2000—2020年青海河湟谷地植被NDVI时空变化及影响因素

[目的] 为了解青海河湟谷地植被时空变化情况,明晰气候变化、土地开发利用及人类活动等因素对植被变化的影响。[方法] 利用2000—2020年MODIS NDVI数据集表征植被变化,基于Theil-Sen Median趋势检验法、偏相关性分析、地理探测器等方法,探究青海河湟谷地NDVI时空变化情况及其与气温、降水、坡度、土壤类型和人类活动等影响因素的关系。[结果] (1)近20年河湟谷地植被NDVI呈波动增长趋势,显著增长区域面积为2.21×10⁴ km²(p＜0.05),占河湟谷地总面积的53.39%;植被NDVI显著下降区域面积为7.04×10² km²(p＜0.05),主要分布在湟水谷地中部,占总面积的1.69%;(2)自然因素上,NDVI与气温、降水呈正相关区域分别占总面积的50.32%,80.14%。植被显著上升的区域主要分布在海拔2 800~3 100 m、坡度15°~20°、坡向为北向的区域。在高程小于3 200 m范围内,植被NDVI变化随高程增加呈现上升趋势,其中显著上升区域占总面积的54.37%。人类活动因素上,NDVI与人口密度、夜间灯光呈正相关区域分别占总面积的50.52%,38.53%。植被NDVI在森林、灌木、草地及建设用地上呈显著向好趋势。(3)综合偏相关性分析与地理探测器对植被NDVI变化归因分析可知,不同土壤类型上植被变化差异明显,年降雨量和人类活动是河湟谷地植被NDVI变化主要影响因素,各影响因素间存在交互作用,呈现相互增强和非线性增强关系。[结论] 研究结果揭示了河湟谷地植被NDVI时空变化特征,明确了自然因素与人为因素对植被NDVI变化的驱动机制,可为未来青海省河湟谷地生态保护、建设规划以及生态工程实施提供理论支撑。     

2000-2018年黄河流域NDVI时空变化及其对气候和人类活动的双重响应

[目的] 分析黄河流域NDVI时空变化特征,探究NDVI变化对气候和人类活动的响应机制,为制定合理的生态工程提供科学依据,为实现黄河流域生态保护和高质量发展提供保障。[方法] 基于MODIS NDVI数据,辅以降水和气温数据,采用一元线性趋势分析、Hurst指数、偏相关分析及残差分析方法,对2000—2018年黄河流域NDVI时空变化特征进行分析,并探讨了NDVI变化对气候和人类活动的双重响应。[结果] ①黄河流域NDVI呈现波动增加趋势,总增速为6.8%/10 a,NDVI在东南部及西部较高,北部及西北部较低,由东南向西北部减少,下游最高,中游次之,上游最低;整体上,以东亚季风生态地理区和西北干旱生态地理区界线（鄂尔多斯市—毛乌素沙地—庆阳市—平凉市—定西市）和青藏高原生态地理区和西北干旱生态地理区及东亚季风生态地理区界线（西宁市—甘南市—定西市）为界呈Ⅴ字型分布。②NDVI整体变化趋势以改善为主,反持续性强于持续性,且表现出较强的弱持续性,其中改善区约占62.32%,主要呈带状集中分布。在中上游地区,在鄂尔多斯市—毛乌素沙地—庆阳市—平凉市—定西市—西宁市—甘南市、太原盆地—临汾盆地—关中平原及运城盆地—三门峡两两界线间的条带区域基本为改善区,而退化区域以中下游为主,呈零散分布。③NDVI与降水和气温呈正相关,且与降水的偏相关强度稍大于气温,流域约76.7%的地区NDVI残差呈增长的趋势,人类活动整体对NDVI增加的影响以促进为主,促进作用大小顺序为：中游>上游>下游。[结论] 黄河流域NDVI变化受气候和人类活动共同影响,具有空间异质性,适度的生态工程及农业生产活动对植被恢复有重要作用。     

2000-2019年黄河流域陕西段植被NDVI时空变化及其驱动因素分析

植被是陆地生态系统的重要构成,研究植被变化规律及影响因素有助于加强区域植被生态保护和可持续发展。基于SPOT NDVI和气象数据,采用趋势分析、偏相关分析和残差分析等方法对2000—2019年黄河流域陕西段植被NDVI时空变化特征及其驱动因素进行了分析。结果表明：(1) 2000—2019年黄河流域陕西段植被NDVI总体以0.008 6/a的速率呈极显著增加趋势,不同地域NDVI增速为陕北(0.010 9/a)>关中(0.005 3/a),不同土地利用类型NDVI增速为草地(0.011/a)>耕地(0.008 1/a)>林地(0.007 8/a)。(2)植被NDVI呈增加趋势的面积占比为86.19%,其中显著增加的面积比例为81.90%,陕北(91.87%)>关中(66.91%),林地(97.48%)>草地(90.38%)>耕地(69.78%)。(3)偏相关分析发现90.24%的区域植被NDVI与年降水量以正相关关系为主,66.3%的区域植被NDVI与年均温呈正相关关系。(4)研究区植被NDVI变化受到气候变化、人类活动以及二者共同作用的影响,占比分...     

