大兴安岭植被NDVI变化及其对气候的响应

利用S-G(Savitsky-Golay)滤波对2000—2016年呼伦贝尔市境内的大兴安岭植被NDVI序列进行逐栅格重构并剔除突变点,结合大兴安岭海拔、坡向、坡度等地理因子和气温、降水等气象因子,分析大兴安岭植被生长季NDVI的变化及其对气候的响应。结果表明:大兴安岭植被NDVI生长季均值呈上升趋势,平均增速为0. 029/10 a。植被NDVI随海拔的增加呈现先缓慢减小后迅速增加的趋势,随坡向变化不大,随坡度的增加而增加。植被NDVI的生长季均值与1 a前和2 a年前的降水呈现显著的正相关,具有明显的滞后性。在每年植被恢复生长初期各海拔植被均与气温呈现极显著的正相关,年内植被NDVI与降水的相关性在垂直方向上存在较大差异。     

呼伦贝尔草原NDVI时空变化及其对气候变化的响应

利用2001—2016年MODIS NDVI数据和气象站点资料,分析呼伦贝尔草原NDVI的时空变化特征及其对气候变化的响应。结果表明,呼伦贝尔草原NDVI整体呈上升趋势,平均倾向率为0.041·(10 a)-1,其中新巴尔虎右旗西北部、新巴尔虎左旗中部和陈巴尔虎旗西部等地增加显著;NDVI的年变化主要受降水驱动,两者呈极显著的正相关;生长季内,5月气温和5、6月总辐射与NDVI普遍呈正相关,北部草原达到显著或极显著水平,但之后逐渐转为负相关。NDVI与降水普遍呈正相关,5月下半月开始有台站达到显著或极显著水平,7月达到显著或极显著的台站数量最多,并存在明显滞后。生长季内,典型草原NDVI与降水显著或极显著正相关的台站次数明显多于草甸草原。     

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。     

吉林省主要产粮区NDVI时空变化特征

为了确定作物长势遥感监测的评价指标,利用2000—2012年吉林省EOS/MODIS数据,采用NDVI旬最大值法,结合吉林省主要农作物生长发育的特点,对主要产粮区作物生长季旱田和水田的NDVI时空变化规律进行研究,并分析其与气温和降水的关系。结果表明:2000—2012年吉林省作物生长季农作物的NDVI随作物生长发育进程有明显的变化,水田和旱田两种作物的NDVI时间变化均呈单峰型;吉林省不同区域的NDVI变化趋势一致,5月上旬至6月上旬,NDVI呈缓慢增加的趋势;6月中旬至7月上旬,NDVI迅速增加;7月中旬至8月上旬,NDVI增加缓慢;8月中旬开始,NDVI开始下降。6月中旬开始,吉林省中部地区旱田NDVI明显高于西部地区,NDVI增长速率中部地区大于西部地区,达到峰值的时间中部地区也早于西部地区。吉林省水田NDVI变化中西部地区差异较小,均在8月上旬达到峰值,植被指数时间变化与吉林省作物生长发育进程相吻合。吉林省中西部地区作物的NDVI与气温和降水均呈正相关,气温和降水对NDVI的影响有明显滞后效应,且气温的影响大于降水。     

2000年以来中国区域植被变化及其对气候变化的响应

气候是植被变化的主要驱动因子,研究全球增暖背景下中国区域植被变化及其对气候的响应对于国家开展重大生态恢复评估和未来植被保护政策制定具有重要意义。利用2000-2016年MODIS植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)数据集,运用统计分析方法,从平均态、线性趋势、时间序列、相关性等方面系统分析了2000年以来中国区域植被变化及其对气候变化的响应。结果表明:中国区域NDVI在平均态上呈现从东南向西北递减的空间分布,受降水生长季的影响,东部地区植被指数明显较大;我国大部分地区NDVI呈现增加的趋势,其中湿润半湿润地区NDVI增长幅度为0.037·(10a)^-1,而在干旱半干旱地区变化较小[0.013·(10a)^-1]。NDVI的变化与气候驱动因素的相关性存在一定的区域差异,其中:NDVI与气温变化在东南沿海、东北东部以及青藏高原北部等地区呈现出显著正相关,而在青藏高原南部等地区呈现微弱的负相关;除青藏高原、塔里木盆地和东北北部等地区外,NDVI与降水量在全国大多数地区呈正相关。从全国平均来看,温度和降水变化对NDVI的贡献分别为7.5%和9.1%,其中温度对NDVI变化的贡献主要体现在湿润半湿润地区(9.3%),而降水的贡献则在干旱半干旱地区(12.2%)。植被变化对气候要素驱动的响应也呈现出明显的区域差异性,在我国东南沿海、云贵高原东部、四川盆地等南方地区以及黄河中下游、东北东部等部分地区,NDVI变化对气温的敏感性最强;而在中国北方干旱半干旱大部分地区,NDVI变化则是对降水驱动具有很显著的响应特征。总体而言,气温是驱动南方地区植被变化的主导因子,而降水则调控着北方地区植被生长变化。     

