新疆不同植被NDVI的变化及其与气候因子的关系

使用归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)和气象数据研究了全球气候变化背景下,1982-2003年新疆10种植被类型NDVI时间动态变化及其与气候因子的关系。研究区植被生长季NDVI以0.58%的年平均增长率显著增加,并且春、夏、秋三季的总体及各种植被类型NDVI都显著增加(P<0.01);通过对生长季NDVI和气候因子的相关分析,发现有5种植被类型与降水量呈显著正相关,主要是阔叶林、荒漠、草原、草丛和草甸;与温度显著相关的植被类型为针叶林、灌木、高寒沼泽和高山植被;农田生长季NDVI与降水和温度均不显著相关。通过研究各个季节不同植被类型NDVI与气候因子关系表明,春季植被NDVI与温度关系密切,夏季植被NDVI与降水呈显著正相关关系,秋季NDVI的增加是温度和降水量共同作用的结果。     

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。     

2000-2016年新疆伊犁河谷草地NDVI变化趋势分析

草地是伊犁河谷生态系统的主要组成,为探明其植被覆盖的变化特征,选用2000-2016年MODIS NDVI时间序列数据,应用Mann-Kendall检验、Theil-Sen Median趋势分析及R/S分析,对伊犁河谷近17年草地NDVI变化趋势进行分析。结果表明：2000-2016年伊犁河谷草地NDVI总体呈显著下降趋势,空间上88.07%草地NDVI出现下降,其中49.62%达到显著水平;各草地类型中,山地草甸NDVI平均值最高,面积最广,NDVI平均降低速率最高,其95.76%面积的NDVI出现下降,且73.10%达到显著水平;伊犁河谷97.77%草地NDVI变化趋势呈现正持续性,未来一定时期内绝大部分草地的NDVI仍将继续下降;与气温相比,伊犁河谷降水的年际变化与草地NDVI年变化的相关性更高。     

1982-2012年中国NDVI变化及其与气候因子的关系

GIMMS NDVI产品因其长时间序列的优势,一直以来被广泛应用于植被特征分析.本文利用1982-2012年该数据集,研究了我国NDVI时间和空间的分布状况及空间变化率,同时选用双变量相关与偏相关2种方法分析了我国不同植被类型区域NDVI与6种气候因子(年降水量、平均气温、平均风速、平均水汽压、平均相对湿度和日照时数)的相关性.结果表明,全国NDVI的年内变化显著,其中2月下半月数值最小,8月上半月达到峰值.31年间,全国NDVI呈缓慢增长趋势,其年平均增长率为0.0003.针对8种不同的植被类型,其NDVI与6种气候因子的相关性程度不同,总体而言,与年降水量、平均气温、平均水汽压及平均相对湿度多具有正相关性,而与平均风速和日照时数多具有负相关性.     

淮河流域NDVI与降水的关系研究

以淮河流域为研究区域,以NDVI遥感数据为基础,结合气象站发布的降水数据,利用统计学中相关分析的方法,研究从2002到2006年之间淮河流域植被NDVI与降水之间的关系。     

2000-2015年青海省不同功能区NDVI时空变化分析

基于2000-2015年MOD13Q1的NDVI陆地专题的产品,揭示了青海省不同功能区植被时空分布特征及变化规律,应用趋势分析法阐述过去16年不同功能区NDVI的变化规律,及利用变异系数揭示NDV1稳定性分布规律.结果表明:青海省植被NDVI表现为东南偏高,西北偏低,由东南向西北、由东向西逐渐递减的分布特征.三江源地区NDVI频度分布呈“M”型的双峰模型,柴达木盆地为频度分布最低的单峰模型,东部农业区与环湖地区相似且频度略高的单峰模型.从CV分析,高稳定性地区分布在东部农业区和环湖地区,低稳定性地区分布在柴达木盆地边缘和青海湖南部.由趋势分析可知,过去16年青海省NDVI呈波动性缓慢上升趋势,变化率为0.012·10a-1.东部农业区和柴达木盆地增加趋势显著.本文揭示了气候变化和人为因素双重作用下青海省不同功能区植被NDVI变化规律,为各区生态保护提供基础数据和科学参考.     

