2000-2012年祁连山植被覆盖变化及其与气候因子的相关性

研究祁连山地区植被覆盖变化及其与气候因子的响应关系对这一地区土地利用总体特征以及对区域及全球气候和环境变化都将产生深远的意义。利用2000-2012年美国国家航空航天局提供的MODIS NDVI数据并结合相应的气候资料,通过对逐像元信息的提取和分析,运用均值法、斜率分析法、相关分析法,研究了2000-2012年不同季节祁连山植被覆盖的时空变化及其与气候因子的相关性。结果表明:13 a来祁连山植被覆盖整体上呈增加趋势,其中春季植被改善最为明显,秋季次之;植被覆盖变化在不同季节都存在明显的空间差异;不同季节植被与气温、降水的时滞效应不尽相同;祁连山春季大部分地区NDVI与气温呈显著正相关,夏季NDVI与降水呈显著正相关,秋、冬季NDVI与降水、气温的相关性不明显。     

近15a陕西省植被时空变化与影响因素分析

利用2000—2014年MODIS/NDVI时间序列数据,采用栅格像元趋势分析、稳定性评价的方法,研究了陕西省近15 a植被的时空变化特征和规律;利用Hurst指数对陕西省植被未来变化趋势进行了预测;并利用相关性分析法分析了NDVI与年均温度和降雨量的关系。结果表明,2000年、2015年陕西省NDVI均值分别为0.4273、0.4942, 15 a来增加了0.067,增长了16.0%,其中陕北地区NDVI增加明显,关中部分地区出现负增长,陕南地区NDVI总体依旧维持在较高水平。陕西省植被变化趋势具有明显的空间差异性,全省植被未变化的占52.0 %,改善部分占44.27 %,退化部分占3.73%,说明15 a间陕西省植被覆盖改善面积大于退化面积,植被状况有所改善;其中陕北地区植被呈明显改善区域面积较大,关中地区植被覆盖面积有所减少,陕南地区植被变化幅度较小。陕西省植被稳定区域占50%以上（0 0.2),说明15a间陕西省植被较为稳定,变化程度不大;其中陕西省植被最稳定地区主要集中在陕南、延安南部,榆林部分、西安、渭南少部地区变化幅度较大。Hurst指数分析表明陕西省44.54%面积的植被未来有可能面临退化,主要分布在陕北和关中地区的北部,植被未来有可能退化也有可能改善的面积占49.78%,主要分布在延安和陕南地区。陕西省近15 a气温和降水量总体呈增加趋势,增加速率分别为0.48 ℃·(10 a)-1和69.5 mm ( a)-1;相关性分析结果表明,年均降雨量是影响NDVI的主要气象因子,同时陕西省植被变化也受到了退耕还林还草、防沙治沙、生态政治等人为因素的影响。     

基于MODIS/NDVI的新疆伊犁河谷植被变化

利用2000-2010年16 d合成的MODIS/[NDVI]数据,结合植被异常指数、趋势线分析和Hurst指数等分析方法,对新疆伊犁河谷植被覆盖的时空变化特征进行了分析。结果表明：（1） 伊犁河谷内植被覆盖随海拔增高而先增加后减小,最高植被覆盖区位于2 000～2 500 m的高程带;2000-2010年伊犁河谷各高程带内植被覆盖整体下降趋势明显,但海拔低于1 000 m的高程带除外。（2）受干湿环境影响,伊犁河谷全区平均被植异常指数最高值出现在降水最多的2002年,最低值出现在降水最少的2008年,但不同区域植被异常指数的变化存在较大差异。（3）伊犁河谷内植被覆盖增加和减小的区域分别占总面积的4.09%和19.34%,增加区域主要位于伊犁河两岸的平原区,减小区域主要位于乌孙山两端以及伊犁河谷周围海拔2 000 m左右的低山区域;变标度极差分析结果表明,伊犁河谷内植被覆盖年际变化呈现很强的持续性,未来一定时间内将保持现有变化趋势不变。     

三江源区MODIS植被指数时空分布特征

利用16天合成的250m分辨率的MODIS数据,对三江源区NDVI和EVI植被指数时空分布特征进行了系统性的研究。结果表明：NDVI和EVI空间分布呈现出由东南向西北逐步下降的趋势。植被指数随季节呈现出规律变化,最高值出现在8月。不同海拔高度两种植被指数对植被覆盖情况的指示作用比较一致。植被类型的NDVI与EVI的差异...     

