基于NOAA NDVI 的中国植被绿度始期变化

在对1982-1999 年NOAA/AVHRR NDVI 数据集进行缺失处理、平滑处理以及残存误差订正的基础上,利 用基于NDVI 累积频率曲线的Logistic 拟合模型计算生成了各年份全国植被绿度始期数据, 统计了所有气候植被 类型和生物气候区的平均绿度始期,并对不同空间类型植被绿度始期的年际变化趋势与显著性程度、时空变化特 征等做了统计分析。结果表明：①全国大部分地区植被绿度始期呈提前趋势,其中华北平原、贵州东北部、湖南中南 部山地丘陵区、广东西部地区以及内蒙古高原东部典型草原区等明显提前。②植被绿度始期年际波动程度高于10 天的地区主要分布在农业植被区、常绿植被区和草原区,其中河套平原、关中盆地、河南中东部、川西盆地、广东、藏 东南边缘地带以及台湾部分地区超过15 天。③除温带荒漠以外,其它所有植被类型绿度始期均为提前趋势。④从 各生物气候区空间变化来看,随着年积温降低和干旱指数增大,植被绿度始期大致呈推迟趋势;从年际变化来看, 华南、华东、华中、华北、内蒙、东北和青藏区植被绿度始期提前,陕晋和西北区植被绿度始期推迟。⑤受1982～1983 年厄尔尼诺事件影响,各空间类型植被绿度始期分别表现为推迟和提前趋势。     

遥感技术在山区土地荒漠化评价中的应用--以东川市为例

通过遥感数字图像统计分析与处理,确定了分类图,沟谷图,绿度指数图是评价山区土地荒漠化的有效图象,进行了沟谷指标,绿度指数分级,肯定了遥感技术应用于山区土地荒漠化评价的可能性。     

K-T变换在监测小麦地表参数中的应用

利用K-T变换提取TM和MODIS遥感影像的绿度、湿度分量,在不同的分辨率尺度下监测小麦覆盖地表参数:土壤湿度(Ms)、等效水厚度(EWT)和叶面积指数(LAI),并与NDVI(归一化植被指数)、NDWI(归一化水分指数)和EVI(增强植被指数)监测结果比较.湿度分量监测Ms效果更好,TM和MODIS遥感影像反演精度分别为6.08%、7.37%(RMSE),相关系数R2分别为0.49、0.31,基于绿度和湿度分量建立土壤湿度多元线性回归反演模型,利用TM影像反演土壤湿度RMSE为4.91%,反演土壤湿度和实测土壤湿度R2达0.63;绿度分量监测EWT效果更好,TM和MODIS遥感影像反演精度分别为0.37 kg/m2、0.43 kg/m2,R2分别为0.51、0.28;绿度分量反演LAI精度更好,TM和MODIS遥感影像反演精度分别为0.66、0.83,R2分别为0.64、0.35.     

1982~2011年北半球中纬度秋季植被绿度变化的主要模态

利用系统聚类方法和经验正交函数分解（EOF分析）2种方法,分别提取了北半球中纬度地区1982~2011年秋季（9~11月）归一化差值植被指数（NDVI）变化的主要模态,辨识了植被绿度变化的区域差异;并采用奇异值分解（SVD）的方法,综合时间和空间2个维度上的变异信息,揭示了植被绿度变化的气候背景。结果表明,北半球中纬度秋季植被绿度变化有2种基本模态,一种是持续增加模态（模态I）,该模态广泛分布于北美大陆、亚欧大陆的北半部（大约在55oN以北）和东西两端,NDVI平均增速为0.014/10a;另一种是趋势转折模态（模态II）, NDVI先增加,后减少,转折点大致出现在1994年,该模态主要出现在亚欧大陆中部,NDVI变化的平均速率分别是0.027/10a和-0.017/10a,其中以40oE~80oE最为典型。植被绿度变化与温度变化的时空特征基本一致。模态I区域的温度变化以持续性升高为主要特征,模态II区域的温度变化则以先增加后降低为主要特征,转折年份与NDVI变化的转折年份基本一致。SVD分析的第一模态NDVI与温度的时间系数相关系数为0.82,第二模态为0.92。由此表明,植被绿度变化主导模态可能由温度变化模态所致,在区域-大洲尺度上,温度变化的区域差异导致了秋季植被绿度变化的区域差异。     

