

【目的】深入研究埃及近20年来植被生长状况时空变化特征，为系统评价埃及的荒漠化防治成果和促进埃及经济和社会可持续发展提供科学依据。【方法】基于2001—2020年MODIS-EVI数据，采用时间序列谐波法进行数据重构，选择趋势分析、变异系数和Hurst指数等对埃及近20年来植被生长状况时空特征及其未来变化趋势进行分析。【结果】1）埃及年内植被生长曲线呈现双波峰特征，近20年来埃及植被生长状况趋于改善，增强型植被指数年均增速为0.000 31;2）埃及植被生长状况稳定区面积占总面积的93.21%，主要分布在西部、中部和南部等大部分地区；植被生长状况改善区面积占总面积的4.79%，主要分布在西北沿海和尼罗河三角洲东西部；植被生长退化区面积占总面积的2.00%，主要分布在尼罗河三角洲中部地区；3）近20年来埃及植被生长变异系数相对较低，尼罗河三角洲以及尼罗河沿岸地区植被生长变化波动相对明显；4）埃及未来植被生长的反向变化特征强于同向变化特征，植被未来改善区面积占总面积的3.74%，未来退化区面积占总面积的3.05%。【结论】近20年来埃及荒漠化防治取得显著成效，植被生长状况总体趋于改善，且未...     

基于MODIS的近10年来汾河上游植被动态变化监测

植被是生态系统的最重要组成部分,以植被覆盖度为指标研究区域植被的时空动态特征,是生态系统健康评价的前提和必要基础。以山西省汾河上游为研究区域,利用RS和GIS技术,基于长时序的MODIS-NDVI数据和趋势分析方法,结合数字高程模型(DEM),对汾河上游植被覆盖度的时空变化进行了研究。研究表明:1)NDVI平均值较大的区域分布在汾河上游的边缘地带,而在靠近汾河流域的平坦区域,NDVI平均值越来越小;2)从时间上看,2000—2010年来汾河上游NDVI最大值呈上升趋势,NDVI随年份的增长率7.8%/10a,植被覆盖明显改善;3)2000—2010年来,NDVI趋势值增大的区域主要分布在汾河上游的中部及中南部地区,NDVI趋势值减小的区域则分布在汾河上游流域的边缘地区;4)在不同海拔高度上,NDVI平均值随DEM值的升高整体呈显著的增大趋势,但是NDVI变化趋势随DEM的升高先增大后减小。本文研究结果可为该区的植被变化提供理论依据,有助于对土地资源的保护,制止不合理的开发利用方式,同时也可以加深对该流域土壤侵蚀治理的理解,对于改善生态环境也有重要的意义。     

青藏高原植被净初级生产力及其对气候变化的响应

论述了青藏高原植被净初级生产力(NPP)的空间分布和时间变化动态,以及NPP与气候因子的关系和对未来气候变化的响应。总结出了以下结论:①青藏高原年均NPP为0.3Pg Ca-1,由东南向西北逐渐递减,与该地区的水热条件和植被类型的地带性分异规律一致;②近年来,青藏高原的植被生产力在波动中呈上升趋势,年增加速率约为0.7%;③温度是影响青藏高原生物生长的主导因子,青藏高原净初级生产力随着气温和降水的增加而增加;④未来气候变化影响青藏高原植被NPP,在IPCC预测的B1、A1B和A2气候变化情景下,青藏高原的NPP均呈增加的趋势。     

湖州市森林植被净初级生产力研究

基于30m分辨率的2018年Landsat数据、气象数据和森林资源年度监测小班数据等资料,考虑最大光能利用率在不同森林类型中的差异,采用CASA模型对浙江省湖州市的森林植被净初级生产力(NPP)进行估算,分析其空间分布特征,对估算结果进行精度检验,并与其他学者的NPP测算值进行结果对比。结果表明:(1)湖州市森林植被的NPP值约为7.49 t·hm^-2·a^-1;植被净初级生产力空间分布特征总体表现为随海拔增高而逐渐增大。(2)同一森林类型因地理生态环境差异而导致NPP的估算存在一定偏差。软阔类和灌木林植被面积占比过小,反演精度降低,估算偏差较其它森林类型偏大;各森林类型NPP估算结果与其他学者NPP测算值基本接近。因此,利用CASA模型对湖州市森林净初级生产力反演结果可靠,可为湖州市森林生态服务功能价值评估提供依据。     

1981～2000年中国陆地生态系统NPP时空变化特征分析

利用GLO-PEM模型估算了1981~2000年中国陆地生态系统植被净第一性生产力（NPP）。结果表明：1981~2000年中国总NPP呈现增加趋势,从1981年的2.82 PgC/a增加到2000年的3.13 PgC/a,年均增加0.0155PgC/a,20 a间NPP的平均值为2.98 PgC/a,约占全球NPP总量的4.7%~5.0%。NPP积累主要发生在4~10月,春季、夏季、秋季、冬季NPP量分别占全年总量的15.68%,54.54%,25.50%,4.2%。其中夏季NPP增长最快,占全年NPP增长的64.14%。全国NPP年均值从西北向东南方向呈逐步增加趋势,不同植被类型中,常绿阔叶林年均NPP最高,达745.68 gC/m2,除农业植被外各种植被类型的月均NPP最大值都出现在7月,最小值都出现在1月。经向剖线NPP变化规律不明显。纬向40°N线是南北分界线,往南随着纬度的降低,剖线平均NPP逐渐升高,往北随着纬度的增加,剖线平均NPP逐步变大。纬向剖线NPP均值最高的是20°N线,异质性最高的是30°N线。     