2000-2012年山西省不同植被类型物候变化及其对气候变化的响应

利用非对称高斯函数重建山西省2000—2012年MODIS-NDVI时间序列影像,通过动态阈值法提取植被生长季始期（SOG）、生长季末期（EOG）、生长季长度（LOG）信息,研究不同植被类型物候的时空变化及其与气候因子（气温、降水、日照时数）的相关关系。结果表明:（1）13 a来,山西省不同植被类型物候的年际变化均表现出SOG提前、EOG推迟、LOG延长的趋势。（2）山西植被物候存在明显的空间差异。植被平均物候由南向北表现为SOG逐渐推迟,EOG逐渐提前,LOG逐渐缩短。从变化趋势看,研究区大部分地区表现出植被SOG提前、EOG推迟、LOG延长的趋势。其中,SOG提前、EOG推迟、LOG延长的地区主要分布在昕水河以北的黄河干流、汾河上游、桑干河、滹沱河等地区;而SOG推迟、EOG提前、LOG缩短的地区主要分布在管涔山、恒山、五台山、吕梁山、太岳山南部等地区。（3）降水和日照时数可能是影响该区植被物候的主要因素,不同植被类型物候对气候变化的响应不同。春季降水增多和3月平均日照时间变短可能是植被（针叶林除外）SOG提前的主要原因,9月降水量增多和平均日照时间变短可能是植被（针叶林和草甸除外）EOG推迟的主要原因。     

1982-2015年中国植被NDVI时空变化特征及其驱动分析

在全球气候变化背景下,多数研究关注植被年际变化趋势及其对降水和气温的响应而忽略了辐射因子的影响。探究不同植被类型对季节性多气候要素（降水、气温和辐射）的响应规律,并量化人类活动对植被的影响,对中国生态环境保护具有现实意义。该研究基于AVHRR NDVI3g遥感数据、CCI全球土地覆被数据和ERA5-Land数据,采用多元线性回归模型和残差分析等方法,从区域和全国尺度上分析1982-2015年中国植被NDVI（Normalized Difference Vegetation Index）时空变化特征,研究其对季节性气候变化和人类活动的响应。研究结果表明：1）中国的植被变化在空间上具有明显的区域特征,呈现出自东南向西北递减的趋势,变化率范围为-0.016～0.029/a。2）根据Hurst指数分析,80.62%的植被处于持续稳定变化状态。草地和林地的变化趋势趋于不稳定,易受气候变化和人类活动的影响。3）准噶尔盆地、青藏高原以及内蒙古锡林郭勒盟等区域的植被NDVI与气温和太阳辐射呈负相关性,而在云贵高原、黄土高原南部、四川盆地等地区表现为正相关性。4）残差分析结果表明,干旱导致新疆准噶尔盆地和内蒙古中部等干旱区植被退化,而温度和辐射增加是促进东部沿海平原、黄土高原南部、四川盆地和云贵高原西南部等地区植被改善的主要原因。21世纪以来人类活动逐渐加强,包括黄土高原水土保持和退耕还林工程、阿拉善荒漠治理、沿海城市群和东北工业基地的建设等。具体表现为内蒙古阿拉善高原、黄土高原中西部和北部以及华南大部分地区植被改善,东北大、小兴安岭、长白山东部和长江三角洲地区植被退化。该研究对植被变化及其驱动因素的研究,可识别植被退化区,为将来生态修复工程的实施和生态文明建设提供理论依据,助力区域绿色可持续发展。     

河北省农田生态系统碳源/汇时空变化及其影响因素

基于1989-2008年河北省主要农作物产量、耕地面积、有效灌溉面积、化肥施用量及农业机械动力等方面的统计数据,估算了河北省近20a来农田生态系统碳源/汇,并探讨了碳源/汇时空变化及其影响因素。结果表明,近20a来河北省农田生态系统碳吸收总量总体呈现波动增加态势,碳排放总量也呈逐年上升的趋势,且碳吸收增长的速度大于碳排放的速度,总的来说,河北省农田生态系统是碳汇;从空间上来看,河北省碳汇强度由南向北逐渐降低;在各种作物中,小麦和玉米的碳吸收所占比重最大;对影响农田生态系统碳源/汇因素分析表明,农业灌溉对作物碳吸收影响最显著,其次是化肥施用,在农田生态系统3种主要碳排放途径中以化肥施用带来的碳排放所占的比重最大。     

