近15 a黄土高原植被覆盖时空变化及驱动力分析

研究黄土高原地区植被覆盖变化及其驱动因素可以揭示研究区气候变化和人工生态调节过程对植被变化的影响。基于500 m分辨率的MODIS-NDVI数据和同期气象数据,运用均值法、斜率分析法、相关分析法及残差法,分析了2001-2015年黄土高原的植被时空演变变化特征及其驱动因素。结果表明：近15 a黄土高原植被在季度上总体都呈现增加趋势且存在一定差异,夏、秋季植被增加最为明显;黄土高原植被覆盖在空间上呈现自东南向西北递减的分布特征;植被NDVI变化在不同季节上都存在明显的空间差异;黄土高原植被NDVI对气温、降水的响应关系有明显的季节差异,并在空间上与降水的相关性显著,与温度相关性不明显;人类活动对植被覆盖变化有双重影响,其中生态恢复工程是黄土高原中部地区植被覆盖快速增加的重要因素。     

2000-2009年黄土高原地区植被覆盖度时空变化

以MODIS NDVI为数据源,应用像元二分模型对黄土高原地区近2000 2009年植被覆盖度时空变化进行分析,并从气候变化和人类活动两个方面对植被覆盖度变化的原因进行探讨.结果表明:2000-2009年黄土高原地区植被覆盖度整体呈增加趋势,年增速为0.6％(p＜0.01);在空间上,黄土高原地区植被覆盖度整体呈现由西北向东南逐渐增加的趋势,这与黄土高原地区的水热条件分布基本一致;植被覆盖度明显改善地区的面积为6 717.35km2,主要分布在陕西延安的北部以及榆林的东北部;一般改善地区面积为180 176.90 km2;一般恶化地区面积为27 236.37 km2;明显恶化地区面积为852.62 km2,主要分布在内蒙古河套平原、银川、西安以及太原等地区;气温、降水的增加以及“三北”防护林和陕北地区退耕还林(草)等工程的实施是该地区植被覆盖度增加的主要原因.     

2001-2010 年内蒙古植被覆盖度时空变化特征

基于MODIS-NDVI 遥感数据反演了内蒙古地区2001-2010 年植被覆盖度的空间格局和变化规律, 并结合该地区同期降雨量和温度数据, 分别从不同空间和时间尺度上分析了森林生态区、草原生态区和荒漠生态区植被的年际变化和月际变化对气候变化的响应。结果表明:(1) 内蒙古植被覆盖度在空间上呈现东高西低的分布特征, 自西向东的变化速率为0.2/10°N, 10 年间森林、草原和荒漠生态区的年均植被覆盖度分别为0.57、0.4 和0.16;(2) 2001-2010年, 内蒙古植被覆盖度总体上呈上升趋势, 研究区内植被覆盖度极显著增加和显著增加的面积分别占总面积的11.25%和29.13%, 二者之和大于植被覆盖度极显著减少和显著减少的面积比例之和, 后者分别为7.65%和26.61%;(3) 在年际水平上, 内蒙古植被生长总体上与降雨量的关系更加密切, 而在月际水平上, 降雨量和温度对植被生长的影响作用相当, 说明年内植被生长更依赖于水热组合的共同作用, 而与单一气候因子的相关性降低;(4) 森林生态区植被覆盖度在年/月际水平上均与温度的相关性较强, 荒漠生态区植被覆盖度在年/月际水平上均与降雨量相关性较强, 而草原生态区植被覆盖度在年际水平上主要受降雨影响, 在月际水平上与二者相关性相当;(5) 草原区月植被覆盖度对降雨量的响应存在时滞效应。     

甘肃黄土高原植被覆盖时空变化及驱动因素

利用MOD13A2数据获得2000～2021年甘肃黄土高原植被覆盖度,分析甘肃黄土高原植被覆盖分布格局及变化特征,并从气候因素与人类活动因素两方面探讨对植被覆盖变化的影响。结果表明：整体上甘肃黄土高原植被覆盖明显提高,覆盖度自北向南逐渐增加;气温与植被覆盖变化的相关性表现不显著,降水则明显表现为正相关,因此降水是植被覆盖变化的重要自然因素;人类活动对植被变化的影响存在两面性,部分地区城镇扩张导致植被覆盖度下降,但同时生态工程整体上又促进了地区植被恢复。     

