伊犁地区不同草地类型植被指数与气候因子的关系

基于2006—2012年主要生长季(5—9月)MODIS旬最大值合成NDVI数据,结合同期气温、降水插值栅格资料,采用均值法、线性回归法、相关系数法分析了伊犁河谷地区七大不同草地类型NDVI的时空变化规律及其对气象因子响应的敏感性及滞后性。结果表明:(1)伊犁河谷草地植被NDVI整体呈微弱增加趋势,其中,温性荒漠类草地的增加趋势略高于其他几种类型。(2)温性草甸草原、温性草原、温性荒漠草原、高寒草原、低平地草甸的NDVI主要受降水影响,即NDVI与生长季平均降水量呈极显著正相关,且平均降水量每增加1 mm,其NDVI分别增加0.005、0.006、0.007、0.004、0.003。(3)不同草地类型与气温、降水存在不同的滞后响应,多数草地类型5月气温、降水与7月NDVI表现出显著相关性。其中,温性草甸草原、温性草原、温性荒漠草原NDVI受气温和降水共同影响,气温每升高1℃,NDVI分别减少0.020、0.028、0.027,降水每增加1 mm,NDVI分别增加0.002、0.003、0.003;高寒草原主要受降水影响,降水每增加1 mm,NDVI增加0.003;低平地草甸主要受气温影响,气温每升高1℃,NDVI减少0.016;温性荒漠、沼泽与气温、降水没有明显相关性。不同草地类型对水热因子的需求不同,是产生这种结果的主要原因。     

中天山北坡草地生物量估产模型研究

分别对草甸、草原和荒漠3种草地类型进行了生物量的实测工作。根据同步的MODIS与AVHRR资料,应用ENVI软件提取出这两种传感器在3种草地类型上的植被指数：NDVI和RVI。经过统计分析得到两种传感器在3种草地类型上的生物量模型,从而建立起MODIS植被指数与草地生物量的相关关系,并对MODIS和AVHRR植被指数估产模型进行了评价与分析。     

高寒草地沙化过程的气候因子分析

利用高寒地区2000、2005、2010和2016年植被的NDVI和1971-2016年的气象要素数据,分析了高寒草地沙化的主要气候驱动因子和机制。结果表明:(1) 2000-2016年,NDVI呈现先增加后减小的变化趋势。中北部NDVI值最先开始减小,并逐渐向川西北扩张。(2) 20世纪90年代开始,研究区气温逐年上升,2000年以后增温趋势尤为显著。降水量逐年趋于减小,未发生显著变化,降水主要集中在夏季,日照时数呈减小趋势。21世纪以来,中北部平均风速呈增加趋势。(3)对NDVI解释力最大的因子是气温和降水,但随着时间推移,日照时数和风速的解释力逐渐增强。因子交互结果均表现为双因子增强或非线性增强,彼此之间的综合作用对沙化进程的影响较大。(4)玛曲和若尔盖多大风和沙尘暴天气,玛曲近3年的合成输沙方向均为SSE,属于低风能环境,风向变率为中比率,高风速级的输沙势占比重有所增加,风沙活动强度自西北向东南方向增强。综合来看,气温升高和降水减少是草地沙化的主导因子,日照时数影响草地植被的生长,风速、风向决定了沙化速率和蔓延方向。     

