基于TM影像的重庆市都市区NDVI时空变化特征

随着城市化进程的不断加快,城市生态环境问题越来越突出,使得对城市NDVI的时空变化研究显得十分迫切。以重庆市都市区作为研究对象,采用1988年、2000年、2002年、2012年的4期LandsatTM遥感数据以及重庆市都市区1∶5万DEM数据,通过人机交互、定量遥感技术以及GIS技术相结合的方法,获取了1988—2012年间研究区NDVI的分布数据。研究表明:在1988—2012年间,重庆市都市区NDVI在时间、空间以及结构上都发生了较大变化。NDVI的变化趋势呈现出一定的规律性,在城市建设用地扩张的区域NDVI指数呈现出下降趋势,而在城市已建成区又具有相对稳定性。研究成果旨在为促进城市可持续发展、优化城市生态环境提供科学依据与参考。     

青海湖流域NDVI时空变化特征及其与气候之间的关系

作为陆地生态系统中的重要组成部分,植被的时空动态深刻影响生态结构和功能,深入了解植被时空演变特征及其与气候之间的关系,有助于提高对生态系统格局—过程—功能的认识,为生态保护和建设提供重要参考。基于2000—2016年MODIS13Q1 NDVI数据集,结合该区域及周边14个气象站的降水和平均气温数据,采用趋势分析法、突变检验法、IDW空间插值法、偏相关分析法和R/S分析法等方法,分析了青海湖流域近17年的NDVI时空动态特征及其与气候因子间的关系。结果表明:(1)2000—2016年青海湖流域NDVI总体上呈上升趋势,显著和极显著改善的区域占总面积的40.18%。(2)NDVI与年降水和平均气温呈正相关关系,但大部分区域呈不显著相关,NDVI与年降水的相关性高于年平均气温。(3)流域NDVI未来演变多为随机状态,占比为65.07%,由改善转退化的区域占26.73%,多分布在流域上游天峻县境内的多年冻土区。青海湖流域气候朝暖湿化方向发展,辅以生态建设工程的实施,2000—2016年青海湖流域NDVI整体改善,由于青藏高原的典型性和特殊性,未来植被的发展趋势仍具有较大的随机性和异质性。     

陕西关中地区NDVI的时空变化特征及其驱动力分析

随着全球气候变化与城市化进程加速,城市生态建设受到越来越多的关注。为揭示多因素变化背景下关中地区的植被变化规律,基于MOD13A1遥感影像,运用定性与定量相结合的方法研究了陕西关中2005—2020年归一化植被指数(NDVI)的时空演变特征及其驱动力,结果表明：(1)16年间,陕西关中的NDVI值以每年0.004 9的速率波动上升,2020年最高,达到0.68;(2)陕西关中南部NDVI值水平明显优于北部,西南部NDVI值表现最好,均处于0.7以上;(3)陕西关中植被改善区面积占总面积的52.28%,植被退化区面积占28.73%;(4)影响陕西关中NDVI分布的主要地理、气候、人为因子分别为地貌类型、降水、土地利用。     

新疆植被NDVI时空变化及定量归因

为揭示自然与非自然因素以及因素之间的交互作用对新疆植被覆盖变化的影响,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、水文、土壤以及人为干扰等15种因子,采用线性趋势分析、随机森林和地理探测器模型,分析了2000—2018年新疆地区植被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:新疆NDVI分布呈现北高南低、西高东低、山区高平原低的特点;研究期间植被覆盖状况有明显改善,60.91%的植被区域NDVI呈增加趋势。土壤湿度的解释力最高(0.394),与耕地面积和潜在蒸散发共同主导植被NDVI的时空格局;双因子的交互作用能以非线性方式增强对NDVI空间分布的解释力,其中,尤以土壤湿度和潜在蒸散发的交互作用影响力最强;各因子存在促进植被生长的最适宜范围或特征,其中,NDVI空间变化基本与水分因素呈正相关,与辐射量、海拔呈负相关。总体上,土壤水分条件对新疆植被变化的影响更为直接,此外,适度的人类活动对植被恢复已有明显的促进作用。     

基于连续时间序列NDVI数据的中国生态状况时空变化特征

植被是表征生态环境的重要指标,NDVI则是反映植被状况的重要指标,通过NDVI的时空变化特征可以揭示区域生态环境状况.基于1981—2015年的GIMMS NDVI3g和2000—2018年MODIS NDVI数据,利用二者相同时间段内的数据建立拟合方程,对1981—2000年GIMMS NDVI3g进行拟合修正,构建...     