2001-2020年新疆伊犁河谷植被主要生长季NDVI时空变化与水热因子关系研究

植被是陆地生态系统的重要组成部分,在气候和生物化学循环中对水和能量的交换起到至关重要的作用。利用MODIS-NDVI数据,采用Theil-Sen中值趋势分析、Mann-Kendall检验及变异系数的方法,研究了2001-2020年伊犁河谷植被主要生长季（5-9月）归一化植被指数（NDVI）的时空变化特征,结合气温降水数据采用相关性分析的方法,探究了植被主要生长季的影响因素。结果表明：（1）2001-2020年伊犁河谷植被主要生长季NDVI在空间上存在明显的差异性,NDVI多年均值较高。（2）区域尺度上,NDVI年际变化趋势较为平缓;像元尺度上,微量减少和微量增加的面积占比较大,显著增加与显著减少的区域较集中,占比较小。（3）伊犁河谷生长季植被的稳定性较好,CV≤0.10基本分布在整个区域,0.3相似文献   

基于Terra和NPP卫星的NDVI产品在呼伦贝尔地区植被监测中的对比

为了探索基于多源卫星产品组建长时间序列NDVI并开展生态监测与灾害评估的可能性，利用相关系数、均方根误差、标准差和平均偏差等方法，结合泰勒图，对呼伦贝尔地区2012—2021年基于Terra和NPP卫星逐16 d的NDVI产品进行比较。结果表明：NPP/NDVI的多年均值略高于Terra/NDVI，两者在草原植被类型下的一致性最优，其次为耕地，森林植被的一致性较差。在呼伦贝尔非植被生长季，Terra/NDVI与NPP/NDVI的偏差主要集中在森林，且以Terra/NDVI偏高为主。在植被生长季初期2种NDVI产品的偏差呈现零散、随机分布，中期的偏差相对较小，生长季后期则以Terra/NDVI小于NPP/NDVI的负偏差为主。虽然2种卫星产品的总体偏差不大，但在开展NDVI的距平分析或计算VCI等指数时，较小的偏差会被放大。呼伦贝尔草地在考虑两种NDVI产品偏差纠正的前提下基本可替代使用，而耕地、林地植被的协同应用仍需谨慎。     

西藏那曲县NDVI变化及与气象因子、畜牧量相关分析

利用NASA提供的16天合成MODIS数据,以归一化植被指数(NDVI)作为植被覆盖特征指标,研究了2001~2008年那曲县NDVI变化特征,分析了温度、降水等气象因子与NDVI关系。结果显示:近年来那曲县最大NDVI、年均NDVI呈减小趋势;NDVI月变化与温度、降水显著正相关;年平均NDVI、植被生长季平均NDVI与气象因子相关性不明显;畜牧总量与植被生长季NDVI显著负相关。      

