黑河流域地下水埋深与气候变化对植被覆盖的影响研究

植被是联结土壤、大气、水分的自然纽带,在一定程度上,植被变化能在全球变化研究中充当"指示器"的作用.黑河流域位于我国西北干旱地区,气候变化敏感,以黑河流域为研究区,采用1998—2008年Spot-Vegetation的NDVI数据,以同时期的气象数据和区域地下水埋深数据为基础,通过ENVI、Arcgis等软件对数据进行统计分析,利用多元统计模型分析植被指数NDVI与年均温、年地下水埋深之间的定量关系,得出如下结论:1)黑河流域植被覆盖呈上升趋势,其中春季增加趋势最大;在空间分布上,黑河流域上中游的张掖、金塔等地区植被覆盖增加趋势明显,植被覆盖下降的区域主要在下游地区.2)黑河流域的年均地下水水位整体上呈下降趋势,地下水位埋深由年均3.09m上升到4.67m,其中地下水埋深较深的位置主要集中在上游,处于张掖市张掖农场周围,下游地区埋深普遍较浅.3)植被覆盖指数NDVI与温度成正相关,与地下水位埋深呈现负相关,综合分析NDVI变化趋势与气候变化和地下水之间的关系,建立三者之间的定量关系.本研究为定量评价由植被覆盖为主要表征的区域生态环境状况提出了科学的依据.     

伊犁河流域归一化植被指数的时空变化及其对气候的季节响应

基于影响归一化植被指数(NDVI)变化的主要气候因子:气温和降水量,以及2000-2013年16 d合成的MODIS NDVI与同期气象数据,分析了伊犁河流域植被覆盖变化趋势及其对气温和降水量的季节性响应特征.结果表明14 a来,伊犁河流域绝大部分区域NDVI并未发生显著变化,但植被覆盖呈退化趋势的面积远大于呈改善趋势的面积;春、夏、秋三季的植被覆盖均呈退化趋势,降水量与植被NDVI的季节相关性不显著;伊犁河流域4种主要植被类型在三个季节均呈退化趋势,其中草原植被的退化趋势最为显著,而草甸、灌丛、林地在夏季的退化趋势较春、秋两季更为显著.各季节不同植被类型的NDVI与气候因子的关系表明,春季和夏季NDVI与温度关系密切(P0.05),秋季NDVI的变化是温度和降水量共同作用的结果.     

老哈河流域NDVI动态变化及其与气候因子的关系

利用1982~2006年GIMMS/NDVI数据,赤峰气象站的气温数据和流域内52个雨量站的降水数据,采用一元线性回归分析、简单相关分析以及偏相关分析方法对老哈河流域内林地、灌丛、草地、耕地4种植被类型NDVI年内和年际变化及其与气温、降水的关系进行了研究.结果表明:老哈河流域NDVI年内变化呈单峰型,年最大值出现在8月份,月NDVI和气温、降水之间均具有显著的正相关关系,且存在滞后现象,林地与灌丛、草地相比,其NDVI受降水影响相对较小,气温对植被年内生长的影响大于降水;1982~2006年流域年均NDVI呈上升趋势,其中20世纪90年代流域植被覆盖水平最好;夏季NDVI与同期和前期的气温呈显著的负相关,与前期降水呈显著的正相关,在老哈河流域夏季气温升高会导致植被覆盖减少,而降水增加有利于植被的生长.     

1998-2013年釜溪河流域植被覆盖时空演变及其驱动因子研究

植被覆盖是评价生态环境的重要指标之一。基于1998-2013年SPOT VEGETATION数据集,采用趋势分析、偏相关分析及计算Hurst指数等方法,反演了釜溪河流域NDVI分布的时空格局及其变化趋势;并结合该地区同期降水量和温度数据,利用相关系数法对釜溪河流域植被覆盖变化的驱动因子进行分析。研究表明1998-2013年间釜溪河流域植被覆盖表现出上升趋势,增速为0.24%/16a;Hurst指数计算结果显示,流域内植被反向变化特征强于同向特征,结合NDVI趋势图,未来植被改善区域面积所占比例为60.98%,持续退化面积所占比重为5.97%,主要分布于自贡市南部及其他环绕城镇地区;植被覆盖变化主要以非气候因子驱动型为主,其面积所占比例为88.48%,而影响植被生长的气候因子中气温的作用强于降水的作用。     

