川西高山高原过渡带植被对气候变化的响应

植被是陆地生态系统的主体,被认为是人类环境评价和监测的重要参数,利用遥感技术来监测植被生长及其对气候因子的响应成为当前全球变化研究的热点之一.川西高山高原区是我国地势最高一级的青藏高原向川西南山地和四川盆地的过渡地带,属生态环境脆弱区,对全球气候变化敏感.基于MODIS植被产品及气温、降水站点数据对2001-2010年川西高山高原过渡带的气温和降水的年际变化、NDVI的时空演变及其与气候因子的相关关系,较好的揭示了研究区的植被生长对气候因子变化的响应特点.研究结果表明:NDVI与降水量和气温均呈正相关关系.温度是春季植被生长的主要影响因素,降水量是秋季植被生长的主要影响因素.     

1960—2011年秦岭南北地表干湿变化时空特征

运用P-M模型、气候倾向率及相关分析等方法,分析秦岭南北近52年地表干湿变化特征及其影响因素.结果表明:(1)潜在蒸散量(ET0)和干燥度指数(I)均呈现由南向北逐渐增加的空间分布型式;(2)ET0呈下降趋势,降速为-0.314mm/a(P0.05),其中1993年之前下降趋势显著,为-2.699mm/a(P0.01);(3)I呈缓慢上升趋势,增速为0.022/10a,在空间上呈现中部下降、两侧上升的分布型式,上升和下降趋势区域分别占62.62%和37.38%;(4)各年代干湿分界线变化显著,20世纪90年代最干旱,21世纪干燥程度有所缓解;(5)秦岭南北地表干湿状况及干湿分界线的变化主要归因于相对湿度、日照时数及降水量的变化.     

遥感植被NDVI与气候关系研究中的数学方法

植被-气候关系是全球变化研究中的重要组成部分,分析气候因子与遥感植被指数之间的相互关系有助于揭示气候变化对植被的影响。植被归一化植被指数(NDVI)作为反映植被生长状况的重要因子,与气候因子是相互影响和相互制约的关系。基于国内外该领域的研究进展,从植被指数或气候时间序列数据预处理方法和遥感植被指数与气候关系研究方法等方面,梳理了植被NDVI与气候关系研究的数学方法,以期为研究植被与气候的关系提供研究方法参考。     

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.     

气候变化对中国草地生态系统的影响

气候变化(主要指气候变暖)使草原区干旱出现的几率加大,持续时间延长;草地土壤侵蚀危害加重,土地肥力降低;草地在干旱气候、荒漠化、盐碱化的作用下,初级生产力下降,草地景观可能呈现荒漠化趋势。草原生态失去平衡,草原植被覆盖率下降,草原出现了明显的沙化、退化和碱化的趋势,草原载畜能力大大降低,严重制约着社会经济发展、农牧民生产和生活。从气候变化对中国草地生态系统生产力和中国草地生态系统碳库的影响两方面阐述了气候变化对中国草地生态系统的影响,并总结了目前的研究动态和研究进展。     

中国东北多年冻土退化对植被季节NDVI的影响研究

多年冻土作为冰冻圈的重要组成部分对气候变化十分敏感,尤其是多年冻土上的植被,易受气候变化影响。利用景观生态学中"空间替代时间"方法,分析多年冻土退化对植被产生的影响。结果表明,不同多年冻土区植被春、夏、秋三个季节平均NDVI均具有增加的趋势。分析不同多年冻土区植被NDVI与气候因子相关性表明,短期多年冻土退化对植被的生长具有积极促进作用;长期由气温升高所引起的植被覆盖增加的幅度具有减弱的趋势,多年冻土退化会阻碍植被的生长。     

黄土高原植被对气候变化的时滞响应及其时变特征

为研究黄土高原(Loess Plateau,LP)地区不同土质类型植被对气候因子变化的时滞响应及时变特征,选取LP地区实测气象数据(包括温度和降雨)和MOD13 A3归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)作为实验数据,利用线性趋势分析、Mann-Kendall(MK)突变分析及皮尔逊相关性等方法对LP地区不同土质类型区域植被与气候之间的相关性进行定量分析,实验发现:由于人类活动导致LP地区的河流冲积平原土地利用情况发生变化且植被不断减少,其余区域植被均呈现显著上升趋势;由M-K趋势分析发现LP地区1981—2016年温度总体呈显著上升趋势,但2000—2016温度上升趋势不显著; 2000年LP地区实施"退耕还林"政策后,该地区温度上升速率减缓,降雨量增多(特别是在3月和5月); LP地区NDVI对气候因子存在不同时长的滞后效应,且区域性差异较大。NDVI对温度无滞后响应区域和1月滞后响应区域分别占LP区域37. 5%和62. 5%,NDVI对降雨的滞后响应时常为1～3月,分别占LP区域的62. 5%,25%和12. 5%.上述发现有助于进一步理解LP地区不同土质类型区域植被对气候响应的时间尺度,对该地区后续制定生态政策具有重要意义。     

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.     

