北疆不同草地类型MODIS植被指数的时空变化研究

利用卫星遥感数据TERRA/MODIS,以2004、2005年5-10月的月度变化为例,分析了北疆试验区高寒草甸、高寒草原、温性草原化荒漠、人工草地和沼泽5种草地类型植被指数(MODIS-EVI、NDVI)在各个生长阶段的变化,从而反映5种草地类型生长状况及其特性.研究结果表明,5种草地类型增强型植被指数(EVI)均比归一化植被指数(NDVI)小,两者月度变化趋势基本一致,但EVI变化幅度比NDVI小.在高寒草原、高寒草甸、温性草原化荒漠草地类型上EVI比NDVI更稳定,但在沼泽多水的自然环境和人工草地上,EVI波动幅度大于NDVI.     

近15年新疆伊犁河谷草地退化时空变化特征

以伊犁河谷为研究区,利用MODIS NDVI数据及像元二分模型,反演草地植被覆盖度,以草地植被覆盖度为评价标准,结合数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据及Getis-Ord Gi*冷/热点分析方法,对伊犁河谷2001-2015年草地退化的时空特征进行了分析。结果表明,1)受持续过度放牧及气候条件影响,2001-2015年伊犁河谷草地整体持续退化,15年内退化草地比例达46.18%,但退化以轻度为主;2)空间上退化草地的分布范围逐步向高海拔区域扩展,海拔1 500-3 000 m的中山和中高山区退化草地扩张最明显;3)草地生态保护政策的实施减缓了草地退化速度,草地退化与改善的空间差异逐渐明显,以退化为主的单一变化趋势有所改变;4)利用NDVI反演植被覆盖度对草地退化进行评价的方法存在对高植被覆盖区域草地退化敏感性相对较弱的缺陷。     

伊犁河谷植被物候变化特征及其对气候变化的响应

本文基于2001—2021年MODIS NDVI数据和气象数据,利用TIMESAT软件提取伊犁河谷植被物候参数,结合Sen趋势分析、M—K检验和偏相关分析等方法,研究伊犁河谷植被物候变化特征及其对气候(气温、降水)变化的响应。结果表明：伊犁河谷植被生长季始期(Start of the growing season, SOS)、生长季末期(End of the growing season, EOS)、生长季长度(Length of growing season, LOS)主要集中在45～113 d, 290～335 d, 186～279 d,海拔每上升100 m, SOS约推迟1.9 d, EOS提前1 d, LOS缩短2.9 d。SOS呈提前的像元占79.91%;EOS呈推迟的像元占81.64%;LOS呈延长和缩短的像元占31.89%,26.39%。1 000 m以下草原SOS最早且提前天数最多(61.5 d);1 000 m以上草原EOS提前天数最多(34.8 d),阔叶林仅提前7.6 d。SOS受2,3月气温及1,2月降水影响,3月气温升高使SOS提前;EOS与8月气温正相关,与...     

2000-2010年锡林郭勒草原NPP时空变化及其气候响应

利用MODIS MOD17A3植被初级生产力数据产品及地面气象观测数据,研究分析了2000-2010年锡林郭勒盟草原NPP的时空变化特征、各气候因子的年际变化特征及NPP与气候因子的相关关系。结果表明,锡林郭勒盟草原NPP的分布由东向西逐渐减小,值大多分布在0~0.5 kg C·m-2;2001-2010年NPP呈现波动变化,整体呈增加趋势,空间分布上更加趋于均匀分布;2000-2010年,研究区内典型草原和荒漠草原各气候因子的变化趋势大致相同,4-9月累计平均气温、平均相对湿度和累计日照时数呈减小趋势,平均风速呈增加趋势,累计降水量典型草原呈轻微减少趋势,荒漠草原呈增加趋势,趋势斜率分别为-0.026和1.044 5,典型草原大部分气候因子的波动程度大于荒漠草原;研究区内两种类型的草原的NPP均与4-9月累计平均气温、平均日最低气温有较强的负相关关系(显著水平分别为P<0.001和P<0.01),与累计降水量、平均相对湿度有较强的正相关关系(显著水平为P<0.01),与4-9月累计日照时数、平均风速呈负相关关系但相关关系较弱,荒漠草原对气候因子变化的响应总体不如典型草原敏感。     

基于AMSR-E数据的微波植被指数与MODIS植被指数关系研究

利用青南牧区2007－2010年的AMSR E亮温数据计算了相应的微波植被指数（Microwave Vegetation Index,MVI）,对MVI的月季动态变化特征进行了分析,同时结合相同时间序列的MODIS NDVI和EVI数据,对比分析了MVI和MODIS植被指数之间的相关关系,筛选出NDVI反演模型,并对模型的精度进行了评价。结果表明,MVI值随着植被的生长而降低;MVI与NDVI、EVI均有显著的线性负相关。其中,升轨低频MVI与NDVI的相关性最好,相关系数为0.58（P＜0.001）;MVI与MODIS植被指数之间的最优模型为NDVI=-0.85×MVI+0.84;利用最优模型将反演的NDVI与MODIS NDVI进行比较,两者差异较小,说明这一模型能较好地反映2种植被指数的关系。     