1982-2006年蒙古高原植被覆盖时空变化分析

在利用HANTS方法对GIMMS NDVI数据进行时间序列平滑处理的基础上,对蒙古高原1982-2006年植被覆盖时空动态变化进行了分析.结果表明:蒙古高原植被覆盖年平均上升趋势为0.0004·a-1,其中蒙古国的上升趋势(0.0005·a-1)比中国内蒙古(0.0003·a-1)更加显著,而内蒙古多年平均NDVI比蒙古国高0.0433;从不同类型植被NDVI变化趋势看,除森林和戈壁荒漠的NDVI变化趋势较平稳外,草地、农田和灌丛均呈显著的上升趋势;从空间分布趋势看,在过去的25年内植被覆盖呈增加趋势的地区主要分布在高原南部——内蒙古农牧交错区和蒙古国中、西和北部的山脉及其环抱的大湖盆地地区,而植被覆盖呈下降趋势的地区主要集中在高原中部的干旱地带和东部呼伦贝尔地区;从时间推移规律看,蒙古高原植被覆盖在4个不同研究时间段内(20世纪80年代、90年代、21世纪初和过去25年间)呈增加(包括显著增加)趋势的面积均大于呈下降趋势的面积,且其面积按20世纪80年代＜90年代＜21世纪初的顺序依次增加.     

2000—2015年伊犁河谷植被覆盖时空变化特征

利用2000—2015年的EOS/MODIS数据,采用趋势分析、Hurst指数、变异系数法对伊犁河谷植被时空变化及未来趋势进行分析,结果显示:空间分布上,伊犁河谷植被覆盖度呈北部、南部、东部偏高,西部、中部偏低的分布特征;时间变化上,2000—2015年,伊犁河谷植被覆盖度波动减小,减速为6.25%·(10 a)^-1;区域分布上,伊犁河谷植被表现为低波动变化,波动程度中等以及下占73.16%,波动程度高的区域占26.84%。未来预测表明,伊犁河谷植被覆盖呈退化趋势,其中,持续退化的面积占57.55%,持续改善的面积占13.51%。     

2000—2015年柴达木盆地植被覆盖度时空变化及其与环境因子的关系

基于MODIS-NDVI、DEM和气象数据,分析柴达木盆地2000—2015年植被覆盖度(FVC)时空变化特征,并与降水、温度、日照时数、相对湿度、蒸散量和海拔进行相关、偏相关或叠加分析,探讨FVC与各环境因子的关系。结果表明:FVC整体自东南向西北内陆呈半环状递减,FVC集中在20%以下,人类活动及径流等打破植被地带性规律;2000—2015年FVC明显改善,广泛分布于盆地中西部地区,2001—2002年年际变化最显著;FVC与降水、相对湿度以正相关为主,与温度关系不显著,与日照时数和蒸散量主要为负相关,降水对FVC贡献最大,温度通过影响蒸散量等间接影响FVC,而土壤蒸发对蒸散量的影响大于植物蒸腾;FVC与等高线空间分布较吻合,FVC在2 800~2 900 m和4 600~4 700 m出现两个峰值,4 700 m以上FVC迅速降低。     

抚仙湖流域植被覆盖度时空分异及其与坡度的关系

采用像元二分模型,以1974-2014年间的10期Landsat 5/8影像和DEM数据,对抚仙湖流域植被覆盖动态变化进行监测,并结合基础地理信息数据、行政区划界资料、行业部门专题资料等,分析流域植被覆盖时空分异及其与坡度的关系.结果表明:(1)1974-2014年,抚仙湖流域裸地(Ⅰ级)面积波动极小,低植被覆盖(Ⅱ级)、中低植被覆盖(Ⅲ级)、中高植被覆盖(Ⅳ级)面积变化波动大,变化趋势线数次出现谷值和峰值,高植被覆盖(Ⅴ级)面积则呈增加趋势.(2)坡度较小、地势较平缓的区域(0°~15°)以裸地和低植被覆盖为主;中低植被覆盖度、中高植被覆盖和高植被覆盖度主要分布在地势比较陡峭的区域(>15°).(3)抚仙湖流域各年份植被覆盖度Ⅰ级面积最大,1974,1977,1989,1996年Ⅱ,Ⅲ级面积较大,而Ⅳ,Ⅴ级面积较小;2000年后的Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ级面积变化较小;2006,2009,2012,2014年Ⅳ,Ⅴ级的面积较大,Ⅱ,Ⅲ级的面积较小.     

