黄河源区植被覆盖度对气温和降水的响应研究

本文基于1982-2006年NOAA/AVHRR NDVI和2000-2012年MODIS NDVI两种遥感植被数据以及同期站点的月平均气温和降水资料,通过对重叠观测时期的数据建立映射关系,对NOAA/AVHRR NDVI数据延长插补,分析黄河源区1982-2012年植被的时空变化特征及其对气候变化的响应。结果表明,黄河源区植被覆盖度呈由东南向西北递减的分布格局;海拔在3 000m以下和4 500m以上地区植被覆盖度相对较差,3 000~4 500m地区植被覆盖度相对较好;植被覆盖度在时间变化上呈增加趋势,但在2000年出现突变点,2000年之后增加速率约为之前的2倍;植被覆盖在整体增加的背景下,也存在零星的退化现象,而在西部高海拔和北部较干旱的低植被覆盖度区域植被覆盖的增加仍存在着较大的年际波动,并不稳定;相对于降水,研究区的植被覆盖对气温变化的响应更为敏感,属于热量限制型生态区。     

金沙江梯级水电开发区NDVI时空变化及其驱动因子研究

基于1999-2012年的SPOT-VGT数据和相关的降水、温度数据,运用空间插值、逐像元回归分析和相关分析等方法,研究了金沙江梯级水电开发区NDVI时空变化特征,并探讨了其主要驱动因子。研究表明:114年来该区NDVI和温度均呈上升趋势,线性倾向率分别为0.044/10a和0.3℃/10a,降水呈下降趋势,倾向率为-181.7mm/10a;2该区NDVI年内变化呈倒单峰型,最大值出现在8月,最小值在3月;年际NDVI整体呈波动上升趋势,2008年达到最大,但2009-2012年有所下降;3像元NDVI变化趋势明显,92.6%的像元呈上升趋势,其中显著上升的占56.1%;趋势系数的空间分布存在明显的区域差异,水电站周边像元的NDVI趋势系数相对较低;4从年尺度来看,过多降水对研究区NDVI变化有抑制作用,温度是影响NDVI年际变化的主要因素。综上所述,研究区地表植被生态系统处于逐年改善的状态,但2009-2012年有所下降;NDVI与降水和气温有密切的联系,降水在春季起促进作用,而温度在夏秋季起主导作用;此外,生态修复工程等人类活动对研究区NDVI上升有重要影响。     

南方丘陵山地带NDVI时空变化及其驱动因子分析

本文利用MODIS归一化植被指数(Normailized Difference Vegetation Index,NDVI)数据对南方丘陵山地带2000-2010年间植被覆盖的年际动态、季相变化和空间差异进行研究,并结合气象因子和土地利用/覆被数据分析植被覆盖变化的原因。研究表明:南方丘陵山地带植被NDVI值较高,属高植被覆盖区。2000-2010年间植被NDVI整体呈上升趋势,但并不显著(p=0.45)。从不同植被类型的季相变化来看,草地的变化幅度最大,其次为灌丛,森林植被变化幅度最小,生长峰值主要出现在8、9月份。植被覆盖变化存在显著的空间差异,封山育林、退耕还林还草生态恢复区和石漠化综合治理区的植被覆盖度显著提高,城镇化迅速发展区植被明显退化。植被覆盖变化是气候和人类活动共同作用的结果。植被覆盖年际变化与气候因子年际变化的相关系数区域分异比较明显。降水量对植被覆盖的影响主要表现在对植被生长年内变动的控制,大部分植被生长对降水存在1个月滞后现象。农业生产的提高、城市化进程的加速及生态建设的重视等人类活动是影响植被覆盖变化空间差异的另一重要因素。     