2000—2020年延安市植被覆盖时空变化及其影响因素

[目的] 对陕西省延安市植被覆盖时空变化特征及其与气候变化和人类活动之间的关系进行研究,为该市评估生态环境效益和生态环境建设提供科学支持。[方法] 基于MODIS-NDVI和气象等相关数据,采用线性趋势分析、相关性分析和残差分析对延安市2000—2020年植被覆盖时空变化特征及其影响因素进行研究,并用地理探测器分析不同因子对植被覆盖变化的影响以及各因子之间的交互作用。[结果] ①2000—2020年延安市植被NDVI总体呈上升趋势,增速为10%/10 a,快于同期三北防护林植被覆盖的平均增速。②延安市植被覆盖状况不断优化,呈现改善的面积占99.64%,其中明显改善的面积占97.85%,呈现退化趋势的范围比例极少。③受水热分布的影响,延安市呈现“东高西低,南高北低”的植被分布格局。④延安市植被NDVI与降水的相关性要显著强于气温,与气温的相关系数分布在-0.60~0.70,其中呈正相关的面积占47.52%;与降水的相关系数分布在-0.23~0.91,其中呈正相关的面积占99.62%; ⑤延安市退耕还林还草等生态恢复工程的有效实施对植被状况改善最为显著,降水作用次之,气温和自然地理因素作用较小,多影响因子对延安市植被覆盖变化的交互作用表现为非线性增强或双因子增强。[结论] 延安市是黄土高原腹地中心城市,植被覆盖受气候和人类活动影响较大,未来在生态建设背景下,要立足于不同区域的资源禀赋,人为因素合理参与,因地制宜地采取相应的管控和补偿措施,以期达到植被NDVI持续改善的效果,进一步增强其生态效益。     

盐源县耕层土壤有机碳时空变化及影响因素显著性变化分析

以2011年盐源县实地采样数据和1980年代第二次土壤普查资料为基础,采用地统计学、方差分析及相关分析等研究方法,分析了该区域近30年来耕层土壤有机碳时空变化特征,并探讨不同影响因素的显著性变化特征。结果表明,研究区土壤有机碳含量平均值从23.02 g kg-1下降到16.69 g kg-1,整体呈下降趋势。土壤有机碳初始含量较高的土类、海拔段和地貌区下降幅度明显较大,导致研究区土壤有机碳空间分布格局发生明显变化,高值区由西北部中高山地区变为东部区域。半方差分析表明,近30年间研究区耕层土壤有机碳空间变化的变程由67.5 km缩短至55.8 km,块金值和基台值之比从42.8%增加至50.0%,表明人类施肥耕作等随机因素使得结构性因素的作用减弱,空间自相关程度和范围降低。影响因素的显著性变化分析表明,土类和海拔的作用由极显著(p0.01)变为显著(p0.05);土壤有机碳与主要养分因子中全氮的相关程度减弱,与全磷和p H的相关关系不再显著,这进一步说明施肥耕作等随机性因素对研究区土壤有机碳时空变异的影响在增强。     

2000-2016年黄河源区植被NDVI变化趋势及影响因素

NDVI是研究区域植被变化的重要表征性指数。基于2000—2016年的MODIS NDVI遥感数据和同时期地面气象数据,采用非参数检验方法曼—肯德尔法（Mann-Kendall）检验法、斜率变化趋势分析法、复直线回归分析法等多种时间与空间分析方法,研究了黄河源区生长季植被覆盖时空变化及其与气候因子的相关性,探索黄河源区植被与气候变化的时空耦合关系,分析了气候因素及人类活动对植被覆盖的影响。结果表明:黄河源区NDVI在2000—2016年期间没有特别明显的突变年份;源区70.4%的区域植被NDVI是增加的,增长率大部分处于0～0.004/a。复直线回归分析显示气象因素对源区植被生长变化起到主要的促进作用,99%的区域NDVI气候因素贡献值为正值。人类活动促使植被NDVI增加的区域占总面积的比例是55%,说明人类活动等因素对黄河源区的生态环境产生一定的积极影响,但仍有接近50%的区域人类活动使NDVI减少,高寒草地的退化的趋势没有得到有效遏制。     

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。     

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。     

河北省沙尘天气时空分布特征及影响因素分析

利用20个基础气象站1980-2006年的气象观测数据,对河北省沙尘天气的时空分布特征及其影响因素进行了分析研究.结果表明,河北省沙尘天气以扬沙为主;在空间分异上,沙尘天气自西向东发生频次递减,西北部和南部是沙尘天气的高发区,东部是沙尘天气的低发区,各类沙尘天气的高发中心不尽相同.在年际变化上,扬沙、浮尘和沙尘暴3类沙尘天气均呈逐年波动减少的趋势,春季发生次数最多;气候周期性变化是造成沙尘天气年际年内变化的主要原因,大风与沙尘源地的耦合决定了沙尘天气的空间分布特征.     

