2001−2018年西北地区植被变化对气象干旱的响应

基于2001?2018年逐月的MODIS NDVI数据,以归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index, NDVI）和植被状态指数（Vegetation Condition Index, VCI）作为植被生长状况指标,结合2001?2018年的月降水和月均温数据计算的标准化降水蒸散指数值,分析西北地区植被状况和气象干旱指数的变化趋势及其空间分布特征,以及多时间尺度下植被对气象干旱的响应。结果表明：2001?2018年西北地区植被的生长状况整体呈好转趋势,但空间分布上差异明显,东部植被改善状况高于中西部地区。近18 a西北地区5种不同时间尺度标准化降水蒸散指数（Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI）均值整体上均呈增加趋势,表明干旱程度降低;空间上,干旱化趋势整体上表现为中西部高,东部低。植被生长状况在大部分区域均与SPEI呈现不同程度的正相关,总体表现为,西北地区东部植被对气象干旱的响应程度最高,西部次之,中部最低;不同植被类型中,草地对SPEI-12的响应最强,耕地次之,而林地的响应最弱;各植被类型在生长季的多数月份中对SPEI-3和SPEI-12的响应普遍较高。     

Seasonal characters of regional vegetation activity in response to climate change in West China in recent 20 years

Using NDVI data of NOAA-AVHRR in recent 20 years and the temperature and precipitation data of West China, the vegetation activity is discussed by adopting the EOF and REOF decomposed functions. Results show that the overall increasing trend of vegetation activity in different seasons reflects an advanced and prolonged growth period of vegetation under the circumstance of climate warming, but the vegetation evolvement has much inconsistency between different regions and seasons. There are four notable regions, eight sub-areas for vegetation evolvement in spring and summer, and nine sub-areas in autumn. The vegetation activity in most sub-areas is increasing. The most notable region is represented by Lhaze station on the Tibetan Plateau. Two other marked stations are represented by Altay station in Xinjiang Uygur Autonomous Region and Pengshui station in Sichuan Province. But the time series analysis of NDVI makes clear that the trends of the other two sub-areas, Turpan station in Xinjiang and Huashan station in Shaanxi Province, are descending. It is an important reason for vegetation evolvement that temperature ascends in most of the regions and descends in the east region in some seasons. But another important reason for vegetation evolvement is that precipitation is ascending in the west and descending in the east of the region.     

中国西北干旱区1981—2001年NDVI对气候变化的响应分析

气候变化在不同的区域有着不同的特征,对植被也带来不同的影响,对不同地区气候变化特征的认识及植被变化的相应分析,可使我们对全球变化对干旱区的影响有更深入的认识。通过定量分析,西北干旱区1981—2001年 NOAA/AVHRR数据和同期的气象资料,借助于遥感技术和数理统计知识,分析了1981—2001年我国西北干旱区NDVI变化及其与气候变化的关系。结果显示,1981—2001年间西北干旱区年际最大NDVI的变化与气候变化具有明显的相关性,尤其是对新疆的南、北疆来说,NDVI的变化受到年降水量、年均温和空气相对湿度的影响比较显著,NDVI与年降水量和相对湿度的相关程度要明显比与年均温的相关程度高。甘肃\,内蒙古的河西走廊和青海的柴达木地区NDVI没有明显的变化趋势,同时这两个地区也是年降水量变化最小的地区。从而得出一个结论:降水资源是我国西北干旱区植被生长和生态建设的最重要气象因子,只有充分、合理地利用“降水”这种天然水资源才能最终实现中国西北干旱区环境、社会与经济的可持续发展。     

基于NDVI的西藏自治区草地退化评价模型

本文选择草地退化三个主要的表征因子草地盖度、牧草生物量和牧草植株高度来反映草地“量”的退化程度,并运用因子分析的方法算出各个表征因子的权重,加权求和得出草地综合评价指数。最后根据NDVI与草地综合评价指数建立草地退化评价模型,为草地退化的遥感宏观评价提供了一种新方法。     

