阜康绿洲生态系统生物量空间格局分析

 利用阜康绿洲平原地区于2003年8月,在野外实测的53个样方植物的生物量干重数据与同期陆地卫星MODIS影像的第1,2通道250 m遥感数据,通过分析植被指数NDVI与绿洲植被生物量的相关关系,进而建立该遥感植被指数与植被生物量的一元线性和非线性回归模型。研究表明:植被指数NDVI与绿洲生态系统植被生物量之间存在较好的相关性;所建遥感植被指数与绿洲植被生物量的回归模型中,三次方程为所得到的非线性回归模型中最适合用于阜康绿洲生态系统植物生物量和生长的监测;并利用该模型进行分析同年4~9月研究区内植物生物量的时空间分布,并得出阜康绿洲生态系统植物生物量的时空分布特征。总体格局是:绿洲内部农业生态系统的生物量时空特征变化是十分的明显,生物量的增长从5月底至8月;且于7月、8月生物量达到旺盛时期;随后开始呈下降趋势;荒漠植物群落生物量时空特征有一定程度的变化但表现不明显,且荒漠植物生物量的变化在时空上是非同步性。这都是由于在整个生长季节内不同植物群落的生长发育表现不同的时间,和荒漠植物在时间上表现出不同物候导致的。同时分析了绿洲生态系统植物生物量的时空分布特征及相关影响生物量的多种因素。     

不同辐射校正水平下植被指数特征对比分析

基于不同辐射校正水平的遥感数据,分别利用遥感影像的灰度值(DN)、表观反射率(TOA)与地表反射率(Surface)提取研究区NDVI,采用定量遥感和回归分析方法从空间和时间两个方面对不同辐射水平下提取的NDVI变化特征进行了详细的对比分析,定量评价了大气对于提取的植被指数的影响。结果表明:在空间特征上,根据灰度值、表观反射率与地表反射率提取的NDVI基本都可以用来反映植被信息变化特征,相应的NDVI值呈逐渐增加趋势;根据地表反射率反演的NDVI曲线差异明显。在时间特征上,NDVI整体呈现显著上升的趋势,其中基于地表反射率的NDVI与年际之间线性关系最好,且NDVI最高。     

2000—2014年甘肃省NDVI时空变化特征

基于甘肃省2000—2014年MODIS-NDVI遥感数据及气象数据,采用趋势分析法及相关分析法,对甘肃省归一化植被指数(NDVI)的时空变化特征进行研究,探讨了植被变化对区域气候变化的响应。结果表明:近15年,生长季及春、夏、秋季NDVI均呈增加趋势。区域尺度上,夏季NDVI增加趋势最显著,增速为0.071/10a(P<0.01);像元尺度上,生长季NDVI呈增加趋势的面积最大,呈极显著增加(P<0.01)和显著增加(0.01相似文献   

塔里木河中游绿洲盐漠带典型盐生植物光谱指数分析

盐生植物对于维持干旱区绿洲生态系统平衡起着核心作用。该文以渭干河-库车河三角洲绿洲盐漠带典型盐生植物为研究对象,利用Field Spec Pro FR便携式地物波谱仪,对2010年10月盐生植物的野外光谱数据进行采集并取相应土样。首先,采用光谱学分析方法分析光谱特征变化,并对土壤理化特性(含盐量、TDS、电导率、pH值)进行室内测定分析,获得盐生植物光谱特征数据和土壤理化特性数据。其次,利用实测光谱数据对盐生植物高光谱植被指数NDVI705、VOG1、ARI1和CRI1进行反演,用高光谱影像和TM影像分别对VOG1和NDVI705进行反演,并与土壤理化特性进行相关性分析。研究表明:高光谱植被指数NDVI705、VOG1、ARI1与土壤理化特性之间相关性均较低(0.266R0.449),但CRI1与含盐量、TDS的相关性较高(R=0.668);用高光谱影像反演的VOG1与电导率的相关性较高(R=0.536),用TM影像反演的NDVI705与TDS相关性较高(R=0.695)。通过精度验证,发现高光谱反演数据(VOG1)比TM反演数据(NDVI705)精确,说明遥感数据空间分辨率的不同影响了反演植被光谱指数的精度。该研究不仅可为干旱地区盐生植物的遥感识别奠定基础,而且对维持绿洲生态系统稳定提供一定的科学依据。     

