气候变化与人类活动对植被覆盖的影响

为了研究气侯变化及人类活动对区域植被覆盖变化的内在影响,采用2000—2016年MODIS NDVI数据,通过像元二分法计算获得植被覆盖度,结合气象站点监测数据,利用MannKendall突变检验、转移矩阵、残差分析等方法,探讨气候变化和人类活动影响下,陕西省2000—2016年植被覆盖度的时空变化特征。结果表明:2000—2016年陕西省年平均气温和年降雨量均总体增加。其中,2006—2008年是气候突变时期,植被覆盖度在气候突变后明显增加。陕西省平均植被覆盖度总体增加。其中,陕北地区植被覆盖度明显增加,2000—2016年增加0. 33;关中地区植被覆盖度有所下降,2000—2016年降低0. 06,以西安周边地区为主;陕南地区植被覆盖度有小幅降低,2000—2016年植被覆盖度降低0. 02.陕西省人类活动对植被覆盖度影响具有明显空间差异。其中,陕北地区人类活动影响力对植被覆盖影响力具有正向作用,促进植被覆盖度增加;关中地区人类活动影响力具有负向作用,导致植被覆盖度降低;陕南地区人类活动影响力较低,导致陕南地区植被覆盖有小幅度降低。植被覆盖对气候变化响应明显,人类活动影响力在持续增强。     

陕北黄土高原植被动态变化及其对气候因子的响应

为了研究退耕还林还草工程实施后期,陕北黄土高原地区地表植被变化特征及气候因子对植被变化的影响,采用MODIS NDVI数据,通过像元二分法计算植被覆盖度,结合相关气象站点监测数据,利用线性回归分析、相关系数及显著性检验法,分析了陕北黄土高原植被覆盖度时空变化趋势及其对气温、降水因子的响应。结果表明:研究区植被覆盖度空间分布差异显著,由北向南植被覆盖度由低向高过渡明显,2009—2016年植被覆盖等级的空间转移变化主要发生在北部和中部地区,表现出由中低植被覆盖向中等植被覆盖转移、中等植被覆盖向中高植被覆盖转移的态势。2009—2016年研究区植被覆盖度年际变化速率较小,整体呈平缓增加趋势,中部和南部部分地区有减少趋势但变化趋势不显著。研究区内年植被覆盖度与年降水量、年平均气温的相关系数、偏相关系数均较小,相关性不显著。不同区域的植被覆盖度对气候因子的响应结果不同,在空间上正负相关性共存,研究区北部受年降水量影响较大,而中部受年平均气温影响较大。研究区植被覆盖度对气候因子的响应存在滞后性,生长季的植被生长受同月降水量和前一月平均气温的影响较大,且绝大部分地区均表现为正向相关。     

2000-2014年呼伦贝尔草原植被覆盖度时空变化分析

以呼伦贝尔草原核心区的新巴尔虎右旗、新巴尔虎左旗、陈巴尔虎旗和鄂温克族自治旗为主要研究区,基于MODIS NDVI数据,利用像元二分模型反演得到植被覆盖度,并结合土地覆盖分类产品,构建2000—2014年研究区植被覆盖度时间序列.通过时间序列分析,从不同的时间和空间尺度分析草原植被覆盖度的变化规律;同时引入覆盖度异常变化点检测算法,并结合该地区同期气象数据,进一步探讨研究区植被覆盖度变化与气象因子之间的内在驱动力关系.结果表明,植被覆盖度在空间分布上主要表现为:从东往西依次递减,特别是研究区西南部,覆盖度最低;15年来研究区植被年际变化总体上呈现前10年下降、后5年缓慢上升的趋势.对植被覆盖度的异常变化进行分析,结果显示:返青期和枯萎期覆盖度的剧烈变化与温度的相关性较大,生长旺季内(7—8)月覆盖度的剧烈变化主要与降水量有关.     

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.     

黄土高原地区植被覆盖时空演变对气候的响应

利用GIMSS/NDVI数据对黄土高原地区1982—2003年期间植被覆盖变化的研究表明:黄土高原地区植被覆盖整体呈现增加趋势,并存在明显的空间差异.植被覆盖改善区域主要分布在河套平原、鄂尔多斯高原、兰州北部等黄土高原的北部地区,而退化区从西峰、延安向东到离石、临汾以至太原以西呈条带状分布.值得关注的是虽然20世纪80年代植被覆盖增加趋势明显,但90年代中期以来植被覆盖退化趋势非常显著.降水是影响黄土高原地区植被覆盖变化的重要因素,月降水量小于40—60mm期间,植被NDVI和降水量呈线性关系,但当月降水超过60mm之后,植被NDVI不再有明显的增长趋势.     

2001-2014年黄土高原植被覆盖对干旱条件的响应分析

目的 研究黄土高原地区植被覆盖的未来趋势以及干旱情况对其影响.方法 基于2001-2014年MODIS-NDVI数据以及气象站点月值数据,采用趋势分析、Hurst指数及SPEI标准降水蒸散指数等方法分析植被覆盖时空变化特征.结果 2001-2014年黄土高原地区植被覆盖呈波动增加趋势;在空间上,黄土高原植被覆盖呈增长和下降趋势的面积分别占85.15%和14.85%;黄土高原植被覆盖变化的同向特征稍强于反向特征;SPEI与植被覆盖二者出现了较为统一的突变点,且对植被覆盖的影响具有较统一的滞后性.结论 黄土高原植被覆盖整体表现为上升趋势,降水与气温是影响黄土高原植被覆盖的主要因素.     

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).     

基于MODIS时间序列数据分析的黄河流域植被生长状态评价

分析流域归一化植被指数INDV随时间变化的规律,提出了植被生长量评价方法,并基于植被生长量、植被生长状态和年际植被变化趋势等方法分别对2000、2002、2004、2007年流域不同时空分布的植被进行了评价,得出以下结论:1)上游、下游及分布在中游水源边的植被生长量较大,而且植被生长量较低的黄土高原经历先增加然后减少的变化趋势;2)生长状态较差的地区主要集中在兰州、宁夏、内蒙地区,但是2000年后这些区域的植被生长状态趋向好转;3)黄土高原地区在2000、2002、2004、2007年之间有转好的趋势,而上游、下游及中游南部的植被覆盖有降低的趋势.     

基于山地植被指数估算临县植被覆盖度

植被覆盖度是生态环境监测的重要指标,而复杂地形因素影响对山地植被遥感信息的准确提取.以山西省临县为研究区,采用归一化植被指数(NDVI)和归一化差值山地植被指数(NDMVI)分别估算临县2011年7月和2016年4、7、9、12月的植被覆盖度,在对比分析植被指数地形敏感性的基础上,分析黄土丘陵区复杂地形条件下NDMVI对植被覆盖度的估算效果,并对临县近年来植被覆盖度的变化情况进行分析.结果表明:2016年4月使用NDMVI覆盖度估算模型的地形敏感度最弱,估算植被覆盖度的效果最好.从2011年至2016年临县植被覆盖度整体呈现增加的趋势,中高度(50%～70%)、高度(70%～100%)植被覆盖度区面积增加约20%.在空间上,临县中部黄土丘陵沟壑区、西部黄河沿岸丘陵基岩裸露区植被也有了明显的改善,植被覆盖度由中低度、中度覆盖区转为中高度和高度覆盖区,植被覆盖度改善明显.归一化差值山地植被指数(NDMVI)更适合于山地区域植被覆盖度估算.     

基于MODIS NDVI的秦岭地区植被覆盖变化研究

目的利用重建后的NDVI时间序列数据研究秦岭地区植被覆盖变化。方法利用非对称高斯拟合算法(AG)对秦岭地区2000—2009年MODIS NDVI时间序列数据重建,计算生长季NDVI均值、变异系数及变化趋势,分析秦岭地区2000—2009年植被的时序稳定性和变化趋势。结果①分布于秦岭山区腹地的森林和山间沟谷的灌木植被的时序稳定性较高,而分布在研究区西北部、秦岭北坡、居民聚集地周边农林混合植被,受人类活动的影响,年际波动较大;②研究区西部、东部、秦岭山区腹地,农田覆盖区域改善趋势明显。山区的森林植被和山间沟谷的灌木植被有一定程度改善趋势,但相对稳定。主要城市周边区域的植被呈明显退化趋势,以西安市的周边最为明显。结论秦岭地区植被生长状况整体呈现改善趋势,植被时序稳定性与其跟人类聚集区之间距离呈现明显的逆向分布,说明人类活动对秦岭地区植被波动影响较大。     

基于MODIS/NDVI时序数列的广西九万山植被覆盖动态变化

利用2000—2014年九万山地区MODIS数据,采用均值变化法分析了九万山国家级自然保护区连续15年NDVI的动态变化.结果显示:九万山自然保护区植被总体长势较好,年均NDVI均在0.54以上;从时间角度看,NDVI呈现缓慢增加趋势,期间出现1个峰值和1个最低值;从空间角度来看,九万山南部NDVI最高,北部其次,中部最低,植被覆盖以中、高植被覆盖区为主,随时间变化,NDVI在空间上表现出波动变化;NDVI年代际变化率表明,九万山NDVI值在2000—2014年既有增加,也有减少.其中6年年代际变化率为负值,其余年份为正值,2009年达到变化率极值.     

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。     

近15年宝鸡市植被覆盖度变化研究

目的揭示宝鸡市2000-2014年间植被覆盖特征及其动态变化情况。方法以宝鸡市2000年、2005年、2010年和2014年4个时相遥感影像为基础,依据归一化植被指数(NDVI)和像元二分模型法进行估算。结果 (1)从空间分布上看,宝鸡市2000-2014年间整体植被覆盖良好,总体上以中、中高和高植被覆盖度为主。(2)从时间动态变化上看,2000-2005年间宝鸡市植被覆盖变化不大,2005-2010年间出现了明显的改善,而2010-2014年间退化明显。(3)各行政区域植被覆盖度变化趋势具有明显的差异性。结论宝鸡市整体植被覆盖度高,2000-2014年间表现出先增加后减少的变化趋势,部分区域出现了明显的退化现象。     

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.      

北部湾沿海流域植被覆盖动态变化及其驱动因素

基于2000—2018年的中分辨率成像光谱仪13Q1数据,利用修正的变化矢量分析、变异系数、Hurst指数等方法分析北部湾沿海流域植被覆盖动态变化趋势及其持续性、预测未来植被覆盖变化情况以及植被覆盖变化的驱动因素.研究表明:北部湾沿海流域植被覆盖度较高,且年际变化幅度较小,多年植被指数均值表现出从陆地到滨海、从流域外边界到河流中心逐渐递减的规律.2000—2018年以来,流域内植被覆盖改善区域(73.6％)大于退化区域(26.3％),河口、滨海区不仅为植被退化明显区域,且为植被变化波动性较强区域.未来流域内植被覆盖变化波动性较强,其中持续改善区域仅占19.6％,持续退化区域占8％,其余的72.4％为波动性变化区域.流域内植被覆盖变化趋势与人为因素和气候因素相关性较高,与地形特征相关性较低.     

2007年～2016年湖北省归一化植被指数时空变化特征分析

利用1 km空间分辨率的MODIS数据,对2007年～2016年的归一化植被指数(NDVI)时间序列数据以及NDVI与气象因子、土地利用类型、海拔高度的相关关系进行分析,研究近10 a湖北省植被覆盖度在时间和空间上的变化特征.结果表明：全省年平均NDVI波动上升,从各季节变化线性拟合结果来看,冬季上升程度最大;NDVI月变化呈单峰型,最高值出现在7月份,为0.758,最低值出现在1月份,为0.383;在空间分布上,湖北省西部地区NDVI较大于东部地区,十堰、恩施和神农架林区植被覆盖度高,武汉和鄂州植被覆盖度低;降水量、海拔高度和土地利用类型与NDVI均有较显著的相关性,植被生长对降水的响应具有滞后性;高海拔山地地形区林地大面积分布,是NDVI高值区,低山丘陵和平原上的城镇用地扩张和农业种植活动是NDVI较低的主要原因.     

气候因子对黄土高原植被的影响

气候因子和人类活动共同影响植被覆盖变化,其中气温和降雨是最重要的两个气候因子。利用2000—2014年黄土高原地区的MODIS数据(MOD44B,MOD17A3)及气象数据(气温,降雨),运用路径分析方法,分析了黄土高原不同气候区气候因子对植被盖度及净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)的影响。结果表明:(1)黄土高原地区2000—2014年植被覆盖波动明显,15a呈不显著的增长趋势(r=0.467,P0.05),其中林木覆盖度呈极显著的增长趋势(r=0.864,P0.01),显著增加区占黄土高原总面积40.56%,主要分布在陕西北部及吕梁山脉一带,不显著(P0.05)增加区占41.68%;(2)在半干旱的黄土高原地区,降雨对植被盖度的影响较气温大,在每个气候区降雨对植被盖度、林木盖度及NPP均有显著正影响,在低温少雨区NPP对降雨更敏感;(3)降雨和气温不仅可以直接影响NPP,还可以通过植被盖度进而间接影响NPP,林木盖度对NPP的影响明显大于非林木盖度,多雨区气候因子对NPP的间接影响较少雨区大。     

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.     

大连市植被覆盖度时空变化研究

城市植被覆盖度是评价城市生态环境质量的一项重要指标.研究选取Landsat影像为数据源,采用像元二分模型并结合GIS分析功能,将大连市植被覆盖度分为低、较低、中、较高和高5个级别,获得2000—2016年的大连市植被覆盖度分布图.研究发现:2000年、2007年、2011年和2016年大连市平均植被覆盖度分别为56.4%、58.6%、55.7%和56.9%,各时期覆盖度大于60%的面积约为总面积的1/2;大连市高植被覆盖度集中分布在大连市北部(庄河、普兰店、瓦房店);庄河植被覆盖度对整体水平有明显增高作用,市辖区、金州、瓦房店为降低作用;2000—2016年期间,植被覆盖度显著退化区域面积分别为348、444、366km~2,显著改善区域面积为1 268、555、840km~2.植被覆盖度的变化与城市的经济建设及"青山生态系统工程"等政策密切相关.气象因子在年尺度相和月尺度相与植被覆盖度均未呈现明显相关性,社会因子中人口密度和地均GDP均与植被覆盖度呈现显著负相关性.