基于GRACE陆地水储量降尺度的塔里木河流域干旱特征及驱动因子分析

水资源是维持内陆河流域社会经济与生态环境协调发展的关键因素。运用重力卫星GRACE和全球陆地同化系统模型GLDAS,结合统计方法,分析了塔里木河流域陆地水储量的时空分布,并对重力卫星GRACE估算的陆地水储量进行降尺度分析,以探究塔里木河流域局部的干旱特征。研究结果表明:2002-2015年间流域陆地水储量呈现1.6±1.1 mm/a的减少趋势,且流域北部陆地水储量为亏损状态,流域南部陆地水储量呈盈余状态;流域内GRACE陆地水储量与GLDAS土壤水的相关关系R~2达0.35(P0.05),降尺度前后的陆地水储量相关关系R~2为0.98(P0.001);尽管塔里木河流域出山口径流呈增加趋势,基于陆地水储量研究发现塔里木河流流域干旱情况依然很严峻;结合夏季0℃层、夏季积雪覆盖率及地下水资源的变化研究发现夏季0℃层和夏季积雪覆盖率对塔里木河流域陆地水储量变化影响较为明显,地下水资源量变化是流域陆地水储量变化的主要驱动因子。     

2000-2016年辽宁省NDVI时空变化及其与降水量的关系

为了开展辽宁地区的生态环境保护和干旱预警,基于MODIS遥感影像的MOD13A2数据,对辽宁省2000-2016年归一化植被指数(NDVI)的时间变化和空间变化进行分析,并研究归一化植被指数与降水量的相关性.结果表明:辽宁省NDVI的空间分布区域性较为明显,呈现出东部最高、中部和南部次之、北部较低、西部最低的特点.辽宁省年均NDVI值的年际变化总体上呈现波动上升的趋势,植被覆盖度呈增加的状态.NDVI年内存在季节变化,且呈现单峰型.最大值和最小值基本上分别发生在7月和5月.辽宁省NDVI与降水量两者有相关性,且与降水量存在一定的滞后性.     

气候变化对青藏高原陆地水储量的影响

陆地水储量是降水、蒸散发、径流及下渗等水文过程的综合反映，控制不同尺度的水文循环过程。分析青藏高原陆地水储量在长时间尺度上的变化情况，明晰气候变化产生的影响，可为认识青藏高原的水安全风险并制定相应的水资源管理措施提供科学参考。研究综合使用GRACE数据与ISI-MIP2b多模型数据，利用多模型权重法、Mann-Kendall趋势分析等方法分析了青藏高原1861-2005年与2006-2099年陆地水储量的时空变化情况，通过试验情景设计探究了气候变化对陆地水储量及地下水储量的影响。结果表明：(1)GRACE数据显示青藏高原陆地水储量在2002-2017年间呈减少趋势，水储量变化空间异质性强，高原南部呈减少趋势，北部呈增加趋势。(2)ISI-MIP2b模拟结果显示1861-2005年间青藏高原陆地水储量在工业革命前情景（PIC）与历史情景（HIST）下呈增加趋势，气候变化降低了陆地水储量的增加速率（0.50 km3/a），同时使高原东部及中部大部分地区的陆地水储量由PIC情景下的增加趋势变为减少趋势。(3)2006-2099年间，PIC情景下青藏高原陆地水储量呈增加趋势，RCP2.6、RC...     

