基于地理探测器的内蒙古植被NDVI时空变化与驱动力分析

研究植被归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）时空变化及驱动力有助于区域生态环境保护和自然资源管理。本研究基于2000—2015年SPOT NDVI遥感数据和同时期18种自然因子与社会经济因子,分析了内蒙古植被NDVI时空变化特征,并利用地理探测器探讨其空间分异特征与驱动力。研究表明：空间尺度上,内蒙古NDVI分布呈现东北高西南低,变化格局为东部增加,中西部减少;时间尺度上,年际NDVI呈缓慢增加趋势（0.32%·a^-1）,并呈现高植被覆盖度（8.6%）和低植被覆盖度（2.8%）均增加的“两极化”特征。年降水量的解释力最高（0.75）,与土壤类型、植被类型和年均温共同主导植被NDVI时空格局;因子交互作用为增强关系,自然因子与社会经济因子交互影响力显著增强;研究时段气候因子解释力减弱,农林牧业因子略有增强。本研究探讨了不同土地利用类型的因子解释力差异及各因子促进植被生长的最适宜范围,有助于植被生长的驱动力机制研究。     

基于GIMMS NDVI 3g.v1的近34年青海省植被生长季NDVI时空变化特征

在气候变化和人类活动的综合影响下,青海省生态环境发生了明显变化。在此背景下,以GIMMS NDVI 3g.v1为数据源,采用Sen+Mann-Kendal方法研究青海省1982-2015年植被覆盖区域NDVI时空变化,将趋势分析和R/S(rescaled range analysis)分析叠加,研究植被生长季NDVI变化的持续性特征,并揭示植被对气候变化及人类活动的响应规律。结果表明:1)近34年青海省植被NDVI整体呈从西北到东南的增加趋势;且变异系数显示,波动性较大地区集中在柴达木盆地周边和青南牧区西北部等植被NDVI较低的区域,波动性较小地区集中在祁连山东部、东部农业区和青南牧区东南部等植被NDVI较高的区域。2)近34年青海省植被NDVI整体呈增加趋势,增长率为0.38%·10a~(-1);且NDVI变化具有明显的阶段性,存在1994年和2000年两个突变点。3)近34年青海省植被改善区域(75.4%)远大于退化区域(24.6%),其中显著改善面积占植被覆盖区域面积的40.9%,退化区随时间变化在空间上表现出明显的转移现象。4)Hurst指数表明,青海省植被变化反持续性较强,趋势分析与Hurst指数叠加得出,由退化转为改善的区域占植被覆盖区面积的13.7%,由改善转为退化的区域占植被覆盖区面积的44.3%,另41.5%的区域无法确定未来变化趋势。5)青海省植被生长季NDVI受气候变化和人类活动的双重影响,且不同植被类型对气候变化的响应存在较大差异。     

祁连山国家级自然保护区土地利用时空变化及与气候因子关系研究

土地利用类型变化是植被变化最直接的表现形式。祁连山是我国西部地区重要的水源涵养区,生态环境比较脆弱,研究区域内土地利用时空变化对区域生态环境保护具有重要意义。本文基于2000—2018年土地利用类型数据,分析祁连山土地利用时空变化特征及影响因子。结果表明：草地、林地、未利用地是研究区主要的土地利用类型,耕地、城乡、工矿居民用地、水域面积较小;2000—2018年间祁连山范围内草地、林地、水域面积增加,未利用地面积减少,且2005—2010年期间土地利用类型变化最为明显;2000—2018年期间祁连山区域草地覆盖度增加,中、高覆盖草地面积增加,低覆盖草地面积较少;2000—2018年土地利用类型变化主要发生在祁连山西部地区,主要为草地与未利用地之间的相互转化。草地变化受降水、相对湿度的影响较大。     

甘南和川西北地区草地植被NDVI变化及其驱动因素研究

草地是甘南和川西北地区最主要的植被覆盖类型,约占研究区面积的43.91%。为探明该地区草地的生长状况变化及其驱动因素,基于MOD13A3数据,采用趋势分析、变异系数、偏相关分析和残差分析,对研究区草地归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）时空动态变化和稳定性进行分析,并研究了气象因素和人类活动对草地NDVI变化的影响。结果表明：2000-2018年甘南和川西北地区草地生长期NDVI呈上升趋势的面积占比为74.17%,其中17.15%通过显著性验证;研究区草地NDVI整体较高（均值为0.7096）,在19年间全区和各类型草地NDVI均呈波动上升趋势,生长状况稳定,仅有6.08%的草地波动幅度较大;温度和降水对研究区草地NDVI的变化主要呈正向驱动,且NDVI与温度呈正相关的面积（70.19%）大于降水（62.63%）,人类活动在2000-2005年对草地NDVI呈负向影响,2006-2017年呈正向影响。     