基于近20年MODIS NDVI日数据的青海省草地资源动态监测及其对环境因子的响应

草地植被遥感动态监测是明晰草地植被时空动态变化过程的重要手段,是探索植被对环境因子响应规律的有效依据.以MOD09GA为数据源,采用最大值合成、一元回归趋势分析、相关性分析等方法,分别从日、旬、月和年尺度探究了2000-2019年青海省草地植被归一化植被指数(NDVI)时空动态变化过程及其与环境因子(海拔、坡度、坡向、...     

锡林郭勒草地MODIS植被指数时空变化研究

利用新一代卫星遥感数据TERRA／MODIS，结合地面调查数据。以内蒙古自治区锡林郭勒盟草地为研究区域。分析草甸草原、典型草原、沙地草原、荒漠草原四种代表性草地植被指数(MODIS—NDVI)的时空变化特征。以2002年4～10月旬度变化为例。较详尽地反映草地在其生长期内各个阶段植被指数的变化。进而反映生长状况；以2002年9月的NDVI合成数据为例，对植被指数分级。分析各个级别NDVI值域在地理空间上的变化。反映各类草地在空间上的连续性和差异性。     

锡林郭勒草地MODIS植被指数时空变化研究

利用新一代卫星遥感数据TERRA/MODIS,结合地面调查数据,以内蒙古自治区锡林郭勒盟草地为研究区域,分析草甸草原、典型草原、沙地草原、荒漠草原四种代表性草地植被指数(MODIS-NDVI)的时空变化特征,以2002年4～10月旬度变化为例,较详尽地反映草地在其生长期内各个阶段植被指数的变化,进而反映生长状况;以2002年9月的NDVI合成数据为例,对植被指数分级,分析各个级别NDVI值域在地理空间上的变化,反映各类草地在空间上的连续性和差异性。     

2000-2016年新疆伊犁河谷草地NDVI变化趋势分析

草地是伊犁河谷生态系统的主要组成,为探明其植被覆盖的变化特征,选用2000-2016年MODIS NDVI时间序列数据,应用Mann-Kendall检验、Theil-Sen Median趋势分析及R/S分析,对伊犁河谷近17年草地NDVI变化趋势进行分析。结果表明：2000-2016年伊犁河谷草地NDVI总体呈显著下降趋势,空间上88.07%草地NDVI出现下降,其中49.62%达到显著水平;各草地类型中,山地草甸NDVI平均值最高,面积最广,NDVI平均降低速率最高,其95.76%面积的NDVI出现下降,且73.10%达到显著水平;伊犁河谷97.77%草地NDVI变化趋势呈现正持续性,未来一定时期内绝大部分草地的NDVI仍将继续下降;与气温相比,伊犁河谷降水的年际变化与草地NDVI年变化的相关性更高。     

基于MODIS植被指数的甘南草地净初级生产力时空变化研究

利用甘南地区2006-2007年的外业实测样方草地干物质产量和MODIS植被指数数据,建立了草地地上部分干物质产量遥感反演模型,根据根冠比和干物质转碳率对2006-2008年甘南地区草地净初级生产力(NPP,net primary productivity)进行了估算,绘制了甘南草地NPP年累积量空间分布格局图和NPP月度变化动态图,对不同草地植被类型的NPP差异进行了评价。研究结果表明,2006-2008年甘南草地年NPP分别达637.04,599.98和566.59 g C/m²,其空间分布具有自西南向东北逐渐减少的趋势;年内不同草地类型的NPP均在7-8月达到最大累积量;NPP累积量最高的3种草地类型是沼泽、高寒灌丛草甸和高寒草甸,3年中最大月NPP的平均值分别达到1 137.28,553.76和527.66 g C/m²;2006-2008年甘南草地NPP持续下降,年草地NPP总量的减少速率为1.2 Tg/a,尤其是沼泽湿地的NPP下降明显,年平均减少速率达到了125.92 g C/m²。     

伊犁河谷不同生境羊草种群构件的年龄结构

对伊犁河谷昭苏县杨树群落(H1)、羊草单优势种群落(H2)生境内的羊草无性系种群年龄结构进行对比分析.结果表明:(1)H1、H2样地内羊草无性系种群分蘖株数量分别由3个龄级和4个龄级组成,且随着龄级的增大迅速减少;各生境羊草种群年龄结构同为增长型.(2)两个样地羊草无性系种群根茎长度均由4个龄级组成,其中H1样地羊草无性系种群根茎长度年龄结构为增长型,H2样地为稳定型.(3)两个样地羊草无性系种群分蘖株生物量与分蘖株数量龄级构成相同,年龄结构均为增长型;根茎生物量均由4个龄级组成都为稳定型.各生境分蘖株和根茎生物量年龄结构均以低龄级居于优势位置.     

