基于MODIS/NDVI的塔里木河流域植被覆盖变化驱动因素相对作用分析

塔里木河流域是我国生态较为脆弱的地区,过去几十年不合理的开发,导致植被覆盖遭到严重破坏。2001年以后,随着"塔里木河流域近期综合治理项目"等系列生态工程的实施,流域环境得到初步改善,植被覆盖日益好转。利用2001—2013年逐旬MODIS/NDVI数据和气象数据,通过分离气候变化对塔里木河流域植被覆盖的影响,对气候变化和人类活动对植被覆盖变化的相对作用进行定量分析。研究表明:(1)2001—2013年塔里木河流域植被覆盖总体呈增长趋势;植被覆盖呈改善趋势的区域占流域总面积的28.02%,呈退化趋势的区域占10.99%,其他区域则基本不变。(2)采用相关分析与残差法分析了气候变化和人类活动对植被覆盖变化的影响,结果表明植被覆盖变化与气候因子显著相关;人类活动对植被覆盖变化起积极作用的面积占流域总面积的61.8%,起消极作用的占38.2%。(3)通过对植被覆盖变化驱动因素进行相对作用分析,可以得出在植被改善区和植被退化区,人类活动的作用相对于气候因素更大,是植被覆盖变化的主要驱动因素。     

退耕还林工程以来黄土高原植被覆盖与地表湿润状况时空演变

基于2000—2014年的MODIS数据和Landsat数据,利用温度植被干旱指数反映地表湿润状况,分析了退耕还林工程以来黄土高原地表湿润状况与植被覆盖的时空变化特征及其相互关系。(1)2001—2014年黄土高原归一化植被指数增速为6.3%·(10a)~(-1),温度植被干旱指数降速为-4.5%·(10a)~(-1),植被覆盖与地表湿润状况均呈增加趋势,分布呈"东南高、西北低"的特征,大体上可以看出两者具有正的空间相关性。(2)从TVDI和NDVI的变化趋势来看,黄土高原植被覆盖与地表湿润状况整体上呈现出增加趋势。空间分布上反映出,植被覆盖变化基本上与地表湿润状况变化分布一致,但是仍然存在区域性差异。(3)从相关系数来看,黄土高原植被覆盖与地表湿润状况呈现出正相关。从变化趋势对应关系来看,14 a间黄土高原东北—西南一线山地地区植被覆盖与地表湿润状况变化有利于生态环境改善。人类活动强烈的平原地带极不利于生态环境改善。值得注意的是,退耕还林重点区是未来生态环境变化监测和管理的重点区域,以免引起再次退化。     

基于MODIS数据的湟水流域植被覆盖变化研究

利用2001年～2008年250m分辨率的MODIS-NDVI数据,并结合湟水流域的地形特征数据,对流域内8年来植被覆盖变化动态进行分析。结果表明:近8年来湟水流域植被覆盖总体呈下降趋势;大通河流域以高植被覆盖区和较高植被覆盖区为主,湟水干流以高植被覆盖区、较高植被覆盖区和中度植被覆盖区为主;基于地形特征的湟水流域植被覆盖分布差异显著,脑山区以高植被覆盖区和较高植被覆盖区为主,浅山区以较高植被覆盖区和中度植被覆盖区为主,川水区以中度植被覆盖区和低植被覆盖区为主。     

乌兰布和沙漠风沙入黄段植被覆盖动态变化特征及驱动力

基于2001—2021年Landsat影像数据,结合归一化植被指数(NDVI)和像元二分模型估算植被覆盖度,探究乌兰布和沙漠风沙入黄段植被覆盖度时空变化趋势及驱动力,以期为乌兰布和沙漠风沙入黄段植被恢复和未来生态建设重点区域的选择提供理论依据。结果表明：(1)研究区植被覆盖度整体呈波动上升趋势,植被恢复状况良好,平均植被覆盖度由0.294增加至0.526,其中,2007—2017年增幅最为明显。(2)2001—2021年乌兰布和沙漠风沙入黄段不同等级植被覆盖度间转移频繁,其中,低植被覆盖和较低植被覆盖大面积转出为中等植被覆盖和较高植被覆盖,其转出面积分别为102.00 km²和128.82 km²。除此之外,研究区内有42.1%的区域呈显著增加趋势,4.90%的区域趋向于显著减少,多分布于近乌海段,该段应是未来生态修复中重点关注区域。(3)该区植被覆盖空间分异性主要受人类活动和气候因子共同驱动,各驱动因子之间的交互作用以双因子增强为主,其中,影响程度最高的关键性交互因子为土地利用类型和年平均气温。本研究有序分段地探究乌兰布和沙漠风沙入黄段植被...     

1982—2015年科尔沁沙地植被时空变化及气候响应

基于1982—2015年GIMMS NDVI3g.v1数据,结合站点气象数据,采用趋势分析、变异系数、Hurst指数及偏相关分析等方法,探讨了科尔沁沙地植被覆盖的时空特征、气候响应及未来趋势.结果表明:(1)科尔沁沙地34 a植被覆盖呈缓慢增加趋势,每10 a增速为0.23％.植被覆盖变化整体上可分为"三升"(1982...     

基于GIMMS NDVI的中亚干旱区植被覆盖时空变化

选用1982—2013年GIMMS NDVI数据,运用变异系数法、Theil-Sen median趋势分析耦合Mann-Kendall检验以及Hurst指数法,研究了中亚干旱区植被覆盖的空间格局、不同维度的空间变异性、时间变化特征和未来趋势预测。同时,结合CRU降水、气温资料和MODIS土地覆盖数据,对植被覆盖时空格局及其变化的驱动因素进行分析。结果表明:1 1982—2013年中亚干旱区植被覆盖有较强的空间异质性,有植被覆盖的区域占总面积的85.32%,无植被覆盖的区域占14.68%。受降水量控制,植被覆盖呈山区高平原低、西部高东部低、北部高南部低的特点;受河流和人工灌溉的影响,绿洲区的植被覆盖高于荒漠区。2近32 a全区植被覆盖的波动变化较明显,各变异程度的面积比例:中等波动变化相对较高的波动变化高波动变化相对较低的波动变化低波动变化。受降水变率和人工种植的影响,植被覆盖的高波动变化主要在荒漠区和诸流域绿洲区;低波动变化主要在植被生长良好的区域。3 32 a间全区NDVI呈增长趋势,NDVI距平的变化率为0.01·(10a)~(-1)。基于像元尺度的分析也表明,全区植被覆盖变化趋势以增加为主,各类变化趋势的面积比例:轻微增加显著增加轻微减小显著减小无法确定。植被改善是区域气候增湿增暖和绿洲土地覆盖变迁所致。4全区NDVI的Hurst指数均值为0.63,Hurst指数大于0.5的范围所占比例为75.17%,即未来全区植被覆盖的变化趋势以持续性增加为主,其中25.23%的区域未来变化趋势无法确定。     

祁连山中段植被群落的时空格局变化

充分了解植被群落时空格局分布特征是开展生态环境恢复工作的前提。选择祁连山中段寺大隆林场为研究区,对1976、1991、2001、2016年的LANDSAT影像进行地物分类,并利用3种景观指数对植被群落生境破碎化程度进行分析,同时运用CA-Markov模型对植被2031年的分布情况作出预测。结果表明:人为因素是导致植被群落变化的主要原因;1976—2016年,祁连山中段寺大隆林场植被群落的分布面积发生了巨大的变化,乔木和草地分布面积分别减少了91 km~2和169 km~2;1976—2001年,乔木、灌木和草地群落的平均斑块面积(MPA)分别减少了1.22 km~2、0.14 km~2和0.16 km~2,聚合指数(AI)分别减少了2.79、0.03和8.77,平均分维数(Fd)分别增加了0.013、0.001和0.005,植被群落生境破碎化严重;2001—2016年,乔木、灌木和草地群落的平均斑块面积(MNA)分别增加了0 km~2、0.13 km~2和0.02 km~2,聚合指数(AI)分别增加了2.38、0.21和6.55,平均分维数(Fd)分别减小了0.005、0.002和0.002,植被生境得到修复;在现行趋势下,预测2031年乔木面积为409 km~2,灌木面积为486 km~2,草地面积为550 km~2,在面积分布上基本与1976年水平相当,植被生境恢复效果显著。     