三北防护林工程区植被绿度对温度和降水的响应

探究三北防护林工程区植被绿度对温度和降水的响应可为该区植被建设提供科学依据。基于2000—2015年的MODIS NDVI数据和气象数据,采用通径分析法分析了不同生长阶段气温和降水对三北防护林工程区植被绿度的直接和间接影响。研究发现：生长季多年平均植被绿度整体上呈现东部高西部低的空间格局,且林地>耕地>草地;生长季植被绿度呈现增长趋势,植被覆盖状况得到改善,其中耕地植被增长趋势最大。生长季升温抑制植被生长,降水量增加促进植被生长,降水量是影响三北防护林工程区生长季植被生长的关键气候因子。在不考虑降水变化影响时,升温促进植被生长,但生长季温度升高带来的降水量减少使得升温对植被生长表现为抑制作用。生长季不同时期降水量增加对植被生长均是促进作用,表现为末期>中期>初期;而气温的影响则表现为生长季初期升温促进植被生长,中期和末期升温不利于植被生长。生长季末期升温对植被生长的负效应以直接作用为主,而中期主要通过降水量变化的间接作用体现。识别生长季不同时段气温和降水对植被绿度影响的差异性,有助于全面认识和评估植被对气候变化的响应。     

利用物候相机绿度指数分析温带草原生态系统的植被物候及其与气象因子关系（英文）

近地面数码相机在区域和景观尺度上的植被物候参数分析中发挥着重要作用。评估数码照片提取的绿度指数(Gcc,相对绿度指数)与卫星绿度指数的相关性有助于推进陆面过程的研究工作。另外,在北美大草原地区,Gcc时间序列数据对环境因子的响应仍然不清晰。首先,本文在生态观测站点尺度,评估了日尺度的相对绿度指数与日值气象因子的响应关系,如土壤湿度、土壤温度、气温和太阳辐射等。其次,基于站点Gcc数据、MODIS和VIIRS卫星植被指数数据,利用曲线求导方法获得植被的关键物候参数,包括生长季开始点、结束点、最大生长点等,并比较了不同数据源物候参数的差异。结果表明:日尺度Gcc数据能够很好的地反映地面环境因子的变化情况;多元线性回归分析表明研究区草原生长主要受土壤温度和太阳辐射的影响,受气温影响较小;高频的Gcc时间序列数据可以及时响应降水的变化;在相同年份,数码相机和卫星数据提取的物候参数具有一致性,但是在春季物候上差异较显著,生长速率和衰落速率的提取结果并不一致;Gcc提取的生长季长度与根据气温计算的生长度(GDD)长度相关性较好。本文评估了基于数码相机的植被物候监测及其与气象因子的关系,研究有助于多尺度植被物候建模与温带大草原区域的草原资源管理。     

基于MODIS的北京绿化隔离地区植被格局与趋势分析

营造绿化隔离地区是限制城市无序扩展和改善景观环境的有效手段.利用MODIS-NDVI数据,采取景观格局分析和趋势分析方法,探讨了北京两道绿化隔离地区2000-2010年的植被变化.结果表明:一道绿隔内NDVI低值斑块占主导,但不断向NDVI高值斑块转化并被分割,斑块连接度(CONNECT)和斑块结合度(COHESION)也在不断减小,二道绿隔则与此相反;一道绿隔NDVI显著增加的像元占40.5％,仅有3.8％的像元NDVI显著减小,二道绿隔NDVI显著增加与显著减小的像元比例相当,分别为18.1％和15.6％.两道绿隔的植被变化由不同的城镇化水平引起:一道绿隔土地利用过程稳定,植被增加明显,建成区连接成片的现象得到很大改善;而二道绿隔范围广,城镇化进程与植被建设过程相互交错,植被总体分割和局部改善并存.     

