通辽市植被生态质量变化分析

为研究通辽市植被生态质量变化特征,文章利用MODIS归一化植被指数(NDVI)和气象监测资料,分析了通辽市2000—2019年生长季植被覆盖度、净初级生产力(NPP)以及植被生态质量指数变化特征,并分析了三者与气候因子的相关关系,以期为建设“生态通辽”提供决策依据。结果表明:(1)研究区生长季植被覆盖度平均值从2000年的36.26%上升至2019年的49.57%,平均每年增加0.54%;(2)研究区植被NPP平均值从2000年的198.04 gC·m-2增加到2019年的404.54 gC·m-2,平均每年增加8.63 gC·m-2;(3)研究区植被生态质量指数平均值由2000年40.28增加到2019年的70.87,平均每年增加1.25,2019年植被生态质量达到2000年以来最好;(4)研究区生长季植被覆盖度、植被NPP、植被生态质量指数与生长季平均气温呈不显著的负相关,与降水量呈极显著的正相关,表明降水量是研究区植被生态质量显著正向因子。     

近20年河池市植被覆盖度时空演变特征

利用2000—2019年MODIS卫星遥感数据获取的归一化植被指数(NDVI)数据,通过像元线性分解模型、最大值合成法等方法计算河池市植被覆盖度,对河池市植被覆盖度时空变化趋势和特征进行分析。结果表明,近20a河池市植被覆盖度整体呈增加趋势,上升速率为6.84%·(10a)-1,月最大、最小值分别出现在8月、2月,植被覆盖度在夏季最大、冬季最小;2011—2015年和2016—2019年两个时段的植被覆盖度有了明显改善,其中2016—2019年植被覆盖度的较高及其以上等级的面积占比为98.09%;河池市99.4%区域的植被覆盖度变化趋势为正向变化,大化县西部、巴马县南部及环江中西部等区域的年变化趋势率明显高于全市植被覆盖度年变化速率。     

2000—2021年江西省植被生态质量时空分布及其与气候因子的关系

基于卫星遥感数据和气象数据,采用距平分析、趋势分析、相关性分析等方法,分析了2000—2021年江西省植被生态质量时空变化特征,及其与气温、降水、日照等气候因子的关系。结果表明：1） 自2000年以来江西省植被生态质量整体改善明显,植被净初级生产力和生态质量指数呈明显上升趋势,年平均分别增加3.92 gC/m2和0.4,尤其2011年以后植被净初级生产力和生态质量指数处于较高水平,其中2018年最佳。2） 江西省植被生态指标低值区域位于城区周边,以及由长江和江西五大河流域的泥沙沉积形成的、以鄱阳湖为中心的冲积平原,中值区域位于中南部丘陵,高值区域分布于省境边陲山脉。3） 江西省植被生态指标与年降水量、年平均气温呈显著相关关系,与日照时数相关性不显著。与气候因子的相关性呈现地域差异,南部区域受气温影响较为明显,而中部盆地和东北区域受降水量影响更为明显。     

吴起县2000—2013年植被NPP变化特征

利用美国蒙大拿大学运用生物地球化学模式(Biome-BGC)估算出的净初级生产力产品(MOD17A3),研究吴起县2000—2013年植被净初级生产力(net primary productivety,NPP)的变化特征。结果表明:吴起县2000—2013年年均NPP变化范围在156.92~275.37gC·m-2·a-1,平均值为218.27gC·m-2·a-1,14a植被NPP在波动中呈显著增加趋势(P0.01);全县85.93%面积的NPP变化百分率在10%~50%,年均NPP变化百分率-10%的区域主要分布在吴起县县城周边,年均NPP变化百分率为-10%~0%的区域主要分布在吴起县西北部地区铁边城镇及王坬子乡等地,年均NPP变化百分率为0%~10%的区域主要分布在吴起县城以北及以西地区,植被NPP变化百分率50%的区域分布在吴起县南部白豹乡、楼坊坪乡及长官庙乡部分地区。     

