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。     

1981～2020年昆仑山-阿尔金山草地NDVI时空变化及其对气温、降水的响应

基于NOAA-AVHRR NDVI数据,采用最大值合成法、回归分析法与相关分析法,探讨了1981～2020年昆仑山-阿尔金山草地归一化植被指数(NDVI)时空变化及其对气温、降水的响应。结果显示：1981～2020年,昆仑山-阿尔金山草地NDVI具有时序波动,在1989～1994年、1995～2000年与2006～2020年草地NDVI表现为显著增加。草地NDVI自西向东逐渐递减,多年均值为0.227(±0.037),相较于1981年(0.213),2020年(0.257)增加了0.044;过去40年,占昆仑山-阿尔金山草地总面积15.00%的草地NDVI呈显著增加,13.00%为显著减少。1981～2020年,昆仑山-阿尔金山气候变化以“暖湿化”(面积占比为48.02%)为主,草地NDVI与气温表现为正相关,与降水呈负相关,与气温、降水呈显著正相关的草地面积占比分别为18.00%、2.00%,呈显著负相关的面积占比分别为2.00%、11.00%。高寒草原类、温性荒漠类呈“暖湿化”的面积占比分别为18.06%、11.04%,相应的草地NDVI呈显著增加的面积占比分别为14.18%、16...     

基于多源数据的近40年黄河上游地区草地变化特征

草地不仅是黄河上游畜牧业发展的关键依托，而且其变化会对黄河上游水源涵养能力产生深远影响。探究黄河上游近40年草地植被的时空变化规律和突变特征，对其草地生态系统的治理和保护具有重要现实意义。本研究首先从13个常见的土地利用/土地覆盖(LULC)数据集中，提取了黄河上游地区的草地面积进行精度评价，再对精度最高的LULC数据集以及NDVI数据集，应用趋势分析法、累积距平法、M-K突变检验法和BFAST法分析黄河上游草地面积和NDVI的趋势变化和突变特征。结果表明：1)不同的LULC数据集在黄河上游区域表现出较大的差异性，其中CLUD-A数据集可以较为真实地反映黄河上游草地面积的变化特征。2)近40年间，黄河上游草地总面积呈现非显著(P> 0.05)减小趋势；空间栅格尺度上，草地面积在黄河上游93.6%的区域保持不变，在西部和东部的少部分区域呈现减小趋势；5.4%区域的草地面积发生突变，且70%以上突变区域在突变后保持减小趋势；2001年是草地面积突变的关键年份。3)针对NDVI的分析显示，在黄河上游草地分布区域中，50.1%的区域呈现NDVI显著(P <0.05)增加趋势，集中在...     

蒙古高原草地退化程度时空分布定量研究

为了实现大面积遥感定量评估蒙古高原草地退化状况,利用NDVI数据反演1982-2013年草地植被覆盖度,并以1982-1985年覆盖度作为基准数据,计算1986-1999年和2000-2013年草地退化指数。结果表明,1986-1999年和2000-2013年,蒙古高原草地覆盖度分别达到14.60%和18.43%,呈上升趋势;1986-1999年显著(P0.05)和极显著(P0.01)增加的面积分别为298.86和189.67 km2,2000-2013年增加面积分别为443.32和92.46 km2;相对1986年,2007年的草地覆盖度最差,2001和1995年也较差,而2013年草地覆盖度最好,表现为初期一般、中期变差、后期变好且好于初期;草地退化程度方面,1986-1999年重度退化草地面积所占百分比最大,达50.35%;2000-2013年中度和重度退化草地面积百分比分别是39.42%和30.34%,总和接近70%,草地退化状况有由极重度、重度向中度和轻度转变的趋势,草地趋于好转。     