西藏藏北高原典型植被生长对气候要素变化的响应

选取西藏藏北高原西部高寒草原植被、中部高寒草甸植被及东南部高寒灌丛草甸植被 3 种藏北地区最典型的植被类型, 结合临近 3 个气象观测站的资料, 分析这 3 种典型植被类型地区 1999—2001 年旬平均气温、旬总降水量和 SPOT VEGETATION 卫星 10 d 最大值合成归一化植被指数 (NDVI) 变化特征以及 3 种典型植被基于 SPOT VEGETATION NDVI 的生长变化对旬平均气温和旬总降水量两个主要气候要素变化的响应关系。 结果表明: 藏北地区降水资源的空间分布特点是东南部向西北部逐渐减少, 气温则由南向北逐渐递减, 与降水资源分布相反, 蒸发量西部高, 东部低; SPOT VEGETATION NDVI 能够较为准确地反映 3 种典型植被生长变化特征, 所反映的植被返青期和枯黄期等重要植被生长阶段与由积温计算的植被生长特征基本一致; 藏北地区基于 SPOT VEGETATION NDVI 的植被生长变化与气温的相关系数明显高于与降水的相关系数 , 其中以那曲为代表的高寒草甸植被的 NDVI 与旬气温和旬降水总量的相关系数最大, 分别为 0.81 和 0.68 , 表明藏北地区由于海拔高, 气候寒冷, 气温对该地区植被生长的影响明显高于降水的影响, 即该地区植被生长变化对气温的响应程度明显高于对降水的响应程度 , 是植被生长的限制性因素; 不同植被类型对气温和降水两个要素的响应程度大小依次是高寒草甸、高寒灌丛草甸和高寒草原。     

若尔盖地区典型湿地NDVI动态特点分析

本文基于NOAA/AVHRR,将若尔盖地区典型湿地与草地的归一化植被指数(NDVI)进行对比研究的结果表明,湿地NDVI的年变化特点与草地NDVI的年变化特点存在明显差别。其中,多时相NDVI样本法,湿地NDVI年的变化为单峰值型,草地NDVI为双峰值型;夏季草地与湿地NDVI的差值(△NDVI)较大,可以作为湿地的主要判识因子;冬半年△NDVI很小。NDVI月最大值法,各月的△NDVI均较小,夏半年△NDVI为双峰值型。上述特点与当地月降水量呈现相关性。     

若尔盖地区典型湿地NDVI动态特点分析

本文基于NOAA/AVHRR,将若尔盖地区典型湿地与草地的归一化植被指数(NDVI)进行对比研究的结果表明,湿地NDVI的年变化特点与草地NDVI的年变化特点存在明显差别.其中,多时相NDVI样本法,湿地NDVI年的变化为单峰值型,草地NDVI为双峰值型;夏季草地与湿地NDVI的差值(△NDVI)较大,可以作为湿地的主要判识因子;冬半年△NDVI 很小.NDVI月最大值法,各月的△NDVI均较小,夏半年△NDVI为双峰值型.上述特点与当地月降水量呈现相关性.     

植被归一化植被指数对气候因子的空间敏感性

基于全球土地利用类型和覆盖度,利用生长季多年平均（1982～2015年）归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）和气候平均态（气温、降水量）数据,讨论了全球植被格局与气候因子之间的关系,建立了两者之间的多元回归模型,并分析了植被对气温和降水气候态敏感性的特征。植被与气候因子在气候梯度上存在明显的对应关系,回归模型可较好拟合气候态NDVI的全球分布格局,拟合与观测NDVI的相关系数达0.90。其中,常绿阔叶林、混交林、常绿针叶林、落叶阔叶林、农田和木本稀树草原空间分布的拟合能力较好（r>0.8）。不同土地覆盖类型的NDVI对气温、降水气候态的空间敏感性特征不同。整体而言,植被对气温和降水的敏感性呈现反相关关系（r=-0.6）。不同土地覆盖类型对气温表现出正/负敏感性,寒带灌木对气温的敏感性最强,而农作物、草原、裸地对气温负敏感性较大;植被对降水的敏感性均表现出正敏感性,其中落叶针叶林、草原和稀树草原对降水的空间敏感性较强。     

不同数学模型在降水量资料序列订正中适用性探讨

采用逐步多元线性回归模型、一元线性回归模型、综合法模型和比值法模型对分布于全国31个台站的降水量资料进行了模型订正效果的试验与分析。结果表明:（1）逐步多元线性回归模型对年降水量序列的订正效果较好,其相对拟合误差总平均在0.08以下,而其它3种模型与月降水量序列的订正效果较差,相对拟合误差总平均在0.11以上;（2）若将年降水量序列相对拟合误差控制在0.10以内,则要求确定订正方程式的平行资料年数为10年或以上,要求订正站与基本站序列的相关系数在0.85以上;（3）较湿润地区拟合误差较小,反之较大。     

