通天河流域植被动态监测及其对气候因子的响应

通天河是长江源头重要的干流,探讨其植被生长状况及其与气候因子的响应对三江源区生态系统稳定性研究具有重要意义。本文以通天河流域为研究区,采用了广义回归神经网络(General regression neural network, GRNN)计算模型来反演叶面积指数(Leaf area index, LAI)和植被覆盖度(Fractional vegetation cover, FVC)数据,分析LAI和FVC的变化特征及其对气候因子的响应。分析结果表明：通天河流域植被总体呈显著波动增长趋势,LAI,FVC增长速率分别为(1.2×10^-3)·a^-1和(0.9×10^-3)·a^-1;流域内植被明显改善区分布在海拔较低水热条件较好的沟谷地带,但下游人类活动频繁的曲麻莱县和治多县周边地区植被退化明显;流域内植被主要生长在海拔4 000 m以上地区,超过5 200 m植被生长差,覆盖类型以低覆盖为主,中-高覆盖集中在河流下游地区;相较于气温而言,降水是影响该流域植被的主导因素,与植被LAI和FVC呈显著正相关。     

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。     

青海湖流域植被覆盖时空变化特征及驱动力分析

【目的】探索青海湖流域植被动态变化格局及其对气候变化和人类活动的响应。【方法】采用趋势分析、多元回归残差分析、偏相关分析等方法,以MOD13Q1遥感数据和气象数据为基础,分析2001-2019年流域植被覆盖时空变化特征及其驱动力。【结果】(1)2001-2019年青海湖流域植被覆盖度(FVC)增长率为2.1%/10 a,呈显著波动上升趋势(P<0.05),FVC改善面积约为1.21×10⁴ km²,占总面积的48.77%;(2)气候变化和人类活动对植被覆盖变化的贡献率分别为57.83%和41.52%;(3)降水和温度与FVC变化呈显著正相关的面积占比分别为7.93%和4.15%。【结论】近19 a年青海湖流域FVC整体改善显著,显著改善区域主要分布于流域西部和青海湖北岸区域;气候变化是流域FVC变化的主导因素,但人类活动对局地FVC变化具有显著的抑制作用;降水对流域FVC变化的影响力更高,局地FVC变化对温度响应更强烈。     

尼洋河流域植被特征时空变化及其对水热的响应

尼洋河作为工布江达县的"母亲河"，探究流域植被变化特征及其与水热的关系对生态建设具有重要意义。本研究以尼洋河流域为研究区，采用了广义回归神经网络（General regression neural network，GRNN）计算模型来反演叶面积指数（Leaf area index，LAI）和植被覆盖度（Fractional vegetation cover，FVC）数据集，分析LAI和FVC的时空变化特征及其对水热因子的响应。结果表明：2001-2019年以来，尼洋河流域植被总体呈现轻微改善趋势，植被集中生长于河流两岸并以常绿针叶林为主，远离河流的高海拔区域植被生长状况不佳，随海拔高度的升高LAI和FVC均趋近零值；流域植被覆盖类型分为极低、低、中和高覆盖四种，且覆盖类型以中、极低覆盖为主，中覆盖类型主要分布在河流周围，极低覆盖类型集中于远离河流的高海拔区域，且覆盖面积逐年呈现下降趋势，相反河流两岸的高覆盖类型区域面积出现扩张；相对于气温而言，流域内植被对降水的响应更为敏感，过多的降水对植被生长存在一定抑制作用。     

博斯腾湖流域草地植被覆盖度时空格局变化及影响因素

草地植被是博斯腾湖流域生态系统的主体，在水生态修复和环境保护中扮演着重要角色，研究草地植被变化规律有助于生态环境保护和草地资源的可持续利用。本研究以博斯腾湖流域草地植被为研究对象，基于Landsat系列卫星1985-2020年8个不同时期的遥感影像数据、数字高程模型和气象数据，采用像元二分模型、一元线性回归趋势分析法和偏相关性分析法对植被覆盖度(FVC)时空格局变化及影响因素进行分析。结果表明：1)博斯腾湖流域草地FVC呈山区高盆地低的地带性分布规律，多年均值约为0.50，整体呈增加的变化趋势，在盆地FVC增加趋势更明显。2)各时期FVC值较高的草地主要分布在海拔2 000～3 500 m的区域，随着坡度的增加草地植被覆盖面积逐渐减少，在半阳坡和半阴坡FVC大于0.3的草地具有优势分布。3) 1985-2020年博斯腾湖流域年平均气温和降水量均有上升趋势，两者与FVC均呈现不显著正相关关系，其中FVC与年平均气温正相关的区域面积占64.72%，主要分布在西部高海拔区域，在东部的焉耆盆地和黄水沟FVC与降水量呈正相关关系，面积在空间上相对集中，占68.70%。该研究可为博斯腾湖流域草地生...     