澜沧江流域植被覆盖变化特征及其与气候因子的关系

通过比较MODIS植被指数产品NDVI和EVI的差异,选择利用2000年-2009年的NDVI产品来分析澜沧江流域植被覆盖变化特征。分析了澜沧江流域NDVI的时间和空间变化规律,同时,研究了该流域NDVI与主要气候因子（气温、降水、相对湿度、日照时间）之间的相关关系。结果显示：从2000年到2009年的10年间,澜沧江流域的植被覆盖状况整体较好,年均NDVI都大于0.45,年际变化呈波动增加趋势,生态环境有改善的趋势。但流域平均NDVI季节性变化明显,呈典型的单峰分布,NDVI最低值在3月,5月份开始迅速上升,最高值在8月。NDVI在0.35至0.6之间波动。澜沧江流域月均NDVI与气温、降水量、相对湿度和日照时数关系密切,相关系数分别为0.619,0.691,0.801和-0.601,气温的升高有利于流域生态环境的改善。在空间上,流域平均NDVI表现出明显的纬度地带性特征,最高值出现在流域最南部,最低值出现在最北部。10年来NDVI值变小的区域集中在上游和下游,NDVI值变大的区域主要集中在中游。     

河北省植被多时相SPOT-VGT NDVI变化及与气候因子的关系

利用1998-2012年生长季的SPOT-VGT NDVI数据集和气温降水数据,应用最大值合成法、平均值法、一元线性回归分析法、相关系数、偏差和标准差,分析了河北省植被生长季NDVI的时空变化及与气候因子的关系。结果表明:1998-2012年15年间河北省植被生长季内NDVI值呈波动上升趋势,最小NDVI值为1999年的0.49,最大NDVI值为2012年的0.59。在每年的植被生长季内,6到7月NDVI增长最快,8月达到最大值0.70,9月NDVI开始下降。河北省NDVI空间分布呈现由中部向两边减少的趋势。植被生长季NDVI 15年平均最高值达0.77,出现在燕山山脉的雾灵山附近;最低值为0.01,出现在沧州东部沿海。1998-2012年间河北省植被生长季NDVI总体上呈现增加的趋势,NDVI减少的区域占9.16%,增加的区域90.84%。生长季平均NDVI与平均降水呈正相关,R2为0.7976;与平均气温呈负相关关系,R2为0.2076。1999-2002、2006-2007年生长季NDVI均值低于15年均值,其余年份均高于15年均值。张家口中部大部分地区、承德北部和东部一小部分、沧州东部大部分地区及衡水的中北部大部分地区植被覆盖变化程度较大,其中唐山是由于NDVI下降引起的植被覆盖变化程度较大,其它地区是由于NDVI上升。     

太白山地区7月NDVI多尺度周期变化及其对气候因子的响应

多尺度周期变化是植被研究的重要前沿问题之一,对揭示植被系统变化规律及其复杂性具有重要意义。本文基于太白山地区树轮宽度年表重建的近172年的7月NDVI资料数据,采用集合经验模态分解法（EEMD）对其在不同时间尺度上的变化特征及其对气候因子的响应进行了分析,结果表明：①太白山地区南北坡7月NDVI呈微弱的非线性上升趋势,北坡/南坡NDVI分别具有3.3 a/3.5 a、8.1 a/8.8 a的年际尺度周期,以及18 a/19.1 a、36 a/34.4 a和64.8 a/68.8 a的年代际尺度周期。②重构的年际尺度变化较好地呈现了NDVI原始序列的波动细节,而年代际尺度变化则揭示了不同时期内NDVI的增减交替变化。北坡NDVI的年际尺度波动较大,而南坡NDVI的年代际尺度波动略强。③在年际尺度上影响NDVI的主要因素是降水,年代际尺度上影响NDVI的主要因素是气温。④北坡NDVI变化主要受水分因素控制,而南坡NDVI则受热量因素影响更为明显。分析太白山地区NDVI的多尺度变化及其影响因素对研究太白山地区植被生长的变化特征具有重要意义。     

