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).     

MODIS遥感数据的沈阳市植被变化规律

为确定2001-2011年间沈阳地区植被的分布特征和年际变化规律,采用NASA地球观测系统(EOS)提供的MODIS陆地植被指数产品MOD13A3,对沈阳地区进行分析,用归一化植被指数(NDVI)作为植被生长状态指标,以2001年植被指数为基准,用其它年份的植被指数与基准作差值处理,根据NDVI变化数据分级标准进行分级,分析了2001-2011年间沈阳地区植被的分布特征和年际变化规律.结果表明:沈阳地区植被覆盖密度由城区中心向周边逐渐增大;2001-2011年沈阳植被总体呈退化趋势;2002-2004年,沈阳城区边缘的植被有轻微退化外,其他地区植被均呈现中度和轻微改善;2005年以后沈阳市城区边缘的植被退化严重;在2008和2010年间,沈阳市周边地区如东陵区东南、苏家屯东南部、沈北新区西南部和于洪区东南部植被均有轻微和中度改善.     

近20 a三北地区植被资源时空变化特征探究

三北地区长期以来是生态建设和生态文明关注的重点区域,开展三北地区植被变化监测,可为后续三北生态建设提供科学依据.基于长时间序列NDVI数据,采用趋势分析、变异系数和Hurst指数分析等方法对三北地区1998—2018年植被NDVI变化特征及其趋势的持续性进行模拟和分析.研究结果表明:(1)1998—2018年间三北地区植被有所改善,NDVI上升区域与下降区域分界线大致以200 mm等降水量线为界,山西和陕西改善面积占比超过95%,新疆改善面积占比低于50%.(2)近20 a三北地区80%以上的地区NDVI波动明显,波动区域与稳定区域大致以400 mm等降水线为界,新疆地区波动最为剧烈.(3)三北地区Hurst指数均值为0.47,90%以上的区域NDVI变化趋势难以长久维持.总体看,1998—2018年三北地区植被整体呈改善趋势,但可持续性不强,未来需要进一步加强植被生态修复与防护工作,保障生态文明建设的持续性.     

毛乌素沙地植被空间自相关分布模式及变化特征

针对SPOT-VEG NDVI数据,利用空间统计学和经典统计学方法,分析毛乌素沙地1998—2013年的植被空间自相关分布模式、功能特征、发展趋势及气象因素的影响.结果表明(1)近16a榆林市植被NDVI空间自相关显著,存在1个低值和3个高值集聚区.低值集聚在西北风沙区,核心为低-低型,低-高型依附于外;高值集聚在东南部植被较好的3个热点区,核心为高-高型,高-低型依附在外.核心区面积较大,外围缓冲区面积较小.(2)低-低型NDVI变化分退化(1998—1999)、恢复(1999—2002)、稳定(2002—2007)和反复退化(2007—2013)4个阶段.高-高型NDVI分退化(1998—1999)、恢复(1999—2003)、稳定(2003—2007)、发展(2007—2013)4个阶段.(3)16年间低-低型NDVI介于0.2—0.4,高-高型介于0.3—0.7,1999年前急速下降,随后波动上升,速率分别为0.80%/a和1.86%/a.(4)低-低型和低-高型NDVI稳定性较强,面积变化较小;高-高型和高-低型反之.(5)16年间榆林市低-低型集聚区内NDVI值介于0.2—0.3之间的像元频数与年降雨量在0.05水平上显著相关,相关性为0.50.研究结果可为揭示沙地植被空间分布与变化特征、植被修复与建设提供良好的理论和方法参考.     

基于 MODIS-NDVI 的贵州省 2001－2010 年植被覆盖变化分析及分异特征

以2001－2010年贵州省MODIS NDVI 为数据源,在 GIS 和 RS 技术的支持下,建立近 10 年贵州省 NDVI时间序列数据集。并结合 DEM 数据提取不同高程地区,采用最大值(MVC)合成法、分区统计、趋势分析研究和探讨贵州省植被覆盖的空间分布特征、年际变化规律。分析结果表明：（1）研究区 2001－2010 年植被覆盖总体上以改善为主,局部区域有退化和严重退化现象,主要分布在中部以及北部城市周边地区和人口集聚的地区;（2）各个高程分区中,以高程大于 1900 m 的地区植被覆盖增加最快,高程小于 700 m 的地区植被退化最为严重;（3）研究区 2001－2010 年 10 年间植被覆盖减少的地区总面积为 21 336.38 km2,占研究区总面积的 12.11%,其中植被严重减少的地区面积为 5 745.78 km2,占研究区总面积的 3.26%。
     

多源长时序数据分析泰山风景名胜区NDVI 时空变化及其影响因素

为研究风景名胜区植被时空变化及其影响因素,以泰山名胜区为例,基于1988—2018年长时序的Landsat影像数据,计算研究区NDVI,分析植被覆盖的时空变化特征,并结合气候、旅游等数据探索影响区域植被变化的因素.研究发现:1988—2018年间研究区植被整体呈波动下降趋势.空间上,植被退化的面积大于植被增长的面积,在主要景点及旅游路线附近,NDVI明显降低.影响因素方面,气候对植被覆盖度的影响不显著;旅游活动的影响表现为研究区内游客人数逐年上升,旅游活动增强,NDVI呈下降趋势,旅游活动是NDVI随时间变化的主要因素.     