2000—2020年云南省植被时空变化及影响因素分析

为揭示云南省植被动态变化及其对自然因素和人类活动因素的响应，本研究基于2000—2020年归一化差异植被指数(Normalized difference vegetation index, NDVI)、自然因子和人类活动因子数据集，采用Theil-Sen趋势分析法和Mann-Kendall检验分析了云南省NDVI时空变化特征，结合地理探测器探究了不同时期NDVI空间分异的驱动力，并探讨了主导因子对NDVI变化的影响。结果表明：空间分布上，云南省植被覆盖呈现西南高，东北低的空间分布格局。时间变化上，2000—2020年NDVI上升的区域面积占比为83.15%,而NDVI下降的区域面积占比为16.85%。NDVI空间分异的主要影响因子为土地利用类型、降雨量和相对湿度，其中土地利用类型解释力最高，远高于其他因子。土地利用类型的转变对NDVI变化具有显著影响，林业生态工程的实施增加了林地面积，改善了区域植被，对NDVI上升起到了积极作用；而建筑用地扩张，破坏了区域植被，导致NDVI降低。本研究为云南省未来生态规划策略的制定提供了科学依据。     

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。     

气候变化和人类活动对内蒙古植被净初级生产力的影响

为探究内蒙古植被净初级生产力(Net primary productivity, NPP)的时空格局及其与气候变化的关系。本文利用MODIS NPP数据分析内蒙古2001—2020年植被NPP的时空变化，利用Thornthwaite纪念模型和差值比较法分离气候变化和人类活动对于该地区NPP的影响。结果表明：(1)2001—2020年研究区NPP呈显著的增加趋势(3.29 gC·m^-2·a^-1),NPP总体呈东高西低的空间分布格局，且99.1%的区域NPP呈升高趋势。(2)在植被改善的地区中，大兴安岭地区、研究区西南部主要是由人为主导，研究区中部包括通辽赤峰和锡林郭勒等地区主要由气候主导，其他地区由两者共同作用。在土地退化的区域，多为人为主导。其中，森林主要受人类活动的影响，草地主要受气候变化的影响。(3)人类活动影响的NPP (Human net primary productivity, HNPP)总体呈正值，即人类活动抑制了植被生长，高值区主要分布在研究区的南部，这些地区人为活动对植被的生长抑制更大。     

基于SPOT NDVI的2010-2018年青海省草地资源动态监测研究

【目的】动态监测草地资源对草地资源的合理利用及生态建设具有重要意义，可实现对青海省草地资源的动态监测，为草原管理提供决策依据。【方法】选择植被覆盖度和地上生物量作为研究指标，利用 2010-2018 年青海省 8 月 NDVI、年降水量、年均气温和 2015-2017 年实测地上生物量数据， 反演植被覆盖度（FVC）时空变化趋势，分析植被覆盖度与气候因子的相关性，获得地上生物量反演模型并分析其时空变化趋势。【结果】1）近 9 a 青海省平均 FVC 呈极显著下降趋势（P＜0. 05），平均地上生物量呈增长趋势；2）近 9 a 青海省 16. 90% 区域的 FVC 呈极显著降低（P＜0. 01），15. 42% 区域显著降低（P＜0. 05）；极显著好转（P＜0. 01）面积占 0. 94%，显著好转（P＜0. 05）面积占 1. 43%；3）年降水量和年均气温在近 9 a均呈起伏上升趋势，年际间呈负协同现象；4） FVC 与年降水量、年均气温呈弱显著相关区域占 20% 左右（P＜0. 1）；5）指数模型 y=496. 21e^{2. 4497x} 为青海省地上生物量反演的最优模型 （R² =0. 42，P＜0. 01）。6）地上生物量减少趋势最大为 276. 71 kg/hm² ，增加趋势最大为 544. 68 kg/hm² ， 占比为 69. 18%、30. 82%。【结论】青海省草地资源在逐步恢复，且其变化与人类活动有重要关系。     