伊犁河谷天然草地退化现状及修复措施

利用"3S"技术,查清伊犁河谷不同类型退化草地的空间分布、发生规模、退化程度及退化成因,绘制伊犁河谷退化草地分布图.调查结果表明:伊犁河谷天然草地退化严重,退化面积221.07万hm2,占伊犁河谷天然草地总面积的64.65%,占可利用面积的71.21%.退化主要表现在毒害草蔓延,植被盖度降低,地上生物现存量减少,草层变矮;草地退化的主要原因为放牧强度过大、利用方式和利用时间不合理、乱垦乱挖等人为破坏严重.退化草地的修复应根据草地的不同退化形式和退化程度因地制宜的采取措施,以草地生态恢复为基础,保护和合理地利用草地.     

基于3S技术的甘南草地覆盖度动态变化研究

以像元二分法模型为基础,构建了基于改进归一化植被指数(NDVI)的植被覆盖度定量估算模型,并利用MODIS卫星遥感数据,基于3S技术(GIS,RS,GPS)空间分析功能,分级计算得到了甘南2002,2004,2006,2008年的草地植被覆盖度,分析了甘南2002-2008年植被覆盖度变化的空间动态演变过程和趋势。结果表明,2002-2008年,甘南植被覆盖度质量总体呈下降趋势,一级盖度植被的退化比较严重,草地植被的演变情况主要由优等植被覆盖(一、二级)向低等植被覆盖(四、五级)演变。研究结果揭示了甘南州草地退化状况日趋严重的事实,为相关研究和政府草地管理提供了有效依据。     

海拔对伊犁河谷草原苦豆子种群土壤活性有机碳特征的影响

本研究以伊犁河谷托乎拉苏大草原占据优势的苦豆子（Sophora alopecuroides）种群为研究对象,通过对不同海拔梯度下土壤微生物量碳、水溶性有机碳和易氧化有机碳含量的分布特征及其影响因素研究,解析苦豆子蔓延对土壤生态环境的影响,为了解伊犁河谷草原毒害草蔓延机制及提供草原毒害草管控措施提供理论依据。结果表明：土壤微生物量碳随着海拔的上升而增加,随土层的加深而降低;而土壤水溶性有机碳和易氧化有机碳均随海拔、土层的增加而增加。根据相关性分析可知,土壤活性有机碳的3种组分与总有机碳、全氮以及土壤湿度3个指标之间相关性达到极显著水平（P<0.01）;且3种组分之间也相互存在显著相关。研究表明海拔、全氮含量以及总有机碳3个指标显著影响苦豆子种群活性有机碳含量的变化。     

基于MODIS植被指数的青海省玛多县草畜关系分析

为了研究青海玛多县草畜关系特征,对2008—2009年9个样地的实测地上生物量与MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiomete)归一化植被指数(NDVI)、增强型植被指数(EVI)分别基于线性、幂和指数函数建立回归模型,对理论地上生物量进行反演估算,并依据相关公式计算理论载畜量。结果表明:线性函数模型具有较好的模拟效果;2009年玛多县草地地上生物量显著高于2008年;玛多县基于NDVI的2008,2009年理论载畜量分别为40.93万、57.45万羊单位,基于EVI的理论载畜量分别为41.30万、59.03万羊单位;而玛多县2008,2009年年末的牲畜存栏数分别为33.11万、33.71万羊单位,可见玛多县这2年的理论载畜量尚有盈余。说明玛多县总体上正在由草畜关系极不平衡状态向逐渐草地恢复状态逐渐改变。     

基于MODIS和AMER-E资料的青藏高原牧区雪被制图研究

本研究利用青藏高原地区2002-2008年MODIS/Terra-Aqua逐日雪被产品(MOD10A1及MYD10A1)和AMSR-E/Aqua每日雪水当量产品AE_DySno,研究了MODIS和AMSR-E逐日数据的融合算法,合成出逐日无云积雪分类图像MATS10A1,并利用气象台站提供的雪情数据验证了合成图像的积雪分类精度。研究结果表明:1)在青藏高原地区,虽然在晴空时MODIS积雪分类精度较高(当雪深>3 cm时达到80.82%),但MOD10A1和MYD10A1图像中的平均云量比分别达到39.74%和48.74%,无法对牧区雪情进行实时监测。2)MOD10A1和MYD10A1的合成图像(MOYDTS10A1)云量比为24.13%,不但消除了大部分云的影响,而且提高了积雪分类精度(积雪分类精度为81.67%)。3)合成图像MATS10A1结合了AMSR-E资料不受天气影响和MODIS雪被产品较高空间分辨率的优点,不仅完全消除了云的干扰,同时具有较高的积雪分类精度(79.36%)。因此,这种改进型算法生成的逐日无云图像,在青藏高原牧区雪灾监测与预警研究中将具有重要的应用前景。