基于SPOT-VEGETATION数据的张掖盆地植被覆盖变化动态分析

以1998-2006年9 a的315景逐旬的SPOT-VEGETATION数据为主要数据源,利用趋势、差值等方法,分析了张掖盆地植被覆盖动态变化的时空特征.结果表明张掖盆地植被年内变化趋势中,峰值由1998-2001年的6、7月份推移到2002-2006年的7、8月份,这与黑河分水、张掖地区调整种植结构、夏禾作物种植面积减少、秋禾增加有关:1998-2006年间,年最大化归一化植被指数(Normalized Difierence Vegetation Index,NDVI)整体呈变好的趋势,但是月最大化NDVI的年际变化趋势在不同月份存在很大差异;年最大化NDVI与月最大化NDVI在每相邻两年间的变化均存在很大差异,植被退化与改善波动出现;年际间植被变化幅度大的区域均分布在人工植被发育的走廊平原,而变化幅度小的区域则分布在无植被或少植被的戈壁沙漠.     

江苏沿海地区NDVI的演变特征及其对区域气候变化的响应

以江苏沿海地区为研究对象,利用1998—2008年从SPOT VEGETATION中提取的归一化植被指数(NDVI)资料,分析江苏沿海地区植被覆盖的时空变化规律。结果表明:(1)江苏沿海地区的NDVI有明显的季节变化,春季3、4月份及夏季7、8月份NDVI指数上升明显;近10年来,江苏沿海地区植被覆盖率呈增加趋势,植被状况有所改善。(2)1999年江苏沿海地区NDVI具有明显的区域差异,其表现为盐城较高、连云港次之、南通较低;到2007年连云港、南通地区NDVI明显增加,盐城地区总体增加,但区域差异较大,部分地区还出现了明显的下降趋势。(3)江苏沿海地区气候(气温、降水)因素对NDVI影响作用明显,二者均对NDVI有显著的正相关性,其中气温是主导因素。     

干旱对华北地区植被变化的影响

利用中分辨率成像光谱仪(moderate-resolutionimagingspectroradiometer,MODIS)归一化植被指数 (normalizeddifferencevegetationindex,NDVI)数据产品和气象站点的帕尔默干旱指数(thepalmerdroughtseverity index,PDSI)数据,分析了2001-2013年华北地区及3个主要地表覆盖类型区植被变化的时空特征和干旱的变化特征, 并以不同时间尺度分析了干旱对植被变化的影响.结果表明:1)华北地区植被NDVI空间分布差异较大,NDVI总体上 呈东南高、西北低的分布特点.2001-2013年,华北地区植被活动呈增强的趋势,其中秋季植被活动的增强趋势最明显. 2)2001-2013年,华北地区的干旱总体上有所减轻,其中秋季干旱减轻的趋势最明显.3)华北地区植被年际变化与干旱 有显著的正相关关系,干旱对植被生长状态有较大影响.北部草原区和中部落叶阔叶林带的植被年际变化与干旱的正相 关性显著;而南部农作物区不显著,干旱对农作物生长状态影响较不明显.4)在季节尺度上,华北地区夏季植被变化与干 旱的正相关性最为显著,夏季植被生长状态最容易受到干旱的影响;以16d的植被数据分析表明,NDVI距平值更适合 表征华北地区植被生长状态与干旱的关系.      

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%.     

2000-2017年河西地区山地-绿洲-荒漠系统植被变化趋势与可持续性分析

利用MODIS的归一化植被指数(NDVI)数据,采用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall显著性检验方法及Hurst指数法,分析了2000-2017年河西地区植被的变化趋势及其可持续性特征.结果表明,河西地区2000-2017年NDVI增长区域面积较大且分布广泛,减少区域较少.河西地区植被总体呈稳中向好的趋势,走廊绿洲区植被增长趋势最大,祁连山区植被增长趋势较小,戈壁荒漠区植被变化趋势不显著.植被覆盖持续增长的区域远多于持续降低的区域,但持续增长的能力较弱,小部分处于增长趋势的植被未来发展趋势可能逆转,存在植被退化风险.走廊绿洲区植被持续增长能力最强,祁连山区植被增长持续性较弱,戈壁荒漠区植被较为稳定.     