艾比湖流域植被时空变化及驱动力分析

植被是反映陆地生态系统变化的敏感因子之一,对维持和调节生态系统稳定具有重要作用.以生态脆弱区艾比湖流域为研究区,采用地理探测器模型,研究艾比湖流域自然、人文因子及其交互作用对植被时空覆盖变化的影响,分析各影响因子促进植被生长的适宜范围(类别).结果表明:(1)2000—2020年艾比湖流域归一化植被指数(NDVI)呈现...     

2000-2014年秦巴山区植被覆盖时空变化特征及其归因

利用MODIS-NDVI数据,辅以趋势分析、Hurst指数及偏相关分析等方法,本文探讨了2000-2014年秦巴山区植被覆盖时空变化特征及未来趋势,并对其驱动因素进行分析。研究发现:1近15年秦巴山区植被覆盖呈显著增加趋势,增速为2.8%/10a,其中2010年之前植被覆盖呈持续增加趋势,增速为4.32%/10a,而2010年之后呈连续下降态势,降速为-6.59%/10a;2空间上,植被覆盖格局呈现"中间高、四周低"的分布特征,高值区主要分布在陕西境内的秦岭山地和大巴山山地;3秦巴山区植被覆盖呈增加和减少趋势的面积分别占81.32%和18.68%;然而,分段结果表明,2010-2014年有71.61%的区域植被覆盖呈下降趋势;4秦巴山区植被覆盖变化的反向特征强于同向特征,其中46.89%的区域将由改善转为退化,而持续改善地区仅占34.44%;5植被覆盖变化主要归因于降水的减少,同时拉尼娜年的植被覆盖整体好于厄尔尼诺年;6人类活动对植被覆盖造成双重影响,是植被覆盖变化的另一重要影响因素。     

2000—2018年塔里木河流域植被覆盖时空格局

选取2000—2018年MODIS-NDVI数据,采用Sen+Mann-Kendall趋势分析、变异系数法、Hurst指数、偏相关分析及残差分析等方法,分析塔里木河流域植被覆盖时空格局及气候因子和人类活动对植被变化的影响。结果表明:(1)塔里木河流域植被覆盖总体呈明显增加趋势,以2008年为转折存在明显阶段变化。(2)植被分布存在明显地域差异,"北高南低,西高东低",植被覆盖高区分布于山体多的地带、绿洲及绿洲荒漠交错带。(3)全区植被覆盖趋势以基本不变居多。山体等植被覆盖高区,植被活动响应显著。全区大部分区域将保持现有的稳定趋势。(4)气温和降水量对NDVI的综合影响从东北向西南逐渐增强,且降水量对NDVI的影响更为明显。人类活动对植被变化产生积极影响的区域主要分布于绿洲、绿洲荒漠过渡带以及塔里木河下游附近。     

喀什地区生态脆弱性时空变化及驱动力分析

生态脆弱性评价对认识、保护和改造生态环境,促进人与自然的和谐具有重要意义.为了合理利用生态资源,在开发建设中保护环境,故研究喀什地区生态脆弱性时空动态变化,为社会经济与生态保护和谐发展提供科学依据.基于"暴露度-敏感性-恢复力"的评价框架,从自然条件和人为活动方面选取13个指标构建2000—2016年喀什地区生态脆弱性...     

内蒙古草原NPP时空变化及驱动力

植被净初级生产力(NPP)及驱动力分析是全球变化研究的核心内容.以1982-2015年内蒙古草原为研究对象,基于GIMMS NDVI3g、ERA5气象和草原类型数据,采用CASA模型生成年草原NPP.综合运用趋势分析、偏相关、复相关及残差分析法探讨1982-2015年草原NPP变化趋势,并定量确定气候因子和人类活动对草...     