额济纳三角洲地下水埋深变化与土地覆被变化关系的研究

干旱内陆河流域普遍存在流域中游灌溉农业和下游地区生态环境、地下水埋深之间的平衡问题。本文根据黑河下游额济纳三角洲1988-2009年地下水埋深数据,利用Mann-Kendall检验法和克里格插值法分析地下水埋深时空变化,同时利用1990、2000和2010年的土地覆被数据分析土地覆被变化,探讨了土地覆被变化与地下水埋深变化的关系。结果表明:1988-2009年,研究区年平均地下水埋深在0.1显著水平上呈增加趋势,地下水埋深的空间相关性先减弱后增强;生态环境先后经历了严重恶化到缓慢恢复的过程;地下水埋深空间分布与变化和植被空间分布与变化有着密切的关系。四种荒漠植被生长的地下水位埋深从大到小排序为梭梭、柽柳、胡杨、芦苇。地下水埋深增加,植被退化,水域趋向干涸,地下水埋深减少,植被有所恢复,水域面积增加。     

祁连山黑河流域NDVI时空变化及其对气候因子的响应

基于GIS和RS技术,利用SPOT-VGT(NDVI)数据和黑河流域15个常规气象站及自动气象观测站的气温.降水量、不同深度的土壤温度、体积含水量等资料,系统分析了黑河流域NDVI的变化特征及其对气候因子的响应特征.通过年平均累积和趋势线分析方法,得出1999-2011年黑河流域NDVI的时空分布特征:年累计NDVI和年均NDVI绝大部分处于增长趋势,只有下游的西部和上游的南部一些地区处于降低趋势;季节累积NDVI和季节平均NDVI绝大部分区域处于增长趋势;在植被退化的阶段,冬季植被退化较其他季节严重;在植被增长的阶段,秋季植被增长较快.通过数理统计方法分析了NDVI对气象因子的响应关系:土壤温度对NDVI的关系能够较好地拟合NDVI的发展趋势,NDVI对气温和降水量的滞后时间大约分别为2旬、1个月,春季NDVI受到前一年11月份和秋季降水量影响较大,总体上土壤水分对NDVI影响较复杂.     

典型干旱区绿洲植被-地下水埋深-土壤盐分的空间分异与耦合分析

干旱区绿洲内部植被与水土的相互作用直接影响到绿洲的稳定。为了探索绿洲植被-地下水埋深-土壤盐分的空间分异与耦合关系,本文以典型干旱区绿洲——新疆和田地区克里雅绿洲为实例,根据归一化植被指数(NDVI)、地下水埋深和土壤盐分数据,采用地统计、3S技术、回归分析及K-S检验等方法,在耦合系数模型的基础上,研究植被覆盖、地下水埋深及土壤盐分的空间分异规律及相互关系。结果表明:(1)植被覆盖空间格局围绕克里雅河新老河道、平原绿洲内稻田区和绿洲外围过渡带等景观呈梯度分布;(2)克里雅绿洲区域内地下水埋深整体上由北向南逐渐增加,土壤表层含盐量整体上由西至东呈带状分布;(3)研究区植被覆盖、地下水埋深及土壤盐分的空间分异趋势比较一致;(4)克里雅绿洲地下水埋深、土壤含盐量及植被覆盖指数三者存在较高的耦合关系,耦合度在0.6以上,属中级协调。     

海河流域近17年植被时空变化及其气候影响因素

为了分析海河流域近17年植被覆盖时空变化特征及其与气候要素的关系,利用2000—2016年MODIS/NDVI数据提取海河流域植被覆盖情况,采用一元线性回归趋势法对海河流域植被盖度空间分布和植被时序变化趋势进行分析,并通过对比2000、2009和2016年3期海河流域Landsat TM影像以及MODIS影像,对植被变化趋势结果进行验证.同时,结合海河流域2000—2016年降水和气温气象数据资料,对植被覆盖年际变化和气候变化进行相关性分析和趋势分析.结果表明:①海河流域整体植被覆盖较高,覆盖类型以高覆盖度(NDVI 0.7)为主,高覆盖度的面积占流域总面积的76.93%;②海河流域NDVI时序变化的多年平均值为0.76,总体呈上升趋势,线性增长率为0.027/10 a;③海河流域植被空间变化趋势以改善为主,轻微改善和明显改善的面积分别占流域总面积的32.45%和11.14%;④气候因子相关分析表明,降水是影响海河流域植被覆盖较为显著的气候影响因素,相关系数达到0.51.     