近24年气温、降水对吉林省植被变化的影响

根据主要生态系统和植被类型,将吉林省分为半耕半牧区、农耕区和森林区3个研究区域.利用1982-2005年24 a的卫星遥感植被指数NDVI数据和同期气象站的气温、降水量观测数据,对吉林省的NDVI与气温、降水量进行了相关分析,探讨24 a来3个研究区域气候变化对植被的影响,分析气象因子对植被变化的驱动效应,研究植被变化的年代差异.结果表明①吉林省气温、降水量的年变异系数区域差异明显,半耕半牧区的年变异系数显著地大于森林区和农耕区;②森林区气温是影响NDVI变化的主要驱动因子,半耕半牧区NDVI变化对降水量更敏感,农耕区气温和降水量对NDVI变化的影响作用基本相同;③NDVI变化对降水量变化存在时滞,半耕半牧区最敏感,其次为农耕区、森林区,时间滞后大约为10 d;④24 a来3个区域植被覆盖都发生了不同程度的变化,半耕半牧区受气候变化影响显著,植被变异最大;⑤3个区域NDVI的年累计值均呈上升的变化趋势,无论是生长季的长度还是生长季的植物生物量((NDVI值的大小),20世纪90年代比80年代增长显著,主要表现为生长季春季提前和秋季推迟和植物生物量的增加,而2000-2005年的NDVI值较20世纪90年代仍有增加,但趋势减缓,只有森林区的生长季植物生物量在2000-2005年仍有明显增加.     

基于GIMMS 3g NDVI的近30年中国北部植被生长季始期变化研究

基于全球库存建模与绘图研究第三代归一化差值植被指数（GIMMS 3g NDVI）、土地利用和气温降水数据,利用NDVI时间序列谐波分析法(HANTS)重构了中国北部地区原始植被NDVI,用一元六次多项式拟合了植被生长曲线并结合逐像元动态阈值法提取了中国北部地区1983~2012年植被生长季始期并分析了其时空变化及对气温和降水的响应情况。结果表明：①GIMMS 3g NDVI具有较长的时序特征和较好的数据质量,经HANTS时间序列谐波分析后能很好的表现植被生长季曲线特征,可用于后续植被生长季的研究。② 北部地区生长季始期均值主要集中分布在80~150βd之间,全区30βa平均为111.6βd,东北平原、华北平原、河套平原、新疆天山和阿尔泰地区生长季始期早于其它区域。③ 研究时段内北部地区生长季始期总体上呈提前趋势（R²=0.19）,空间上由西北向东北逐渐推移,明显提前的区域主要分布在内蒙古中东部、东北平原、陕西南部和新疆天山的部分地区,明显推迟的区域主要分布在青藏高原高寒地区。④ 因植被类型的不同和区域的差异,生长季始期对气温和降水的响应程度不同,春季气温是影响生长季始期变化的主要自然因素。     

藏西南高原植被覆盖时空变化及其与气候因素和人类活动的关系

研究基于MODIS-NDVI数据和气象数据,利用趋势分析、相关分析及残差分析等方法,分析了2000―2020年藏西南高原植被NDVI在不同时段的时空变化特征及气候因素和人类活动对植被NDVI的影响,结果表明：近20 a来藏西南高原植被NDVI呈增加趋势,不同时段植被NDVI增长速率存在显著差异,主要表现为秋季>生长季>夏季>全年>春季>冬季;不同时段植被NDVI的分布格局虽存在差异,但高原东部植被覆盖度明显高于西部地区;高原大部分区域植被状态基本稳定,局部明显改善,部分区域有所退化;年际尺度上,气温和降水的增加导致植被NDVI升高,季节尺度上,春季、秋季和冬季气温升高导致植被NDVI升高,降水的增加导致植被NDVI下降,夏季和生长季气温升高导致植被NDVI下降,降水升高导致植被NDVI增加;人类活动对高原大部分区域呈正面影响,局部地区呈负面影响,集中分布在半农半牧和纯牧业县区。     