祁连山北坡中部气候特征及垂直气候带的划分

通过对祁连山北坡中部气候特征，森林植被类型和土壤类型的定位预测研究，对祁连山北坡中部森林生态系统的主要气象要素垂直分布特征进行分析，应用气候指标和生物学原理，将祁连山林区按不同海拔高度划分为：1.山地荒漠草原气候带；2.山地草原气候带；3.山地森林草原气候带；4.亚高山灌丛草甸气候带；5.高山亚冰雪稀疏植被气候带；进而提出了合理开发祁连山山地气候资源，以促进当地经济发展。     

基于MODIS数据的吐鲁番盆地2001—2017年植被变化及水热组合影响分析

中国西北干旱地区的气候变化及其对植被的影响一直备受关注。以地形特殊的吐鲁番盆地为研究对象,利用实测气象站点数据、再分析气象格点数据以及MODIS卫星遥感植被指数,采用趋势检验、线性回归、偏相关分析等方法,探究了该地区2001—2017年间的植被变化及其与水热组合特征之间的关系。结果表明:(1)吐鲁番盆地降水量整体没有显著变化,但北部山区降水增长较多,气温总体呈显著上升趋势,尤其是盆地底部中心区域增温较大。(2)全区域植被指数(NDVI)总体呈极显著上升趋势,山区及中心区域NDVI增长率较大。(3)受水汽来源和日照时长的影响,吐鲁番盆地周边山区高程3 000 m左右NDVI值最高,山区植被最好的坡向是西北坡。(4)吐鲁番盆地水热组合复杂,水分条件是大部分地区植被生长的主要限制因素,降水与NDVI有较好的正相关,在山区和荒漠区热量增加不利于植被生长,但中心区域受地下水和人类活动影响,水分的供给相对稳定,热量增加利于植被生长。     

基于MODIS的大田县均溪谷地NPP与NDVI相关性的时空变化特征

本研究应用MODIS卫星遥感资料,分析2000—2010年大田县均溪谷地植被净初级生产NPP与NDVI相关性的时空变化特征,运用Arc GIS软件对大田县均溪河做不同距离的缓冲区分析,结合土地利用状况,研究年植被净初级生产力a NPP与年均归一化植被指数ANDVI的相关性,并建立线性回归分析模型进一步分析NPP随NDVI的变化情况。可以看出,ANDVI与a NPP的空间分布特征与距河流的距离远近有着密切关系,河流不同缓冲区ANDVI与a NPP的相关性系值为0.80~0.96。研究区域3年回归模型均通过α=0.01的显著性F值相关检测,表明利用NDVI可以有效地对NPP进行实时监测。     

柴达木河都兰区植被覆盖率变化特征

柴达木河都兰区位于青海柴达木盆地东南部,干旱少雨,生态环境脆弱。基于MODIS NDVI数据,应用遥感方法,对都兰区2000—2011年的植被覆盖率进行了计算,并分析了其影响因素。结果表明：研究区内裸土和低覆盖率植被的面积逐年减小,而较低覆盖率、中等覆盖率、较高覆盖率及高覆盖率植被的面积均逐年增加;研究区植被覆盖率与降水及相对湿度呈正相关关系,区域植被生长与地下水埋深的关系较为密切;宗加-诺木洪植被区的地下水埋深范围为0.7～3.5 m,在水埋深为1.7 m的地方,植被长势最好;当研究区的地下水水质矿化度小于3 g·L^-1时,植被发育较好。     

祁连山北麓中段青海云杉林土壤水热时空变化特征

以祁连山北麓中段青海云杉林为研究对象,利用5套土壤温湿度自动监测系统对海拔2 500～3 300 m的青海云杉连续监测3 a,旨在探讨青海云杉林土壤水热的变化特征及土壤水热间的互作效应。结果表明:(1)7:00～19:00,土壤温度整体上呈升高趋势,8:00土壤均温最低,为1.03℃,18:00土壤均温最高,为1.32℃;土壤湿度的变化幅度较小,且差异不显著(P>0.05)。(2)冷期(1～4月、11～12月)、暖期(5～10月),各占全年的50%;8月前随月份增大土壤温湿度增大,月份增大1月,土壤均温增大2.21℃,湿度增大0.021 m3·m-3,8月后随月份增大逐渐减小,月份增大1月,土壤均温减小3.12℃,湿度减小0.017 m3·m-3。(3)土壤温度与海拔之间有负相关关系(R2=0.81,P<0.05);土壤湿度与海拔之间存在二项式相关关系(R2=0.95,P <0.05)。(4)土壤温度与土层深度间呈负相关关系(P <0.05),而土壤湿度与土层深度呈线性正相关关系(P <0.05),土层每增加一层,土壤均温减小0.142℃,湿度约增加0.0...     