新疆的土地覆盖遥感制图

以1970-2005年新疆土地利用、新疆植被类型图、新疆草地资源图、地形、遥感影像等时空数据为基础,根据新疆土地覆盖与土地利用遥感制图的分类要求与分类含义,分析各类型的对应转换关系,通过对分类图斑的进一步划分、合并、修正等步骤,完成了1970-2005年新疆土地覆盖及其动态图的制作,实现了基于土地利用、植被分布、地形以及遥感影像等时空数据的同区域、同尺度土地覆盖的遥感制图。由此表明：土地利用数据库的一些地类可以根据分类的对应关系,直接转换为土地覆盖的相应类型;对于类型及含义有差异而无法直接转换的部分,借助植被、地形及遥感影像多源数据,对土地覆盖类型进一步判读、划分和修正,实现了快速有效的新疆土地覆盖遥感制图,同时,实现了土地利用与土地覆盖数据空间的一致性。     

内蒙古植被覆盖与土地退化关系及空间结构研究

依据最新遥感影像和多种统计资料,完成了内蒙古自治区87个县(旗)植被覆盖和土地退化指数的测定,采用全样本统计和典型剖面分析方法,揭示了内蒙古植被覆盖与土地退化的关系及空间分布格局。结果表明:植被覆盖与土地退化呈负指数关系,随着植被覆盖指数的降低,土地退化呈上升趋势;其空间分布格局是:从东向西的经向变化,植被覆盖指数下降,土地退化指数升高;东部地区从南向北的纬度变化,植被覆盖指数升高,土地退化指数下降。     

基于RBF神经网络模型的土地生态安全预警——以甘肃省张掖市为例

以张掖市为研究区域,在借鉴国内土地生态安全研究成果的基础上,依据PSR模型,结合2001—2012年土地利用的相关数据,建立土地生态安全预警指标体系。运用RBF神经网络模型对张掖市2013—2017年土地生态安全演变趋势进行预测,并结合预警指数和警度标准对2001—2017年的安全警况进行分析。结果表明:2001—2012年张掖市土地生态安全的压力系统的警度呈波动上升趋势,状态系统和响应系统的警度呈下降趋势,2013—2017年的压力系统将逐步由"中警"转变为"重警",状态系统将基本维持在"中警"水平,响应系统将处于"无警"状态;2001—2017年,张掖市土地生态安全警度呈略有下降态势,2013—2017年的预警指数将处于0.46左右,警度将处于"中警"状态。     

黑河流域植被空间特征遥感分析及其分布特点形成机制

植被作为干旱区敏感的环境因子,能直观反映自然环境状况,任何植被覆盖变化都可揭示区域环境状况的演化与变迁。因此,植被覆盖变化研究已成为揭示干旱区自然环境变化及其规律的重要手段。文中通过2006年覆盖黑河流域的SPOT和TM影象数据的融合,制成具有丰富色彩和高分辨率的复合影象,建立植被判别标志对遥感影象解译进行分析从而得出黑河流域目前植被分布现状和特点,找出了植被分布特点的形成机制,为该流域的生态环境建设提出建议。     