基于STARFM的草地地上生物量遥感估测研究——以甘肃省夏河县桑科草原为例

遥感数据具有实时、动态、大范围等特点,在草地资源监测与管理研究中获得了广泛应用。然而,单一的遥感植被指数无法同时满足草地地上生物量观测中时空分辨率的需求。因此,本研究基于时间序列Landsat NDVI和MODIS NDVI数据,结合时空融合算法（spatial and temporal adaptive reflectance fusion model, STARFM）,生成了2000-2016年高时空分辨率的植被指数数据集（NDVI_STARFM,时间分辨率为16 d,空间分辨率为30 m）,并基于2013-2016年地面实测草地地上生物量数据,构建了夏河县桑科草原高寒草地地上生物量遥感反演模型,分析了2000-2016年研究区草地地上生物量生长状况和变化趋势。结果表明：1）基于NDVI_STARFM的最优估测模型为乘幂模型,其R²为0.58,均方根误差（root mean square error, RMSE）为795.62 kg·hm^-2,模型的表现能力次于Landsat NDVI最优估测模型（R²=0.76,RMSE=634.83 kg·hm^-2）,而优于MODIS NDVI最优估测模型（R²=0.24,RMSE=937.79 kg·hm^-2）;2）基于NDVI_STARFM最优估测模型对各样区草地地上生物量总产的估测精度优于MODIS NDVI而次于Landsat NDVI,总体精度达84.05%;3）2000-2016年来,夏河县研究区草地地上生物量总体呈现增加趋势,其中90%左右的区域年增量大于30 kg·hm^-2,草地地上生物量呈现减少趋势的区域仅占2.30%。     

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。     

2000-2010年锡林郭勒草原植被覆盖时空变化格局及其气候响应

利用2000-2010年间生长季(4-10月)MODIS NDVI数据和同期气象观测数据,分析锡林郭勒草原植被覆盖度年际和季节变化趋势及其对气温和降水的响应特征.研究表明:生长季平均NDVI总体上呈增加趋势,其变化趋势主要受降水量的控制,年总降水量与NDVI的相关系数达到0.89.从不同季节植被NDVI的变化趋势看,春季NDVI呈上升趋势,夏季和秋季呈下降趋势.与气候因子的相关分析表明,春季和夏季植被覆盖变化趋势主要受降水的控制,而秋季温度的变化对植被生长的促进作用也较明显.在空间分布趋势上,阿巴嘎旗、锡林浩特市、太仆寺旗和多伦县植被覆盖总体上增加趋势较明显,而东乌珠穆沁旗东部、西乌珠穆沁旗的下降趋势最为明显,其气候影响因地区和季节而异.不同草原类型的植被具有不同的变化趋势和受温度和降水量的影响各不相同.     

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。     

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。     

内蒙古农牧交错区草地植被指数及其对气候的响应

本研究以赤峰地区为例,利用2001-2017年MODIS的16d合成植被指数(NDVI)数据和同期逐日气温、降水量资料,分析了内蒙古农牧交错区天然草地NDVI时空变化及其对气候因子的响应。结果表明,近17年来,研究区天然草地NDVI逐年呈显著增加趋势(P0.05),年增加速率为0.002 0,年内逐月呈单峰型变化趋势,峰值出现在7月(0.759 4)和8月(0.726 2)。研究区天然草地NDVI与5-9月、6月、7月、8月降水量均呈极显著正相关关系(P0.01),相关系数分别为0.730、0.724、0.789、0.782,5月和9月降水量与NDVI呈显著正相关关系(P0.05)。平均气温与NDVI相关性不显著(P0.05)。     

新疆荒漠草地生物量估算及影响因素研究

为探究新疆荒漠草地生物量反演模型及其影响因子,基于Terra/MODIS,NOAA CDR NDVI,SPOT/VGT等遥感产品数据及草地地上生物量实测数据,构建研究区荒漠草地地上生物量植被指数反演模型,分析新疆荒漠草地地上生物量时空分布规律,运用趋势分析法和相关性等方法,揭示了生物量演变趋势与气温、降水的关系。结果表明：建立的不同遥感数据源生物量模型中,指数函数反演模型精度最高,决定系数和估算精度分别为0.66和70.93%;基于2000—2019年归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)变化趋势发现,新疆荒漠草地以稳定和改善为主;研究区2000—2019年间荒漠草地地上生物量空间分布格局整体表现为北高南低的趋势,20年间荒漠草地平均地上生物量为38.92 g·m^-2;2000—2019年气温与降水均上升,年平均升温率和降水率达到了0.32℃·(10 a)^-1和2.18 mm·(10 a)^-1,50%以上的地区荒漠草地与气温、降水呈正相关关系,生物量与降水的相关性优于气温。研究结果可为新疆草地保护和改善、生态环境建设提供科学依据和技术支持。     