淮河流域植被NDVI与干旱条件的相关性

淮河流域特殊的地理环境导致干旱灾害频发且持续时间长,严重影响该区域植被生长,而前人大多探讨了该区域气象干旱情况或植被生长状况,对二者之间的关系研究较少,且多采用气象站点降水资料进行干旱分析,不能充分反映降水时空分布的差异性。因此,基于MODIS NDVI遥感影像与TRMM 3B43卫星降水数据,采用降水距平百分率(P_a)作为气象干旱评价指标,分析了2001—2016年淮河流域植被NDVI与降水距平百分率的年际变化特征以及二者的相关性。结果表明:2001—2016年淮河流域植被NDVI总体呈现稳中有升的趋势,植被NDVI有所改善的区域比例为54.86%,NDVI基本不变的比例为43.25%,仅1.89%的NDVI出现退化。流域16年间以轻旱和中旱为主,较少出现重旱和特旱,干旱程度有所降低。植被NDVI和降水距平百分率呈正相关和负相关的区域分别占流域的61.31%和38.69%,正相关最显著的区域为河南省和安徽省的南部,而河南省东北部、安徽省西北部、山东省西部以及江苏省东部边界呈负相关关系。     

水土流失治理后的花岗岩侵蚀地植物群落特征

根据福建长汀河田地区水土流失治理实践及对治理区的植物群落和土壤特征的野外调查资料,选取有代表性的5个区域(分别为3个不同治理措施下的重建植被区,1个保存较好的次生植被区和1个未经治理的严重退化区)进行研究.研究表明:治理区植物科、属、种的数量,呈现随时间推移而逐步增加的特点,但与保存较好的次生植被区相比则明显偏少;不同的治理模式对植物群落特征有较大影响.总结了水土流失治理的经验和存在的问题,并提出水土流失治理的思路.     

基于遥感的京津风沙源区植被覆盖变化监测

京津风沙源治理工程实施15年来,迫切需要对区域的植被变化进行研究。基于中分辨率成像光谱仪(moderate-resolution imaging spectroradiometer,简称MODIS)标准化植被指数(Normalized difference vegetation index,简称NDVI)数据,系统研究了京津风沙源区2000～2014年的植被年际、季节和月变化特征,以及气候变化和生态工程建设对植被变化的影响。结果表明:1)从区域上看,2000～2014年NDVI呈显著增加的趋势(P0.05),增长率为11.79%。其中植被改善最大的季节为夏季,秋季植被增加最为缓慢。2)从空间上看,京津风沙源区84.51%的植被活动呈增加的趋势,其中29.04%的区域植被活动呈显著增加的趋势。植被活动的增加主要是由于春、夏和秋三个季节植被活动的共同增加;统计表明,春季、夏季和秋季植被活动增加了82.05%、82.36%和74.22%。植被活动下降的区域呈现明显的西南东北的条带状,其中夏季和秋季NDVI的显著下降是造成该区域年NDVI下降的主要原因。3)年、季节和月三个尺度的研究均表明降水是限制京津风沙源区植被生长的主要气候因子;生态工程建设对研究区2000～2014年NDVI增加起到了重要的作用。     

2000—2014年豫西山地植被NDVI时空变化特征分析

基于2000—2014年MODIS-NDVI数据以及研究区DEM数据,借助MRT,Arc GIS等软件,采用MVC法、均值法获得月均、季均以及年均NDVI数据,并采用趋势分析法研究豫西山地植被NDVI时空变化特征.研究表明:12000—2014年豫西山地植被NDVI呈显著增长趋势,增长率为0.021/10a(P0.05),其中秋季(0.052/10a,P0.05)明显高于春季(0.015/10a,P0.05),表明在全球变暖的大背景下研究区植被覆盖处于改善状态,表现为生长季延长强于生长季提前的趋势.2豫西山地大部分地区植被NDVI都在0.4~0.7之间,所占比例达到93.8%.整体来看,以伏牛山为界,研究区南部NDVI平均值高于北部,符合植被分布的纬度地带性规律.315年来豫西山地植被NDVI变化趋势具有明显的空间差异,海拔较低处植被覆盖普遍呈增加趋势,海拔较高处表现为退化趋势.     