陕西MODIS/NDVI的区域分布和季节变化

利用MODIS数据研究植被指数的时空变化特征,可以较详细地反映不同类型植被在其生长周期内的长势情况,以及各类植被生长状况在空间上的过渡和差异性。利用2004年全年的MODIS资料,采用NDVI多时相最大值合成法（MVC）,生成了一年的月合成NDVI数据集产品,分析表明：①陕西MODIS/NDVI年平均值为0.39,变化范围在-0.54～0.85之间。NDVI的年内频率分布只有在冬季（1月）呈现单峰型,其他季节均表现为双峰型。②冬季陕西NDVI的分布南北差异较小;春季延安以北和延安以南差异明显;夏季和秋季NDVI 值的分布体现了陕北北部长城沿线风沙区、黄土高原丘陵沟壑区稀疏植被、陕北南部子午岭和黄龙山林区森林植被、关中农田植被、秦巴山地森林植被和农田植被以及它们的地表差异特征。③不同植被类型的NDVI季节变化差别显著,这种NDVI时间序列曲线如实地反映了各种类型植被的生长规律,并能区分它们在生长规律上的细微差别,这又为植被区划、农作物种植面积的遥感监测提供了理论和实践基础。     

基于生态分区的内蒙古地区植被覆盖变化及其影响因素研究

基于GIMMS数据和MODIS数据反演1982~2011年内蒙古生长季NDVI,分析内蒙古不同生态区内NDVI变化时空特征,探讨自然和人为因素对NDVI的影响。结果表明:30 a来内蒙古生长季平均NDVI整体呈增加趋势,分布在呼伦贝尔、锡林郭勒典型草原的部分地区NDVI有下降趋势。大部分地区NDVI与年降水量呈显著相关,与温度的相关性不显著;近30 a人类活动对植被NDVI的影响程度逐渐增强,其中人类活动在西辽河平原、大兴安岭南端草原区以及华北山地落叶阔叶林区促进植被生长,在内蒙古东北部草原区抑制植被生长。     

锡林郭勒草原植被生长对降水响应的滞后性研究

植被生长对气候因子变化的响应一直是全球气候变化研究的热点.NDVI作为植被生长的有效指示因子广泛的应用在植被遥感中.多数滞后性响应的研究基于月尺度或季节尺度的NDVI,容易夸大或缩小滞后效应,不利于滞后时间的确定.为了揭示降水对草原植被生长的有效作用尺度,本研究以2001年至2007年MODIS反射率数据和气象站点的降水为数据源,分析了时间间隔8天的内蒙古锡林郭勒盟草原生长季NDVI的变化特征以及NDVI与不同尺度的累积降水的相关关系.结果表明,年内生长期草原的NDVI变化呈单峰型,荒漠草原的NDVI变化没有草甸草原和典型草原明显.草原生长对降水存在明显的滞后,一般在50～60天,不同类型的草原滞后时间不同,但均无明显差异.同时,分析指出4～9月草原植被在不同时间段对降水响应的滞后时间分别为64、80、40、40、56和64天,特别是6月和7月份草原植被生长对降水变化的响应最为敏感.这为NDVI预测干旱提供参考.     