1998-2011年海河流域植被覆盖变化及气候因子驱动分析

基于1998-2011年的SPOT/NDVI数据,结合海河流域土地覆盖数据分析了海河流域植被覆盖的时空变化特征,然后利用海河流域30个气象站的气温和降水资料对海河流域植被覆盖变化的气候驱动力进行了分析。结果表明：1998-2011年海河流域NDVI呈缓慢上升趋势,植被覆盖状况总体上在改善,但是在空间存在明显差异,其中农田、森林、湿地改善最为明显,植被明显改善区域与植被高波动区分布基本一致,植被覆盖基本不变区域与植被低波动区基本一致;海河流域植被覆盖变化受气候因子驱动的面积比例为31.7%,非气候因子驱动型分布于整个流域,占整个流域面积的68.3%,其分布地区土地覆盖类型主要是农田、建设用地,表明人类活动对植被变化的影响较大。     

祁连山草地植被NDVI变化及其对气温降水的旬响应特征

本文利用SPOT VGT-NDVI数据和旬气温、降水数据,分析了祁连山草地植被NDVI时空变化趋势及其 对气温、降水的旬响应特征。结果表明：①1999年-2007年祁连山草地植被NDVI呈缓慢增加趋势。典型草原和平 原草地植被年均NDVI和生长季NDVI增加速率高于高寒草甸草地和沙漠草地。祁连山草地植被NDVI增加和减少 的面积分别为6 9776km²和1 5928km²,植被NDVI增加的区域分布在冷龙岭、拉脊山、大通山、达坂山、青海南山、走 廊南山、托来山、托来南山等地区,减少的区域分布在乌鞘岭、大通河、石羊河、黑河、北大河、疏勒河等河流河谷以 及青海湖周边地区;②祁连山草地植被NDVI年内月和旬变化曲线均呈单峰型;③祁连山地区气温变化对草地植被 NDVI的影响强于降水,气温、降水与草地植被NDVI的最大相关性滞后期都为2旬左右。春季和秋季NDVI对气温 和降水响应的滞后期较短,而夏季响应滞后期较长;④气温是影响典型草原生长的主要因素,夏季降水是影响植被 生长期内植被生长的重要因子。温度是高寒草甸草地生长的限制因子,而降水量则是沙漠草地、平原草地的生长 限制因子。     

伊犁河谷草地植被NDVI变化及其降水敏感性特征

作为西北干旱区的重要绿洲,伊犁河谷草地动态监测及其对降水的敏感性研究,对该区域草地应对气候变化带来的影响和实现可持续发展具有重要意义。基于2000-2010年的MODIS NDVI数据,采用像元尺度的线性回归方法,分析了伊犁河谷草地NDVI的时空变化特征,结合同期遥感降水数据产品,采用相关系数法和降水敏感性指数定量刻画不同类型草地NDVI的降水敏感性及其时空特征。结果表明,2000-2010年伊犁河谷草地植被整体呈显著的退化趋势,NDVI值下降速度为1.5%/10a,其中高寒草地和山地草甸的NDVI下降趋势显著,而改善区主要为温性草原、温性荒漠草原和温性荒漠。随着草地改善程度增加,草地覆被变化的降水敏感性越强,表明降水是草地改善的主因。草地植被的降水敏感性与草地类型、降水的空间分异和年际特征有关。较为稀疏、生产力较低的草地类型(温性草原、温性荒漠和温性荒漠草原)的降水敏感性较强。降水敏感性与河谷降水时空分布有关,主要体现为越干旱的地方草地覆盖对降水的敏感性越高;年际特征上表现为越干旱的年份,草地覆被对降水的敏感性越高。     

气候因子变化与植被指数关联性研究

本文在全球气候变化的大背景之下,利用西藏自治区拉萨市1955年-2004年气温和降水的气象数据,具体分析了拉萨市近50年的气温和降水的变化趋势,由分析可知拉萨市在近50年里,气温呈显著升高趋势,年最低气温升高最为显著;降水量呈不显著增加趋势,且降水变化波动较大,其气候干湿交替频繁。结合1980年-2000年的气象数据,利用日NDVI数据进行处理,并将其与气温、降水变化相结合进行分析,得出影响拉萨地区的植被生长的主导气候因子为气温。     