2000-2013年新疆植被覆盖变化多尺度遥感分析

基于中等分辨率成像光谱仪(MODIS)8 d 500 m分辨率地表反射率数据生成归一化植被指数(NDVI)时间序列,利用线性回归、转折点检测和Mann-Kendall趋势分析方法,分析2000—2013年新疆地区植被覆盖时空变化格局,并结合Landsat数据分析典型区域植被变化。研究结果表明：近14 a来,新疆地区植被覆盖整体呈波动型上升的趋势,植被改善区面积占全区的34.02%,恶劣区的占3.20%,其中2000—2003年植被明显增长、2003—2009年的波动下降及2009—2013年的逐渐回升,植被增长显著的区域主要分布在准噶尔盆地南部和塔里木盆地北部绿洲;大多数植被类型NDVI呈增长趋势,其中增长率最高的是作物、开放灌丛和混交林,6种主要植被类型常绿针叶林、混交林、开放灌丛、多树草原、草原、作物呈现出相似的NDVI变化趋势;在植被覆盖变化显著的4个典型区,NDVI变化受土地覆盖类型变化的影响,荒漠、草地被开垦成农田导致NDVI增加,城市建成区扩张导致NDVI降低。     

草地植被指数季节变化的遥感动态监测研究

利用EOS/MODIS卫星遥感数据,针对MODIS的应用特点,借鉴国内外基于遥感手段监测植被的方法以及植被指数的研究进展,探讨了草地变化动态监测的方式和方法。以乌鲁木齐地区为研究对象,用植被指数最大合成法,合成了该地区2004年4月至10月每个月的最大植被指数图。同时,利用每月合成的最大植被指数图,以乌鲁木齐南郊天山中段北坡的草地为典型研究区,通过典型区野外实地采样得到与MODIS影像资料时相一致的草地地上生物量数据,并利用ENVI软件提取出典型区各样点的植被指数值,分析了遥感植被指数与植被生物量的相关关系,从而建立起了植被指数在草甸和草原不同季节的生物量估测模型。     

青藏高原典型高寒草地水热条件及地上生物量变化研究

利用海北州海晏县1979—2009年地面气象观测资料和1997-2009年地上生物量资料,分析了1979年以来青藏高原的气候变化和水热条件变化,以及气温和降水量与地上生物量之间的响应关系。结果表明,1979—2009年该地区的年平均气温和降雨量均呈增加趋势,年平均气温的增加速率达0.33℃.(10a)-1,年降雨量增幅为33.1mm.(10a)-1;>0℃的有效积温、生物温度和实际蒸散量均呈明显的增加趋势,而湿润度则呈明显的减少趋势。海晏县高寒草地牧草草地地上生物量呈波动增加,且与冬季降雨量呈显著的正相关,与春季降雨量相关性不显著,与夏季平均气温相关性最高。     

Carbon storage in the grasslands of China based on field measurements of above- and below-ground biomass

Above- and below-ground biomass values for 17 types of grassland communities in China as classified by the Chinese Grasslands Resources Survey were obtained from systematic replicated sampling at 78 sites and from published records from 146 sites. Most of the systematic samples were along a 5,000-km-long transect from Hailar, Inner Mongolia (49°15′N, 119°15′E), to Pulan, Tibet (30°15′N, 81°10′E). Above-ground biomass was separated into stem, leaf, flower and fruit, standing dead matter, and litter. Below-ground biomass was measured in 10-cm soil layers to a depth of 30 cm for herbs and to 50 cm for woody plants. Grassland type mean total biomass carbon densities ranged from 2.400 kg m⁻² for swamp to 0.149 kg m⁻² for alpine desert grasslands. Ratios of below- to above-ground carbon density varied widely from 0.99 for tropical tussock grassland to 52.28 for alpine meadow. Most below-ground biomass was in the 0–10 cm soil depth layer and there were large differences between grassland types in the proportions of living and dead matter and stem and leaf. Differences between grassland types in the amount and allocation of biomass showed patterns related to environments, especially aridity gradients. Comparisons of our estimates with other studies indicated that above-ground biomass, particularly forage-yield biomass, is a poor predictor of total vegetation carbon density. Our estimate for total carbon storage in the biomass of the grasslands of China was 3.32 Pg C, with 56.4% contained in the grasslands of the Tibet-Qinghai plateau and 17.9% in the northern temperate grasslands. The need for further standardized and systematic measurements of vegetation biomass to validate global carbon cycles is emphasised.     