青海省都兰县NDVI变化及影响因子研究

研究植被覆盖的动态变化可以探知荒漠化的动态变化。利用青海省都兰县2000—2009年MO-DIS,NDVI数据对该区的植被动态变化进行了监测,并在此基础上对NDVI的变化与气温、降水的相关性进行了研究。结果表明,2000—2009年都兰县的NDVI总体上呈缓慢的上升趋势,上升率为0.002 9/a,NDVI值年内变化具有很强的季节性,NDVI值总体水平不高,最大值仅为0.22;全县39.71%的面积植被明显改善,主要位于查查河、察汗乌苏河以及柴达木河下游的大片区域,17.74%面积出现植被退化,主要位于柴达木河中上游河岸周围的广大区域,荒漠化治理有待进一步加强。气温和降雨是影响该区植被状况的主导自然因子,5—9月的气温与NDVI极显著相关（p〈0.01）,5—9月的降雨量与NDVI显著相关（p〈0.05）,气温对NDVI的影响强于降水。     

1999—2018年黄河流域NDVI时空变化及驱动力分析

为了探究黄河流域NDVI时空变化及其驱动力,基于SPOT NDVI遥感数据,采用趋势分析、空间转移矩阵分析了1999—2018年黄河流域NDVI时空变化特征,并采用地理探测器模型对黄河流域NDVI空间分异特征与驱动力进行解释。结果表明:(1)从NDVI像元尺度的时间变化趋势来看,1999—2018年黄河流域NDVI变化趋势以极显著缓慢增长为主,占整个流域面积的53.12%,整体变化趋势向好,但可持续性不强; 极显著较快增长和快速增长的区域占15.47%,主要位于山西西部吕梁山脉和陕西北部黄土高原。(2)从NDVI空间变化特征来看,20 a间,植被覆盖度保持稳定的区域占31.6%,持续增加的占65.99%。(3)黄河流域的NDVI空间差异主要由年平均降水量、湿润指数、干燥度、土壤类型所决定,其因子解释力均超过30%,这表明气候因素仍然是影响黄河流域NDVI的主导因素。绝大多数驱动因子间交互呈现相互增强或非线性增强,交互解释力最强的是年平均降水量和土地利用,q值为0.704。只有年平均降水量与土地利用类型交互及高程与人口密度的交互是相对独立的。     

滇中地区植被NDVI时空演变特征及其驱动因素

[目的]揭示滇中地区植被NDVI时空变化特征及其与气候因子、人类活动的关系,为该地区的社会经济可持续提供科学依据。[方法]以MODIS NDVI数据资料集、标准气象站点的气候数据及社会经济统计数据为素材,采用叠置分析、空间统计分析和相关分析为主要方法。[结果](1)滇中地区植被5月上旬进入生长季而10月下旬结束,2001—2010年植被NDVI呈现出上升的趋势,速率为0.03/10a,植被盖度整体朝增加的方向发展。(2)2001—2010年滇中地区植被覆盖呈增加和减少趋势的面积分别占总面积的70.24%和29.76%,减少最为突出的区域主要集中在人口聚集的城镇周围,增加的区域主要集中在高海拔地区。(3)气候影响因素中的水分类因素即平均相对湿度、最小相对湿度和降水是滇中地区植被NDVI年内变化主要的影响因素。(4)退耕还林工程极大地提升了滇中地区的植被覆盖度,而城镇化过程则使得滇中地区城镇周边的极低、低植被覆盖度区面积增加。[结论]滇中地区年内植被NDVI变化由气候因子所控制,而长期变化则受人类活动的制约。     

陕西省不同地区NDVI变化与气候因子的关系及响应研究

利用SPOT VEGETATION数据分别研究了陕西省近10 a植被空间分布和动态变化,比较了陕南、关中和陕北地区植被NDVI的年际变化和月变化.结果表明,陕西省植被覆盖总体较好,各地区植被总体轻微改善.这3个地区的植被NDVI年均值均逐年增加,并且增长速度表现为:陕南＞关中＞陕北,不同地区植被夏季生长最好.通过对不同地区植被NDVI与气温、降水、日照时数的年际和年内相关关系及其响应的研究得出,不同地区植被NDVI与气温、降水、日照时数的年际相关性不大,而年内相关性显著.研究了不同地区植被NDVI对气温、降水、日照时数的滞后效应得出,陕南地区植被NDVI对气温降水的响应不具有滞后性,对日照时数的响应具有滞后性.关中和陕北地区植被NDVI对气温、日照时数的响应具有滞后性,对降水的响应具有即时性.     