Spatiotemporal changes in vegetation coverage and its driving factors in the Three-River Headwaters Region during 2000-2011

The Three-River Headwaters Region (TRHR),which is the source area of the Yangtze River,Yellow River,and Lancang River,is of key importance to the ecological security of China. Because of climate changes and human activities,ecological degradation occurred in this region. Therefore,"The nature reserve of Three-River Source Regions" was established,and "The project of ecological protection and construction for the Three-River Headwaters Nature Reserve" was implemented by the Chinese government. This study,based on MODIS-NDVI and climate data,aims to analyze the spatiotemporal changes in vegetation coverage and its driving factors in the TRHR between 2000 and 2011,from three dimensions. Linear regression,Hurst index analysis,and partial correlation analysis were employed. The results showed the following:(1) In the past 12 years (2000-2011),the NDVI of the study area increased,with a linear tendency being 1.2%/10a,of which the Yangtze and Yellow River source regions presented an increasing trend,while the Lancang River source region showed a decreasing trend. (2) Vegetation coverage presented an obvious spatial difference in the TRHR,and the NDVI frequency was featured by a bimodal structure. (3) The area with improved vegetation coverage was larger than the degraded area,being 64.06% and 35.94%,respectively during the study period,and presented an increasing trend in the north and a decreasing trend in the south. (4) The reverse characteristics of vegetation coverage change are significant. In the future,degradation trends will be mainly found in the Yangtze River Basin and to the north of the Yellow River,while areas with improving trends are mainly distributed in the Lancang River Basin. (5) The response of vegetation coverage to precipitation and potential evapotranspiration has a time lag,while there is no such lag in the case of temperature. (6) The increased vegetation coverage is mainly attributed to the warm-wet climate change and the implementation of the ecological protection project.     

Understanding cultivated land dynamics and its driving forces in northern China during 1983-2001

Based on the long-term serial NOAA/NDVI dataset during 1983-1999 and SPOT/VGT dataset in 2001, the land use/cover change information in the 13 provinces of northern China was extracted based on the analysis of the cultivated landscape characteristics at first, then the effects of human activities on cultivated land process were explored by GIS and the driving forces of cultivated land change were investigated. The conclusions can be drawn as follows: (1) The constant increase of weak ecological function land as desert and cultivated land and the decrease of the ecological function land of forest and shrub were the main characteristics of the land use/cover change in the 13 provinces from 1983 to 1999, which showed the effects on the ecological adjustment function. However, such situations were changed to some extent in the 2000s because of the eco-construction policy of the government. (2) From 1983 to 2001, the Barycenter of cultivated land tended to move from northeast to southwest with the topography and transportation situations being the main influences on the cultivated land distribution. It is found that the cultivated land use intensity decreased noticably with the increase of distance from the main communication arteries. (3) The improvement of the people's living standard is closely related with the cultivated land change. The structural adjustment in the agricultural land caused by economic development and the improvement of the people's living standard is an important factor affecting the cultivated land change in northern China from 1983 to 2001.     

Spatial and temporal variation of the urban impervious surface and its driving forces in the central city of Harbin

Associated with the rapid economic development of China, the level of urbanization is becoming a serious concern. Harbin, the capital city of Heilongjiang Province, China and one of the political, economic, cultural, and transportation centers of the northeastern region of China, has experienced rapid urbanization recently. To examine the spatial patterns of long-term urbanization and explore its driving forces, we employed the impervious surface fraction derived from remote sensing image as a primary indicator. Specifically, urban impervious surface information for the central city of Harbin in 1984, 1993, 2002, and 2010 was extracted from Landsat Thematic Mapper image using a Linear Spectral Mixture Analysis (LMSA). Then, the spatial and temporal variation characteristics and the driving factors of percent impervious surface area (ISA) changes were analyzed throughout this 26-year period (1984 to 2010). Analysis of results suggests that: (1) ISAs in the central city of Harbin constantly increased, particularly from 1993 to 2010, a rapid urbanization period; (2) the gravity center of impervious surface area in the central city was located in Nangang District in 1984, moving southeast from 1984 to 1993, northwest from 1993 to 2002, and continuing toward the southeast from 2002 to 2010; and (3) the urban growth of the central city can be characterized as edge-type growth.     