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。     

基于MODIS NDVI的三峡库区植被覆盖度动态监测

基于MODIS—NDVI遥感数据,采用像元二分模型估算三峡库区2000—2009年的年最大植被覆盖度,并在像元尺度上分析库区年最大植被覆盖度的时空变化规律及其驱动力。结果表明:三峡库区大部分区域处于高植被覆盖度,并随高程和坡度的增加而增大,其中年最大植被覆盖度大于60%的区域占92.35%;近10年来,库区年最大植被覆盖度总体呈微弱上升趋势,其中呈显著增加或降低趋势的像元数仅占7.16%,在20个区县中石柱、江津和丰都的植被覆盖度存在退化风险;降水是影响库区植被覆盖度年际波动的主导因子,当年5—8月降水量与年最大植被覆盖度的相关性最高,但在空间上存在差异,其中呈显著正相关区域主要分布于库区西部低山丘陵农业种植区,该区域降水增加有利于植被生长,而部分高海拔地区的年最大植被覆盖度与降水呈显著负相关,过多降水反而会抑制植被生长。     

宿迁市生态系统健康遥感监测研究

利用1989年和2001年2期TM卫星遥感数据及辅助数据,运用遥感和地理信息系统技术,通过植被指数、土地利用变化、景观格局变化3个方面的监测分析,研究宿迁市生态系统健康状况的变化趋势．结果表明,10年间农田减少,城乡居住地增多,植被指数略有下降,景观格局发展趋势良好,宿迁市生态系统健康有下降趋势．     

Regional assessment of boreal forest productivity using an ecological process model and remote sensing parameter maps

An ecological process model (BIOME-BGC) was used to assess boreal forest regional net primary production (NPP) and response to short-term, year-to-year weather fluctuations based on spatially explicit, land cover and biomass maps derived by radar remote sensing, as well as soil, terrain and daily weather information. Simulations were conducted at a 30-m spatial resolution, over a 1205 km(2) portion of the BOREAS Southern Study Area of central Saskatchewan, Canada, over a 3-year period (1994-1996). Simulations of NPP for the study region were spatially and temporally complex, averaging 2.2 (+/- 0.6), 1.8 (+/- 0.5) and 1.7 (+/- 0.5) Mg C ha(-1) year(-1) for 1994, 1995 and 1996, respectively. Spatial variability of NPP was strongly controlled by the amount of aboveground biomass, particularly photosynthetic leaf area, whereas biophysical differences between broadleaf deciduous and evergreen coniferous vegetation were of secondary importance. Simulations of NPP were strongly sensitive to year-to-year variations in seasonal weather patterns, which influenced the timing of spring thaw and deciduous bud-burst. Reductions in annual NPP of approximately 17 and 22% for 1995 and 1996, respectively, were attributed to 3- and 5-week delays in spring thaw relative to 1994. Boreal forest stands with greater proportions of deciduous vegetation were more sensitive to the timing of spring thaw than evergreen coniferous stands. Similar relationships were found by comparing simulated snow depth records with 10-year records of aboveground NPP measurements obtained from biomass harvest plots within the BOREAS region. These results highlight the importance of sub-grid scale land cover complexity in controlling boreal forest regional productivity, the dynamic response of the biome to short-term interannual climate variations, and the potential implications of climate change and other large-scale disturbances.     

Net primary production of forests: a constant fraction of gross primary production?

Considerable progress has been made in our ability to model and measure annual gross primary production (GPP) by terrestrial vegetation. But challenges remain in estimating maintenance respiration (R(m)) and net primary production (NPP). To search for possible common relationships, we assembled annual carbon budgets from six evergreen and one deciduous forest in Oregon, USA, three pine plantations in New South Wales, Australia, a deciduous forest in Massachusetts, USA, and a Nothofagus forest on the South Island of New Zealand. At all 12 sites, a standard procedure was followed to estimate annual NPP of foliage, branches, stems, and roots, the carbon expended in synthesis of these organs (R(g)), their R(m), and that of previously produced foliage and sapwood in boles, branches, and large roots. In the survey, total NPP ranged from 120 to 1660 g C m(-2) year(-1), whereas the calculated fraction allocated to roots varied from 0.22 to 0.63. Comparative analysis indicated that the total NPP/GPP ratio was conservative (0.47 +/- 0.04 SD). This finding supports the possibility of greatly simplifying forest growth models. The constancy of the NPP/GPP ratio also provides an incentive to renew efforts to understand the environmental factors affecting partitioning of NPP above and belowground.     

2011-2020年武威市植被覆盖度时空变化特征分析

基于武威市2011-2020年MODIS13Q1数据提取16d的NDVI数据,通过Arcgis像元统计工具计算得到年均NDVI数据,采用回归趋势分析法研究植被覆盖度时空变化、生态适应性和植被地域分布等主要特征.结果 表明:武威市植被地域分布特征明显,植被覆盖度整体呈自北向南递增趋势空间分布,高覆盖度主要分布在天祝县南部...