不同趋势法的宁夏长时序植被变化分析

宁夏地处黄土高原,植被变化趋势直接影响其生态保护。本文应用2005—2015年的MODIS NDVI月合成产品,并采用最大合成法得到年NDVI数据,分别利用一元线性回归法和Sen+Mann-Kendall法对宁夏11年间植被变化趋势和空间差异进行研究分析。结果表明,在月际变化上,月NDVI均值呈高斯分布,7—9月是植被长势最好的阶段;在年际变化上,2005—2007年NDVI值明显增长,2008—2012年NDVI值呈稳定性增长,2013—2015年NDVI值有下降趋势;在变化趋势上,一元线性回归法与Sen+MannKendall法得到的植被变化趋势基本一致,均表现为北部植被整体改善,但局部城区植被退化较为严重;中部地区轻微改善,局部存在明显改善;南部植被有明显改善且植被改善面积较大;通过差异性分析二者差异性仅为22.95%,且Sen+Mann-Kendall法能更好地监测轻微变化区域,变化趋势更加准确。     

基于MODIS的神东矿区植被动态监测与趋势分析

以神府-东胜矿区(简称神东矿区)为研究对象,利用2000―2015年获取的250 m分辨率MODIS NDVI数据,采用像元二分法提取矿区植被覆盖度(fractional vegetation coverage,FVC)的基础上,利用一元线性回归方法和重标极差分析法分析矿区植被空间格局变化并预测其未来发展趋势。结果表明:16 a来神东矿区的年均植被指数(NDVI)呈上升趋势,增加速率为8.9%/10 a;矿区大部分地区地表植被覆盖得到改善,其中明显改善面积占比为50.43%,分布趋向为矿区东南方向;而退化面积仅为4.90%,分布在乌兰木伦河、窟野河两侧以及西部和北部沟壑区;65.03%的矿区区域Hurst指数值在0.35~0.45之间,具有较弱的反持续性;矿区中部Hurst指数较高,而西部Hurst指数偏低;结合FVC来看,矿区地表植被未来仅有较弱的退化趋势。综合遥感分析结果,神东矿区植被改善的主要原因在于神东矿区对环保的重视和投入的增加,以及科学和高效的生态环境综合防治技术体系的建立与实施。     

利用MODIS NDVI进行淮南矿区植被覆盖度动态监测

为了分析2005—2014年10年间淮南矿区的植被覆盖演化并为矿区生态恢复提供科学参考,基于像元二分模型并利用每16 d周期的MODIS NDVI时间序列产品提取了2005年、2008年、2011年、2014年淮南矿区植被覆盖度,并从时序演化、数量转移和空间演化3个方面分析了植被覆盖的时空演化特征。结果表明:监测时段内年际NDVI均值由2005—2008年呈下降趋势,2008—2015年呈现稳步上升趋势;监测时间内区域平均植被覆盖度分别为0.722 3、0.701 7、0.718 1和0.702 8,平均减幅为2.7%;较高植被覆盖的面积是区域内主导植被覆盖,占整个研究区面积的50%,中、低和无植被覆盖面积在监测时间内保持稳定且面积均不足200 km2,表明植被覆盖状况总体良好;植被覆盖等级转化主要以高覆盖和较高覆盖之间的转化为主,稳定是植被覆盖的主要演化状态,而植被的轻度退化与交替演变趋势明显。     

京津冀地区植被覆盖度时空演变特征分析

利用MODIS EVI遥感数据,采用AG滤波法(Asymmetric Gaussians)和像元二分模型来实现对2001-2015年京津冀EVI数据的重建和植被覆盖度的估算,在此基础上运用线性回归分析等方法,从时空两个维度分析了2001-2015年京津冀植被覆盖的演变趋势。研究结果表明:(1)2001-2015年京津冀地区植被覆盖度年际变化呈不显著增长,2003-2004年植被生态环境退化明显。(2)京津冀城市群植被覆盖度差异明显,大多数城市植被覆盖度处于稳定波动中,张家口市植被覆盖度呈波动上升。(3)2001-2015年京津冀植被覆盖度超过95%区域有所变化,呈增长趋势的区域占研究区面积的56.36%。显著变化区域中,中度改善区域占比例最高,达到28.18%;严重退化区域占比最小,仅为3.25%。     