岷江流域植被变化特征及其成因解析

本文使用1998-2018年的连续时间序列的SPOT/VEGETA-TION NDVI卫星遥感数据,分析岷江流域地区的植被时空变化,并利用趋势性分析、相关分析、归因分析方法量化植被变化对主要气候因子（年均降水、年均气温）和人为因子（城市化、人工造林、粮食产量、灌溉面积等）的响应关系, 该研究为岷江流域植被保护和生态建设,以及岷江流域土地的合理利用提供了理论支持。研究结果表明：近20年来岷江流域的NDVI整体呈现出增加趋势,其变化率为0.043/10a,耕地,草地、林地和荒丛的NDVI的变化率分别为0.032/10a、0.016/10a、0.054/10a和0.044/10a。岷江流域约有71.30%的区域NDVI指数呈现显著增加的趋势,这些地区主要分布在岷江下游和马尔康县、玛沁县的大部分区域。其中,降水、气温和人为因子对NDVI变化的贡献量分别为：0.004/10a、0.012/10a和0.027/10a,气候因子和人为因子对NDVI变化的贡献率分别为37.21%和62.79%,人类活动在岷江流域地区的植被恢复过程中起到了明显的作用。 关键词: 岷江流域;植被变化;气候变化;人类活动;归因分析     

河南省植被覆盖变化与驱动因子的相关性分析

以MODIS/NDVI数据、气象站点数据和统计年鉴数据为基础,利用回归分析法和相关性分析法,详细地分析了河南省2000-2015年植被覆盖变化及其与驱动因子的相关性.结果表明:(1)河南省16a的年际NDVI呈上升趋势,空间分布不均匀,植被覆盖整体上呈改善状态.(2)河南省各地区年均NDVI值与降水量变化呈负相关性、与温度变化呈正相关性,降水对各地区植被覆盖变化状况的影响比温度更显著.(3)河南省植被覆盖状况与人口数量和GDP均呈现显著负相关.本研究表明河南省植被覆盖变化受到温度、降水、人口数量和GDP的影响.     

汾河流域植被NDVI的时空变化特征及其对气候因子 的响应

了解流域植被的时空变化,对气候变化背景下的流域生态恢复具有重要意义。利用趋 势分析、空间自相关分析以及相关性分析方法,对 2001—2019 年汾河流域归一化植被指数 （NDVI）、气温、降水量的时空格局和变化趋势以及植被NDVI对气温和降水量的响应进行了分析。 结果表明：（1）2001—2019年汾河流域植被NDVI表现为盆地地区低、流域东西两侧山地地区高的 特征,增长幅度表现为夏季>春季>秋季>冬季;（2）汾河流域植被NDVI高-高聚集型和低-低聚集型 的区域面积分别占汾河流域总面积的36.13%和21.87%,低-高聚集型与高-低聚集型在全年与各 季节分布均较少;（3）汾河流域2001—2019年升温幅度为0.038 ℃/a,4个季节的升温幅度大小次序 为春季>夏季>秋季>冬季;降水量呈增加趋势（3.084 mm/a）,4个季节的降水量增加幅度大小次序为 夏季>春季>冬季>秋季;（4）汾河流域植被NDVI对气温与降水量的响应较弱,仅春季与夏季的年际 降水量变化对植被NDVI存在显著影响。研究结果可为汾河流域植被动态变化管理及生态环境恢 复提供理论依据。     

1990—2010年间我国北方农牧交错带植被覆盖度变化归因

以我国北方传统农牧交错带为研究区,以植被归一化指数(NDVI)表征地表植被覆盖度,对土地利用数据和降水量、气温等气象数据两大类影响因子进行相关性分析.研究发现:1990—2010年该地区主要土地利用类型发生了显著的相互转化,但占优势的仍是草地、耕地和林地,土地利用和景观结构未发生重大变化.研究期间,北方农牧交错带耕地、林地和未利用土地植被覆盖度均有所增加,草地植被覆盖度有所减少.植被覆盖度与年均降水量呈极显著相关性,1990—2010年农牧交错带降水呈减少趋势,植被覆盖度上升趋势明显.植被覆盖度与同期年均气温数据也呈现一定的正相关性,1990—2010年农牧交错带气温变化属于升温趋势,植被覆盖度上升趋势明显.研究表明北方农牧交错带植被覆盖度变化是在全球气候变化和人类活动的双重影响下发生的,土地利用变化和降水、气温气象数据两种因素对植被覆盖度的影响具有明显的地域性特征,土地利用变化因子的影响由于受政策和人类活动的参与而正逐渐占据着主导地位,而气候条件中,气温升高对植被覆盖度具有一定的正相关性,降水量因子在径流量充沛地区影响作用较弱,但在水源缺乏,人类活动干预较少农牧交错带西北地区仍然有着重要的影响作用.     