西辽河流域归一化植被指数与气象因子相关性分析

为了解西辽河流域归一化植被指数(NDVI)的分布规律、变化趋势及对气候变化的响应,利用2000—2018年西辽河流域11个气象站逐日气象资料和MODIS归一化植被指数数据集,通过线性回归和相关分析,探讨了生长季各月NDVI与气象因子的时滞性,以及气象站周围10 km缓冲区内不同植被类型NDVI与气象因子的相关性。结果表明：西辽河流域年平均气温、最高气温、最低气温和降水量均呈上升趋势。NDVI呈上升趋势,植被有所改善,不同植被类型NDVI均呈增加趋势,耕地增加趋势最快,耕地长势受益于农事活动的完善和增进。NDVI空间分布呈现中间低,四周高特点。生长季各月NDVI与降水量存在明显的滞后性,滞后期为1个月;仅8月NDVI与前1个月平均气温和最高气温存在滞后性。不同植被类型NDVI与平均气温、最高气温的相关性密切。耕地NDVI与气象因子的相关性较好。研究结果可为维护西辽河流域生态系统平衡提供参考。     

黄土高原地区植被指数对干旱变化的响应

基于黄土高原83个地面气象站2000—2016年观测数据,计算标准化降水蒸散发指数(SPEI,standardized precipitation evapotranspiration index),分析黄土高原干旱时空变化特征,并结合对应时段的归一化植被指数(NDVI,normal difference vegetation index),研究不同土地利用类型及不同海拔高度植被对气象干旱的响应。结果表明:(1)通过旋转经验正交函数(REOF,rotational empirical orthogonal function)可将黄土高原划分为东南区、东北区、西南区和西北区;除西北区外均呈明显湿润化特征。(2)生长季各月黄土高原NDVI均呈显著增大趋势,NDVI均与SPEI呈正相关关系,其中两者在6—9月相关性最强(P 0. 05)。(3)对于研究区内4种土地利用类型(耕地、草灌、森林和未利用土地),生长季内NDVI与SPEI呈显著正相关的面积百分比在草灌类型最大(62. 54%),耕地类型次之(52. 97%),而森林类型最小(25. 62%)。(4) 6—9月NDVI与SPEI呈显著正相关的面积百分比随海拔的升高先增加后减小,最大值出现在海拔1500～2000 m。     

1971—2020年呼伦贝尔市积雪气候特征和未来趋势预估

利用1971—2020年呼伦贝尔市16个国家气象站最长积雪日数和最大积雪深度资料，采用经验正交函数（EOF）分析、重标极差分析（R/S）和非周期循环分析，统计最长积雪日数和最大积雪深度时间序列的Hurst指数、分维数和非周期循环的平均循环长度，分析最长积雪日数和最大积雪深度变化趋势和记忆周期；同时采用MOD10A2积雪产品，研究2001—2018年呼伦贝尔市积雪覆盖率变化。结果表明：（1）近50年呼伦贝尔市最长积雪日数呈递减趋势，最大积雪深度呈递增趋势；（2）积雪深度>20、30cm的年平均积雪日数主要出现在1996—2014年，其中积雪深度>30cm年平均积雪日数>1d;(3)呼伦贝尔市积雪初日出现在10月中旬至11月上旬，积雪终日在4月结束，积雪初日出现最早时间和积雪终日结束最晚时间都在呼伦贝尔市的北部地区；（4）R/S分析和非周期循环研究表明，呼伦贝尔市最长积雪日数和最大积雪深度H指数分别为0.589 9和0.889，即最长积雪日数未来减少和最大积雪深度未来增多趋势持续，持续时间分别为8和12 a;(5)呼伦贝尔市年平均积雪覆盖率为98.87%，呈波动增加趋势，...     

Responses of Grassland and Forest to Temperature and Precipitation Changes in Northeast China

Using the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) as an indicator of vegetation growth, we explored the characteristics and differences in the response to drought of five vegetation biomes in Northeast China, including typical steppe, desert steppe, meadow steppe, deciduous coniferous forest and deciduous broad-leaved forest during the period 1982-2009. The results indicate that growing season precipitation may be the primary vegetation growth-limiting factor in grasslands. More than 70% of the temporal variations in NDVI can be explained by the amount of precipitation during the growing season in typical and desert steppes. During the same period, the mean temperature in the growing season could explain nearly 43% of the variations in the mean growing season NDVI and is therefore a dominant growth-limiting factor for forest ecosystems. Therefore, the NDVI trends differ largely due to differences in the vegetation growth-limiting factors of the different vegetation biomes. The NDVI responses to droughts vary in magnitude and direction and depend on the drought-affected areas of the five vegetation types. Specifically, the changes in NDVI are consistent with the variations in precipitation for grassland ecosystems. A lack of precipitation resulted in decreases in NDVI, thereby reducing vegetation growth in these regions. Conversely, increasing precipitation decreased the NDVI of forest ecosystems. The results also suggest that grasslands under arid and semi-arid environments may be more sensitive to drought than forests under humid environments. Among grassland ecosystems, desert steppe was most sensitive to drought, followed by typical steppe; meadow steppe was the least sensitive.     