鄱阳湖区2004-2010年水稻种植制度时空变化(英文)

Rice cropping systems not only characterize comprehensive utilization intensity of agricultural resources but also serve as the basis to enhance the provision services of agro-ecosystems.Yet,it is always affected by external factors,like agricultural policies.Since 2004,seven consecutive No.1 Central Documents issued by the Central Government have focused on agricultural development in China.So far,few studies have investigated the ef-fects of these policies on the rice cropping systems.In this study,based upon the long-term field survey information on paddy rice fields,we proposed a method to discriminate the rice cropping systems with Landsat data and quantified the spatial variations of rice cropping systems in the Poyang Lake Region(PLR),China.The results revealed that:(1) from 2004 to 2010,the decrement of paddy rice field was 46.76 km2 due to the land use change.(2) The temporal dynamics of NDVI derived from Landsat historical images could well characterize the temporal development of paddy rice fields.NDVI curves of single cropping rice fields showed one peak,while NDVI curves of double cropping rice fields displayed two peaks an-nually.NDVI of fallow field fluctuated between 0.15 and 0.40.NDVI of the flooded field during the transplanting period was relatively low,about 0.20±0.05,while NDVI during the period of panicle initiation to heading reached the highest level(above 0.80).Then,several temporal windows were determined based upon the NDVI variations of different rice cropping systems.(3) With the spatial pattern of paddy rice field and the NDVI threshold within optimum tem-poral windows,the spatial variation of rice cropping systems was very obvious,with an in-creased multiple cropping index of rice about 20.2% from 2004 to 2010.The result indicates that agricultural policies have greatly enhanced the food provision services in the PLR,China.     

1981-2010年气候变化和人类活动对内蒙古地区植被动态影响的定量研究

基于GIMMS NDVI以及MODIS NDVI数据,分析内蒙古地区1981-2010年的植被变化趋势,并结合气候、社会经济数据,以旗县为单位定量分析气候变化和人类活动对植被变化的影响,结果表明：①1981-2010年间,内蒙古地区植被变化具有典型的空间异质性,其中植被显著增加区域主要集中在西南部的阿拉善盟、鄂尔多斯市以及东部通辽市等地区,显著减少区域主要集中在北部的锡林郭勒盟以及东北部的呼伦贝尔市的部分地区;②对于植被显著增加区域,人类活动作用的影响面积最大,其次为气候因素,气候与人类活动的耦合作用也对植被增加有一定显著影响;内蒙古西部降雨量的增加、围封禁牧政策的实施以及农作物播种面积的增加为驱动植被增加的主要因素;③对于植被显著减少区域,人类活动的作用略大于气候因素;内蒙古中东部地区降雨减少以及近10年来部分旗县风速的增加是导致植被显著减少的重要气候因素;虽然人工造林、农作物播种面积会增加局部植被盖度,但在县域尺度不足以抵消干旱对植被生长的不利影响,反而会导致区域植被退化。     

近10 年陕甘宁黄土高原区植被覆盖时空变化特征

基于2000-2009 年MODIS-NDVI 植被覆盖指数, 采用线性趋势分析、Hurst 指数和偏相关系数等数理分析方法, 对陕甘宁地区“退耕还林还草”实施10a 来植被覆盖时空变化特征、影响因素及其未来变化趋势进行分析。结果表明:① 2000-2009 年陕甘宁地区植被覆盖呈现明显增加趋势0.032/10a, 远快于三北防护林工程区1982-2006 年植被覆盖平均增速0.007/10a;② 陕甘宁地区植被恢复具有阶段性, 整体呈“S”型增长, 具有两次明显的植被高恢复期;③ 陕甘宁地区植被恢复以轻微改善为主, 中度改善次之, 呈退化趋势区域比重较小(2.38%), 零星分布于宁南八县、定边东部、甘肃陇东的环县和镇原;④ 陕甘宁地区植被覆盖度逐年提高、生态环境持续改善是人类活动和气候变化共同驱动, 其中人类经济活动作用明显;⑤ 陕甘宁地区植被恢复具有一定的持续性, 未来大部分区域将持续改善, 退化区集中分布于陕北中东部、“彭阳-镇原”南部以及盐池北部。     

1981-2015年新疆生产建设兵团植被生长变化特征

新疆生产建设兵团的农垦事业为新疆的经济发展和社会稳定做出了重大贡献,研究其植被生长变化特征对于评价当地农垦发展和生态环境状况具有重要意义。采用1981-2015年GIMMS-NDVI和MODIS-NDVI数据对新疆生产建设兵团植被生长时空状况进行了研究,结果显示：（1）兵团植被在年内生长变化方面与气温变化趋势相一致;年际变化方面,NDVI在2007、2008、2010、2012年和2013年相对较高,1982-1986年和1989年相对较低;年代际变化方面,植被生长在20世纪80年代相对较差、90年代次之、2000-2009年相对较好、2010-2015年最好。（2）空间格局差异方面,植被生长状况呈变差趋势的面积占总面积的37.69%,主要分布在各团场驻地建筑区,植被生长状况趋于改善的面积占总面积的62.31%,主要分布在团场驻地周边地区;兵团植被生长状况以轻度、中度和特重度波动改善为主,分别占总面积的17.29%、15.55%和12.35%,重度和特重度波动退化面积最小,仅占总面积的5.12%和2.11%。     

30年来呼伦贝尔地区草地植被对气候变化的响应(英文)

Global warming has led to significant vegetation changes especially in the past 20 years. Hulun Buir Grassland in Inner Mongolia, one of the world’s three prairies, is undergoing a process of prominent warming and drying. It is essential to investigate the effects of climatic change (temperature and precipitation) on vegetation dynamics for a better understanding of climatic change. NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), reflecting characteristics of plant growth, vegetation coverage and biomass, is...     

30年来呼伦贝尔地区草地植被对气候变化的响应(英文)

Global warming has led to significant vegetation changes especially in the past 20 years. Hulun Buir Grassland in Inner Mongolia, one of the world’s three prairies, is undergoing a process of prominent warming and drying. It is essential to investigate the effects of climatic change (temperature and precipitation) on vegetation dynamics for a better understanding of climatic change. NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), reflecting characteristics of plant growth, vegetation coverage and biomass, is used as an indicator to monitor vegetation changes. GIMMS NDVI from 1981 to 2006 and MODIS NDVI from 2000 to 2009 were adopted and integrated in this study to extract the time series characteristics of vegetation changes in Hulun Buir Grassland. The responses of vegetation coverage to climatic change on the yearly, seasonal and monthly scales were analyzed combined with temperature and precipitation data of seven meteorological sites. In the past 30 years, vegetation coverage was more correlated with climatic factors, and the correlations were dependent on the time scales. On an inter-annual scale, vegetation change was better correlated with precipitation, suggesting that rainfall was the main factor for driving vegetation changes. On a seasonal-interannual scale, correlations between vegetation coverage change and climatic factors showed that the sensitivity of vegetation growth to the aqueous and thermal condition changes was different in different seasons. The sensitivity of vegetation growth to temperature in summers was higher than in the other seasons, while its sensitivity to rainfall in both summers and autumns was higher, especially in summers. On a monthly-interannual scale, correlations between vegetation coverage change and climatic factors during growth seasons showed that the response of vegetation changes to temperature in both April and May was stronger. This indicates that the temperature effect occurs in the early stage of vegetation growth. Correlations between vegetation growth and precipitation of the month before the current month, were better from May to August, showing a hysteresis response of vegetation growth to rainfall. Grasses get green and begin to grow in April, and the impacts of temperature on grass growth are obvious. The increase of NDVI in April may be due to climatic warming that leads to an advanced growth season. In summary, relationships between monthly-interannual variations of vegetation coverage and climatic factors represent the temporal rhythm controls of temperature and precipitation on grass growth largely.     