生态政策驱动下的内蒙古自治区杭锦旗植被覆盖变化

采用1991、2001和2011年的Landsat-TM卫星遥感影像数据,基于NDVI像元二分模型,对生态政策实施前(1991-2001年)与实施后(2001-2011年)杭锦旗的植被覆盖变化进行了对比分析,并结合研究区的气候变化和生态建设历程对影响植被覆盖变化的因素进行了探究。结果表明,生态政策实施后,杭锦旗的植被覆盖度显著提高,植被覆盖度的年际平均增长速度约为实施前的10倍;植被覆盖状况显著好转,年净好转面积占区域总面积的18.83%。生态政策是驱动2001-2011年间杭锦旗植被覆盖好转的主要因素,降水和气温等对植被覆盖变化的影响并不显著。     

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。     

1992-2019年阿拉尔市植被覆盖时空变化分析

以阿拉尔市为研究区,采用 1992、1997、2002、2008、2013 和 2019 年 6 个时期的 Landsat 系列影像数据作为数据源,运用 NDVI、像元二分模型和重心迁移模型等方法和模型分析阿拉尔市植被覆盖时空变化和影响驱动因素。结果表明：阿拉尔市的植被覆盖分布总体上以塔里木河和阿克苏河为轴线,从高植被覆盖向低植被覆盖由内向外展布。近 28 年,阿拉尔市 NDVI、植被覆盖面积和植被覆盖度均呈增加趋势。2019 年比 1992 年总植被覆盖面积增加了 1 476. 7 km² ,增长率为 110. 3%。阿拉尔市植被覆盖时间尺度变化存在时段性和区域性差异。在时段变化上,2002-2008 年植被覆盖面积增加最显著;区域上,幸福农场、8 团和 10 团北部区植被覆盖度大幅度增加,增加较显著。过去 28 年期间,总、 高、中和低植被覆盖度重心都向东北方向迁移,极低植被覆盖度重心都向东南方向迁移。气候变暖对植被覆盖度有一定的影响,也间接体现在因冰雪融水流域径流不断增大,但是短期内的人类活动因素对区域植被覆盖度影响更为直接。其中耕地开垦、农作物种植是阿拉尔市植被覆盖增加的主要因素。     

近15年呼伦贝尔沙质草原植被覆盖变化对气候因子的响应

采用2000-2015年呼伦贝尔沙质草原区MODIS NDVI数据,反演该区植被覆盖状况,结合同期6个气象站点的温度和降水量数据,采用线性回归分析、相关与偏相关分析等数理统计方法,探讨植被覆盖变化对气候因子的年际、季节响应特征。结果表明：呼伦贝尔沙质草原植被覆盖较好区域主要集中在陈巴尔虎旗的东北部、鄂温克旗的中东部以及新巴尔虎左旗的东南部区域;近15年间的研究区植被覆盖状况呈逐年波动改善趋势,尤其是2010年后的植被覆盖呈明显改善趋势;2000-2009年间的年均温呈小幅波动的平稳提升趋势,降水则呈不显著降低趋势;而自2010年后,二者的变化趋势正好相反,年均降水量呈显著增加趋势;夏季气温呈不显著降低、降水则呈显著波动增加的年际变化趋势均有利于植被生长;降水是植被覆盖状况最主要的影响因子,气温对植被覆盖的影响也较大。     

镇平县植被指数变化和气象要素的关系

研究气候变化和植被覆盖的相互关系是全球变化研究的重要内容之一。利用2000～2010年的归一化植被指数(NDVI)和气候数据,研究了天山北麓各地区不同植被类型NDVI的年际变化特征及其对气候因子的响应。结果表明:(1)近30年来镇平县植被指数均在波动中有所增长;(2)不同地区所生长的主要植被类型不同;(3)不同植被类型对气候因子的响应不同;(4)平原区植被指数增幅大于山区植被指数增幅,说明植被生长不仅受自然因素影响,也受人为因素影响。     