我国南水北调东线地区陆地植被NPP变化特征

基于EOS/MODIS（TERRA）卫星遥感资料,讨论中国南水北调东线地区陆地植被年均净初级生产力（NPP）的变化特征。结果表明,2000-2004年该地区的陆地植被年均NPP的变化范围为0～1494 g/(m2·a),5 a平均值为395.06 g/(m2·a)。对不同植被的年均NPP分析表明,常绿阔叶林的NPP最大,草地最小。气温是影响该地区陆地植被NPP变化的主要因素,未来南水北调东线地区地表水资源的减少不会对陆地植被的生长产生明显影响。     

辽宁省净初级生产力时空演变及其对地形因子的响应

植被净初级生产力（NPP）是评估生态环境质量的重要指标之一,为了探明辽宁省生态环境变化,利用MODIS-NDVI数据及CASA模型,对辽宁省2000—2018年NPP进行估算,并在此基础上分析了近19 a辽宁省NPP时空变化特征及其对地形因子的响应。结果表明：2000—2018年辽宁省植被NPP呈波动上升趋势,空间分布特征为东部高西部低;NPP变化趋势率为2.89 gC·m^-2·a^-1,其中,87.4%的地区呈增加趋势,且辽西北地区波动变化最为显著;高程和坡度对NPP变化的影响明显高于坡向;随着高程增加,NPP表现为先增加后平稳的趋势,高程500 m左右出现NPP最大值;随着坡度增加,NPP表现为先增加后略有减小的趋势,坡度35°左右出现NPP最大值;在高程为500 m以上、坡度为15°—35°范围内,NPP值最大。     

三江源国家公园植被覆盖时空变化及其气候驱动因素

基于2000-2019年MODIS NDVI数据,结合气象数据,利用二分像元法、斜率分析法和偏相关分析等方法,分析三江源国家公园近20年植被覆盖时空变化特征及其与气候因子的相关性。结果表明：（1）三江源国家公园植被覆盖面积占公园面积的85.38%,平均覆盖度为42.70%,植被覆盖由西北向东南逐渐增加。西部长江源园区以中低覆盖度植被为主,东部黄河源园区以中高覆盖度植被为主,南部澜沧江源园区以高覆盖度植被为主。（2）2000-2019年三江源国家公园植被覆盖面积和覆盖度均呈增加趋势,植被覆盖面积以227.55 km2·a-1显著增加（P<0.01）,覆盖度增加幅度不明显,其中长江源园区植被覆盖面积和覆盖度均显著增加,黄河源园区植被覆盖面积基本不变,植被覆盖度显著增加,澜沧江源园区植被覆盖面积显著增加,但植被覆盖度基本保持不变。（3）近20年三江源国家公园植被覆盖空间上呈稳定增加趋势,植被覆盖保持不变的区域面积占比31.27%,增加的区域占比56.08%,减少的区域占比12.65%,长江源东部零星地区退化的高寒草甸出现轻度减少,长江源园区西北部地区、黄河源园区北部植被覆盖度增加幅度较...     

6 kaBP中国陆地生态系统净初级生产力的模拟

利用植被与大气相互作用模式（AVIM）模拟了全新世中期（6 kaBP）及现代中国陆地植被净初级生产力（NPP）的大小与分布特征,计算了以上两个时期我国陆地植被NPP的碳总量。结果表明：全新世中期以来气候的变化是影响我国陆地植被NPP变化的主要原因,6 kaBP时期NPP平均值为409 g/（m2·a）, NPP碳总量为3.89 Pg/a,分别比现在高15%和19%。全新世中期至今,我国陆地植被NPP的变化特征与对应时期中国土壤碳储量的变化趋势具有很好的一致性,这表明了利用生态模式模拟长时间尺度下我国陆地植被NPP的变化特征是可行的。     