1982—2010年全国草地生长时空变化

基于遥感技术,利用1982—2010年间NOAA-AVHRR卫星获得的归一化植被指数(normalizeddifference vegetation index,NDVI)数据对全国29年来的草地生长动态变化及其与温度、降水的相关关系进行分析。结果表明:29年来,全国草地生长季NDVI总体上呈显著增加趋势(R2=0.25,p<0.01),尤其是在1982—1999年间(R2=0.60,p<0.01),而自20世纪90年代末开始失速。值得注意的是,最近十几年(1999—2010年)草地生长季NDVI变化趋势的大小和方向基本上取决于起始年份的选择,因而这一阶段草地生长的总体趋势不显著。不同地区、不同时段生长季NDVI变化趋势的空间分布存在较大差异。草地生长在1982—1999年间呈广泛(约占85%)增加趋势,在1999—2010年间出现较大范围(约占50%)的逆转,尤以干旱、半干旱地区的草地植被生长下降趋势最明显。水热组合状况是影响这一变化的主要原因。生长季平均NDVI与气候因子之间的相关关系分析表明,全国大部分地区草地生长变化主要受降水驱动,对于部分高寒和湿润、半湿润地区的草地,生长季NDVI与温度关系密切,温度上升对该地区草地生长有利。     

1982——-2010年全国草地生长时空变化

基于遥感技术, 利用1982---2010年间NOAA-AVHRR卫星获得的归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)数据对全国29年来的草地生长动态变化及其与温度、降水的相关关系进行分析。结果表明: 29年来, 全国草地生长季NDVI总体上呈显著增加趋势(R²=0.25, p<0.01), 尤其是在1982?1999年间(R²=0.60, p<0.01), 而自20世纪90年代末开始失速。值得注意的是, 最近十几年(1999---2010年)草地生长季NDVI变化趋势的大小和方向基本上取决于起始年份的选择, 因而这一阶段草地生长的总体趋势不显著。不同地区、不同时段生长季NDVI变化趋势的空间分布存在较大差异。草地生长在1982---1999年间呈广泛(约占85%)增加趋势, 在1999---2010年间出现较大范围(约占50%)的逆转, 尤以干旱、半干旱地区的草地植被生长下降趋势最明显。水热组合状况是影响这一变化的主要原因。生长季平均NDVI与气候因子之间的相关关系分析表明, 全国大部分地区草地生长变化主要受降水驱动, 对于部分高寒和湿润、半湿润地区的草地, 生长季NDVI与温度关系密切, 温度上升对该地区草地生长有利。     

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     

中国藏北高寒生态遥感植被变化及成因分析

 利用NOAA/AVHRR-NDVI遥感数据研究了近20年藏北高寒生态系统植被变化趋势,发现藏北植被覆盖呈现出东部高,西部低的态势;依次是农作区和森林区>高寒草甸>高寒草原>高寒荒漠草原。空间分布显示NDVI显著增加或减少的区域分布在地势比较低的东部和中部地区的森林区和高寒草甸区,在海拔较高的西部地区的高寒荒漠草原NDVI变化趋势处于轻微变化或无变化。分析造成植被变化的气候原因（温度、降水,风）和人为原因,认为不同区域植被动态变化的主导因素不同;藏北东部地区,植被变化受人类活动因素影响比较显著;中部地区,同期气候条件有所改善,植被覆盖呈增加趋势,年平均最低温度和降水对植被生长具有正效应,而风力和辐射减少引起该区植被蒸散下降也有利于植被生长。藏北地区西部为无人区,不受人类活动太大的影响,因而藏北西北部的植被变化可能更多的表现出藏北高原植被的自然变动。     

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.     

基于气象和遥感数据的气候变化对安吉小鲵生境的影响研究

选取2000—2015年气象站点及MODIS NDVI数据进行长时间分析,以评估气候变化对我国特有珍稀两栖物种安吉小鲵生境的影响.结果表明:保护区内气温、降水均有增加趋势,增幅分别为0.007～0.017℃/a、21.5mm/a,区域小气候表现为暖湿化进程;NDVI在近16年有下降趋势,每年减幅0.000 3.气候的暖湿化使保护区内泥炭沼泽植被群落生长呈减缓趋势,导致安吉小鲵生存空间压缩,进而影响种群生长繁殖.     

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.     

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。     

川西北高原药用植物的资源及评价与保护

本研究选择川西北高原具有代表的区域作为调查样地．通过调查研究和收集的资料整理,初步掌握了川西北高原药用植物资源的种类;认识了药用植物资源与植被,地貌,气候等自然条件的关系;揭示了药用植物资源的分布特点：并对药用植物品质与生态环境相关性进行了评价,提出了药用植物资源开发与野生抚育并重的保护对策．     

控制高原鼠兔对不同退化高寒草甸植物群落特征的影响

为了研究高原鼠兔对高寒草甸草地的影响,利用D型肉毒毒素颗粒对不同退化高寒草甸中的高原鼠兔进行控制处理,并对控制前后高寒草甸植物群落的盖度、群落组成、物种多样性、植物生物量等进行调查。结果表明:对高原鼠兔进行控制后,中度退化和重度退化高寒草甸草地中的植物盖度、地上植物生物量、禾本科牧草和毒杂草量显著增加;禾本科牧草在植物群落中的地位得到提升或进一步巩固,群落的物种均匀度指数有增加的趋势。说明控制高原鼠兔对高寒草甸植被恢复具有积极作用。     

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.     

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.