基于RS与GIS的三峡库区植被覆盖度时空变化研究——以湖北省段为例

以1987、2007和2013年三峡库区湖北省段3期Landsat TM、ETM为数据源,在RS和GIS技术的支持下,提取不同时期三峡库区湖北省段的植被指数NDVI,并根据DEM数字高程模型提取地形因子,研究了三峡库区湖北段1987-2013年植被覆盖度的年际变化特征及地形关系。研究结果显示:(1)研究区1987-2013年间总体上植被覆盖度明显改善,处于高植被覆盖度,较高植被、高植被覆盖面积明显增加,由1987年34.83%上升到2013年的73.29%。(2)三峡库区湖北段的植被覆盖度从1987年到2007年呈明显上升趋势,从2007年到2013年呈略微下降趋势,表明三峡库区湖北段近年来的植被覆盖状况有所下降。(3)研究区植被覆盖变化呈现明显的地形分异特征。不同海拔级上植被覆盖度随高程的增加相应呈增加趋势,1200m海拔以上的植被覆盖度为49.72%;不同坡度级上植被覆盖度随坡度的增大而增加,坡度大于15°的植被覆盖度为67.26%;不同坡向级上植被覆盖度分布较均匀,阴坡植被覆盖度为50.06%,阳坡植被覆盖度为49.94%。表明三峡库区湖北段植被覆盖度与地形因子相关性较大,近年来植被覆盖状况有所恶化,应当引起政府和相关部门的重视。     

基于像元二分模型的艾比湖湿地NDVI指数对微气候的响应

本研究提取了艾比湖湿地不同年份(1998、2007、2011、2014年)的NDVI指数,并进行了实地考察,然后利用像元二分模型对研究区植被覆盖状况进行估算,并分析其在时空分布上的特征及形成原因,建立影响植被覆盖与微气候变化的线性回归模型。结果表明,1)在空间分布上,西南部冲积平原植被覆盖等级最高,东北部覆盖等级略低于西南部,无覆盖和低覆盖等级分布面积最为广泛;在时间分布上,无覆盖面积处于下降趋势,低覆盖和中覆盖面积有所增加,较高覆盖与高覆盖等级面积处于下降趋势;2)不同植被覆盖度对气候变化的响应存在一定的差异;植被覆盖对降水量变化的反应最为强烈,在时间上具有一定的滞后性,对湿度变化的响应不明显,气温与植被覆盖水平之间存在线性函数关系。     

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。     

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.     

中东亚干旱区土地覆盖变化和人类占用强度变化特征

研究中东亚干旱区2001-2013年期间土地覆盖变化特征和人类活动对潜在自然植被的影响程度,对保护生态环境和合理利用土地资源具有重要意义。本研究首先基于气象数据和综合顺序分类法(comprehensive and sequential classification system,CSCS)模型模拟了中东亚干旱区的潜在自然植被分布状况,其次基于2001-2013年的MODIS土地覆盖数据集分析了土地覆盖变化情况,最后在前两者的基础上研究了潜在自然植被的人类占用强度及其变化特征。结果表明,1)潜在自然植被以林地、草地、冻原、荒漠四大类为主;2)中东亚干旱区土地覆盖变化较大,其中中亚灌丛面积波动增加,中国华北干旱区农田面积扩张明显,蒙古国中西部灌丛和草地覆盖面积明显减少;3)研究区人类占用强度增强。其中,2010-2013年增长较为明显,4年间人类占用面积占研究区面积的比例增长了1.45%。潜在草地人类占用比例在2009-2013年间增幅最大,为2.88%;潜在林地人类占用比例在2001-2005年间增幅最大,为6.99%。4)在北哈萨克斯坦三州(北哈萨克斯坦州、阿克莫拉州、库斯塔奈州),人口迁移是潜在自然植被人类占用强度变化的主要因素,2006-2013年间人类占用强度比例增长了11.38%;中国的呼伦贝尔和山西干旱区,农业开发是人类占用强度增大的主要因素,2001-2013年间人类占用强度比例分别增长了6.62%和17.64%。     

硬木森林——高原普列里草原生态交错带的景观结构和变化

<正> 利用地理信息系统研究了奥克拉荷马北部硬木森林——高原普列里之间生态交错带1990～1996年期间的土地利用类型,植被覆盖类型和景观结构的变化。目的在于分析农业景观中人类活动与土地利用类型,植被覆盖类型以及景观结构等变化之间的相互关系。研究发现,与种群密度低的景观相比,绝大部分种群密度高的景观中,植被覆盖类型需要高强度的外界输入和管理。生物多样性