2010—2019年三亚市NDVI时空变化特征

归一化植被指数（NDVI）作为反映植物生长特征的重要指标，对于地表植被覆盖与植被生长状况的研究有重要意义。基于MODIS NDVI遥感数据，分析了三亚市2010—2019年归一化植被指数时空变化及变化趋势，并对NDVI与降水量和日照时数进行相关性分析。结果表明:近10年来，研究区NDVI月变化特征为5—10月增加，11月—次年4月降低，这与三亚市处于热带海洋性气候区有极大关系。NDVI年际变化呈增加趋势，年平均增长0.721 9，为中高植被覆盖度，空间上表现为北部高，中西部低的分布特征，北部常绿阔叶林地区比中西部草原地区生态稳定性更强。Pearson相关分析表明，NDVI与降水量整体上呈正相关，与日照时数呈负相关。      

雅鲁藏布江流域NDVI与降水量时空分布特征及其相关性分析

结合归一化植被差异指数NDVI与降水量数据,利用突变分析将整个流域划分成高程3 523 m以下、3 523~5 000 m和5 000 m以上3个分区;并基于Arc GIS平台,分析了年尺度和生长季3个高程区域内NDVI的分布特征及其变化趋势,同时还对两种时间尺度上NDVI与降水量的相关性进行了探讨。结果表明,NDVI与降水量总体均呈现随高程增加而减少的分布特征,且高程3 523 m以下、3 523~5000 m和5 000 m以上分区内样点NDVI总体分别位于[0.6,0.8)、[0.2,0.6)、[0,0.2)之间;流域内高达90%的样点年尺度和生长季植被呈改善趋势,最大趋势系数达0.94。此外,流域内NDVI与降水量以负相关关系为主,高程5 000 m以上区域表现尤为显著,年尺度上二者最大负相关系数达-0.73,整个流域内年NDVI与降水量呈负相关关系的61%样点中有30%样点分布于高程5 000 m以上区域内。通过探究具有显著高程差异的雅鲁藏布江流域NDVI时空分布特征及其与降水量的关系,以期为高海拔缺资料地区植被分布规律及其与气象因子关系研究奠定基础。     

近32年黄河流域植被覆盖时空演化遥感监测

植被覆盖动态变化及其空间格局演化研究是了解土地资源和环境变化的重要方式,对科学合理地改善生态环境具有重要意义。基于1982—2013年GIMMS-NDVI时序数据,运用均值法、变异系数法、趋势分析法、Hurst指数法,分析了黄河流域植被覆盖时空格局和演化趋势。结果表明:在时间上,黄河流域32 a来NDVI月平均波峰值主要出现在5—9月份,其中以8月份的0.546居首。在年际变化方面,黄河流域植被覆盖呈现较为缓慢的增长趋势,增速为0.018/(10 a);在植被覆盖变异方面,黄河流域在1982—2013年间NDVI变化总体处于低态势的波动过程,其中变异系数小于0.1的低波动变化的区域占流域总面积的53.88%;在空间分布上,黄河流域NDVI多年均值小于0.4的低植被覆盖区域约占流域总面积的24.65%,大于0.6的植被覆盖较好的区域约占流域总面积的45.73%,植被分布从北至南呈阶梯状逐渐增强的变化态势;在变化趋势上,32 a间黄河流域植被覆盖整体在不断改善,约59.49%的地区植被覆盖得到了改善,约33.96%的区域植被覆盖基本没有发生变化;在变化可持续性方面,黄河流域未来植被覆盖变化类型主要是基本不变和持续改善2类,分别占流域总面积的33.56%和58.81%。     

基于NDVI与EVI的作物长势监测研究

基于2015年大气校正后的时间序列Landsat8影像,研究了归一化植被指数NDVI与增强型植被指数EVI随植被覆盖度增加的变化规律,定量分析了二者监测低、中、高植被覆盖的差异,比较分析了NDVI和EVI分布频率曲线差异及时间序列曲线差异。结果表明:地表刚出现植被时,NDVI和EVI的增加速度最快,随着地表植被覆盖度的增加,NDVI与EVI的增加速度减缓。低植被覆盖下NDVI的增加速度大于EVI,中等植被覆盖下NDVI和EVI的增加速度接近,高植被覆盖下NDVI的增加速度小于EVI,不同植被覆盖下的NDVI值始终大于EVI值。NDVI和EVI分布频率曲线能描述不同植被覆盖度像元数量和随时间的变化。NDVI和EVI时间序列曲线能清晰反映一种作物的长势变化规律及不同作物在同一时期的长势差异。在作物生长初期或低植被覆盖下,NDVI、EVI都偏高估计植被覆盖度,NDVI估计值略高于EVI的估计值。在作物生育中期或中等植被覆盖下,二者对植被描述能力相似。在作物生育高峰期或高植被覆盖下,监测作物长势变化EVI比NDVI更敏感。综上所述,监测作物时可根据作物生育期植被覆盖度变化特点合理选取NDVI和EVI植被指数,也可同时选用NDVI和EVI两种植被指数互为补充。     