大气环流指数和海温对呼伦贝尔地区年降水预测的指示意义

文章对近50a（1961—2010年）内蒙古呼伦贝尔地区的年、汛期和冬春季降水量和降水距平百分率（R%）作了统计,发现年R%和冬春季R%呈上升趋势,汛期R%略呈下降趋势;通过对年R%与大气环流指数、海温的相关分析发现：前期副热带高压（副高）、北半球极涡、大西洋欧洲环流C型、西藏高原位势高度和印缅槽（南支槽）强度指数等均与年R%密切相关,当北半球极涡收缩、强度减弱,副高扩张、强度加强,西藏高原位势高度偏高,南支槽减弱时,有利于来年呼伦贝尔地区降水,否则,相反。此外,前一年夏季北印度洋海域和赤道东太平洋海域海温对呼伦贝尔地区来年降水有显著影响,这两块海区的海温和上述环流指数可考虑作为呼伦贝尔地区年降水的预测信号使用。     

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。     

基于CI的呼伦贝尔市40年生长季气象干旱强度分析

利用呼伦贝尔市16个气象台站1973—2012年逐日气象观测资料,计算4—10月生长季期间逐日CI指数并统计分析呼伦贝尔市生长季气象干旱强度特征,利用空间差值、线性回归、信噪比检验、M K突变检验和小波分析方法对干旱强度的空间分布、随时间的变化、突变发生情况及气象干旱发生周期进行分析。分析表明,呼伦贝尔市气象干旱发生频率最高为牧区,强度由西南牧区向东北林区递减,春季气象干旱有减轻趋势,而夏、秋季节干旱有加重趋势,牧区秋旱的加重趋势尤为显著,农区的变化周期较长,为19~24年,而林区、牧区的变化周期较短,为5~12年和7~12年。     

2000—2009年锡林郭勒典型草原植被对气象因子的响应

应用MODIS数据对2000—2009年植被变化情况及其与气温、降水量进行相关分析。2007年年均气温最高,降水最少,NDVI最大值和生长季平均值最低;在降水量最大的2003年NDVI最大值和生长季平均值最高。全生长季中气温和降水量与NDVI值具有显著或极显著相关,相对于气温、降水量对NDVI值影响更大;前一个月的气温和降水量对NDVI值的影响最大,植被对气象因子的响应具有时滞性。     

NDVI-based increase in growth of temperate grasslands and its responses to climate changes in China

This study analyzes the temporal change of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) for temperate grasslands in China and its correlation with climatic variables over the period of 1982–1999. Average NDVI of the study area increased at rates of 0.5% yr⁻¹ for the growing season (April–October), 0.61% yr⁻¹ for spring (April and May), 0.49% yr⁻¹ for summer (June–August), and 0.6% yr⁻¹ for autumn (September and October) over the study period. The humped-shape pattern between coefficient of correlation (R) of the growing season NDVI to precipitation and growing season precipitation documents various responses of grassland growth to changing precipitation, while the decreased R values of NDVI to temperature with increase of temperature implies that increased temperature declines sensitivity of plant growth to changing temperature. The results also suggest that the NDVI trends induced by climate changes varied between different vegetation types and seasons.     

归一化植被指数与降水量,土壤湿度的关系

归一化植被指数是描述植被绿度及生长状况的指数，由于植被生长依赖于环境条件因此ＮＤＶＩ与环境参量的关系是应用ＮＤＶＩ监测环境状况的基础。分别应用位于中国北部的干旱及半干旱地区的降水量资料对ＮＤＶＩ与降水量之间的关系地分析，结果表明仅在干旱半干旱地区生长季末的累积降水量与累积ＮＤＶＩ存在着显著的非线性关系，相关系数为０．７８。