地震灾区植被综合生态质量变化特征及与气候因子的关系——以5·12汶川地震灾区为例

采用MODIS卫星归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）和植被净初级生产力（Net Primary Productivity,NPP）遥感数据,反演汶川地震重灾区2000~2019年植被综合生态质量指数及其恢复率,并结合气候因子探讨该地区植被恢复的时空差异变化。结果表明:（1）2000~2019年,研究区植被综合生态质量在空间上从东北至西南呈对角式减少特征,东北方向植被综合生态质量区域改善,震中龙门山中段至南段和盆周低山地区受到地震、气候变化等多因子的耦合影响,植被综合生态质量呈现恶化趋势。（2）震后恢复阶段（2011~2019年）,研究区植被综合生态质量改善明显,龙门山中段至南段东侧植被综合生态质量已得到恢复,但并未恢复至灾前最佳水平。（3）地震对平原、中山、耕地、林地和湿地的植被综合生态质量损伤较大,对高山的植被综合生态质量有一定的损伤,但无法判定地震对草地、灌木的植被综合生态质量是否有影响。（4）气候因子对植被综合生态质量恢复率的影响存在一定差异,降水比气温更能促进生态质量的恢复。      

赤水河流域生态环境状况遥感监测分析

利用多源卫星遥感数据,对贵州赤水河流域2021年生态环境状况进行监测,定量评估赤水河流域的生态环境状况。结果表明：1）赤水河流域生态环境状况EI指数为68.15,生态环境状况综合评价为良;2）赤水河流域贵州段的土地利用类型主要以林地和耕地为主,流域监测区内生境质量为I级,生物多样性丰富;3）流域NDVI平均值0.42,植被覆盖度高,固土护坡、水源涵养能力较强;4）流域雨水充沛,河网密布,水网密度高达6.8;5）流域土地坡度起伏大,监测区内中度以上土地侵蚀强度的土地面积约占49%。相比,流域污染负荷指数较低,生态环境治理成效持续显现。     

基于MODIS的我国北方农牧交错带植被生长特征

基于2000—2006年 (2004年缺)6年MODIS每8 d的总生产力资料以及我国农业气象观测站点牧草的物候观测资料, 定量分析了我国北方农牧交错带植被以及牧草生长特征。结果表明:我国北方农牧交错带植被的年均GPP (Gross Primary Productivity, 总初级生产力) 从2000—2006年呈现出波动性的变化特征, 年平均值为234.45 g C · m-2。对该地区植被的GPP与同期气候要素的分析显示, 气温是影响该地区植被生长的主要气候因素, 降水其次。对牧草物候期的GPP分析表明, 不同地区牧草的物候期对应的GPP值不同; 牧草在开花期时GPP最大, 在出苗期和黄枯期时GPP相对较小, 但是同一地区牧草的出苗期和黄枯期GPP值相差不大。     

近55a新疆植被净初级生产力的时空变化

利用大气植被相互作用模型AVIM2分析了时间长度为55 a、空间分辨率为0.05°×0.05°的新疆植被净初级生产力(NPP),分析了气候变化下NPP的时空演变特征,并研究了其与气温和降水量的关系。结果表明,(1)近55 a新疆NPP平均值为92.4 gC·m~(-2),其中1993年最高为107.1 gC·m~(-2);2014年最小为79.0 gC·m~(-2)。近55 a新疆NPP总量的时间动态变化呈缓慢增加趋势,每10 a的递增速率约为1.8 gC·m~(-2)。(2)夏季是NPP最大的季节,其次是秋季,春季列第三位。山区NPP值较平原高。(3)新疆NPP对降水量变化呈显著正相关,气温的变化对NPP的影响不显著,说明降水的增加相对气温的升高,对新疆植被净初级生产力的变化有着更加积极的影响。     