中国华东及其周边地区NDVI对气温和降水的季节响应

地表植被与大气的相互作用过程是地球科学领域的研究重点和热点。本文基于SPOTVGT-NDVI数据和气象站点的气温和降水资料,采用时滞相关分析法,研究了1998年-2011年我国华东及其周边地区四季NDVI对气温和降水的时空响应特征。结果表明,在整个研究区,气温对NDVI的影响大于降水,NDVI与气温在夏季和秋季相关性较高,与降水在秋季和春季相关性较高,冬季NDVI与气温和降水相关性都最低。NDVI对气温响应的滞后期在春季和秋季较短,对降水响应的滞后期在冬季较短,夏季NDVI对气温和降水响应的滞后期都较长。在冬季、春季和秋季,NDVI对气温和降水最大相关系数的空间分布在研究区的南北部差异不明显,在夏季则具有较明显的南北差异。NDVI对气温变化响应的滞后期在春季、夏季和秋季具有较明显的南北差异,对降水变化响应的滞后期除在夏季具有一定的南北差异外,在其他季节空间分布规律性不显著。     

近12年来黄土高原植被覆盖对年内水热条件的响应

基于1999-2010年SPOT-VEGETATION旬值NDVI数据,通过经改进的时滞偏相关等方法,并结合该地区降水量和气温数据,解释植被覆盖年内变化对气候要素的响应.结果表明: ①年内植被覆盖变化与气温的变化较为一致,气温较降水对年内植被生长影响强烈;②植被覆盖低、降水量小、气温低的地区与降水量的年内相关强,滞后时间集中于0旬~3旬;③植被覆盖与气温的年内相关程度不受降水量与气温空间分布的影响,滞后时间集中于2~3旬与8~9旬;④水热组合较好的植被覆盖高的地区,植被覆盖均对降水量与气温的年内响应敏感,相反则敏感程度降低,气温对黄土高原植被覆盖的年内影响占主导地位,农业生态区与山地森林生态区植被覆盖年内变化主要受气温的影响,降水影响不明显;⑤黄土高原西北部和西南部降水或气温的单独影响不利于植被生长,黄土高原西北部,环境干旱,植被稀疏,其植被覆盖与降水量的年内相关较强,但是植被生长相对于其他地区较为迟缓;黄土高原西部,植被覆盖与气温的年内相关程度相对不明显且迟缓.主要是由于黄土高原西北部和西部,降水或气温远低于黄土高原平均水平,而在单气候因素影响下植被生长会受到抑制造成的.     

近十年黄河三角洲NDVI时空动态及其对气温和降水的响应特征

本文基于SPOT-VGTS10产品(1998年4月-2008年12月)以及相应时段东营站点的气温、降水数据,利用一元线性回归方法、Hurst指数方法分析近10年黄河三角洲NDVI时空动态,并探讨NDVI与气温、降水因子的年际、季节、月际响应特征。研究表明:①NDVI变化以良性发展为主,但NDVI长期无变化区及弱持续性中度改善区值得关注,且NDVI弱、中、强持续性退化区面积较广,理应尤为关注,并探讨和寻找原因;②NDVI变化与气温、降水均有较高的相关性,相关系数分别为0.81、0.63,若考虑1个月的时间延迟,则相关系数分别为0.89、0.75;③延迟1个月的NDVI与气温、降水的相关性研究更具科学性和准确性。.春季(2月-4月)、夏季(5月-7月)气温对植物生长起决定作用,秋季(8月-10月)气温无明显变化趋势,NDVI值变化受降水强度影响较大;不同月份气温、降水对NDVI的影响主导作用不同,延迟程度不同。     