基于SWAT模型的沂蒙山水土流失治理区地表水与地下水转化规律研究

为研究沂蒙山水土流失治理区,气候及植被覆盖变化影响下,水资源转化规律,以蒙阴县岸堤水库控制流域为研究对象,采用归一化植被指数(NDVI)为指标,分析植被覆盖的时空变化规律,采用分布式水文模型SWAT研究流域水文要素的时空演变规律,定量分析地表水与地下水转化量。计算结果表明:2000-2016年,流域NDVI呈增大趋势,其中2007-2009年,NDVI显著增大;空间上,84%的流域面积NDVI都呈现增加趋势。SWAT模型模拟效果较好,1990-2016年,流域平均降水量611.96 mm,径流量225.96 mm,地表径流量126.07 mm,基流量72.07 mm,潜水补给量119.52 mm。径流量中,地表径流占55%,基流量占27%,壤中流占18%。潜水的补给中,地表水量仅占5%左右,主要补给水源为降水。在气候条件与地表植被覆盖条件的综合影响下,2006年前后地表径流减少22%,地表水向地下水转化量减少,地下水向地表水转化量增多。研究成果可为沂蒙山区水资源的合理开发利用、水土流失治理提供理论依据和技术支撑。     

基于Landsat影像的NDVI对植被与影响因子交互耦合的响应

植被是陆地最重要的生态系统,在全球气候变化中发挥了重要的调节作用,研究植被时空动态变化具有重要的科学意义和现实价值。基于2007年、2012年和2016年Landsat卫星遥感影像提取的归一化植被指数(NDVI)以及三明市区二类调查矢量数据,研究了闽江上游区域近10年的植被NDVI指数的时空变化特征及其影响因子。结果表明:研究区2007年、2012年和2016年的NDVI指数值逐渐提高,分别为0.72、0.75和0.79,植被覆盖度高,总体生态质量较好;NDVI低值区位于沙溪两侧带状的市辖区所在地、各乡镇居民集中点以及道路网络周边;不同植被类型的NDVI指数由大到小依次为:阔叶树林、灌木林、马尾松林、竹林、杉木林、杂木林、桉树林、其他林地、经济林、檫树林、非林地;NDVI指数值随着林龄、郁闭度和坡度的增加逐渐增加,随着立地等级的提高而下降。进一步对NDVI指数对植被与影响因子交互耦合的响应进行分析,得到结果:依据不同植被类型的NDVI指数随着林龄变化规律的不同,将植被划分为:稳步上升型,如阔叶树林和马尾松林;前期上升快而后期慢型,如桉树林;先升后降型,如杉木林和其他林地。马尾松林的NDVI指数呈现随着坡度的增加而增加的趋势;而其他森林植被类型的NDVI指数呈现随着坡度的增加先升后降,在坡度为30°~40°处达到最高值;不同植被类型的NDVI指数对郁闭度的响应机制不同。     