2001—2017年祁连山积雪面积时空变化特征

科学监测祁连山积雪面积及变化特征对该区域气候研究、雪水资源开发利用、环境灾害预报及生态环境保护等具有重要意义。基于2001—2017年MOD10A2积雪产品和气象数据,分析祁连山积雪面积动态变化特征及与气温降水关系。结果显示:(1) 2001—2017年祁连山积雪面积年际波动趋势较大,呈减小趋势,多年平均积雪面积约为5×104km2,占祁连山总面积的25. 9%;年内变化成"M"型,即在一个积雪年中有两个波峰和波谷,波峰出现在11月和1月,波谷出现在7月;季节变化波动趋势较大,夏冬季积雪面积减小趋势大于春季,秋季呈现略微增加趋势。(2)祁连山区积雪面积主要分布在3 000～4 000 m及4 000～5 000 m,积雪覆盖率随着海拔上升呈现逐渐增大的趋势;祁连山区不同坡向积雪覆盖面积差异较大,积雪覆盖率差异较小;积雪频率高值区呈典型的条带状分布,与祁连山地形相一致,呈西北—东南分布,且分布西部大于东部。(3)初步分析认为祁连山积雪面积变化对气温要素更敏感。     

MODIS NDVI时间序列在三江平原湿地植被信息提取中的应用

以三江平原为研究区,利用多时相的中分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)影像数据,采用一种基于归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)时间序列的监督分类方法获取了研究区湿地植被的分布数据。监督分类以NDVI时间序列的波形所反映出的植被物候特征作为分类器,将离散的傅立叶变换应用于NDVI时间序列以减少高频噪声对分类的影响,并运用傅立叶变换后波形幅度和相位的相似性来确定像素的归属类别。根据研究区植被的物候特征的差异,区分出7种地表(沼泽、沼泽化草甸、滩地、水田、旱地、灌木和林地)的植被类型,得到三江平原2005年湿地植被的分布数据。该方法的总体分类精度达到79.67%,Kappa系数为0.752 5。研究表明,基于MODIS多时相NDVI数据,采用基于傅立叶组分的相似度分类方法可以客观、经济、快速的提取湿地植被分布数据。     

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。     

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...     

生态建设背景下陕西省植被覆盖时空变化及其影响因素研究

为了逆转近年来生态退化趋势,中国实施了一系列国家级生态建设项目,植被恢复是其核心目标。基于MODIS NDVI数据产品、气象站点观测数据及统计年鉴等资料,分析了2002—2016年陕西省植被覆盖时空变化,并采用面板数据固定效应模型进行了归因研究。结果表明:(1)实施退耕还林及天然林保护工程以后,陕西省植被覆盖状况总体呈改善趋势,但存在明显的时间波动与空间差异。(2)生态建设项目对陕西省植被恢复产生了显著正向影响,且存在时滞效应;造林率增加1个百分点,3 a后各县NDVI值将平均增加0.012 3(p<0.01),等同于年降水量增加56 mm的作用。(3)降水、气温的提高对陕西省植被恢复产生了显著正向影响,而人口与经济增长则产生了显著负向影响。因此,陕西省应继续加大生态建设项目投资力度,并加强监督与监测评价;积极推行生态移民政策,缓解人类活动带来的生态压力;调整经济结构、转变经济增长方式,摒弃消耗资源牺牲环境的粗放型发展模式。     

祁连山及河西走廊气候变化的时空分布特征

利用祁连山区及河西走廊20个气象站的气温和降水资料,运用一元回归分析、5 a趋势滑动、Spline插值法,进行气候变化的时空分布特征分析。结果表明：祁连山及河西走廊的气温在20世纪60—80年代偏低,90年代以后偏高;气温的年际变化率为0.0298 ℃·a^-1,并且升温趋势显著;大部分地区的增温幅度在0.02~0.04 ℃·a^-1之间,其中祁连山区的增温幅度大于走廊平原;气温的年际变化幅度在空间上呈现出南北分异,大致以黑河干流为界,中东部地区的增温幅度从南到北呈增大趋势,而中西部地区从南到北呈减小趋势;降水在60年代偏少,其他年代偏多,其中2000年以后明显增多;降水的年际变化率为0.6571 mm·a^-1,不过增加趋势不太明显;大部分地区降水的增加幅度在0~2 mm·a^-1之间,其中祁连山区的增加幅度大于走廊平原;降水的年际变化幅度在空间上呈现出南北分异,其增加幅度从南到北呈减小趋势。     