基于EVI的中国最近10 a植被覆盖变化特征分析

通过对2000—2009年增强型植被指数(EVI)数据的分析发现:在过去的10 a里,中国的植被覆盖度明显增加,植被活动在增强。植被覆盖的年变化和季节变化特征如下:(1)10 a来植被覆盖地区的面积呈增加趋势,植被稀少地区的面积呈减少趋势;(2)无论是植被覆盖区还是全国平均,单位面积EVI年平均值都呈增加趋势;(3)在生长季节(夏季、春季)植被活动增加更明显,EVI增加速率按季节排列如下:夏季春季秋季冬季。植被覆盖的空间变化特征显示,尽管总体上中国植被覆盖呈增加趋势,但存在空间异质性。结合同期的温度、降水和森林资源清查数据,从两个方面初步解释了植被覆盖度增加的原因,即:温度的上升和春季降水量的增加;近年来中国开展的大型林业生态建设工程。     

2000年以来中国区域植被变化及其对气候变化的响应

气候是植被变化的主要驱动因子,研究全球增暖背景下中国区域植被变化及其对气候的响应对于国家开展重大生态恢复评估和未来植被保护政策制定具有重要意义。利用2000-2016年MODIS植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)数据集,运用统计分析方法,从平均态、线性趋势、时间序列、相关性等方面系统分析了2000年以来中国区域植被变化及其对气候变化的响应。结果表明:中国区域NDVI在平均态上呈现从东南向西北递减的空间分布,受降水生长季的影响,东部地区植被指数明显较大;我国大部分地区NDVI呈现增加的趋势,其中湿润半湿润地区NDVI增长幅度为0.037·(10a)^-1,而在干旱半干旱地区变化较小[0.013·(10a)^-1]。NDVI的变化与气候驱动因素的相关性存在一定的区域差异,其中:NDVI与气温变化在东南沿海、东北东部以及青藏高原北部等地区呈现出显著正相关,而在青藏高原南部等地区呈现微弱的负相关;除青藏高原、塔里木盆地和东北北部等地区外,NDVI与降水量在全国大多数地区呈正相关。从全国平均来看,温度和降水变化对NDVI的贡献分别为7.5%和9.1%,其中温度对NDVI变化的贡献主要体现在湿润半湿润地区(9.3%),而降水的贡献则在干旱半干旱地区(12.2%)。植被变化对气候要素驱动的响应也呈现出明显的区域差异性,在我国东南沿海、云贵高原东部、四川盆地等南方地区以及黄河中下游、东北东部等部分地区,NDVI变化对气温的敏感性最强;而在中国北方干旱半干旱大部分地区,NDVI变化则是对降水驱动具有很显著的响应特征。总体而言,气温是驱动南方地区植被变化的主导因子,而降水则调控着北方地区植被生长变化。     

西辽河流域归一化植被指数与气象因子相关性分析

为了解西辽河流域归一化植被指数(NDVI)的分布规律、变化趋势及对气候变化的响应,利用2000—2018年西辽河流域11个气象站逐日气象资料和MODIS归一化植被指数数据集,通过线性回归和相关分析,探讨了生长季各月NDVI与气象因子的时滞性,以及气象站周围10 km缓冲区内不同植被类型NDVI与气象因子的相关性。结果表明：西辽河流域年平均气温、最高气温、最低气温和降水量均呈上升趋势。NDVI呈上升趋势,植被有所改善,不同植被类型NDVI均呈增加趋势,耕地增加趋势最快,耕地长势受益于农事活动的完善和增进。NDVI空间分布呈现中间低,四周高特点。生长季各月NDVI与降水量存在明显的滞后性,滞后期为1个月;仅8月NDVI与前1个月平均气温和最高气温存在滞后性。不同植被类型NDVI与平均气温、最高气温的相关性密切。耕地NDVI与气象因子的相关性较好。研究结果可为维护西辽河流域生态系统平衡提供参考。     