内蒙古植被NDVI变化特征分析

对植被状况和植被覆盖的研究可以反映植被受环境条件影响产生的时空变化。文章根据GIMMS-NDVI数据集1982—2006年影像数据,分析内蒙古农田、森林、草原三种植被类型NDVI年内、年际的变化趋势以及植被覆盖变化特征的空间差异。各植被类型变化曲线都呈现4—7月NDVI激增,8—10月NDVI猛降,冬季农田、草原植被覆盖接近裸土的特点。农田夏季NDVI平均值的历年线性变化趋势通过显著性检验,森林夏季NDVI平均值呈现下降的趋势,草原夏季NDVI平均值呈现上升的趋势,但都不显著。     

黄淮海地区植被活动对气候变化的响应特征

基于1982 -2003年GIMMSNDVI遥感数据和气象资料, 综合运用趋势分析、相关分析、奇异值分解等方法, 分析我国黄淮海地区植被活动对气候变化响应的时空特征。结果表明:黄淮海地区整体气候变暖趋势比较明显, 干旱化尚不显著, 年平均植被NDVI表现为略微增加的趋势。在年尺度上, 温度是敏感性最强的气候因子, 全年温度、降水、相对湿度对植被NDVI动态变化具有正效应, 而蒸发量具有负效应; 在季尺度上, 温度、降水的敏感性最强。自然植被对降水的敏感性最强, 其次是温度; 农业植被对温度的敏感性最强, 其次是降水。植被对气候变化响应的空间特征表现为, 植被主要生长季平均NDVI与温度距平场空间结构一致, 与蒸发量距平场反位相对应, 与降水量距平场呈北、南部正负相反分布, 与相对湿度距平场呈南、北向正负相反的空间分布。     

Spatial interpolation of monthly and annual rainfall in northeast of Iran

Precipitation maps are the key input to many hydrological models. In this paper different univariate (inverse distance weighing and ordinary kriging) and multivariate (linear regression, ordinary cokriging, simple kriging with varying local mean and kriging with an external drift) interpolation methods are used to map monthly and annual rainfall from sparse data measurements. The study area is Golestan Province, located in northeast of Iran. A digital elevation model is used as complementary information for multivariate approaches. The prediction performance of each method is evaluated through cross-validation and visual examination of the precipitation maps produced. Results indicate that geostatistical algorithms clearly outperform inverse distance weighting and linear regression. Among multivariate techniques, ordinary cokriging or kriging with an external drift yields the smallest error of prediction for months April to October (autumn and winter) for which the correlation between rainfall and elevation is greater than 0.54. For all other months and annual rainfall, ordinary kriging provides the most accurate estimates.     

Effects of rainfall amount and frequency on vegetation growth in a Tibetan alpine meadow

Over the past decades, rainfall amount and frequency changed considerably on the Tibetan Plateau. However, how altered rainfall pattern affects vegetation growth and phenology in Tibetan alpine grasslands is poorly understood. In this study, we investigated the long-term effects of rainfall amount and frequency on production (i.e., aboveground biomass, AGB) and phenology of three perennial plants in a Tibetan alpine meadow from 1994 to 2005. Growth period (i.e., the dates from greening to senescence) was referred to plant phenology here. Our results showed that annual precipitation and total rainfall from large events (≥ 5 mm per day) were mainly distributed in the growing season, which increased significantly from 1994 to 2005 with more increment in May and July (p?<?0.05). Total AGB and growth periods of three plants were linearly correlated with annual precipitation and total rainfall from large events, but have insignificant correlations with total rainfall from small events (< 5 mm per day) and rainfall frequency (including small, large, and all events). The results suggest that aboveground plant production and phenology are more sensitive to changes in large rainfall events (≥ 5 mm per day) than small events (< 5 mm per day) in the alpine meadow ecosystems.