青海高原草地净初级生产力和降水利用效率时空特征

为了探究青海高原草地净初级生产力（Net primary productivity,NPP）和降水利用效率（Precipitation use efficiency,PUE）的时空特征,基于遥感估算的NPP数据和降水空间插值数据,采用地理空间统计法分析了2001—2017年青海高原草地NPP和PUE的时空特征。结果表明：2001—2017年青海高原草地NPP均值为42.81 gC·m^-2,其中高值区域主要分布在青海高原的东部和南部,低值区域主要分布在青海高原的西北部。2001—2017年青海高原草地NPP年际变化总体较为平稳,以年均速率0.09 gC·m^-2呈微弱的波动上升。2001—2017年青海高原草地PUE均值为0.089 gC·m^-2·mm^-1,其中高值区域主要分布在青海高原的东部和南部,低值区域主要分布在青海高原的西部和西北部。2001—2017年青海高原草地PUE年际变化呈微弱的波动下降趋势,下降速率为年均0.0023 gC·m^-2·mm^-1。2001—2017年青海高原草地PUE年际变化整体上与降水年际变化为负相关。本研究为青海高原草地可持续利用提供了重要理论参考和数据支撑。     

基于信息熵的天山山区降水时空变化特征

降水是山区气候中最重要的气象要素之一,其大小及变化直接关系到干旱山区中、下游的生态环境与经济社会的发展,但是,由于技术和地理条件的限制,是难以精确观测的气象要素。本研究采用天山山区31个台站和1960-2008年间的实测降水资料,应用信息熵方法对天山山区年、季和月的降水变化特征进行分析。结果表明,天山山区降水在时间和空间上均存在变异性,时间变异性表现为信息熵的无序指数(DI)年际变化小于季节变化,季节变化小于月变化。DI多年变化特征呈现下降趋势;冬季DI变化最为显著,夏季最小;冬季北坡降水随高程的增加DI变化呈显著增加趋势(P0.05),春、夏和秋季南坡降水随高程的增加DI变化呈显著减少趋势(P0.05)。山区月降水4-9月逐渐增加,10月至次年3月降水逐渐减少,月降水DI的变化与降水变化呈反相特征。在空间上DI变化与降水的分布相反,表现为南强北弱,东强西弱,伊犁河谷降水DI变化最小。结果证明,DI方法能够有效地分析山区降水的时空变化特征,为合理开发山区的水资源提供科学依据。     

新疆地区降水分布的空间插值方法比较

利用新疆及周边地区的154个气象站点资料,采用反距离权重法(IDW)、普通克里金法(Kriging)、协同克里格法(Cokriging)、贝叶斯法(EBK)和ANUSPLIN软件5种方法,对新疆地区1995-2004年10年间的月降水量空间插值模拟结果进行了交叉检验。结果表明,在新疆地区,5种方法的插值精度表现为ANUSPLIN>Cokriging>EBK>Kriging>IDW,并随月份有所变化,平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)表现为秋冬两季误差低于春夏两季,平均相对误差(MRE)的值在春季和秋季较高。与已建立的新疆的降水量分布格局进行比较发现,ANUSPLIN兼顾了插值曲面的准确度与平滑度,它较为准确地反映了新疆地区降水空间分布的特征,EBK法在4月和7月插值结果与实际偏差较大,而1月和10月插值效果较好,Cokriging法插值结果均质性较差,并不能反映新疆实际降水的空间分布。Kriging法在10月插值效果较好外,在其他3个月的插值效果不好,IDW法的最大值或者最小值主要分布在台站周围,与实际情况相差较远。     