祁连山水源涵养林区降水及温度时空变化研究

研究大气降水及温度的时空变化对建立气候预警系统有重要的意义。利用气象和水文自动监测仪器沿环境梯度和植被类型对祁连山水源涵养林区温度及降水时空变化进行了动态监测。结果表明,祁连山西水林区降水呈单峰曲线型,主要集中在夏季,占全年降水的72%;在环境梯度上差异较大,表现为乔灌交错带处(3 300 m)降水为最大,交错带以下随海拔的升高降水增大,交错带以上由于降水复杂性导致随海拔的升高而减少;在年际上差异更大,2004年以前降水量随年份的增大有下降趋势,2004年以后降水量增幅较大。祁连山西水林区气温从1986年以来逐渐上升,但年均气温大多在0 ℃以下,最低为-1.33 ℃,从2003年以来气温迅速上升,年均温最高为2.5 ℃,通过研究发现24 a以来气温上升了3.83 ℃;由于气温的上升,导致土壤温度上升较快,尤其是表层和深层土壤温度上升更快,该结论与当前的众多结论是相吻合的。     

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.     

近50 年来祁连山及河西走廊降水的时空变化

利用1960-2009 年的日降水量资料,采用线性趋势、5 年趋势滑动、IDW 空间插值、Morlet 小波分析、Mann-Kendall 突变检验等方法,对祁连山及河西走廊地区不同等级降水日数和降水强度的时空变化特征进行了研究。结果表明:不同等级降水日数和降水强度的多年平均在空间上既表现出东西分异,也表现出南北分异;不同等级降水日数的年际变化在绝大部分区域呈增多趋势,且自东向西增幅减小,大雨强度的年际变化在绝大部分区域呈增大趋势,其它等级降水强度为部分区域呈增大趋势,部分区域呈减小趋势;小雨、中雨日数的年际变化呈显著增多趋势,大雨日数呈明显增多趋势,暴雨日数呈不明显增多趋势,小雨、大雨强度的年际变化呈不明显减小趋势,中雨、暴雨强度呈不明显增大趋势;不同等级降水日数变化的周期集中在2a、5a、8a、11a、19a,不同等级降水强度变化的周期集中在2a、5a、11a、15a、25a;除小雨强度突变减小外,其它等级降水日数均突变增多,降水强度均突变增大,降水量的增加主要是降水日数的增多造成的,其中小雨、中雨日数的增多贡献最大。     

基于MODIS的2006-2016年西藏生态质量综合评价及其时空变化

针对缺少基于遥感数据产品的西藏地区植被生态参数筛选及综合评价的研究现状,以2006年和2016年西藏地区MODIS卫星遥感产品反演得到的植被覆盖度、叶面积指数、植被总初级生产力、区域热度与改进的湿度5项指标为基础,提出了基于主成分分析法的西藏植被生态环境质量评价方法,并探索了其时空变化规律及机理。结果表明：① 西藏地区植被生态质量整体较为脆弱,且区域差异明显,呈现东南优、西北差的分布格局。② 2006-2016年间西藏地区植被生态质量总体呈现变好的趋势。在时间序列上,2006-2016年间改善、退化的区域占比分别为31.88%和4.13%;在空间分布上,变好的区域分布在西北、中部和东部,变差的区域集中在东南部。③ 水热状况改善特别是降水量的增加和人为保护政策使得研究区西部和中部地区生态质量有所提高。社会经济活动加强是研究区东南部生态质量变差的主要原因。     

基于MODIS数据的蒙古高原积雪时空变化研究

利用Terra卫星和Aqua卫星提供的2002年9月1日~2017年5月31日每日积雪覆盖产品MOD10C1和MYD10C1,提取蒙古高原积雪日数、积雪面积、积雪初日及积雪终日信息,得到蒙古高原积雪特征分布和变化趋势,同时,结合蒙古高原108个地面气象观测站的气温资料,分析研究区积雪变化特征和气温的关系。结果表明：（1）蒙古高原平均积雪日数在60～90 d之间,积雪初日主要分布在315～335 d之间,积雪终日大多集中在31～61 d之间,蒙古高原东部地区积雪初日有明显的提前趋势,西南地区积雪终日有明显的提前趋势。（2）积雪面积在积雪季内呈 “单峰型”,1月份为积雪面积最大月,年均积雪面积呈微弱的下降趋势。（3）最大积雪覆盖面积与温度具有明显的相关性,稳定积雪覆盖区的临界温度大概介于-11~-8 ℃之间。（4）温度是影响积雪特征变化的重要因素。