近20年来新疆阿勒泰地区植被动态变化及其对气候与地形的响应

植被在生态环境监测中有着极其重要的意义,探讨植被覆盖变化可为区域生态环境保护工作提供重要参考。利用多源遥感长时间序列数据、分离趋势和季节项的突变点方法像元突变监测、地形位分析及地统计等方法,对新疆阿勒泰地区2000—2019年间植被覆盖动态进行遥感变化监测。实验结果表明：（1）研究期间,2003—2009年植被突变像元数逐年增多,2009年以后突变像元数逐渐减少,同时在监测出的7类植被像元突变趋势类型中,由退化后转变为增长类的像元突变数最多,干扰退化和持续退化类较少;（2）多源数据植被覆被年际变化曲线显示,植被覆盖动态变化出现先减少后增加的趋势,其中,2000—2008年时段总体呈现退化趋势,2008—2019年时段呈现明显改善趋势,且退化大于改善;（3）高程大于900 m、坡度大于15°的东坡（北转东和南转东）为植被覆盖变化退化类型的优势地形位,约占62.4%,研究区植被覆盖改善并不明显,需继续加大研究区生态环境保护。     

MODIS NDVI和AVHRR NDVI 对草原植被变化监测差异

以草地作为研究载体,对比分析草原植被AVHRR NDVI和MODIS NDVI两种NDVI序列的年内、年际变化特征,讨论两种NDVI序列对降水量、平均气温和水汽压3种气候因子的响应差异,为合理选择NDVI序列对植被进行监测研究提供参考。结果表明：(1)两种NDVI序列所反映的草原植被年内变化趋势相似,但MODIS NDVI对各类草原的区分度优于AVHRR NDVI;(2)两种NDVI序列所反映的2000年—2003年草原植被年际变化差异明显。较之于MODIS NDVI,AVHRR NDVI变化趋势分类图表现出更强的植被改善趋势,植被改善面积在AVHRR NDVI变化趋势分类图中占94.25%,在MODIS NDVI中为83.33%;两种NDVI变化趋势分类图反映的植被变化趋势吻合度为52.88%。(3)两种NDVI序列与水汽压、降水量相关性差异显著。MODIS NDVI与各站点平均气温的相关系数均大于GIMMS NDVI;而MODIS NDVI与水汽压的相关系数83%(10个站点)小于GIMMS NDVI,与降水量的相关系数67%(8个站点)小于GIMMS NDVI。     

毛乌素沙地植被覆盖变化的遥感分析

为了防止毛乌素沙地沙漠化、改善生态环境质量,近10年国家在该区域实施了一系列生态环境建设工程。这些工程的主要目标就是恢复退化植被,提高植被覆盖率。本研究基于2000年、2005年、2010年三期的Landsat数据,利用eCognition软件中面向对象分类技术和地理信息系统的叠加分析功能,分析了2000~2010年间毛乌素沙地植被覆盖变化情况。同时,通过MODIS-NDVI数据计算分析了植被覆盖度的变化趋势。研究得出:1)该区域草地大幅度增加,尤其是2005年到2010年之间,增加更加明显;林地基本稳定;旱地由于退耕还林等政策有所减少;2)近10年来毛乌素沙地植被覆盖度呈逐步增加趋势,西北部和东南部增加尤为明显。产生上述变化的自然因素和人为因素的贡献率需要进一步研究。     

陕西省1998～2008年植被覆盖度的时空变化研究

以1998-04～2008-07的372景逐旬SPOT4VEGETATION数据(S10)为主要数据源,利用MVC法、一元线性回归趋势分析法和差值法,分析1998～2007年陕西省年最大化NDVI的变化趋势,并对年最大化NDVI和月最大化NDVI的年际变化规律和陕西省植被覆盖度动态变化及其空间分布规律进行分析。结果表明,1998～2008年间,年最大化NDVI整体呈变好的趋势,但是月最大化NDVI的年际变化趋势在不同月份存在很大的差异;年最大化NDVI和月最大化NDVI在每相邻2a间的变化均存在很大差异,植被退化与改善波动出现;1998～2008年陕西各地区植被覆盖度变化是很明显的,一般8、9月份植被覆盖度最高。从空间分布上看,陕北北部地区(榆林市的东南部和延安市北部地区)植被覆盖度显著增加,宝鸡市中南部、西安市、商洛和安康部分地区植被改善也较明显。     

阜新地区植被覆盖度变化提取及分析

植被覆盖度是反应地区生态环境的重要指标,利用1995,2007年的两期TM遥感数据,以归一化植被指数(NDVI)像元二分法为植被覆盖度估算模型,计算阜新地区不同时期的植被覆盖度并得出阜新地区植被覆盖度等级图以及阜新地区植被覆盖度变化等级图。得出如下结论:1995年到2007年阜新地区植被覆盖度退化面积为64.817%,好转面积为6.547%,基本无变化区域为28.636%,阜新地区植被覆盖度退化严重。     

京津冀平原区植被覆盖变化及地下水开采对其影响分析

使用京津冀平原区2000—2019 MODIS NDVI数据,采用像元二分模型、线性回归分析、趋势分析等方法,估算分析近20年京津冀平原区植被覆盖度的时空变化趋势,结合地下水开采数据,分析地下水开采对其的影响.研究结果表明:近20年京津冀平原区植被覆盖度呈不显著下降趋势,下降速度为0.017/10 a;京津冀平原区植被覆盖度变化趋势主要为轻微改善和轻微退化,两者占比69.97％,严重退化区占比11.94％,邯郸市和邢台市植被覆盖度退化尤为严重,植被覆盖度明显改善占比为5.34％,改善的地区主要分布在沧州、衡水、天津的一些小区县;京津冀平原区地下水不同开采程度区域的植被覆盖度并未表现出明显差异性变化,地下水开采对植被覆盖度影响不显著.     