2000-2014年浑善达克沙地植被覆盖变化研究

基于2000-2014年间植被生长季(4-10月)的MODIS NDVI数据反演浑善达克沙地地区植被覆盖变化,结合2000-2013年该地区周边11个气象站点的气温和降水数据,分别从年际变化和月变化角度分析该地区植被覆盖变化对气候变化的响应。研究表明,浑善达克沙地植被NDVI,不论是植被生长季平均值,还是其各月份值都呈上升趋势。研究区植被覆盖度的显著增加是气候和人为因素综合作用的结果, 一定程度上反映了生态恢复重建措施的有效性,但其植被NDVI年际变化趋势与降水量的关系更密切,其相关系数达到0.75,是驱动植被覆盖年际波动的最直接因素。在空间分布上,研究区的南部、中部和北部边缘区域的植被覆盖增加趋势较明显,而中部和西部部分区域未发生明显的趋势性变化。从月变化来看,4月草地植被变化受气温变化影响较明显;5-8月与前一月降水变化关系密切,说明植被生长对降水变化具有一定的滞后性。从沙地类型植被覆盖年际变化趋势看,所有类型都呈增加态势,增加态势最大的类型是移动沙地,最小的是固定沙地。     

近40年玛曲地区牧草生长期蒸降差的变化特征

利用甘肃省玛曲县气象站1971-2010年的地面气象观测资料,根据Penman-Monteith模型计算了玛曲地区草地潜在蒸散量,并对近40年玛曲地区牧草生长期蒸降差的变化趋势进行了分析,发现近40年玛曲地区牧草生长期蒸降差以12.1mm·10a-1的趋势上升,其中牧草生长初期和末期蒸降差以3.5和11.2mm·10a-1的速度上升,牧草生长中期蒸降差呈略下降的趋势,下降速度为-2.6 mm·10a-1。20世纪90年代,由于潜在蒸散量增大和降水量减少,造成蒸降差增大,牧草生长期出现了水分亏缺现象。水分亏缺是导致玛曲草地退化和生态环境恶化的主要原因之一。     

玛曲草原植被ＮＤＶＩ与气候和载畜量变化的关系分析

 利用玛曲草原１９８２－２００５ 年的气候和载畜量及ＮＡＳＳ／ＧＩＭＭＳ 半月合成归一化植被指数（ＮＤＶＩ）遥感数据,分析了ＮＤＶＩ与气候因素和载畜量的年际变化关系,以及植被ＮＤＶＩ对气温和降水的时滞响应。统计了４ 个时间尺度（１～４个月）×４个时滞期（前０～３个月）共１６种组合下,植被ＮＤＶＩ与同期和前期（前１～６个月）气温和降水之间的相关系数。结果表明,春夏季ＮＤＶＩ的年际变化呈显著增加,增幅为０．０１９／１０ａ和０．０２２／１０ａ。季节和年均气温及≥０℃年积温的年际变化呈显著增加,增幅为０．５～０．７℃、０．６℃和１２１．５℃;季节和年降水量的年际变化不显著;夏季气温变化稳定,春、秋季气温和４季降水的年际变化不稳定。春季～秋季和全年各月的ＮＤＶＩ与同期气温呈极显著正相关,相关系数（R）为０．７２～０．９５和０．８７;春季、秋季和冬季及全年各月的ＮＤＶＩ与降水呈极显著正或负相关,R 为０．８４,０．７７,－０．５２及０．８０;每年ＮＤＶＩ的月均值与同期＞０℃ 年积温和家畜数量呈显著正相关,犚为０．６６和０．４５。植被ＮＤＶＩ对当月和前２月降水的累积量（时间尺度为３个月）及对当月和前１月气温（时间尺度为２个月）的响应最强,时间尺度为１～３或１～２个月,时滞期为０个月的同期气温或时滞期为１个月的降水对生长季间ＮＤＶＩ的促进效应大;早期（４月）气温升高促进植物生长,而早期和后期（８－９月）的降水累加及后期高温抑制植物生长。     