基于遥感沿海湿地植被生产力估算研究

植被净第一性生产力是评价地表植被状况的重要指标之一,对分析和评价全球以及区域生态环境、碳循环等变化具有重要作用.植被净第一生产力的研究方法很多,本文主要运用TM影像近红外和红光通道组成的标准化差植被指数（NDVI）,借助CASA模型机理以及气象学方法,建立盐城区域净第一性生产力（NPP）遥感估算模型,并以核心区-丹顶鹤自然保护区湿地为应用案例,分析了核心区2005年间8月份净第一性生产力的变化.分析结果表明,研究区8月份的湿地各种植被NPP分别为：人工芦苇和盐蒿为1184.863266 g/m2,芦苇为1083.435262g/m2,米草为822.766878g/m2.若以NPP为衡量标准,人工芦苇和盐蒿的净第一性生产力最高.     

阅海湿地芦苇NPP遥感估算及其时空变化分析

利用1987—2012年Landsat 5、2013—2017年Landsat 8数据,分析1987—2017年阅海湿地净初级生产力（NPP）时空变化趋势。同时,基于高分数据（GF2）估算2015—2017年4 m分辨率NPP时空变化,与Landsat结果进行对比。结果表明：在各年7—8月的NPP中2002年NPP值最低,为691.11 g·C·m^-2,2003—2007年NPP均值先增大后减小,2008年后芦苇NPP均值趋于平缓;20世纪80—90年代,芦苇广泛分布于阅海湿地湖中心及四周区域,21世纪00—10年代,芦苇集中分布于湖域东北部区域;1987—2017年,阅海湿地芦苇NPP变化区域差异明显。阅海湿地东北部区域呈降低趋势。对比阅海湿地2016—2017年GF2与Landsat反演区域平均NPP,二者并无显著差异,且变化趋势也一致。     

春季陆面植被对长江流域夏季降水可预报性的影响分析

利用美国全球监测与模型研究中心(GIMMS)1982—2006年逐月归一化植被指数(NDVI)、美国国家海洋和大气局(NOAA)1854—2008年海温资料以及中国国家气候中心(NCC)1951—2006年160站月降水资料,通过旋转经验正交函数分解(REOF)和相关分析获得了长江流域夏季降水预报序列和植被、海温预报因子集。基于最优子集回归方法(OSR),并借助交叉验证(CV)以及空间重建等手段,构建了单独以前期春季海温为预报因子和同时引入前期春季海温与归一化植被指数为因子的两类预报模型,对比分析引入陆面植被因子前后长江流域夏季降水预报效果改善状况,评估春季陆面植被对长江流域夏季降水可预报性的影响及预报效果的稳健性。结果表明:(1)相对于海温因子,春季陆面植被因子对长江流域夏季降水预报具有同样重要性,引入春季归一化植被指数后,长江流域夏季降水预报得到明显改善,相关系数平均由0.49提升到0.66,提高0.17左右,模型解释方差提升平均60%左右,其中单纯海温因子预报效果较差的汉江—淮河地区和淮河流域地区,相关系数更是提高了0.20—0.30,模型解释方差提升1倍左右;(2)交叉验证预报表明,相对于仅考虑海温因子模拟情形,交叉预报相关系数下降较多,模型稳健性较低,引入归一化植被指数后,长江流域夏季降水预报稳健性得到明显提升,长江中下游及其以南的长江三角洲地区、洞庭湖—鄱阳湖地区改善尤为明显;(3)长江流域降水可预报性存在明显的区域差异,嘉陵江流域地区、汉江—洞庭湖地区预报效果最好,汉江—淮河地区、淮河流域地区、长江三角洲地区预报效果最差,但引入归一化植被指数后预报效果提高最明显,而洞庭湖—鄱阳湖地区虽然模拟效果较好,但预报稳健性较低,交叉验证相关系数降幅达到0.27,这也从侧面说明了长江流域夏季降水分区预报的重要性。