新疆伊犁河流域牧草气候生产潜力的时空变化特征分析

利用新疆伊犁河流域1961-2007年历年逐月气温、降水资料,运用迈阿密模型、桑斯维特纪念模型计算新疆伊犁河流域近50年的牧草气候生产潜力。结果表明,流域气候生产潜力为4083.75~8415.42kg/(hm²·a),潜力较大,不同气候区有所差异。平原区气候生产潜力较小,且稳定性较差,丘陵区和山间盆地区气候生产潜力较大,山间盆地区同时也具有较好的稳定性。与气温相比,降水量是限制流域牧草气候生产潜力的主导因素。近50年来,气候生产潜力变化较大,总体呈上升趋势,尤其是2000年以来,增加幅度变大。     

基于MODIS数据的伊犁地区草地地上生物量反演

为伊犁草地资源监测、保护及合理利用提供参考依据,利用新疆伊犁地区2012年7-8月野外草地地上生物量采样数据和同期的MODIS数据,分析了增强型植被指数(EVI)、归一化植被指数(NDVI)与实测草地地上生物量的一元线性、指数和二次多项式回归模型,并对各种回归模型进行分析比较.利用优选模型的反演结果分析了伊犁地区地上生物量的空间分布.结果表明:各植被指数都与实测生物量有较好的相关性,但以EVI指数建立的二次多项式回归模型(y = 14759x²-4758x + 1346,R²= 0.8402)较优,拟合模型平均估产精度达到 92.19%,可作为该区域草地地上生物量遥感反演模型;伊犁地区2012年平均产草量为1817 kg·hm^-2,总产草量达70.59×10⁸ kg,并且产草量随高程增加呈现先增加后减少的特征.     

基于RUE和NDVI的三江源区草地生态评价

为评价三江源区草地生态退化和恢复状况,基于降水利用效率(RUE)和归一化植被指数(NDVI)的综合评价指标体系,利用三江源区15年(2001~2015)的生长季最大NDVI数据(NDVImax)及同期65个气象站的年降水量数据为基础数据,计算每个像元的RUENDVI及其变化趋势,综合评价三江源区草地生态退化、改善趋势和空间分布。结果表明:(1)近15年三江源区草地生态呈明显好转态势,草地退化面积仅占三江源区总面积的5.85%;(2)从空间分布上地退化主要分布在三江源区中东部,呈明显的西北—东南条带状分布。在三江源区东部,草地退化呈点状分布格局;(3)三江源区RUENDVI与年降水量呈显著负相关关系,与NDVImax呈极显著正相关关系。研究基于RUE和NDVI的综合评价指标体系简单易获取,具有较强的可行性和可靠性,避免了仅利用RUE变化趋势指标引起的误判,研究结果为三江源区草地生态管理和进一步的生态建设提供了科学依据。     

柴达木盆地气候变化对植被的影响分析

柴达木盆地地处青藏高原,全区年降水量仅为110 mm左右,生态环境比较脆弱。近年来受全球气候变暖的影响,柴达木盆地气温大幅升高,降水量明显增加,气候逐渐向暖湿化方向发展。基于柴达木盆地10个气象观测站1961-2016年逐月气温、降水等观测资料、GIMMS和MODIS 1982-2016年卫星遥感资料,利用线性趋势、综合顺序分类法等方法,分析了该地区不同区域和主要类型植被NDVI值多年变化趋势及其植被演替特征,结果表明,1982-2016年柴达木盆地四周高寒区和盆地内干旱荒漠区植被NDVI值均呈显著上升趋势,趋势系数分别为0.0090/10年、0.0011/10年;温性荒漠类、低地草甸类植被NDVI呈微弱增加趋势,趋势系数分别为0.0011/10年、0.0036/10年,而高寒草原类植被NDVI指数呈显著增加趋势,趋势系数为0.0058/10年。柴达木盆地气候极其干旱,水分是限制植被生长发育的主要因子,植被NDVI值与年降水量呈显著的正相关关系,与蒸发量呈显著的负相关关系。以气温发生突变的1987年为界,植被主要朝着温暖化和湿润化的方向发展。随着年代变化,寒温带植被类型逐渐减少,微温带植被类型逐渐增多,同时湿润度级别有所升高,尤其是进入21世纪以来,出现了微温微干和微温微润的植被类型。