三江源区近30年植被生长动态变化特征分析

三江源区为长江、黄河、澜沧江提供了丰富的水资源,其地表植被状况与我国水安全和生态安全密切相关。由于所使用的数据时间序列长度有限,以往研究缺乏近30年整体视角的连续时间序列研究,也很少分析多时段变化趋势的持续性。为此,本文利用最新发布的1982-2012年的GIMMS NDVI3g数据集,采用多个嵌套时间序列的分析方法,在多个空间尺度上,研究了近30年来三江源区各季节植被活动的变化趋势和过程。研究表明,1)三江源区生长季和各季节NDVI在近30年均呈增强趋势,春季植被变化具有明显的阶段性,1998年前后NDVI分别呈显著增加、减少趋势。2)生长季、春季和夏季NDVI的增加随时段延长而趋缓,尤其是春季减缓迅速甚至停滞,而秋季植被活动持续增强。3)尽管区域尺度生长季、春季和夏季NDVI变化趋缓,但在像元尺度显著变化的区域范围却多呈增加趋势。4)不同植被类型显著变化的季节、时段存在差异。针叶林和灌丛NDVI主要在春季前几个时段增加显著,荒漠、草甸的增加主要集中在春季、夏季前几个时段。5)各季节NDVI在14个时段增加趋势持续性的差异,引起各季节对生长季植被活动变化贡献的变化。总的趋势是,前几个时段,春季NDVI变化较为剧烈,夏季NDVI的贡献最大,而随时段延长,逐渐过渡到秋季NDVI变化幅度、变化量最大,夏季次之。     

1961-2010年锡林浩特地区夏季降水量特征的小波分析

运用墨西哥帽函数(Mexican Hat Function)小波分析方法对锡林浩特地区50年来夏季降水量进行了小波分析。结果表明,夏季降水量在不同时间尺度上的周期变化不同,在较大时间尺度上振荡平缓,在较小时间尺度上振荡剧烈。夏季降水量周期振荡的第1～4主周期分别为30年、27年、24年和21年,夏季降水量多少和周期变化对年降水量产生一定影响。该区夏季降水量在30年以上较大时间尺度上存在7～15年的周期变化;在15年时间尺度上存在明显的10年左右的周期变化;在9年时间尺度上存在2～9年的周期变化;在3年以下较小时间尺度上周期振荡明显加强,无稳定周期,降水存在明显的不确定性。降水量的多少是决定草地植被生长状况和营养成分积累及含量的主要原因之一。     

2000-2019年青海地区植被总初级生产力遥感估算及时空变化分析

青海作为三江源所在地,监测其生态系统变化对我国的生态文明建设具有战略意义.植被总初级生产力(GPP)是陆地生态系统碳循环的重要组分.采用MODIS卫星遥感数据和土壤背景校正NIRv模型,结合3个地面站点的通量观测数据,估算了2000-2019年青海地区的GPP,并结合土地利用数据和气象数据分析了其时空分异特征及对气候变...     

贵州喀斯特近30年植被生长特征分析

贵州省地处南方喀斯特地区的中心,其生物学过程严重影响到环境变化。植物做为生物圈中的生产者,对陆地生态系统的贡献同样不容忽视。先进型分辨率辐射仪的归一化植被指数AVHRR GIMMS NDVI 3g数据集作为一种有效的植被状况监测工具,可以提供全球范围内从20世纪80年代到21世纪初的资料。本研究使用该数据分析贵州省植被变化状况,发现近30年来贵州省的植被整体上趋于生长增加的情形,其归一化植被指数(NDVI)年增长率为0.002 1。不过,也存在两个植被突变点(turing point,TP),分别出现在1985年和1993年。在月NDVI数据中,各月整体变化率和TP与贵州省全省植被、栽培植物、草地和林地的NDVI变化趋势则明显不同。从空间分布角度分析,贵州省植被增长速度呈明显的东南地区变化速率优于西北地区,全球变暖是其中一方面的原因。同时,降水分布状况也和植被变化状况存在明显的一致性。此外,人类活动对植被变化造成的影响也不容忽视。