基于GIS的中国东北植被综合分类研究

ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ由于运行周期短、覆盖范围大、成本低、波段宽等特点,目前正越来越广泛地受到人们的普遍关注。在大尺度、中尺度植被遥感上,ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ具有陆地卫星无法比拟的优势,但在另一方面,ＮＯＡＡＡＶＨＲＲ也存在分辨率低、数据变形较大和几何畸变较严重等问题。这样,在应用ＮＯＡＡＡＶＨＲＲ数据进行大区域植被制图时,植被分类的精度仍待提高。本文从理论上探讨了将地理信息系统提供的地理数据与遥感数据复合的可行性;尝试在ＧＩＳ环境下,将气温、降水、高程３个影响区域植被覆盖的主要指标,按一定的地面网格系统和数学模式进行量化,生成数字地学影像,并使之与经过优化、压缩处理的ＮＯＡＡＡＶＨＲＲ数据进行复合,对复合后的综合影像进行监督分类。分类结果显示,与传统的应用最大似然分类方法对单一遥感图像分类相比,该综合分类方法分类精度提高了１８．３％,该研究方法改变了遥感影像的单一信息结构;丰富了图像的信息含量;完成了地理数据的数字传输、处理、存储及影像化显示。     

用于时间序列聚类分析的小波变换和特征量提取方法

利用小波变换的多尺度分辨功能,对时间序列数据进行多次Haar小波变换,将时间序列分解为尺度分量和细节分量;通过保留尺度分量,提取时间序列的趋势信息,并结合统计特征量计算,将时间序列的趋势信息与几种统计特征量组合在一起,构成SOM神经网络的输入向量,对时间序列进行聚类分析。通过在几类模拟时间序列数据上进行实验分析,取得了较好的实验效果。并将此方法应用到基于MODIS遥感影像的林地植被提取中,获得了较高的提取精度。     

近60 a来全球河川径流量变化趋势及影响因素分析

基于全球2 894个流域的河川径流量、归一化植被指数（Normalized Differential Vegetation Index,NDVI）以及气温和降水量长期数据,发现年内月均径流量（MQ）呈上升、下降以及不显著变化趋势的流域比例分别为9.1%、12.4%和78.5%,年内最小月径流量（LQ）呈3种变化趋势的流域比例分别为24.1%、11.7%和64.2%,年内最大月径流量（HQ）呈3种变化趋势的流域比例分别为6.4%、13.6%和79.9%。在区域（大陆和纬度带）和全球尺度上,没有出现LQ下降和HQ上升变化趋势的现象,MQ下降与HQ下降联系在一起,MQ上升与LQ上升联系在一起,表明区域和全球尺度上水资源量及年内分配在过去60多年里是改善的。进一步分析发现,气候变化是导致水资源量和年内分配变化的主要因素。但与年内月极端径流量（LQ或HQ）变化不同的是,发生年内月极端径流量的月份大多发生了显著的改变,这个改变可能对社会和自然生态系统以及依靠自然节律的生产生活方式产生深远影响。     

利用HJ-1卫星数据监测山区水库资源

遥感技术能够快速、宏观地获得研究区域的数据,已成为湖泊环境动态变化监测的重要技术手段。但是对于山区的湖泊和河流而言,由于沟壑众多,河道狭窄,水体像元多为混合像元,利用现有方法提取水体遥感影像难度较大。水体与植被、城市和土壤等地物在不同波段的光谱反射率的差异是利用遥感手段提取水体信息的基本原理。本文在水体光谱特征分析的基础上,描述了HJ-1卫星数据特征及所采用的山区水体信息的遥感提取方法,并以南湾水库为例,描述了利用植被指数(NDVI)方法识别水体信息的技巧:首先将HJ-1数据的第3和第4波段经过波段运算得到NDVI图像;再将两种遥感图像中NDVI值小于0的像元判识为水体,NDVI值大于0的判识为水库周围的农田,经过计算像元数量得到水体面积信息;最后在各种专业软件的支持下,结合非监督分类的水体识别效果,将水体与其他地物类型区分开来。结果表明,利用HJ-1卫星数据可有效排除其他地物的干扰,显著提高水体监测的精度。     

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...     

新疆地区植被对多时间尺度干旱的响应研究

新疆是中国干旱区的主体,区域内生态承载能力和植被覆盖率较低,受干旱影响突出.以标准化降水蒸散指数(Standard Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)表征干旱状况,以归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDV...