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).     

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。     

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.     

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.     

2013～2019安徽省NDVI时空变化特征分析

为了探究植被NDVI变化特征及其对温度和降雨变化的响应,以安徽省为例,基于2013～2019年安徽省长时序MODIS-NDVI数据,分析了近7年安徽省NDVI的时空变化特征及其演变规律,同时结合不同降水和温度下NDVI变化特征进行了相关性分析.结果表明:安徽省7年间NDVI值在0.57至0.64之间,其与平均气温和年降雨呈正相关关系,且NDVI值与年降雨呈显著正相关的面积比例要大于与平均气温呈显著相关性的面积比例,空间分布存在明显差异.安徽省7年间NDVI值总体呈现增长趋势(R2=0.6178),增长速率为0.00387,夏季NDVI均值最高,植被覆盖度越来越优.皖西和皖南山区NDVI值较高,而江淮丘陵区NDVI值较低,主要与该地区人类活动频繁,植被破坏严重有关.     

基于MODIS-Landsat时空融合的陕北黄土高原植被覆盖变化研究

陕北黄土高原地形复杂,水土流失现象较为严重,精确监测植被的时空变化对于该区域的生态环境建设具有重要意义。文中基于ESTARFM时空分辨率融合模型,利用MODIS和Landsat数据获取2008—2016年6～8月陕北黄土高原的Landsat NDVI时序数据,分析陕北黄土高原植被覆盖的时空变化情况及对气候因子的响应。结论:①运用ESTARFM融合模型得到的Landsat NDVI数据与真实Landsat NDVI数据在植被信息的表达方面具有较高的相关性,融合结果可以应用于后续植被覆盖度的估算。②2008—2016年陕北黄土高原地区植被覆盖呈现较为明显的增加趋势;空间分布上呈现由东南向西北逐渐递减的特点,植被覆盖等级结构好转;研究区78%的地区植被改善效果良好;各土地利用类型植被覆盖度均呈波动增加趋势。③整体上植被覆盖度与同期气温和降水的相关性呈现较为明显的空间分异,其中植被覆盖度对降水因子的响应更为敏感。ESTARFM算法综合了高空间分辨率数据的空间细节表达力和高时间分辨率数据的快速时序变化能力,为陕北黄土高原高精度的植被动态监测研究提供了有效依据。     

北部湾经济区植被覆盖变化特征及驱动因素

为了探究北部湾经济区近10年来植被覆盖变化规律及驱动因素,基于遥感数据、气象数据、海拔高程数据等,运用变异系数法、相关分析法,对研究区的植被变化进行定量分析。研究表明:(1)北部湾经济区植被覆盖好,年平均归一化指数(normalized difference vegetation index,NDVI)值在0.788~0.828之间,植被覆盖呈上升趋势;(2)植被增加面积大于植被减少的,草丛和针叶林植被增加的面积较多,不同区域植被覆盖趋势变化差异明显;(3)植被变异以轻度变异为主,红壤、石灰土地区的植被覆盖呈上升趋势;而砖红壤地区的下降;(4)植被覆盖随着海拔高度变化明显,呈波动上升→显著上升→下降的趋势。     

3种不同数据源NDVI的比较分析及其在延河流域的应用研究

选取GIMMS、SPOT VGT和MODIS NDVI数据重叠期(2000—2006年)的数据,运用一致性检验和相关分析等方法研究了3种NDVI在延河流域植被变化分析中的一致性与差异性.研究表明,SPOT VGT NDVI和MODIS NDVI的相关性、一致性较强,GIMMS NDVI与前两者存在较大差异.考虑到GIMMS NDVI在较长时间植被变化分析中具有不可替代性,利用其与SPOT VGT NDVI在7、9月份存在较好的一致性这一现象,提出了GIMMS NDVI的修正方法,并将该方法应用于延河流域、延河子流域以及流域内的像元尺度.修正结果显示,在植被覆盖度较低的情形下,该方法对不同空间尺度的GIMMS NDVI均可进行有效的修正,修正后的GIMMS NDVI与SPOT VGT NDVI和MODIS NDVI的相关性显著,可据此进行GIMMS NDVI时间序列的扩展;但在流域植被覆盖较好的地区,修正结果仍然存在较大的误差.     

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.     

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.     

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.      

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.     

2000—2014年贵州省安顺市NDVI变化及其与气温、降水的关系

【目的】植被恢复是石漠化治理的核心,研究典型喀斯特石漠化地区植被变化趋势及其与气温、降水的关系,为明确后期植被恢复的重点区域和可利用的关键气候因子提供决策依据。【方法】基于2000—2014年MODIS-NDVI数据集资料,结合相同时期观测的气温与降水数据,运用均值法、趋势线分析法和相关分析法来分析贵州省安顺市NDVI的变化趋势及其对降水和气温的响应特征。【结果】2000—2014年,石漠化严重地区安顺市植被覆盖呈明显的上升趋势;植被覆盖增加的区域主要集中在海拔相对较高且石漠化严重的紫云县和镇宁县,而植被覆盖减少的区域主要分布于北部安顺市西秀区—普定县—平坝县交界沿线以及主要县级行政中心所在地及其周边地区;年均降水量与年均气温对安顺市NDVI的变化影响不大,而在月际NDVI变化尺度上,气温条件则是植被生长的关键因素;NDVI变化对气温和降水均没有明显的滞后效应或滞后时间较短。【结论】在后期安顺市生态修复及石漠化综合治理过程中,应加强对北部植被覆盖减少区域的治理;充分利用气温因子的作用,合理安排植被培育、栽植等管理活动;同时应以创建“国家森林城市”为契机,不断提高植被覆盖水平。
     

玛曲地区植被变化及对极端气候的响应

基于1999—2019年MODIS遥感数据产品及气象观测数据,采用相关性分析等方法,分析研究了玛曲地区植被变化特征及与极端气候指数其间的关系。结果表明：（1）玛曲地区年最大NDVI和年平均NDVI均呈上升趋势,而年最小NDVI则呈下降趋势,时间变化率分别为0.03/10 a、0.04/10 a和-0.04/10 a。月平均最大NDVI和月平均NDVI(P<0.01)及月平均最小NDVI均呈上升趋势;（2）在月时间尺度上,月平均最大植被覆盖度在7月达到最大为98.0%,4月最小为78.0%;月平均植被覆盖度在7月达到最大为93.0%,4月最小为58.0%;月平均最小植被覆盖度在7月、8月达到最大均为28.0%,9月最小为14.0%;(3)玛曲地区年、月平均气温的增加有利于玛曲地区植被生长,在个别月份月日照时数的增加反而不利于植被的生长。玛曲地区月NDVI与极端气候指数TMINmean、TNn均为正相关,即随极端气候指数的增加,无论是当前月还是前1～3月均有利于玛曲地区植被生长。     

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.     

石羊河流域下游植被覆盖变化与地下水和气候的响应分析

基于1998-2008年Spot-Vegetation归一化植被指数(NDVI)数据集,采用遥感与地理信息技术以及最大值合成法获取了石羊河流域下游植被覆盖的时空变化特征,利用同期气象数据和地下水埋深数据,构建Matlab多元回归模型,综合分析了NDVI与地下水埋深、年降水量和年均气温的响应关系,平均相对误差为5.83%.研究发现11年来石羊河流域下游植被覆盖整体上经历了1998~2002年持续增加期、2003-2004年短暂下降期及2005-2008年稳步回升期,植被改善的区域面积大于植被退化的区域面积,植被覆盖整体呈现增加趋势.研究区NDVI与年降水量和年均温呈现显著相关,且年降水量对NDVI的影响大于年均气温,而NDVI与地下水埋深的相关性不显著.研究区植被覆盖受年降水量的影响相对于年均气温和地下水埋深较大,且与当地退耕还林政策和关井压田政策的实施关系密切.     

大湄公河次区域植被覆盖时空变化特征及其与气象因子的关系

【目的】分析大湄公河次区域植被覆盖的时空分布变化规律及其与气象因子之间的关系,为全球变暖环境下大湄公河次区域植被保护及生态环境修复提供理论依据。【方法】以大湄公河次区域为研究区,使用MOD13Q1-NDVI数据,借助Google Earth Engine(GEE)平台反演区域2005—2019年植被覆盖,采用线性回归分析、马尔科夫模型等分析区域植被覆盖的时空分布规律,并利用偏相关分析法探究植被覆盖与气象因子之间的关系。【结果】大湄公河次区域高植被覆盖的面积占总面积的61.9%,空间上呈现北低南高、东高西低的特点;2005—2016年,区域植被以改善为主,主要是中高植被向高植被类型转化;2016—2019年,区域植被发生明显退化,以高覆盖植被类型退化为主;15年来,呈改善趋势的面积占总面积12.7%,呈退化趋势的面积占总面积3.0%,基于Hurst指数分析发现,区域植被未来显著改善面积大于显著退化,南部地区未来会发生退化;年际变化趋势上,归一化植被指数(NDVI)与气温呈显著正相关,相关系数为0.61,与降水相关性较弱;空间上,区域植被NDVI变化受到气温和降水影响,北部与降水显著负相关,南部与气温显著负相关。【结论】大湄公河次区域植被覆盖整体较好,改善趋势大于退化趋势。综合来看,大湄公河次区域植被变化与气温和降水有一定关系,尤其是北部和南部。     

基于GIS的汉江流域陕西段植被覆盖变化特征分析

基于RS和GIS支持,利用SPOT-VGT逐旬NDVI数据,采用叠置分析法、均值法、频度统计法,对2000—2010年陕西汉江流域植被覆盖年际变化、季节变化及月尺度变化特征作了分析。结果表明:陕西汉江流域NDVI年际波动幅度较大,其中2002—2005年的NDVI变化较为剧烈,其它时段内为比较平稳的波动式上升;NDVI季节性节律明显,夏季的植被覆盖最好,冬季最差,春秋两季过渡,秋季略好于春季;月尺度上,植被覆盖最好的月份为5—10月,1月和2月最差,节律特征表现为NDVI从3月开始逐渐增大,7月达到峰值,之后逐渐降低,2月降到最低。     

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.     

基于遥感数据的广西植被变化特征分析

基于遥感数据,以线性回归方法分析广西2006~2017年间植被NDVI(normalized difference vegetation index)变化趋势,探讨植被变化特征。主要结论有:(1)广西植被覆盖状况良好,植被NDVI呈上升趋势;高植被覆盖面积最多,低植被覆盖面积最少;阔叶林、针叶林植被覆盖高。(2)广西植被大部分呈稳定状态,极少数地区变异剧烈;百色市植被处于非常稳定状态的面积最多,南宁市植被变异剧烈的面积最多。(3)针叶林、阔叶林、灌丛和草丛的植被NDVI呈轻度增加,栽培植物基本不变。(4)2007~2016年广西植被NDVI整体上增加的面积大于减少的。植被基本不变主要在崇左及贺州的西部区域;植被轻度减少分布在左江沿岸、右江沿岸;植被轻度增加分布在河池地区;植被显著增加分布在南宁以及钦州部分地区;植被显著减少的面积极少。