基于遥感生态指数的吐哈地区生态环境变化研究

以吐鲁番市和哈密市（简称吐哈地区）为研究对象,基于MODIS多光谱传感器2000、2006、2012年和2018年的遥感数据,采用4个表征湿度、干度、热度和绿度的指数,建立和绘制吐哈地区多个时期的遥感生态指数（Remote sensing ecology index,RSEI）,并对该地区的生态环境质量及土地利用转换情况进行了定量分析。结果表明：近20 a来,吐哈地区的绿度指数平均增加0.0244,热度指数平均降低0.0241,而湿度和干度指数整体的变化接近于0;其中,热度指数与RSEI具有负相关性。总体而言,2000—2018年吐哈地区的生态环境质量表现为略微下降的趋势;其中,吐鲁番市的鄯善县RSEI变化幅度最大,环境质量表征数据在区域下降幅度中排列首位,哈密市的巴里坤哈萨克自治县环境质量减少的幅度最小。近20 a来,吐哈地区的草地面积有明显增加,但需控制草地开垦及过度放牧,防止区域生态环境恶化。     

农牧交错区生态环境质量遥感动态监测——以宁夏盐池为例

以26 a（1989-2015年）4期Landsat TM/OLI遥感数据为基础,提取不同年份的湿度指数、植被指数、地表温度以及土壤指数,利用主成分分析法,构建盐池县4个时期遥感生态指数（RSEI）和生态环境质量综合指数（ESI）,对其生态环境质量进行了评价,探讨区域生态环境的时空变化特征。结果表明：（1）湿度、绿度对区域生态环境质量起正面作用,而热度和干度则起负面作用,其中代表绿度指标的植被覆盖度（NDVI）对生态指数的贡献最大。（2）1989-2015年间,4个年份RSEI均值分别为0.41、0.54、0.51、0.57,生态环境质量呈上升-下降-上升且整体变好的特征。26 a间研究区生态环境明显转好的面积约占全县面积的20.01%,而生态环境质量中明显变差的面积仅占全县面积的1.64%。改善区域主要分布在研究区北部的盐池县城-高沙窝镇-王乐井乡以及惠安堡镇以南-麻黄山地区,中部的冯记沟乡生态环境质量有所变差。（3）盐池县生态环境质量受气候影响明显,退耕还林还草、草地禁牧以及禁止乱砍乱伐等措施对生态环境质量的提升起到了重要的促进作用。     

长白山自然保护区生态环境质量的遥感评价

人类的生存质量与生态环境密切相关,利用遥感技术可快速地进行生态环境质量评价,为区域生态环境的治理、改善以及发展规划提供重要参考。本文以长白山自然保护区为例,选取1995、2007年Landsat5 TM影像和2015年Landsat8 OLI影像,反演得到能反映生态环境的绿度、湿度、热度和干度等指标,利用主成分分析法,依据新型遥感生态指数RSEI对长白山自然保护区1995-2015年的生态环境进行评价,结果表明：①绿度、湿度指标对区域生态环境起正向作用,热度、干度指标对区域生态环境起负向作用,且湿度对生态环境影响较大;②该区域1995、2007、2015年生态指数优良等级所占比例依次为49.520%、66.508%、76.189%,同时RSEI等级变差、不变、变好的比例分别为3.945%、55.598%、40.457%。生态环境质量整体不断改善,说明长白山自然保护区的天然林资源保护工程以及一系列生态保育措施起到了一定作用;而天池周边生态环境质量有所下降可能与旅游活动的快速发展有关;③逐步回归分析的结果表明,所选的各指标均为指示生态环境质量的关键指标;而裸露、干化地表的治理则是改善生态环境质量的关键。     