1981—2015年中国西北牧区植被覆盖的时空变化北大核心CSCD

我国西北牧区绝大部分属于中温带干旱半干旱地区,其植被对环境变化极为敏感,也易受人类活动干扰。近年来,西北牧区植被发生了明显变化,影响了农牧业生产和生态建设。因此,亟需进一步掌握国家生态工程和种植业结构调整措施下西北牧区植被覆盖的动态变化特性,为农牧业生产和生态建设提供理论支持。利用1981—2015年8 km×8 km分辨率的GIMMS 3g NDVI产品,采用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验与Hurst指数等方法,研究西北牧区植被覆盖的时空变化特性。结果表明：（1）1981—2015年,西北牧区植被覆盖发生了明显变化,改善面积占总面积的41.9%,其中,2006—2015年植被覆盖改善最明显,占比达到63.7%。（2）11种植被类型均呈恢复趋势,其中栽培植被改善面积占比超过80%,而草原和草丛改善超过60%。（3）35 a来,西北牧区植被覆盖呈正向可持续发展趋势,持续性恢复和稳定不变的面积占总面积的70%以上,其中,2006—2015年持续恢复和稳定不变的面积占总面积的63.8%。国家生态工程和种植业结构调整措施对西北牧区植被覆盖有明显影响,未来该区植被覆盖以持续性恢复为主。     

陕西省退耕还林工程对植被恢复的效应——基于PCSE修正的面板数据模型

基于1998—2013年的SPOTVEGNDVI数据,利用像元二分法和面板校正标准误(PCSE)估计方法,分析陕西省植被覆盖时空变化特征以及退耕还林工程、降雨水平等自然、社会经济因素对植被覆盖变化的相对贡献,探究退耕还林工程对植被恢复的驱动效应。结果表明:(1)陕西省植被覆盖总体呈增加趋势,1998—2013年年均归一化植被指数(NDVI)值增长0. 98%,且在退耕还林工程实施阶段(1998—2009年),植被恢复效果更为明显。(2)陕西省植被恢复效果空间分异显著,16 a间,各地区NDVI值上升幅度不同,40. 61%的区域提升约0. 1,29. 05%的区域提升约0. 2,23. 69%的区域提升0. 25以上。其中,位于陕北退耕还林区的延安市植被恢复效果最为明显,NDVI年增长约为1. 12%。(3)退耕还林工程对植被恢复影响显著,退耕还林面积占土地总面积每提升1%将使NDVI值增加1. 97%,相当于降水量增加了4. 29%,这对于降水量少且不均的陕西省生态环境建设具有重要参考意义。     

基于SPOT NDVI的植被覆盖时空演变规律分析——以西北五省为例

基于SPOT VGT-NDVI影像数据,通过最大值合成法、均值法、线性回归以及最小二乘法等研究方法分析西北五省1999—2007年9 a间的植被覆盖时空演变与动态变化规律。结果表明:9 a间西北地区的植被覆盖有明显改善趋势,改善面积百分比为26.92%;部分地区植被覆盖仍有退化现象,面积百分比为1.22%,但其明显小于植被改善比例;除陕西省外,西北地区植被覆盖整体不高;7、8月份该区域植被覆盖达到一年中最大值。     

2000-2013年海河流域植被覆盖的时空变化

基于2000-2013年SPOT VGT/NDVI数据,结合土地覆盖类型数据,采用Slope趋势分析法和Hurst指数对海河流域近14年植被覆盖的空间分布状况、时间变化特点、空间变化趋势和可持续性特征进行了分析。结果表明:1)空间分布上,流域内NDVI值总体较高,低值区只分布在环渤海湾地区及一些城市中心;2)时间变化上,近14年NDVI值在0.64-0.76之间波动,总体呈显著上升趋势;3)空间变化上,植被改善区域远大于退化区域,且以明显改善为主;4)可持续性上,植被变化正向持续性较强,且以持续改善为主,占流域面积的89.11%。结合不同土地覆盖类型来看,持续改善以林地、草地最为明显;持续严重退化的土地覆盖类型中,湿地和建设用地所占比重最高。     

近30 a青海省植被变化及其气候驱动因子分析

基于1982—2013年GIMMS NDVI 3g数据集及青海省50个国家气象观测站同期气象资料,利用趋势分析、相关分析方法,对青海省植被覆盖时空变化特征及其驱动因子进行分析。结果表明:(1)受气候及地形地貌影响,青海省植被覆盖空间差异明显,总体呈现从东南向西北递减趋势。(2)近30 a,青海省气温、降水呈上升趋势,气候由冷干向暖湿化转变。植被覆盖呈现整体升高,局部退化趋势。植被的年代际变化显示,青海省植被覆盖在近30 a呈现增加—减小—再增加的趋势。(3)青海省生长季(4—9月)植被受气温和降水共同影响,除个别站点外,全省NDVI与气温和降水均呈显著正相关关系,与降水相比,NDVI与气温的相关性更强,气温是影响青海省植被变化的主要气候因子。     