自然因子对开都河流域植被NDVI变化的地理探测

为揭示自然因子以及因子之间的交互作用对开都河流域植被空间格局变化的影响,以归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)为植被覆盖状况表征指标,结合气候、地形地貌、土壤、植被以及人为干扰等11种因子,采用线性趋势分析、空间转移矩阵和地理探测器模型,分析了2001-2020年开都河流域植被NDVI的时空演变特征,并对其空间分异的驱动力进行了定量探测。结果表明：①2001-2020年,开都河流域植被覆盖状况良好,中、中高和高植被覆盖度区均超过71%;植被NDVI分布呈现西高东低,低、中植被覆盖向中高和高植被覆盖转化明显。②土壤类型的解释力最高(9.84%),主导植被NDVI时空格局。③自然因子对植被NDVI影响存在交互作用,因子交互作用以双变量增强和非线性增强两种方式增强对NDVI空间分布的解释力,其中,尤以土壤类型和坡度的交互作用影响力最强。④研究揭示的促进植被生长的各因子最适宜特征,有助于更好的理解自然因素对植被NDVI变化的影响及其驱动机制。     

贵州省2001—2015年植被覆盖NDVI时空演变及其对SPEI的响应

引起植被覆盖变化的气候因子占据主导地位。研究探讨了贵州省近15年来植被指数长时间序列的变化特征、基于标准化降水蒸散指数（SPEI）的干旱时空变化特征及两者之间的相关关系,可为区域植被覆盖保护与恢复提供一定的理论依据。选择2001—2015年MODIS NDVI（1 km）及19个气象站点气温、降水数据,采用一元线性回归的方法探究贵州省近15年来植被覆盖NDVI在年、月尺度下时空演变特征,及其与气温、降水和标准化降水蒸散指数（SPEI）的相关关系。结果表明:贵州西北至东南地区多年平均NDVI呈低中高分布格局,p<0.01上的生长速率为0.051/（10 a）,呈显著增加的趋势;多年平均气温、降水量的空间分布从西北到南方向呈现出低-中-高的特征,其易发生干旱的地区主要集中在贵州的西北地区,干旱在区域内的空间差异较大,黔西北、黔西南地区为易旱集中区;年均NDVI与年均SPEI、年均气温和年均降雨量的相关系数均为正值,表示NDVI与其响应因子具有一定的相关性,但与SPEI的相关性不显著,与气温和降水的相关性在p<0.01上呈显著性的正相关,且相关系数均大于0.5以上,相关程度较高;1—6月大致（p<0.01显著）呈现不显著的负相关,7—9月和11月表现为除9月（p<0.01显著）外均呈现不显著的正相关。      

乌兰察布植被指数变化及其对气温降水的响应特征

文章利用MODIS NDVI数据和月平均气温、月降水量分析了自2006~2015年乌兰察布市NDVI变化特征及其对月平均气温、月降水量的响应。研究结果显示,乌兰察布市2006~2015年NDVI值呈现波动性上升的趋势;生长季内,NDVI峰值出现在7月末,说明当地植被生长旺盛期在7月末;乌兰察布市NDVI值与温度、降水存在极显著正相关关系,但降水对其贡献更大。     

滇池流域NDVI动态变化特征及其对气候的响应

归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）是反映森林植被变化的重要参数,分析滇池流域NDVI的变化趋势及其影响因素,对准确评估该流域近年来植被覆盖及变化情况,分析气候驱动力因素具有重要意义。采用两种数据集:中国科学院计算机网络信息中心地理空间数据云平台2000—2015年的全国合成产品;美国国家航空航天局2020—2021年的MOD13A2产品。使用趋势分析法分析滇池流域NDVI的年际和年内变化。在中国气象数据网下载1999—2015年滇池流域降水和平均气温的数据,结合NDVI数据,分别分析NDVI与降水、温度的相关关系。研究结果表明,2000—2015年间滇池流域年际和年内的春季、秋季及冬季NDVI均呈增长趋势,而年内夏季NDVI呈下降趋势。但2020年滇池流域NDVI较小,且在年内呈季节性变化趋势。滇池流域不同区域植被空间分布差异明显,整体上呈现由南向北,由西向东逐渐增大的变化趋势。NDVI较高的地区集中在流域上游,而水体及其周围地区植被覆盖较低,且水体及其周围的NDVI呈减小的趋势。滇池流域的降水量和平均温度均呈波动性变化,且2000—2015年的降水量呈明显的下降趋势。通过相应的偏相关分析发现,降水量和平均气温对NDVI均表现出正相关关系,并且相关性最强的是前期（气象因素相比于NDVI提前一个季度的时间）情况的平均气温和NDVI。总体上,2000—2015年滇池流域的NDVI在时空上呈增长趋势,但2020年滇池流域的NDVI较小;在气候响应方面,3个月前的平均气温变化对NDVI的变化起主要影响作用。      