中部地区粮食生产比较优势分析与基地建设

中部地区是中国重要的粮食主产基地,在分析中部地区粮食生产规模优势、效率优势、综合比较优势和集中度的基础上,进一步探讨了中部地区粮食生产基地建设对策。结论如下:① 1978 年以来,中部地区水稻和小麦具有稳定的比较优势,而玉米和大豆没有比较优势。其中水稻生产的综合优势指数均在1.10 以上;小麦综合优势表现为稳中有升,从1978 年为1.00 上升到2012 年为1.16;玉米的综合优势指数小于0.80;大豆的综合优势呈现下降趋势,从1978 年为0.90 下降到2012 年为0.80。② 整体从横向来看,水稻、小麦、玉米、大豆四大粮食作物的比较优势结构发生了变化。1978 年规模优势大小顺序为:水稻 > 大豆 > 小麦 > 玉米;效率优势为:小麦 > 水稻 > 玉米 > 大豆;综合优势为:水稻 > 小麦 > 大豆 > 玉米。2012 年规模优势为:水稻 > 小麦 > 大豆 > 玉米;效率优势为:小麦 > 水稻 > 大豆 > 玉米;综合优势为:小麦 > 水稻 > 大豆 > 玉米。③ 中国四大区域中的东部地区、西部地区和东北地区粮食生产的集中度均有波动,唯有中部地区的粮食集中度保持稳定上升,其粮食、水稻、小麦、玉米的集中度由1978 年的28.65%、38.13%、28.83%、16.16%分别上升到2012 年的30.08%、39.87%、42.40%、17.16%,2012 年中部地区粮食、水稻、小麦的集中度位于四大区域之首。④分析表明,中部地区粮食生产在全国的地位越来越重要,应采取各项措施促进中部地区粮食生产的稳定与增长。     

山西省中部五大盆地主要作物农田热量、水量盈亏分析

本文根据晋中五大盆地的热量、水量实测数据和当地的实际情况,分析计算了不同耕作制度下主要作物农田热量盈亏量和无灌溉条件下的水量盈亏量。为充分合理利用水热资源,发展农业生产,提供科学依据。     

河北省低平原地区主要作物农田水分盈亏分析

本文计算了河北省低平原地区主要农作物的需水量,根据农田水量平衡方程估算了冬小麦、夏玉米和棉花整个生长期的水分盈亏及其在地区上的差异,分析了作物需水关键期的水分状况。     

IMPACT OF CLIMATIC CHANGE ON AGRICULTURAL PRODUCTION IN KANSAS: A FOUR-CROP ANALYSIS

Most scenarios of greenhouse-gas climatic change predict a warmer drier Great Plains environment. The goal of this research was to determine the resulting change in soil moisture and to relate this to changes in agricultural productivity. Soil moisture was used in regression-based models to predict yields for the four major grain crops: wheat, corn, soybeans, and grain sorghum. The results indicate that a warmer drier climate would reduce yields for the summer crops throughout the state. The yield for winter wheat also decreased in the western part of the state but actually increased in eastern Kansas. Corn and soybeans could decline in the dry land crop mix in eastern Kansas as wheat becomes a more viable alternative. Thus, the results imply possible geographic shifts in the crop belts in Kansas. [Key words: climatic change, agricultural production, soil moisture.]     

基于MODIS NDVI的西辽河流域主要粮食作物时空分布格局

研究以西辽河流域为案例区,以MODIS遥感数据为基础,选取2000、2005和2010年时间点,利用NDVI时间序列信息,结合西辽河流域不同作物物候历,运用决策树提取模型,获取西辽河流域春玉米、春小麦和大豆等主要作物的空间分布信息,定量揭示了10年间西辽河流域主要粮食作物的时空分布特征。研究表明：（1）2010年西辽河流域主要粮食作物播种面积为11 965.08 km2,其中春玉米播种面积约占流域主要粮食作物的92.28%,集中在西辽河流域下游地区;春小麦播种面积占比3.14%,以西辽河流域中游面积最大;大豆播种面积占比4.58%,以西辽河上游流域面积最大。（2）2000-2005年西辽河流域主要粮食作物播种面积大幅增加,涨幅达29.77%,集中在西辽河流域下游地区。其中,春玉米播种面积增长38.99%,春小麦播种面积减少39.04%,大豆播种面积增长21.27%。（3）2005-2010年西辽河流域主要粮食作物播种面积增长缓慢,涨幅为5.18%,集中在西辽河流域下游地区。春玉米播种面积呈现增加趋势,春小麦呈现减少趋势,大豆呈减少趋势。     