西北地区植被覆盖时空特征及其对气候变化的响应

目的定量分析西北地区地表植被覆盖的时间变化与空间分布,为其合理开展农业生产,进行环境保护和生态建设提供科学的决策依据。方法利用西北地区1982—2006年GIMMS-NDVI数据,以绿度变化率和偏相关分析法为基础,分析了西北地区不同生态地理分区NDVI的年际变化以及植被覆盖变化对气候要素在空间上的响应。结果近25年来,高原植被覆盖整体呈波动增加的趋势。各生态分区的NDVI均呈增长趋势,并且随着湿润程度和温度的降低,年均NDVI随之减小;1982—2000年降水量在减小,但减小幅度不显著;气温呈显著上升趋势,年均NDVI与气温的相关性较好。结论西北地区的东南部和西北部地区水热组合条件相对于中部地区较好;植被覆盖较好的区域,其改善的趋势明显,相反则不明显;西北地区东部水热组合条件向不利于植被生长方向转变,而西部向利于植被生长的方向发展。     

黑河上游天涝池流域生长季地下水动态

选择祁连山中部黑河上游天涝池流域为研究区,于2015年生长季(5-10月),利用HOBO U20-001-04自计式水位计对流域出口地下水位进行观测,结合气象数据,分析流域地下水动态.结果表明:距河道由近及远,地下水埋深逐渐增加;从平均状况看,5-6月中旬,地下水位缓慢抬升,6月中旬-7月水位抬升最为明显,7月初达到最大值;7月中下旬-8月,地下水位波动,9月以后处于稳定状态;5-10月整个雨季的总降水量为299.95 mm,水位变幅为1.374 m.地下水位埋深5-6月中旬受降水和气温共同影响,气温占主导作用,6月中旬-9月主要受降水量的制约.降水对地下水的补给具有滞后和累加效应.     

云南石林县植被覆被时空变化及影响因素

基于ArcGIS 10.2空间分析平台、MODIS NDVI植被数据及标准气象站的气象数据,采用提取分析、统计分析及相关性分析等方法,研究了石林县2000-2015年植被覆盖的时空变化特征及其与气候因子、人类活动的关系.结果表明:石林县植被每年5月进入生长季,而9月生长结束,植被覆盖度主要以高植被覆盖度为主且总体呈上升趋势,速率为0.04/(10 a);石林县植被覆盖度呈增加趋势的面积占研究区总面积的72.36%,减少部分的面积占总面积的27.64%,植被NDVI减少最为严重的区域主要集中在石林县城的周边地区,增加较明显的区域主要集中在西街口镇,植被NDVI总体上由东北向中西部递减;气候因子中气温与降水量变化与石林县植被NDVI年内变化相关,气温是影响植被NDVI变化的主要气候因子;石林县实施的退耕还林工程,极大地提高了石林县植被的覆盖度.     

近10a新疆乌苏植被覆盖对气候变化的响应

基于MODIS-NDVI遥感数据反演新疆乌苏地区2001～2013年植被覆盖的空间格局和变化规律;并结合研究区同期降水量和气温数据,分析了乌苏天山森林生态区、东南部草原生态区和西北部荒漠生态区植被的年际变化和季节变化对气候变化的响应.结果表明:①从年际变化上看,乌苏13 a间NDVI呈现缓慢降低趋势,平均NDVI达到了0.163;乌苏东北部及天山北坡部分NDVI较高,西北荒漠地带和中部精河、车排字、克拉玛依一线较低,空间分布呈现南北两极分化;(②年内变化,乌苏NDVI变化曲线呈现单峰型,7～8月达到最高,10月至翌年2月植物枯黄NDVI逐渐降低;③在年际水平上,乌苏植被覆盖与气温降水的相关性不高.但在年内水平上,气候因子对植被生长的影响作用明显,气温与月均NDVI通过0.01的显著性检验,达到0.964.说明年内植被生长更依赖于水热组合的作用,而且温度是影响植物生长最直接的因素之一.     