乌审旗植被覆盖度动态变化及其与降水量的关系

利用GIMMS（Global Inventory Modelling and Mapping Studies）数据集的8km的AVHRR NDVI（均一化植被指数）数据，分别用年最大NDVI的平均值和年最大NDVI的斜率对1981年～2003年23年间的内蒙古乌审旗植被覆盖度的空间分布及其动态变化进行了分析，并通过比较降水量与年最大NDVI的年际变化以及分析降水量与年最大NDVI之间的相关系数研究了降水对乌审旗植被覆盖的影响；利用1986年，1994年的TM和2002年的ETM+数据分析了乌审旗植被的主要变化类型。结果表明，这23年间植被覆盖度和降水量的年际变化趋势基本一致，年最大NDVI与前一年8月至当年7月的降水有最好的相关性，并且在地表覆盖为草地和灌木林地的地区，二者的相关性要高于地表覆盖为耕地和乔木林地的地区；植被覆盖度最低值分布在地表主要覆盖为沙地的乌审旗西北部，植被覆盖度最高值分布在地表覆盖为耕地的东南部；人类活动的积极影响使得植被覆盖度总的趋势是在增加的，但由于气候的干旱趋势使中部一些乡镇的植被覆盖度是在减少的，其余的地区都是在增大的，且变率很大。     

开都河流域积雪特征变化及其与径流的关系

本文利用MOD10A2遥感影像提取开都河流域2000年-2010年积雪覆盖数据,结合水文气象站点数据分析了开都河流域积雪时空分布特征、及气象因子-积雪面积-径流之间的关系。结果表明：开都河流域积雪面积在时间上的分布特征体现在年内和年际的变化。年内积雪变化较大,冬季积雪面积达到最大,夏季面积最小。近11a来积雪面积年际变化呈微弱的下降趋势,其中夏季和冬季下降趋势较明显,春季和秋季的变化趋势不明显。通过研究区积雪面积与气候资料的相关性表明,冬春季气温与流域积雪面积相关性最大,夏季最小;而降水在冬季和积雪面积的相关性最大。对径流和基流的影响因素进行分析表明积雪面积对春季径流和基流影响最大,在夏季的影响最小。气温与径流和基流的相关性在春秋季最大,降水量在夏季与径流和基流最相关。由此可见,气温在影响流域积雪面积变化方面起着重要作用,而气温和积雪面积在春秋季对径流和基流的影响最大,夏季降水对径流和基流的影响最大。     

基于MODIS密集时间序列数据的塔里木河下游植被活动过程监测

针对塔里木河下游生态输水的绩效评估和环境效益问题,本文采用2000—2017年的16天合成的MOD13Q1密集时序NDVI数据,辅助以GF-2数据,反演和监测塔里木河下游植被覆盖度（FVC）变化;进而通过最大和平均植被覆盖度指标,探讨了塔里木河下游植被在生态输水条件下的生长和恢复情况。结果表明：总体上,近20年来随着塔河的综合治理工程和人工生态调水工程的推进,塔河下游植被恢复明显,最大植被覆盖度和平均植被覆盖度均呈现显著增加的趋势（P<0.01）,高植被覆盖区从2000年的3425.95 km²增加到2017年5486.52 km²,中植被覆盖区从2000年的6508.18 km²增加到2015年的7131.23 km²。在时间演化过程上,区域植被覆盖度上升变化过程中存在波动性和不稳定性,整个过程可分为3个阶段（2000—2005年快速上升,2006—2009年波动下降,和2010—2017年稳步上升）。在空间格局上,2000—2017年间FVC增加区域主要分布在河道两旁和河流的尾闾湿地,距离河道越近植被恢复越好,远离河道10 km FVC变化特征不显著（P>0.05）。结合下游生态输水数据分析表明,塔河下游植被恢复与输水量之间存在强依赖关系,且对生态输水的响应存在时间滞后性。