黄河三角洲农作物种植分区的遥感研究

本文选取了一年中三个不同时相的TM影像,分别求出了三幅影像的NDVI分布图,将其合成为一幅影像图。由于不同区域种植的作物在三个时相中的NDVI变化是不同的,因此在NDVI合成图上会呈现不同的颜色区域。通过对不同颜色区域进行采样分析,可以确定桃红色区域为冬小麦、玉米(大豆)轮作区,蓝紫色区域为棉花、春玉米、杂粮种植区,亮蓝区域为水稻种植区,亮绿色区域为林地、草地。最后,根据不同颜色区域的NDVI变化特征用非监督分类和监督分类相结合的方法对影像进行了分类提取。这样便可对黄河三角洲农作物的种植情况进行宏观的了解,为农作物种植合理布局及农业可持续发展提供依据。     

滇东北山区坡耕地土壤侵蚀的作物经营因子

通过建立滇东北山区４种代表性作物种植类型———玉米、马铃薯、黄豆、玉米－黄豆间作对降雨引起土壤侵蚀的影响试验小区并进行连续３年实测,分析确定了作物经营因子（Ｃ）值,为建立坡耕地土壤流失方程、进行土壤侵蚀预测预报、制定水土保持农业措施奠定了基础依据     

论山西褐土区农田土壤干燥化问题

以山西褐土区离石、忻州、太原、寿阳、临猗等地玉米、小麦农田为主要研究对象,选取5个代表性样点12个剖面采集0~600cm深度土壤样品,研究分析不同季节土壤垂直剖面水分状况。结果表明,该区玉米、小麦等农田中普遍存在土壤干层,轻度和中度干层都有显现;季节性干层的存在是该地区农作物易于发生干旱灾害的主要原因;晋中玉米地轻度干层发育到了600cm以下;晋南由于长期气候干旱,导致干燥化程度加重,轻度土壤干燥化也已发育到了600cm;晋西玉米地400cm接近轻度干化,晋北玉米地轻度干层也已达到600cm深度。农田季节性干层、深层土壤干层的出现严重影响了农田土壤的水循环;降水量少是本区农田干层产生的主要原因,但农田生产力提高、植被密度和蒸发对临时性干层形成的影响也不可忽视;选择低耗水、深根系的旱地作物,同时合理密植、有条件的地方实施灌溉等都是减缓农田干层的有效途径。     

近30年中国农作物种植结构时空变化分析

综合运用时序变化趋势、空间集聚分析等方法,从种植结构类型和种植比例变化趋势分析了1980年以来中国县域种植结构的时空特征。结果表明：① 近30年来中国前10位的种植结构类型有16种,2002年后多元种植结构逐步替代单一型种植结构。粮食作物占优的单一种植结构类型呈逐年递减趋势,其中1980年全国82.7%的县级农业种植结构是水稻、小麦、玉米及其组合种植类型,2002年后的果蔬类型增加改变了种植结构格局。② 全国种植县中有47%的水稻、61%的小麦和29.6%的玉米的种植比例显著减少,其他作物呈现增加趋势。粮食作物由以水稻为主的格局调整为水稻、小麦和玉米共存格局,其中玉米种植面积比例在空间上变化最为显著,在中国形成北东—西南向的“玉米减少带”。种植结构调整热点的城市地区,城市化对种植结构变化影响显著,水果和蔬菜类种植比例在城市化地区快速增加。③ 种植结构变化趋势在1300个县形成空间集聚效应,水稻的高高聚集占全国县数的2.86%、小麦占5.64%、玉米占6.11%、大豆为4.53%、麻类为1.62%、棉花占7.77%、蔬菜占8.24%、薯类占12%、水果占10%、糖料占1.41%、油料占9.35%,主要分布于中国东北、新疆和沿海的城市化地区。