基于遥感监测的天山新疆段草地退化时空特征及其与气候因子的关系

以植被覆盖度作为草地退化的遥感监测指标,基于2001-2020年天山新疆段MODIS NDVI和气象遥感资料,采用像元二分模型、草地退化指数、冷/热点分析、变异系数和相关性分析等方法,分析草地退化时空特征及其与气候因子的关系,结果表明：1) 2001-2020年平均草地退化面积占总面积的34.04%,草地退化指数为1.67,处于轻度退化水平。2)空间上,轻度退化草地空间分异特征明显,主要集中分布在天山西部和中段山区,中度退化和重度退化草地面积较小且不集中,95%以上的区域草地植被覆盖度变异系数小于0.2,总体上覆盖度的年际波动小,变化相对稳定。3) 2001-2020年草地植被覆盖度受气候因子驱动的区域占总面积的44.23%,主要分布在天山西部和东部,受非气候因子驱动的区域占总面积的55.77%,在山区和南北两侧地势较平缓的区域均有分布,说明非气候因子在天山新疆段草地的变化中起到主导作用。该研究结论可为当地草地资源保护与利用提供科学依据。     

北京市植被覆盖对地形和土地利用的响应

植被覆盖与地形、气候等自然因子密切相关，但短期内则更受人类活动的影响。为分析北京中心城区植被覆盖时空变化及其地形分异规律以及土地利用转变对于植被覆盖度变化的影响，本研究借助遥感技术，通过改进后的像元二分模型获取北京市中心城区不同时间段植被覆盖以及通过监督分类获取对应的土地利用类型，并结合数字高程模型(DEM)数据，通过地理信息系统(GIS)对所得数据综合分析。结果表明：研究区1992-2020年植被覆盖度总体上呈现出由早年的退化为主到近些年来的改善为主，1992-2011年低植被覆盖度不断增加，而2011-2020年则是高植被覆盖不断增加；植被覆盖度受到地形影响显著(P <0.01)。总体上，植被覆盖度与海拔和坡度呈正相关关系；坡向上除平地外，其余坡向植被覆盖度差距不大，阴坡较高，阳坡较低；研究区城市扩张不断占用林地、草地和耕地，是植被覆盖退化的主导因素，而未利用地开发、城市郊野公园建设、退耕还林还草为植被覆盖增加的主导因素。研究可为快速城镇化地区的土地利用与生态环境协调提供有力的科学支撑。     

基于LUCC的甘肃省农牧交错带生态系统服务价值评估及时空演变特征研究

为理清土地利用变化对生态系统服务价值的影响效应，基于甘肃省农牧交错带2000、2010、2020年3个时期的土地利用/覆盖变化（LUCC）数据，运用改进的当量因子定量评估甘肃省农牧交错带生态系统服务价值，结合空间自相关分析法探究各乡镇级单位生态系统服务价值变化的时空格局演变特征。结果显示：1)2000-2020年甘肃省农牧交错带土地利用类型主要以草地、耕地、林地为主，其中，草地、林地和建设用地面积增加，而耕地和湿地面积减少。2)2000-2020年甘肃省农牧交错带生态系统服务总价值增加了11.2358×108元，调节服务在各时期占主导地位，水文调节和气候调节生态系统服务价值较大，草地和林地在维持水文调节和气候调节服务价值方面作用重大，是维持甘肃省农牧交错带生态系统服务总价值的关键土地利用类型。3）地均生态系统服务价值（ESV）呈较强的空间正相关性，在空间上整体表现为显著的集聚分布格局，高值集聚区和低值集聚区的空间演变保持平稳。研究结果可为甘肃省农牧交错带制定科学合理的生态保护政策、建立生态保护修复的长效机制提供科学依据。     

2001—2020年青藏高原草地NDVI时空变化及驱动因子分析

环境变化引起的植被变化对生态系统过程产生了重大影响。然而，目前对植被生长及其对多影响因素响应的研究仍不够深入。本文采用Theil-Sen中位数趋势分析、Mann-Kendall检验、变异系数、岭回归分析和结构方程模型等方法，探究了青藏高原草地归一化差值植被指数(Normalized difference vegetation index，NDVI)时空变化特征及其对驱动因子的响应。结果表明：青藏高原2001—2020年草地NDVI从东南向西北呈下降趋势，年际变化呈上升趋势，坡度较小区域的草地分布较集中，阴坡草地生长情况较好。另外，区域内草地受水分利用效率(Water use efficiency，WUE)升高和温度升高而生长情况变好，且草地WUE是影响草地NDVI变化的主导因子。本研究提高了我们对多变量如何共同影响草地生长的认知，也强调了WUE对草地生长的重要性。     