江西省锦江流域降水变化特征研究

为研究江西省锦江流域的多年降水特征,以流域的9个雨量站1957-2013年逐日降水资料为基础,对锦江流域不同地区的降水序列分别采用线性趋势、5 a滑动平均、Mann-Kendall趋势检验法,Pettitt突变检验法,累积距平,Morlet小波分析等分析方法进行研究。结果表明:①流域面上多年平均年降水量为1617.5 mm,空间分布为从上游到下游递减的特征,且每10 a以9.59 mm的趋势上升,其上升趋势主要受到中、下游的影响;20世纪90年代是锦江流域降水较多的年代,年降水量在统计年限内呈现出“偏少-偏多-偏少”的变化趋势。②季节降水量的空间分布与年降水量相同,各区域的降水量主要集中在春季,其次是夏季、冬季,秋季降水量最小;夏、秋、冬3个季节的降水量呈现上升趋势,春季降水呈现下降趋势,其中上游流域的春季、中游流域的春、夏两季的降水量的趋势变化均具有显著性,逐月降水量主要集中在4-6月,占年降水量的45.72%左右,6月降水量最大,而9-12月的降水量所占比例较小,各地区各月份所占降水百分比与流域面上相差不大。③在Pettitt检验中,各区域的春季、夏季、秋季的突变较为一致,分别为春季(1984年)、夏季(1991年)、秋季(1980年),其中中游流域的夏季突变还通过0.1显著性水平。年降水量及冬季降水量在不同区域的突变值较为分散;而从累积距平分析,年降水量其各区域较为明显的同一突变点为1991年,冬季降水为1986年。④锦江流域不同地区的年降水量主周期较为明显,均为31 a;次周期在13 a左右,但不明显。     

2000—2012年科尔沁沙地植被与气候因子间的响应关系

利用2000—2012年气温、降水量、归一化植被指数（NDVI）数据,对科尔沁沙地气候与植被变化特征及其定性与定量响应关系进行了分析。结果表明,研究区植被长势自东向西逐渐变差有28.56%的面积呈变差趋势,其余呈变好趋势;多年植被长势呈变好趋势,降水呈微弱增加趋势,气温变化趋势不明显。累积2~3个月降水量、当月及平均2~3个月气温对植被影响较大;降水量增多、年内4—11月份气温升高、4—8月份单月年际变化中4月最低气温升高和6—8月份平均、最高气温降低,均促进植被生长;水热同期比单独因子变化对植被影响更大。NDVI在0.03~0.33时受气温影响显著;在0.33~0.43时受降水量影响显著;在0.43~0.62时受水热共同影响显著;在0.53~0.62时气温升高会抑制生长。当降水、气温分别在一定范围内变化,或在一定范围内变化时的水热共同作用下,NDVI响应于一定范围,且部分响应范围间有共同的重叠响应区域。     

基于MODIS—NDVI时序数据的鄱阳湖流域植被覆盖时空变化

植被指数作为表征地表植被覆盖和生长状况的有效度量参数,在植被监测中较常用。以鄱阳湖流域为研究区,利用SG滤波法、最大值合成法及一元线性回归模型建立了鄱阳湖流域NDVI时序数列集,并分析了该流域植被指数NDVI时空分布特征,表明:1)不同时间序列上的NDVI变化趋势基本保持一致,受自然环境的影响,个别年份出现异常;2)在像元尺度上通过slope提取年际变化率,大致分为五级,中度改善(slope40)、轻度改善(20slope40)、轻度退化(-40slope-20)、中度退化(slope-40)和基本不变(-10slope10),其中总改善面积11.3762万km~2占总面积的70.1369%,植被退化面积约占总面积的9.2681%,因此总体来说2000~2016年,鄱阳湖流域植被覆盖成好转趋势。     