土壤侵蚀时空变异及其与环境因子的时空关系

土壤侵蚀的时空变异是指在一定的景观内 ,不同时间、不同地点的土地侵蚀特征存在明显的差异性和多样性。土壤侵蚀的时空变异是多重尺度上的植被、土地利用、气象 (降雨 )、地形和土壤等多因子综合作用的结果 ,但是就某一具体地区而言存在重点尺度和主控因子 ,土壤侵蚀的重点尺度与主控因子的时空关系因时间、空间和尺度而异。综述了土壤侵蚀的时空变异及其与环境因子时空关系的研究进展     

基于NDVI的延河流域时空演变分析

利用8年的MODIS NDVI构建时序数据集,分析了延河流域2003—2010年植被覆盖度的时空格局和演变规律。借鉴时空数据分析模型,以栅格像元为分析单元,对该流域研究时段的绿度变换率进行计算分析,并利用像元二分模型对2003年和2010年地表植被覆盖度进行反演。结果表明:(1)延河流域植被生长状况总体呈改善趋势,延安南部林区、宝塔区东南部以及延长县中部植被覆盖较好且较稳定;(2)安塞县中南部、延长县大部以及杏子河中游的王瑶水库周边区域植被恢复效果显著;(3)在宝塔城区和城市重点开发区植被出现退化趋势。经分析,引起该流域局部植被退化主要是由于不合理的土地利用方式以及城市开发建设造成的植被破坏。基于像元的变化趋势分析更易于体现区域NDVI时空演变的细节信息。     

2003-2017年陕西省NDVI时空变化及其影响因素

[目的] 研究影响陕西省植被覆盖主导气候类和非气候类因子,为区域生态文明建设提供科学依据。[方法] 基于2003—2017年MODIS NDVI数据,利用趋势分析和地理探测器模型等方法,研究了气候类和非气候因素对陕西省植被覆盖的影响。[结果] ①2003—2017年陕西省NDVI空间分布总体上为改善趋势,但在不同植被类型区和生态区有所差异。②降水是影响陕西省植被覆盖空间分布的主导气候类因素,其他因素对当地植被覆盖影响程度有所差异。③降水与气温、日照、风速、相对湿度的交互作用对陕西省植被覆盖空间分布起主导作用。且气温的作用只有在和降水的交互作用下才能体现出来。④植被类型和地貌是陕西省植被覆盖空间分布的主导非气候类因素,其他因素的影响有所差异。⑤植被类型、地貌和土壤类型之间的交互作用对陕西省植被覆盖空间分布起主导作用。人口、GDP的影响也只有在与其他因素的交互作用下才能显现出来。[结论] 气候类因素的影响大于非气候类因素,气候类和非气候类因素的共同作用能够充分的解释植被覆盖空间分布。     

2000-2018年子午岭区植被覆盖时空变化及其与气候变化和人类活动的关系

[目的]探究子午岭区气候变化和人类活动与植被动态变化关系,为子午岭区生态保护、植被恢复监测与评价、生态保护及人类活动管理提供科学依据.[方法]基于MODIS EVI数据和气象数据等,利用像元二分法、相关分析、残差分析等探究了子午岭区2000-2018年生长季(4-10月)植被覆盖时空变化及其与气候变化和人类活动的关系,...     

近20年黄河流域植被净初级生产力时空分布及其对极端天气变化的时空响应

为探究黄河流域植被净初级生产力(Net Primary Productivity, NPP)变化及对极端天气指数的响应情况,利用MODIS NPP数据和极端气候数据,辅以斜率法和偏相关分析法分析了2000—2019年黄河流域植被NPP时空动态及其对极端降水指数和极端温度指数的响应情况。结果表明：(1)近20 a黄河流域植被NPP呈从北向南增加的趋势,大面积上表现为增加趋势。(2) NPP与极端降水指标以显著和极显著正相关为主。其中,除最长连续湿润天数呈显著正相关和极显著正相关的像元占比为16.5%,其他几种指标均在25%以上。(3)极端降水事件的水量和强度呈显著增加趋势,极端温度事件中与偏冷相关指标总体呈下降趋势,与变暖有关的事件呈明显上升趋势,其变化存在显著空间异质性,年际差异大。(4)日最高气温的最大值、日最低气温的最大值、冷夜日数、冷昼日数、冰冻天数和霜冻天与植被NPP以负相关为主,日最高气温的最小值、日最低气温的最小值、暖夜日数、暖昼日数、气温日较差和暖期与植被NPP以正相关为主。近20 a黄河流域植被NPP时空变化存在显著地域性差异,其中在干旱和半干旱地区极端降水增多在一定程...