基于CSCS方法的甘南自然植被NDVI时空分布特征研究

基于综合顺序分类系统(CSCS)模型,利用地理信息系统技术手段,模拟出甘南潜在自然植被类型图,并且结合国际地圈生物圈计划(IGBP)土地覆盖数据集,制作出甘南残存潜在自然植被分布图和残存潜在自然植被典型区分布图。在此基础上,利用2001-2010年MODIS数据分别研究了残存潜在自然植被分布区及其典型区的NDVI年度和月度变化特征。研究结果表明,1) 甘南残存潜在自然植被分布区面积达33 940 km²,占甘南总土地面积的92.53%;2) 残存潜在自然植被典型区主要分布在玛曲县、碌曲县及迭部县部分地区和夏河县北部,在舟曲、卓尼和临潭县分布较少;3) 甘南地区NDVI在2001-2010年期间都呈现出上升趋势,7种植被类型的月最大值出现在7-9月。     

内蒙古草原自然资源大区植被净初级生产力时空变化及其影响因子分析

内蒙古地区是我国草原生态系统比较重要的区域,植被净初级生产力(NPP)是生态系统碳源、碳汇的主要参数,研究NPP变化及其影响因子,对生态系统固碳能力的监测和预测有重要意义。本研究基于2000-2019年逐年MOD17A3–NPP产品数据以及降水、气温、相对湿度、光照时长、地表蒸散、高程、NDVI值等因子数据,研究内蒙古草原自然资源大区NPP的时空变化及其影响因子。通过Theil-Sen Median方法、Mann-Kendall显著性检验方法和Hurst指数分析方法,对2000-2019年内蒙古草原自然资源大区NPP值的时空变化和变化的可持续性进行分析,利用时空地理加权回归模型进行NPP变化的影响因子分析。结果表明：1)在2000-2019年,区域NPP的平均值为208.96 g·(m²·a)^-1,呈上升趋势,平均每年上升约4.06 g·(m²·a)^-1。在空间分布上,显著上升(|Z|> 1.96)的区域占79.88%,包括极显著上升(|Z|> 2.576)的区域占60.31%,显著区域...     

2000年以来甘南植被变化趋势及原因分析

归一化植被指数(NDVI)可表征植被生长状况,利用2000-2014年EOS/MODIS-NDVI及同期气温、降水资料、2000-2012年载畜量资料分析了甘南州植被时空变化及气象因子、人类活动对其影响.结果表明,1)近15年来,甘南整体植被稳定性呈增加趋势,林地稳定性大于草地,植被空间变异主要由草地的空间变化引起.2)15年来甘南州植被整体趋于好转,局部有显著减少趋势(P＜0.05),研究区70％的区域植被呈增加趋势,21％的区域呈恶化趋势,恶化以草地为主,占总恶化面积的75％,主要分布在玛曲、碌曲及迭部.3)植被主要恶化区(玛曲、碌曲和迭部)气温有升高趋势;载畜量舟曲呈显著减少趋势(P＜0.05),其它各县市均呈极显著增加趋势(P＜0.01);载畜量逐年增加,过度放牧是引起甘南州局部植被趋于恶化、空间离散、分布不均的主要原因.     

青藏高原不同退化梯度下植被蒸散发的时空格局研究

全面深入地了解青藏高原蒸散发与植被退化的关系对陆地生态系统的稳定有十分重要的意义。本文选取MODIS16A2数据分析青藏高原及其14 个子流域蒸散发的时空格局，同时选用MODIS NDVI及GIMMS NDVI3g数据采用像元二分模型计算青藏高原植被覆盖度，进而识别青藏高原植被退化梯度和植被变化区，以此探究2001—2020 年青藏高原不同退化梯度和不同植被变化区蒸散发的变化趋势。结果表明：2001—2020 年青藏高原蒸散发呈波动上升趋势，空间上呈中部低，东南高的态势，14 个子流域中羌塘高原区的蒸散发最高，黄河流域的蒸散发最低，同时大部分地区蒸散发未来将呈现下降趋势。青藏高原各植被类型中灌木的蒸散发最高，其次是森林和草地。2001—2020 年青藏高原植被退化不断减弱，各退化区蒸散发的均值排序为：未退化区>轻度退化区>极重度退化区>中度退化区>重度退化区。青藏高原植被恢复区集中在青海湖和柴达木盆地周边区域且植被恢复区面积高于植被恶化区，各植被变化区的年均蒸散发呈波动上升趋势，总体呈植被恢复区>植被不变区>植被恶化区。识别青藏高原植被退化梯度及植被蒸散发的时空特征能为当地生态安全格局构建和高寒植被退化的恢复治理提供参考。     