基于NOAA/AVHRR数据的西部植被覆盖变化监测

应用图像差分技术、生物量变化线性方程斜率和主成分分析方法，对1981—2001年间西部植被的变化状况进行时间序列分析，并讨论了影响变化监测的因素．结果显示，1981—2001年的20年间，四川盆地和西部塔里木盆地周缘的耕地以及具有高NDVI的南方林区的生物量处于较好的持续增加状态；而内蒙古以及西藏东北部的草地出现大面积的退化现象．总体分析来看，西部的林地、草地都发生了高比例、大面积的退化，只有很小比例的植被得以改善，表现出局部改善、总体恶化的局面．     

水热因子对塔里木河下游胡杨年轮指数和植被指数的影响

【目的】探索塔里木河流域树木年轮与植被遥感间的关系。【方法】借助树木年轮学的方法和技术手段,利用塔里木河下游10个采样点的胡杨样芯数据和长时间序列中国植被指数(GIMMS NDVI)数据及水热因子数据,在分析该区胡杨年轮指数和植被指数变化特征基础上,重点探讨水热因子、胡杨年轮指数及归一化植被指数(NDVI)三者间的相关性。【结果】胡杨年轮指数和年际NDVI变化在1980—2001年间均呈下降趋势,区内植被在该时间段内退化较为严重。年内NDVI变化呈单峰状,5—8月为植被生长季,1—4月和9—12月为植被非生长季。【结论】该区胡杨年轮生长受5月(P<0.01, 显著负相关)地下水埋深和6月(P<0.01,显著负相关)温度影响显著,而NDVI主要与5—7月(P<0.01, 显著负相关)和10月(P<0.01, 显著负相关)的地下水埋深及7月(P<0.01, 显著负相关)温度有关,且影响NDVI和胡杨年轮指数的主要因子是水热因子中的地下水埋深因子。胡杨年轮指数与NDVI间的相关性差,未能通过0.05水平检验。     

2001-2010年东洞庭湖湿地NDVI指数的水位响应

利用TIMESAT拟合2001年至2010年东洞庭湖的MODIS-NDVI数据,获得整个东洞庭湖湿地A及湿地西侧B和南侧C三个区域的NDVI时间序列.通过分析NDVI时间序列与水位变化关系、绘制样本自相关曲线及计算Spearman秩相关系数(ρs),研究了东洞庭湖湿地植被覆盖和水位变化两方面功能状态,并探讨东洞庭湖湿地植被覆盖对水位变化的响应.研究表明:1)东洞庭的植被覆盖状况受水位作用是以年为周期,每周期内的4月及10月底出现一个峰值,丰水期7月份出现一个降低过程;二次多项式拟合显示植被覆盖峰值的水位临界点在24~25m左右.2)三个研究区植被受湖泊水位作用大小关系是:A区B区C区,其主要影响因素是植被类型与区域高程的差异.3)在2003,2006及2009年这三个三峡的重要蓄水年,位于水陆交错带的NDVI值与水位的秩相关系数变化较大;三峡蓄水水位从135m上升至175m的这三年,三区域全年的ρs分别增长至0.641,0.687,0.518,相关性增强.三峡蓄水对东洞庭湖植被覆盖与湖泊水位关系产生一定影响.     

昆明市2011—2020年植被覆盖时空变化特征分析及其归因

以2011-2020年MODIS_NDVI与气象数据为基础，利用趋势分析、变异系数法、Hurst指数、偏相关分析法与地图学的空间分析等方法，分析近十年昆明市的植被覆盖的时空分布、变化特征以及未来变化趋势。结果表明：（1）近10年昆明市植被覆盖情况良好，且呈增加趋势，增速为3.6%/10a。（2）昆明市植被覆盖率高（NDVI>0.6）的区域，占整个昆明市92.45%，整体植被覆盖状况良好，低海拔地段处NDVI更容易出现低值。全市NDVI小于0.6的区域面积主要集中在西南部。（3）昆明市过去十年约71.44%的区域得到改善，远大于退化的区域，可能得益于近年的退耕造林工程。（4）研究区植被变化波动特征内存在显著的空间差异，波动大的区域经济发展迅速，人为影响大，多为城镇用地、交通要道和耕地。波动小的地区主要是林区。（5）从未来趋势上看，植被覆盖良性发展的占19.64%，恶性发展的占22.40%，基本不变的约为57.96%，其中嵩明县、昆明市市辖区、呈贡县、宜良县和石林彝族自治县等地需要引起重视。（6）由于昆明市整体光照充足，降雨量比气温更能影响到植被覆盖情况，且近十年的植树造林工程为改善植被情况做出巨大贡献。     

秦岭南北NDVI动态变化及对气温和降水因子的响应

利用秦岭南北2000—2012年逐旬气温降水数据及SPOT-NDVI逐旬数据,基于经验正交函数(EOF)和奇异值分解(SVD)方法,分析了秦岭南北水热条件、归一化植被指数(NDVI)的空间变化特征及植被对水热条件变化的响应。结果表明:1气温降水空间分布在秦岭南北变化差异明显;2山区林草地与农业耕作区及城镇化地区NDVI差异显著;3受自然条件和遥感数据获取技术的影响,NDVI与气温和降水的相互影响关系复杂;受现代农业技术、生物工程及人类活动的影响,NDVI对自然气候要素的依赖程度降低。