2001-2015年中国植被覆盖人为影响的时空格局

基于MODIS-NDVI和气温、降水数据,使用基于变异系数的人为影响模型定量计算了2001-2015年中国植被覆盖人为影响,辅以趋势分析、Hurst指数等方法探讨了中国植被覆盖人为影响的时空变化特征及未来演变趋势。研究发现：① 2001-2015年,中国植被覆盖人为影响由南向北空间分异愈发明显,年均值为-0.0102,植被覆盖在人类活动影响下轻微减少,负影响面积占51.59%,略大于正影响面积。② 中国植被覆盖人为影响年际变化特征明显,整体呈负影响波动减少趋势,降速为0.5%/10a,其中正影响、负影响均呈增大趋势,正影响增速（0.3%/10a）远大于负影响（0.02%/10a）。③ 2001-2015年间,中国植被覆盖人为正影响重心向东北方向移动,负影响重心向西南方向移动,东北部植被覆盖在人为影响下不断改善,西南部人类活动对植被破坏程度不断增大。④ 中国植被覆盖人为影响主要呈负影响减少和正影响增大趋势,面积占比分别为28.14%和25.21%,生态环境趋于改善。⑤ Hurst指数分析表明,中国植被覆盖人为影响未来演变趋势的反向特征强于正向特征,主要呈人为负影响先减少后增大趋势,面积占比15.59%。     

2000-2011 年三江源区植被覆盖时空变化特征

基于MODIS-NDVI 数据,辅以线性趋势分析、Hurst 指数及偏相关系数等方法,本文从三个尺度分析了近12 年三江源区植被覆盖时空变化特征、未来趋势及其驱动因素。结果表明:(1) 近12 年三江源区植被覆盖呈现增加趋势,增速为1.2%/10a,其中长江源区、黄河源区植被均呈增加趋势,而澜沧江源区植被呈下降趋势。(2) 三江源区植被覆盖具有显著的区域差异,且NDVI频度呈现“双峰”结构。(3) 近12 年三江源区植被覆盖呈增加趋势和减少趋势的面积分别占64.06%和35.94%,且表现为源区北部增加、南部减少的空间格局。(4) 三江源区植被变化的反向特征显著,植被变化由改善趋势转为退化趋势的区域主要分布在长江源区和黄河源区的北部,而由退化趋势转为改善趋势的区域主要分布在澜沧江源区。(5) 三江源区植被对降水和潜在蒸散的响应存在时滞现象,而对气温的响应不存在时滞现象。(6) 三江源区植被覆盖的增加主要归因于气候暖湿化以及生态保护工程的实施。     

2001-2013年华北地区植被覆盖度与干旱条件的相关分析

基于MODIS-NDVI遥感数据以及地表气象数据,计算了2001-2013年华北地区的修正Palmer干旱指数（Palmer Drought Severity Index,PDSI）和植被覆盖度,总结出植被覆盖度以及PDSI的年际变化规律,从华北地区生态分区的角度分析了二者的相关关系。结果表明：① 华北平原的植被覆盖度呈南高北低、中部高四周低的分布特点,最低为内蒙古高原草原生态区的0.61,最高为淮阳丘陵地区的0.84;② 2001-2013年,华北平原整体植被覆盖度主要呈上升趋势,其中华北的北部、西部、南部山区及丘陵地带植被覆盖度主要呈上升趋势,而华北平原农业区以及京津唐城郊地带植被覆盖度呈下降趋势;③ 华北地区的东北部有变潮湿的趋势,南部则有变干旱的趋势,其他地区干旱条件变化不明显;④ 华北地区植被覆盖度与气候干旱程度的平均相关系数为0.20,73.37%的地区相关系数为正,正相关关系最为明显的地区为华北地区的西北部,而北京、天津、以及河北省与河南省一级、二级城市的城郊地区相关系数多为负值。⑤ 在华北大部分地区,夏季和秋季的气候干旱条件对植被覆盖度的影响最为明显。