黑河上游植被覆盖时空变化特征及其未来趋势

[目的]分析黑河上游近14a来植被覆盖时空变化特征及其未来趋势,为区域生态保护提供决策参考。[方法]基于2001—2014年MODIS-NDVI数据,采用线性趋势和Hurst指数等数理方法进行定量分析。[结果]研究区植被覆盖整体处于缓慢增加趋势,年际变化呈现"波动—改善"趋势,空间分布呈现自东南向西北逐渐降低的分布特征,且具有明显经向地带性;植被覆盖改善区和退化区的面积分别占47.74%和21.81%,其中改善区主要分布在研究区中部和西北部,以高寒草原改善为主,退化区主要位于研究区东南部,以高寒草甸退化为主;未来的NDVI将向着改善的方向发展。[结论]近14a来黑河上游植被覆盖良好,且未来向着改善趋势发展,但对祁连、民乐和山丹县境内的持续退化区需要采取保护措施。     

塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地生长季的小气候特征

利用小气候观测资料,分析了塔里木沙漠腹地人工灌溉林地小气候特征及其影响因素,并与林地外原始流沙地进行了对比.结果表明,人工灌溉林地具有调节地表温度和贴地层气温,缩小温差,提高大气湿度等重要生态作用.人工灌溉林地地表温度与流沙地差异极显著,白天林地的地表温度低于流沙地而夜间相反,林地土壤温度的日较差比流沙地低18.26℃;在09:00-15:00期间,林地的气温高于流沙地,平均温度高1.44℃,其它时段,林地的气温低于流沙地,平均温度低3.22℃;两者之间温差夜间大于白昼,林地的气温日较差较流沙地高4.41℃.全天林地绝对湿度和相对湿度均大于流沙地.不同树种的林地温湿度存在差别,但是差异不显著.不同覆盖度林地地表温度、空气温湿度都表现出不同的特征.研究结果对于进一步探讨极端干旱条件下人工灌溉林地近地层物质和能量交换具有重要意义.     

塔克拉玛干沙漠南缘红柳沙包沙物质粒度特征与风沙环境变化

清晰的红柳沙包沉积纹层,不仅可以计数其年代,同时对还原区域历史气候环境有重要的指示意义。选取塔克拉玛干沙漠南缘地区三个采样点红柳沙包沉积纹层沙物质粒度参数、距平值和萨胡判别指数等指标,结合SPSS 17.0,Sigma Plot和Excel 2007等软件进行计算分析,目的在于还原该地区百年来的风沙环境变化情况。分析结果表明,塔克拉玛干沙漠南缘的红柳沙包沉积纹层沙物质以细沙占绝对优势,沙物质的粒度参数、粒级分布、粒度概率累计特征等都具有较强的相关性。从粒度数据中还可分析得出,B采样点风沙搬运动力最强,沉积物质以跃移和蠕移为主,说明B采样点的沉积环境更加稳定。C采样点的沉积物质则以悬移为主。通过采样点位置关系判断该地区红柳沙包的沙源主要是风成沙。沙物质粒度变化序列表明,近二百余年来该地区的气候从干旱逐渐转向湿润。塔克拉玛干沙漠南缘地区风沙环境变化阶段包括:1801—1872年,风沙作用较弱;1872—1902年,风沙作用明显变强;1903—1984年,风沙作用强度一般;1985—2010年,风沙作用明显回落。     

秦巴山区土壤信息系统的建设研究

棵间土壤蒸发是塔克拉玛干沙漠公路防护林耗水的重要组成部分。应用Micro-Lysimeters测定了1个灌溉周期内咸水滴灌下距林木不同位置处的土壤蒸发量。分析了土壤蒸发与水面蒸发的关系,通过一维平差处理对防护林土壤蒸发量进行了估算。结果表明,塔里木沙漠公路防护林棵间土壤蒸发具有明显的季节变化特征。试验初期棵间土壤蒸发量:根基部>距根基50cm处>距根基100cm处;第5d以后,根基50cm处>根基部>距根基100cm处。林地土壤蒸发随土壤含水量的减低呈整体下降趋势。通过估算,咸水滴灌下整个防护林年土壤蒸发总量为2.63×106 m3,占总灌水量的21.43%,生长季蒸发量占全年蒸发量的92.28%。     