近20年来祁连山区植被变化特征分析

利用1982-2003年8 km分辨率的 NDVI数据集,分析了祁连山区植被覆盖的年、年际、年代变化特征.结果表明:祁连山区植被覆盖总体上自东向西递减,其年变化NDVIm都为单峰型;祁连山区各段植被覆盖的年际NDVIy、年代变化NDVIn趋势有所不同:祁连山西中段植被的NDVIy 变化趋势基本相似,20世纪80年代变化较平稳,90年代变化幅度最大,1995年以后植被明显开始增加,祁连山东段植被的 NDVIy 从1982年开始呈增加趋势,直到1997年以后下降;祁连山西中段1982-1985,1986-1990,1991-1995,1996-2000,2001-2003年5个阶段植被的 NDVIn最大值出现在2001-2003年,最小值出现在1991-1995年,而祁连山东段最大值出现在1996-2000年,最小值出现在1982-1985年;祁连山各段5～9月植物生长期植被的NDVIpy,NDVIpn变化与年的NDVIy,NDVIn变化相似.     

基于SPOT VEGETATION数据的榆林地区土地覆盖变化研究

榆林地区位于我国农牧交错带,能源富集区,生态环境脆弱。建国以来的土地整治工作取得显著成效。本文利用1998-2004年SPOT VEGETATION NDVI分析了榆林地区植被变化情况。并且利用多年气象数据分析了降水和温度变化情况。结果表明榆林地区植被状况有明显改善,改善集中于8、9、10月份。而且植被覆盖变化具有明显的区域差异,北部植被覆盖改善趋势明显,且变化平稳;南部增加趋势不明显,有的地方还呈下降趋势,变化幅度大。     

石羊河中游生长季植被覆盖对气候的响应北大核心CSCD

利用MODIS-EVI月合成数据,计算2006—2015年石羊河中游生长季植被覆盖度,探究植被覆盖年际变化以及对气候的响应关系。利用像元二分模型计算植被覆盖度,提取研究区不同植被覆盖程度的年际变化。结果表明：10 a间,中游地区以低植被覆盖类型为主,并与同期降水的年际变化关系密切。其次,采用变化趋势分析法,计算监测时段内植被覆盖的动态变化。结果表明：中游地区生长季植被覆盖度总体上处于增加趋势,增加速率为0.041·（10a）^-1;植被覆盖度显著增加区域集中于绿洲-荒漠过渡带。最后,采用相关分析法,分析了植被覆盖度与生长季平均气温和降水的相关程度。生长季植被覆盖度与同期降水的相关程度高于与生长季平均气温相关性,平均偏相关系数分别为0.14和-0.05;荒漠绿洲过渡带成为与气候因子显著相关的活跃地带。     

不同土地利用方式下草地植被动态变化特征——以宁夏盐池县为例

采用Q型聚类法和α-多样性指数(丰富度指数R、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数和群落均匀度指数),对2010—2014年盐池县农牧交错带不同土地利用方式〔人工封育、退耕还林(灌木)和林间草地(柠条灌木林)〕的植被特征和多样性进行分析。结果表明:1 2010—2014年,人工封育、退耕还林和林间草地的植被均以豆科和菊科为主,退耕还林(灌木)植物总体的生长状况较差;2 3种土地利用方式下草地植被多样性变化趋势一致,α-多样性指数(丰富度指数R、Shannon-Wiener指数和群落均匀度指数)均呈现"M"型变化趋势,而Simpson生态位优势度呈现"W"型变化趋势;3在干旱和半干旱地区,相较于退耕还林(灌木)和林间草地的土地利用方式,人工封育仍是恢复退化草地植被比较有效的措施之一。