甘肃省草地植被NDVI时空变化特征及驱动因素研究

本文基于甘肃省2000—2019年归一化植被指数（normalized different vegetation index，NDVI）数据及气象数据，研究了甘肃省草地NDVI时空变化特征及驱动因素。结果表明：近20年，生长季草地NDVI整体水平较低但呈波动上升趋势，增速为0.030·（10a）^-1，草地NDVI分布呈现东南高西北低的格局；20年间生长季NDVI呈显著增加趋势的面积占甘肃省草地的19.08%，主要分布在陇中黄土高原；甘南高原和祁连山地生长季NDVI保持稳定，其中高寒草甸NDVI整体较高且稳定性较强；生长季草地NDVI受夏季降水量的影响较大；人类活动主要促进了草地NDVI的增长。整体而言，甘肃省草地NDVI呈现增长趋势且稳定性较高，降水量对草地NDVI的影响较强。另外，生态工程也促进了草地NDVI增长，需长期实施。     

那曲地区草地植被时空格局与变化及其人文因素影响研究

那曲草地作为西藏自治区畜牧业发展的重要基地,草地植被年际变化是自然因素和人类活动交互影响的结果。为了解决当地复杂的资源环境问题,需要深刻认清各种人文因素对草地影响的程度和机制。本研究利用2000-2009年的MODIS NDVI时间序列影像及相关统计资料,对那曲草地植被的空间和年际变化进行动态监测,并采用定性与定量相结合方式系统分析各个人文因素与草地植被格局和变化的关系。结果表明,1) 那曲地区不同区域植被在2000-2009年表现出不同的年际变化趋势,在高大山脉高海拔的稀疏植被或冰雪覆盖周边区域,由于全球变暖且受人类活动影响较小而出现植被变好的状况,在人类活动强度较大的纯牧业县(那曲县、聂荣县和安多县)草地植被退化情况较为严重; 2) 分析那曲地区植被空间格局、年际变化分布图与道路网、居民点分布密度图在空间上具有较好的相关性,这也表明该研究区人类活动将直接影响目前良好的地表覆盖区域植被正常生长和繁育; 3) 以中心城镇那曲镇和109国道为代表,利用缓冲区分析方法研究发现距离人类活动越近的地区植被退化越严重,而统计资料显示那曲地区的人口、放牧强度、道路工程建设份额等指标都呈直线上升,将对草地植被生长构成严重的威胁,从而进一步影响那曲地区草地的理论承载力和经济可持续发展; 4) 此外,调查发现旅游和放牧的车辆碾压、矿产开采、采挖草药、安居工程建设、鼠患等因素对那曲草地都有一定程度的破坏。     

基于地理探测器模型的川西北家畜空间分布差异影响因素分析

川西北放牧家畜分布具有空间尺度分异的特征,以乡镇为单位的基础数据,在研究自然和人为因素对家畜空间分布的影响方面,有助于得出更细致、更客观的结果,将为川西北地区畜群结构的优化提供科学依据.试验以气象、地形、植被类型、植被覆盖度、土地利用类型、人口、出栏管理等方面的数据为基础,利用GIS空间分析和地理探测器模型相结合的方法...     

1998-2018年藏北申扎县植被NDVI时空变化及其影响因素

为研究1998-2018年申扎县归一化植被指数（Normalized difference vegetation index,NDVI）的变化及其驱动力,本研究基于申扎县NDVI、地形和气象等数据,采用线性回归和残差分析等研究方法分析申扎县NDVI年际时空变化特征及其影响因子。结果表明：申扎县NDVI整体呈波动上升趋势,年均增长率为1.595%;年均NDVI随高程和坡度的增加呈现单峰曲线状的变化趋势,峰值分别位于4 900~5 200 m和10°~15°;NDVI与气温的正相关性（r=0.556,P=0.009）较降水（r=0.271,P=0.234）高;气温每升高1℃,NDVI增加0.291;降水量每增加100 mm,NDVI增加0.224;2012年后人类活动总体上开始对植被生长产生正作用;NDVI与人类活动成正、负显著相关的区域占比为24.13%,20.01%。总体上,NDVI增加主要是由于气候暖湿化和地方生态工程的有效实施等共同作用导致的。     

黑河中上游草地NDVI时空变化规律及其对气候因子的响应分析

植被动态监测以及与气候变化的耦合关系是陆地生态系统研究的热点,而草地NDVI时空动态以及影响其变化的关键气候因子分析,对于草地覆盖变化的动态机理研究具有重要意义。基于遥感和GIS技术,利用黑河流域1999-2007年SPOT-NDVI数据和气象站点数据,分析了黑河中上游草地植被NDVI的时空变化特征以及与气候因子的相关性。结果表明,黑河中上游草地植被NDVI在1999-2007年间呈明显增加趋势;草地植被NDVI增加和减少的面积分别占草地总面积的71.53%和19.43%;增加的区域主要分布在托来山、走廊南山、冷龙岭和河西走廊中段的典型草原和高寒草甸草地,减少的区域主要分布在托勒南山、走廊南山和冷龙岭的荒漠草地向非草地过渡区域;黑河中上游不同草地植被NDVI的年内变化均呈单峰型,7月份达最大值;草地NDVI与气温呈极显著正相关(r=0.942,P<0.01),与降水量呈显著正相关(r=0.922,P<0.05),NDVI与相对湿度呈不显著正相关,与日照时数呈负相关性,并且不同草地类型牧草生长的限制因子不同。近年来伴随西北地区气候向暖湿转型,黑河中上游草地植被覆盖明显增加,气温是影响研究区牧草生长的关键气候因子。     

2000-2014年浑善达克沙地植被覆盖变化研究

基于2000-2014年间植被生长季(4-10月)的MODIS NDVI数据反演浑善达克沙地地区植被覆盖变化,结合2000-2013年该地区周边11个气象站点的气温和降水数据,分别从年际变化和月变化角度分析该地区植被覆盖变化对气候变化的响应。研究表明,浑善达克沙地植被NDVI,不论是植被生长季平均值,还是其各月份值都呈上升趋势。研究区植被覆盖度的显著增加是气候和人为因素综合作用的结果, 一定程度上反映了生态恢复重建措施的有效性,但其植被NDVI年际变化趋势与降水量的关系更密切,其相关系数达到0.75,是驱动植被覆盖年际波动的最直接因素。在空间分布上,研究区的南部、中部和北部边缘区域的植被覆盖增加趋势较明显,而中部和西部部分区域未发生明显的趋势性变化。从月变化来看,4月草地植被变化受气温变化影响较明显;5-8月与前一月降水变化关系密切,说明植被生长对降水变化具有一定的滞后性。从沙地类型植被覆盖年际变化趋势看,所有类型都呈增加态势,增加态势最大的类型是移动沙地,最小的是固定沙地。     

三峡库区植被指数与气象因子响应机理研究

利用1998年到2008年SPOT的NDVI植被指数数据以及气象数据,采用地理加权回归分析方法,研究三峡库区植被变化与气象要素之间的时空响应机制。研究表明：（1）三峡库区年均气温空间分布差异较大,库区多年平均降水具有明显的区域差异;（2）三峡库区NDVI年变际化呈倒U型,且年内最大值出现在7月,最小值出现在1月;（3）气温与降水对库区植被覆盖变化有促进作用,其中小时间尺度的气候变化对植被覆盖的影响机制比大时间尺度显著,气温是影响库区植被覆盖变化的主要气象因子;（4）地理加权回归考虑了气象因子的空间自相关性、空间非平稳性等因素,在分析库区植被覆盖对气象因子的空间响应机制时较为适用,能够取得较好效果。     

基于空间Logistic的山西省火灾风险评价与火险区划

利用山西省2002-2012年MODIS卫星遥感数据,建立了描述火灾空间分布及其影响因子的空间Logistic风险模型,从省域空间尺度和较长时间尺度上,开展火险评价与火险区划研究。结果表明,通过空间采样构建的Logistic火灾风险模型拟合效果很好。在显著性水平为0.05的情况下,通过模型系数检验和Wald检验,相对运行特征值(ROC)为0.757。经图层运算得到火烧概率分布图,并将山西省分为无火险区、低火险区、中火险区、高火险区和极高火险区。对山西省火灾风险空间变化影响较为显著的因子为高程(GC)、土地利用类型(LT)、地表温度(LST)、归一化差值植被指数(NDVI)和全球植被湿度指数(GVMI),对火灾风险空间变化影响不显著的因子则仅有坡度(PD)和道路可达性(DL)。NDVI和LST对火灾影响在省内全局显著,而GC、LT和GVMI仅对省内部分地区的火灾影响显著。山西省按火灾影响因素可划分为7类区域,不同类型区域应确定不同的防火重点,制定差别化的防火策略。