基于MODIS数据的黄河流域草地景观演变分析

基于MODIS土地利用数据及植被数据,采用斜率分析以及相关分析等方法,对黄河流域草地景观的面积变化、时空演变特征以及对整个流域景观的结构与功能的响应进行深入探讨.结果表明:近13 a间黄河流域草地景观面积下降明显,其中向农地转移最为显著;近13 a间流域草地景观西南和中东部地区年均植被覆盖指数较高,北部与西北部较低.中东部年均植被覆盖指数增长明显,部分地区增长率达到了0.08/10a;近13a间黄河流域草地景观年均植被覆盖指数呈一定的下降趋势,趋势并不显著,月均植被覆盖指数季节性变化趋势明显,夏秋较高,冬春较低,8月植被覆盖指数最高,1月位最低;流域草地景观与滞后1月的气温、降水之间存在响应关系最为明显;流域草地景观的面积变化对黄河流域生态系统存在较为明显的响应.草地景观面积变化与流域聚集性指数、生物多样性指数均呈显著的负相关,随着草地景观面积的不断缩小,流域整体景观格局的聚集性不断增强,生物多样性指数逐步下降,流域生态质量有所降低.     

基于NDVI的贵州省植被覆盖时空特征分析

利用2001—2018年的500 m分辨率的MOD13A1数据,计算每个像元的NDVI的变化趋势,并采用线性趋势分析法和相关性分析法,分析贵州省植被覆盖面积在18年间的时空变化特征;结合2001—2018年植被的降水利用效率与2010、2017年2期土地覆盖数据,研究不同土地覆盖类型的NDVI的特征. 研究结果表明:(1) 2001—2018年,贵州省的植被覆盖面积总体呈增加趋势,表明生态环境得以明显改善,以毕节、六盘水市最为显著;(2)从植被覆盖面积变化趋势来看,贵州省的植被改善区域大于退化区域,植被退化区主要集中在城镇扩张区;(3)贵州省的整体植被降水利用效率与植被覆盖面积的变化趋势不具有一致性;(4)贵州省的NDVI与同期降雨量、气温均呈现良好的相关性,而植被生长对气温变化不存在明显滞后性、对降雨量变化的滞后期为1个月,即植被生长对气温的敏感性高于降雨量;(5)在植被生长季,不同土地覆盖类型的NDVI具有不同的特征: NDVI(林地)>NDVI(耕地)>NDVI(草地)>NDVI(建设用地)>NDVI(水体).     

堵河子流域划分及其NDVI特征分析

堵河流域是南水北调中线工程的重要水源区,对堵河流域的水文单元划分和植被覆盖特征分析,对识别流域生态环境具有重要的实际意义.文章基于SWAT分布式水文模型和ArcGIS软件,运用适度指数法和均值统计法,对堵河流域的边界提取、子流域划分及其植被盖度分布特征进行了分析.结果显示:①集水面积阈值是控制子流域提取的重要参数,通过适度指数法计算堵河流域水系提取的最佳集水面积阈值为10 000 hm~2.②堵河流域年均NDVI值约为0.636,为中高植被覆盖度,空间上表现出南岸比北岸高;中游最低,向上游和下游逐渐升高的分布特征;年均NDVI最高值在黄龙河流域,最低值在竹溪河流域,存在明显的空间异质性.③堵河流域NDVI值随海拔的上升先变快后减缓,原因是高海拔山区植被覆盖度高.④在2001—2016年间,堵河流域的12个子流域年均NDVI值表现出相似的波浪式上升趋势,体现了整个流域的植被覆盖度上升,生态环境转好.年内堵河流域各子流域的NDVI月均值变化趋势特征趋于一致,8月达到最高峰值,2月达到最低峰值.     

黑河流域NPP对气候变化及人类活动的响应?

基于改进的CASA光能利用率模型,利用Spot VEGETATION逐旬NDVI数据,对黑河流域1998—2007年植被NPP进行了估算,在掌握10年黑河流域植被NPP变化趋势基础上,探讨不同类型植被NPP对气候变化的响应机制,定量评估2000年后黑河调水与生态保护建设工程的实施效果.结果表明:从1998—2001年间植被覆盖区域年NPP处于显著下降趋势;而2001—2007年间植被类型NPP处于显著上升趋势,2001年成为这10年间NPP趋势变化的转折点.在大规模黑河调水与生态保护建设之后(2002—2007年)的5年期间,黑河上、中、下游所有土地覆盖类型的NPP残差均大于0,表明调水与生态建设工程已经取得成效.人类活动对中游NPP平均贡献率11.5%,对上游NPP平均贡献率5.29%,对下游NPP平均贡献率3.23%.