MODIS-NDVI时序数据分析方法研究——以塔里木河下游第七次秋季输水为例

采用季节指数方法对MODIS-NDVI数据进行时序分析,以塔里木河下游为试验区开展生态环境遥感监测应用研究,对塔河下游2005年第秋季生态输水效应进行定量化评价:与2001年相比,此次输水改善了下游区域总体生态状况,距河道3 km内NDVI平均波动在0.7~0.85左右;而各河段区的生态改善程度因地而异,下游上段NDVI变异函数变程为0.65 km,后段为0.4 km;同时发现输水对植被物候历有16天的滞后作用;另外,输水后16天旱区植被状况最佳,输水后32天下游生态整体改善最为明显。利用NDVI时间序列可以对生态输水效应进行评估,然而NDVI空间变化与输水过程中地下水位抬升变化的相关关系需要进一步研究。     

陕甘宁地区植被恢复对气候变化和人类活动的响应(英文)

The "Grain for Green Project" initiated by the governments since 1999 were the dominant contributors to the vegetation restoration in the agro-pastoral transitional zone of northern China. Climate change and human activities are responsible for the improvement and degradation to a certain degree. In order to monitor the vegetation variations and clarify the causes of rehabilitation in the Shaanxi-Gansu-Ningxia Region, this paper, based on the MODIS-NDVI and climate data during the period of 2000-2009, analyzes the main charac-teristics, spatial-temporal distribution and reasons of vegetation restoration, using methods of linear regression, the Hurst Exponent, standard deviation and other methods. Results are shown as follows. (1) From 2000 to 2009, the NDVI of the study area was improved progres-sively, with a linear tendency being 0.032/10a, faster than the growth of the Three-North Shelter Forest Program (0.007/10a) from 1982 to 2006. (2) The vegetation restoration is characterized by two fast-growing periods, with an "S-shaped" increasing curve. (3) The largest proportion of the contribution to vegetation restoration was observed in the slightly improved area, followed by the moderate and the significantly improved area; the degraded area is distributed sporadically over southern part of Ningxia Hui Autonomous Region as well as eastern Dingbian of Shaanxi province, Huanxian and Zhengyuan of Gansu province. (4) Climate change and human activities are two driving forces in vegetation restoration; more-over anthropogenic factors such as "Grain for Green Project" were the main causes leading to an increasing trend of NDVI on local scale. However, its influencing mechanism remains to be further investigated. (5) The Hurst Exponent of NDVI time series shows that the vegetation restoration was sustainable. It is expected that improvement in vegetation cover will expand to the most parts of the region.     

秦岭陕西段南北坡植被对干湿变化响应敏感性及空间差异

秦岭位于暖温带与亚热带交界处,也是中国南北地理分界线,秦岭南北坡植被对干湿变化响应敏感性,可以折射出暖温带、亚热带地区主要植被类型对干湿变化的响应规律和机制特征,对深入理解不同气候带植被变化规律具有重要意义。本文利用秦岭山地32个气象站点的气象数据和MODIS NDVI时间序列数据集,探讨了2000—2018年秦岭南北坡NDVI和SPEI时空变化特征,揭示了南北坡植被对干湿变化响应敏感性及其空间差异。结果表明：① 2000—2018年秦岭植被覆盖情况整体显著改善,但秦岭南坡NDVI上升幅度和面积占比均高于北坡,南坡植被比北坡改善情况好。秦岭湿润化趋势不显著,但秦岭北坡湿润化速率和面积占比均大于南坡。② 秦岭北坡植被比南坡植被更易受干湿变化影响,秦岭北坡植被对3—6月总体干湿变化最为敏感,南坡植被对3—5月（春季）干湿变化最为敏感。秦岭南北坡植被主要受3~7个月尺度干湿变化影响,对11~12个月尺度的干湿变化响应较弱。③ 秦岭有90.34%的区域NDVI与SPEI呈正相关,大部分地区春季湿润化能促进全年植被生长;随海拔上升,植被对干湿变化响应敏感性先上升再下降,海拔800~1200 m是植被响应最敏感的海拔段,海拔1200~3000 m随海拔上升植被响应敏感性下降;南北坡草丛均是对干湿变化响应最为敏感的植被类型,但秦岭北坡多数植被类型对干湿变化响应比南坡敏感。