海南岛植被覆盖变化驱动因子及相对作用评价

为了解海南岛植被覆盖变化影响因子,利用MODIS归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)数据,采用残差分析法、趋势分析法和相对作用分析法对海南岛2001—2015年间植被覆盖变化特征进行研究,定量分析了气候变化和人类活动对海南岛植被覆盖变化的贡献。研究表明,2001—2015年间,海南岛植被总体呈现增加趋势,其增长速率为0.024/10 a,植被覆盖增加区域占全岛的77.77%,植被退化区域所占比例仅为22. 23%。在植被改善区域,气候变化和人类活动的相对作用分别为31.04%和68.96%,其中相对作用大于50%的区域(即以人类活动为主)占整个植被改善区域的80.79%;植被退化区域,气候变化和人类活动的相对作用分别为35.03%和64.97%,其中相对作用大于50%的区域(即以人类活动为主)占整个植被退化区域的75. 59%。整体来看,气候变化对海南岛植被生长有促进作用,人类活动对海南岛地区植被的建设作用大于破坏作用。     

澜沧江流域2000-2017年植被NDVI时空特征及其对气候因子的响应

基于MODIS-NDVI数据分析澜沧江流域生长季植被NDVI时空特征和变化趋势,结合地形数据、气象站点数据和植被类型数据,利用趋势分析和相关性分析法研究植被NDVI变化对气候因子的响应。结果表明:1)2000-2017年澜沧江流域生长季植被NDVI均值为0.592,整体呈现出由西北向东南波动增加趋势,增长速率为0.09%/10年;2) 2000-2017年澜沧江流域气温呈上升趋势,降水呈下降趋势,植被NDVII总体与平均气温的相关性高于累积降水量;3)澜沧江流域生长季植被NDVI驱动因子分析表明,气候驱动中以气温降水联合驱动为主,流域植被NDVI变化整体为非气候驱动。     

山东省植被覆盖度变化与气候因子相关性分析

为分析山东省植被覆盖度变化及其与降水量、温度等气候因子变化的相关性,该文采用2005—2015年的NDVI、降水量和温度数据,利用重心模型和相关系数法,进行了植被覆盖度与降水、温度的月动态变化和季度动态变化分析。研究结果显示,在2005—2015年的10年间,山东省植被覆盖度在整体上呈现增长趋势,植被覆盖度与气候因子无论是在月动态变化还是季动态变化都表现出不同程度的正相关性,植被NDVI的季度走向与降水和温度的季动态变化趋势几乎一致,并且温度对植被生长的影响大于降水对植被生长的影响。研究验证了植被覆盖度的变化与气候因子的变化有一定的关系。     

NDVI与气候因子关系在不同时间尺度上的结果差异

植被指数是反映地表植被覆盖状况的重要参数,分析气候因子与植被指数间的相互关系有助于揭示气候变化对植被的影响,然而当前研究有两种分析植被指数与气候因子关系的方法,分别为分析植被指数与生长季内和生长季间气候因子的关系,然而这两种法差异如何,何种方法更为合适需要进一步分析。利用2000年—2009年生长季的MODIS的归一化植被指数NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)数据集和藏北那曲地区3个气象站逐月气象资料(月平均气温、≥0℃活动积温和月降水量),分析比较了生长季内和生长季间气候因子对植被生长影响的差异,并分析了两种方法的优劣。结果表明:(1)生长季内植被NDVI与同期气温和降水量均呈高度正相关,生长季内时滞时间尺度为1个月时,植被NDVI对月平均气温及降水响应均最为强烈。(2)生长季间NDVI与同期降水量相关性并不明显,气候因子的滞后效应在生长季间也较弱。(3)生长季内和生长季间植被NDVI与气候因子的关系所得出的结论有一定差异性,可能是因为两方面的原因:生长季内植被NDVI与水热因子的高相关性与中国季风季候造成的高温多雨出现在夏季有关,而生长季内高水热条件与高植被指数对应的多年重复必然造伪的高相关系数,但这种相关性不一定能真实反映植被与水热条件的关系,而生长季间水热等气候因子与植被指数年际变化相关性分析不存在水热与高植被指数同期问题,更能真实反映气候因子年际变化对植被的影响。     