五十年来丰宁县气候变化对丰宁特色作物土豆的影响及气象服务保障措施

根据丰宁县气象站1963～2012年气温和降水观测资料,运用累积滤波器法和线性趋势法,对不同年份的气温和降水量变化趋势进行分析。结果表明：丰宁县年平均气温呈现微弱升高趋势,上升幅度约为0.3℃/10a。降水量有显著降低趋势,降低趋势达15.7mm/10a。可以认为,丰宁县气候在1963-2012年发生了“干热化”的变化趋势,使丰宁县特色作物土豆产量下降,通过气象防灾减灾服务保障粮食安全。     

城市水源地植被覆盖度遥感估算与时空变化动态分析

选取云南省昭通市渔洞水库流域1996~2012年6期TM/ETM影像数据提取归一化植被指数（NDVI）,根据像元二分模型利用不同时期NDVI计算了流域植被覆盖度,得到渔洞水库流域植被覆盖度分级图。结果表明：该区域1996~2012年间植被覆盖度变化明显,平均植被覆盖度从1996年0.306增加到2012年0.356,增加值为0.05,植被覆盖度增加区域的面积达到412.440km2,约占流域总面积的58.17%。其中2000~2008年间为植被恢复期,植被覆盖度呈现持续增长趋势,2008~2012年间为植被退化期,植被覆盖度持续减小。1996~2012年间,高植被覆盖度区域增加显著,主要分布在流域东部、中偏西部以及东南部地区,而2008~2012年间流域西北部地区植被覆盖度等级有明显下降情况,且历年来高植被覆盖度集中的东部地区也呈现植被覆盖度等级明显下降的情况。     

元谋干热河谷区近60年干湿状况和气温变化特征分析

为了探寻近60 a来干热河谷区干(平均湿度、相对湿度指数)热(气温)状况的变化特征,选取干热河谷区有代表性的元谋气象站采集的温度、湿度等微气象数据计算该地区参考作物腾发量和相对湿润指数,利用线性倾向估计法、Mann-Kendall法和滑动t检验法进行趋势和突变分析.结果表明:在年和四季尺度上,平均湿度呈上升趋势,四季平均湿度从大到小依次为夏季、秋季、冬季、春季,气候倾向率从大到小依次为冬季(1.99%/10 a)、春季(1.43%/10 a)、秋季(1.21%/10 a)、夏季(0.93%/10 a);四季平均气温和最低气温均呈现下降趋势,气温关系从高到低均为夏季、春季、秋季、冬季,气候倾向率关系从大到小均为春季、冬季、夏季、秋季;最高气温在春季最大且呈现微弱下降的趋势,年尺度和其他季度尺度上呈现上升趋势,冬季上升幅度最大.元谋干热河谷区朝着湿润降温的方向发展,干旱状况虽有所缓解,但依然严峻,冬季和春季是元谋抗旱的关键阶段.     

基于GIS和RS的中国西北NDVI变化特征及其与气候变化的耦合性

整合遥感和地理信息技术，对中国西北地区近25 a来NDVI时空变化特征及其与气候变化的耦合关系进行了研究，结果表明：高寒草甸和落叶针叶林的NDVI增加趋势较明显，线性倾向率p=0.2%/10 a。枯黄期推后导致NDVI明显增加，线性倾向率达0.27%/10 a；青藏高原、天山南脉的春季气温和北疆、汉中地区的秋季气温上升较明显，半湿润和半干旱过渡地区降水变幅较大；江河源地区NDVI和气温的相关系数达到0.6，河西-阿拉善、南疆等干旱地区NDVI和降水的相关性较高，相关系数为0.65。夏、秋季汉中、祁连和天山