古尔班通古特沙漠南缘近10年NDVI变化趋势与气象因子的关系

根据2000—2009年MODIS数据及相应地区的气象数据,对古尔班通古特沙漠南缘近10a的植被指数（NDVI）与气象因子之间的关系进行了分析。结果表明,研究区近10a年均温、降水量和NDVI总体呈上升趋势;NDVI的月变化呈弱双峰型,最大峰值出现在5月,次峰值出现在8月,最小值在2月;变标度极差分析结果表明,研究区未来全年和各季平均气温、降水及NDVI将继续上升,NDVI与同期的气温、降水的变化趋势相吻合。     

贵州省NDVI时空变化及其对温度和降水变化的响应

为了探究植被NDVI变化特征及其对温度和降水变化的响应,以贵州省为例,基于2000-2018年MODIS NDVI数据和温度、降水数据,采用距平分析、滑动平均、M-K检验、一元线性回归趋势分析、Pearson相关分析,偏相关分析、复相关分析及F检验进行显著性检验,定量分析了贵州省不同地貌类型下温度和降水对植被NDVI的影响。结果表明:(1)2000-2018年贵州省年均NDVI在空间分布上呈现出西北低东南高的格局;NDVI在2007年和2010年发生突变,并于2013年进入快速增长时期;其变化趋势呈现极显著增加的区域面积占比较大的是岩溶峡谷区和断陷盆地区,非喀斯特区较小;(2)NDVI以中高稳定和中等稳定为主,变异系数空间上存在着西北高于东南的格局;非喀斯特地貌稳定性最高,岩溶峡谷地貌的稳定性较差;(3)Hurst指数介于0.07~0.99,高值主要分布在贵州省西部地区,低值主要分布在东部地区,岩溶峡谷区和断陷盆地区呈现正向持续区域面积均超过对应地貌类型面积的1/2,其余地貌区以反向持续的区域面积比相对较大;(4)贵州省年均温度在空间上呈现西部地区低南部地区高的格局。以0.260℃/10 a的速率上升,断陷盆地区温度变化是最稳定的,非喀斯特地区和岩溶槽谷区的温度变化差异性较大。贵州省大部分地区降水量比较高,仅研究区西北部略低。年均降水以38.16 mm/10 a的速率上升,除断陷盆地区降水以减少趋势占优势,其他地貌区均呈现不同程度的增加;(5)贵州省NDVI受温度的影响强于降水,断陷盆地区受温度和降水的影响均不显著;岩溶高原区、岩溶峡谷区和非喀斯特地区受温度的影响高于降水。     

塔克拉玛干沙漠地表浅层土壤热扩散率、温度和热通量计算方法的比较研究

利用塔克拉玛干沙漠大气环境观测站2008年7月30日至8月4日的土壤温度、湿度和土壤热通量观测资料,定量分析了沙漠土壤热扩散率、温度、热通量的变化规律。采用谐波法、振幅法、相位法和热传导对流法分别计算了5~20 cm沙漠土壤的热扩散率,在此基础上,以5 cm深度的土壤层为上边界条件,计算了10和20 cm深度的土壤温度和8 cm深度的土壤热通量。结果表明:谐波法计算沙漠土壤温度的精度最高,10和20 cm深度的土壤温度计算值与观测值的标准误差分别为0.167℃和0.127℃;热传导对流法对土壤温度的计算结果好于振幅法和相位法。同样,谐波法计算的沙漠土壤热通量值与观测值的误差最小,计算值与观测值的相关系数R2达到0.976,热传导对流法次之,振幅法和相位法的误差最大。     