沙地分类植被覆盖动态及其驱动力分析

针对鄂尔多斯受荒漠化影响较为严重,结合生态保护工程在本地区实施状况,该文以2001—2013年的MODIS NDVI数据和中国1∶100 000沙地分布数据集,结合线性趋势分析与相关性分析等方法,对鄂尔多斯地区各沙地类型植被恢复有效性进行了评估和比较,并从气候变化和人类活动方面初步分析植被变化原因。结果表明:在研究时段,鄂尔多斯地区生长季植被覆盖总体呈改善趋势,不同沙地类型植被覆盖也都呈增加趋势,且呈增加趋势的植被覆盖面积远大于呈减少趋势的植被覆盖面积。鄂尔多斯地区植被覆盖变化是人类活动和气候要素综合作用的结果。降水量是影响植被变化的主要因素,日益剧烈的人类活动也是影响植被变化的重要原因。     

太湖水生植被NDVI的时空变化特征分析

为了明确太湖不同生态区水生植被长势的变化规律及其影响因子,利用MODIS传感器提供的NDVI数据,分析了太湖2000年—2015年NDVI的时间及空间变化特征。结果表明:太湖水生植被NDVI存在明显的季节变化和年际变化,NDVI每年最小值出现在冬季,最大值出现在植被生长旺盛的8月或9月,其值可达0.35;太湖全湖NDVI多年平均值为0.1,最大值为0.14,出现在2007年。太湖NDVI的空间差异可将太湖划分为不同的植被类型区,太湖西北部(竺山湾和梅梁湾)NDVI最大值可达0.2,植被类型主要以浮游藻类为主,东太湖区域最大值超过0.6,主要以沉水植被为主;太湖不同区域植被动态特征对气象因子的响应也不尽相同,沉水植物生长与平均气温有显著的正相关关系,而浮游植物区的生长状况受平均风速影响较大。     

河北坝上地区植被覆盖变化遥感时空分析

基于MODIS数据,采用基于像元尺度的趋势分析和稳定性分析方法,深入分析了河北坝上地区近13 a的植被变化特征。研究表明:空间分布上,坝上全区地表植被覆盖从西向东依次渐好,各分区域的季节变化特征具有明显的差异性;时间上,近13 a以来坝上大部分地区植被覆盖有改善的趋势,其中得到改善的区域占坝上总面积的51.35%,基本不变的区域占25.68%;同时,因坝上地区生态环境比较脆弱,植被生长易受自然和人为因素的干扰,植被覆盖在时间序列上的稳定性较差,坝上全区每年的NDVI最大值合成数据的变异系数Cv平均值达到14.85%,Cv10%的区域仅占坝上总面积的15.3%。     

基于EOS/MODIS若尔盖高原地区湿地信息提取及变化监测

以若尔盖高原地区为研究区,利用多时相中分辨率成像光谱仪MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)遥感影像数据,采用基于归一化植被指数(NDVI)的时间序列谐波分析方法,对2001~2013年夏季的MODIS/NDVI和MODIS/EVI进行重构,去除云干扰,采用决策树分类方法获取若尔盖高原地区2001~2013年夏季湿地信息的分布数据并作统计。结果表明:基于EOS/MODIS遥感数据,采用决策树分类方法获取若尔盖高原地区的湿地信息数据是可行的;若尔盖高原地区的湿地面积是随年际的变化呈锐减趋势,若尔盖高原地区湿地的退化主要是受到近年来气候暖干化的影响,人类活动则加剧了湿地萎缩及退化的趋势。     

MODIS NDVI时序数据支持下的湖南省植被变化及其驱动因素分析

本文基于MODIS NDVI时问序列数据集,运用Sen+Mann-Kendall趋势检验、Hurst指数和相关分析等方法,对湖南省2000—2018年植被的时空变化特征、演化趋势可持续性及其与气候因子的相关性进行了研究.结果表明:①湖南省植被覆盖整体较高,并具有明显的季节变化特征;研究区植被与气温的相关性要强于降水.②近19年湖南省植被NDVI整体呈上升态势,增速为8.6％/10 a(P<0.001),其中显著和极显著上升的地区分别占10.3％、57.3％;主要分布在湘中与湘西北的林地、耕地区域;降低的地区主要分布在长株潭等城市建设用地区域及洞庭湖平原的局部耕地区域.③未来湖南省植被变化可能向退化的恶性方向发展的面积占80.1％.     

关中地区MODIS NDVI变化时序分析

NDVI对绿色植被表现敏感,能更好地反映植被的状况及变化。通过对合成的MODIS NDVI数据采用最大值合成法、基于像元的一元线性回归法等研究关中地区2003―2012年间生长季的植被覆盖变化趋势。结果表明,关中地区近一半地区的植被覆盖保持稳定状态,有近36%的地区植被覆盖处于不同程度的改善中,而有近20%的区域植被覆盖处于减少状态。