1999-2019年青藏高原不同植被类型NDVI时空演变特征及其对气候因子的响应

研究青藏高原不同植被类型NDVI时空变化特征,探讨不同植被类型NDVI对气候因子的响应机制,为青藏高原生态保护提供科学依据。基于1999—2019年的SPOT/VEG NDVI数据、植被类型和气象数据,采用线性趋势分析、Pearson相关分析及偏相关分析方法,对1999—2019年青藏高原不同植被类型NDVI时空变化特征进行了分析,并探讨了不同植被类型NDVI变化对气候因子的响应。结果表明：(1)青藏高原整体植被生长状况良好,青藏高原各植被类型生长季平均NDVI均值从高到低依次为森林(0.6)、灌丛(0.48)、草甸(0.37)、草原(0.16)、高山植被(0.13)。(2)除高山植被有轻微退化趋势外,其他植被类型均有显著改善,改善面积占比依次为灌丛58.46%(p<0.05)、森林52.78%(p<0.05)、草甸51.60%(p<0.05)、草原32.65%(p<0.05)。(3)气候因子对植被NDVI的影响具有明显的地域差异性,平均气温对青藏高原植被生长季NDVI变化的影响更为显著,且影响范围更为广阔;而降水主要影响青藏高原北部地区的草原、草甸等植被的ND...     

塔中沙漠植物园土壤水盐空间变异性及合理取样数研究

本研究运用经典统计学和地质统计学方法, 分析了塔中沙漠植物园内下层根系土壤水盐的空间变异特性, 结果表明: 塔中沙漠植物园下层根系的土壤水盐分布具有中等空间变异性, 80 cm、100 cm、120 cm、140 cm土层土壤水分变异系数分别为44.16%、41.30%、45.53%、55.44%, 盐分变异系数为41.51%、34.00%、42.28%、30.52%。各层土壤质量含水量分别满足指数、高斯、指数和线性模型, 土壤电导率变异函数的最佳理论模型分别为球状、球状、线性和线性模型。结合经典统计学和土壤水盐变程及空间分布图, 选取并定位了85个土壤剖面监测塔中植物园下层根系的土壤水盐含量。通过结合监测取样容量和土壤水盐分布的空间特性制定出塔中沙漠植物园下层根系土壤水盐变化的监测方案, 为塔中植物园的持久性发展提供科学依据。     

塔里木公路防护林生态工程营建与维护

塔里木公路防护林生态工程建设是在沙漠腹地生物防沙试验研究的基础上,依据公路沿线自然条件和立地条件,选择和确定防护林生态工程营建的植物种、林地结构布局以及灌溉方式。塔里木公路防护林生态工程全长436km,林带宽度72～78m,林带面积3128hm~2；植物种选用抗逆性极强的柽柳、沙拐枣、梭梭、胡杨、沙枣等灌木及乔木；树种配置采用行间混交,林带结构选用株行距为1m×2m或1m×1m；整体布局包括阻沙带和固沙带；灌溉方式为滴灌；水源为公路沿线的高矿化度地下水。初步观测表明,防护林工程防护效益和环境改善作用明显,防护林灌溉取水没有对地下水环境形成负面影响。     

咸水滴灌下塔克拉玛干沙漠腹地人工防护林土壤水盐动态

为揭示咸水滴灌下塔克拉玛干沙漠腹地人工防护林的土壤水盐动态规律,研究了4-7月份各灌水周期内土壤水盐的时间变化特征和二维空间分布格局。结果表明:(1)咸水滴灌下的防护林土壤水盐动态具有显著的周期性规律;一个周期内(1~15 d),水分先后经历了快速下降(1~4d)、缓慢变化(4~10 d)和基本稳定(10~15 d)三个时期,整体呈幂函数递减规律(y=8.746t-0.270,t=1,2,3…);盐分则先后经历了脱盐(1~7 d)和积盐(7~15 d)两个阶段,整体变化规律符合抛物线函数(y=0.009t2-0.138t+2.269,t=1,2,3…)。(2)水平0~60 cm空间上的土壤水分呈一元线性递减分布,而盐分呈一元线性递增分布;垂直0~120 cm空间上的土壤水分表现为较明显的单峰曲线,其峰值位于20 cm土层处,而盐分分布满足逆函数模型,并在表土层距滴头45~60 cm处有显著积盐现象,含盐量高达10~20 g kg-1。由于受灌溉、蒸发、气温、降雨、植被等环境因素及土壤自身空间变异性等的影响,具体不同时空尺度上的绿地土壤水盐动态既具有一致性规律又表现出差异性特征。本文可对区域土壤水盐动态预测、盐渍化评估以及灌水制度进一步优化等提供科学支撑。