唐山市植被覆盖度时空演变及地形因子的响应

植被覆盖度在生态环境质量评价、地表过程监测和生态保护决策等方面发挥着重要作用。研究基于GEE平台,采用像元二分法获取唐山市不同时段的植被覆盖度。通过Sen趋势分析和MK检验探讨植被覆盖度的时空演变情况。利用GIS叠加分析研究植被覆盖度与地形因子的关系。结果表明:(1)唐山市植被覆盖度稳定,城市建设区域和南部沿海地区较低,中部和北部低山区较高,中等级及以上占比超过65%。(2)在2001~2021年间,唐山市的植被覆盖度轻微改善,改善面积达到了39.041%。(3)植被覆盖度与高程和坡度显著相关,特别在高程200米以上和坡度15°~32°范围内,中高等级和高等级植被覆盖度较高。探究植被覆盖度演变对该地区的生态环境改善具有重要意义。

高分辨率卫星遥感影像融合下的地表覆盖度变化特征提取

在多参量关联的作用下,传统地表覆盖度变化特征提取方法的特征提取结果与预期结果偏差较大,无法满足地表信息分析要求。为了解决这一问题,提出高分辨率卫星遥感影像融合下的地表覆盖度变化特征提取方法。对高分辨率卫星遥感影像融合下的地表覆盖度变化图像进行预处理,建立地表覆盖度变化图像噪声模型,选取覆盖度变化特征最优提取尺度,融合评价特征提取损失,平衡提取过程中各项参量间的权重影响,获得最佳提取效果。测试结果表明,提出方法的特征提取精准度可以达到97.6%以上,所得结果稳定性较好、可信度较高。

黄土高原极端降水变化及其对植被覆盖度影响

全球变暖背景下,黄土高原极端降水事件频发,对社会经济及植被生态产生了重要影响,研究黄土高原极端降水变化特征及其对植被覆盖度(fractional vegetation cover,FVC)影响,可为生态环境保护和区域可持续发展提供科学支撑。基于2000—2020年黄土高原64个气象站点逐日降水数据和MODIS NDVI数据,采用趋势分析、相关分析等方法,分析了黄土高原地区极端降水和FVC时空变化特征及极端降水对FVC的影响。结果表明:2000—2020年黄土高原地区总降水量P_(RCPTOT)、中雨日数R_(10mm)、大雨日数R_(20mm)、强降水日数R_(25mm)和降水强度S_(DII)均呈显著上升趋势(P<0.05),区域西部和北部强降水总体增加,但区域南部呈干旱化。2000—2020年黄土高原FVC总体呈显著上升趋势(P<0.05),集中分布在区域中东部,占区域总面积的32.00%;显著下降趋势主要分布在南部少部分地区,仅占区域总面积的4.91%。2000—2020年黄土高原地区FVC与中雨日数R_(10mm)、大雨日数R_(20mm)、强降水日数R_(25mm)和降水强度S_(DII)以正相关关系为主,其中呈显著正相关的区域占比分别为22.33%、48.19%、14.36%和24.37%,主要分布在中部地区。研究认为近20年黄土高原极端降水和FVC同步增加,表现为极端降水促进植被生态改善的作用,但应注意极端降水研究中的时间尺度效应问题,即年尺度数据可能掩盖了短时间尺度上极端降水对FVC的破坏作用。

百色市植被覆盖度变化趋势分析

该文根据2000—2020年MODIS卫星遥感资料和数字高程模型(DEM),运用趋势分析和地形效应的方法,以桂西喀斯特地区百色市为研究区,探讨了该地植被变化的高程、坡度和坡向等因素的空间差异性。研究结果表明,2000—2020年,桂西喀斯特地区百色市植被覆盖度总体状况良好。植被覆盖以中植被覆盖和中高植被覆盖为主,覆盖度分别为59.19%和37.71%,而中低植被覆盖度仅为2.10%;中覆盖度和中高覆盖度变化明显,其中,中覆盖度下降33.20%,中高覆盖度上升29.83%,高覆盖度上升6.35%。

“胡焕庸线”两侧植被覆盖度地域分异的时空特征分析

探究“胡焕庸线”两侧植被覆盖度的地域分异对于生态环境保护与自然资源的可持续管理具有重要意义。本研究根据MODIS-NDVI遥感数据及相关研究资料,运用像元二分法量化了2000至2020年间植被覆盖的变化情况,并结合斜率分析、空间自相关分析、转移矩阵及相关分析法,系统分析了“胡焕庸线”东西两侧植被覆盖度的动态及降水对其的潜在影响。研究发现,中国植被覆盖度在“胡焕庸线”两侧展现出显著的空间异质性,西部地区普遍低于东部;冷点主要分布于线西,热点主要分布于线东。尽管过去21年间全国植被覆盖度经历了局部年度波动,但从整体趋势看呈上升态势,约有45%的地区植被覆盖水平实现了由低向高的转变。具体而言,“胡焕庸线”以西区域的年均植被覆盖度增长率约为0.0035/a,而线东地区则达到0.0059/a,且在各自区域内,植被显著增长的区域占比分别为53.22%和59.81%。此外,年降水量与年际间植被覆盖度的相关性在“胡焕庸线”两侧表现出空间上的差异化特征,即东部地区呈负相关,而西部则为正相关。综上所述,以“胡焕庸线”为界,中国的植被覆盖度在时间和空间上的分布特征凸显了其独特的地域分异性。本研究为理解我国植被生态系统的动态变化提供了重要依据。

基于定位观测站图像实现草原植被覆盖度自动化提取的方法比较

植被覆盖度是草原生态监测和研究中极其重要的指标。本研究采用无人值守定位观测站获取样方图像数据集,比较选取多种提取算法,旨在解决定位连续观测中不同样方的大量图像数据集如何自动化提取植被覆盖度指标的难题。本文使用绿度指数法、随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和反向传播(BP)神经网络不同图像分割方法提取不同草地类型的覆盖度,并讨论绿度指数之类的阈值分割方法与机器学习方法的优劣、3种机器学习算法产生不同分类效果的原因以及覆盖度数值产生误差的主要原因。结果表明,机器学习算法可灵活解决定位观测站样方图像集的快速自动化提取植被覆盖度问题。绿度指数阈值分割方法应用于植被覆盖度的分割效果较差;RF算法在高寒草原的分割精度较高,SVM在温性草原和温性荒漠草原中分割效果较高,BP神经网络在高寒草甸的覆盖度提取中更有优势。本研究可为新时代草原生态监测的信息化和智能化监测设备研发提供重要的参考依据。

阿克苏地区天然林保护工程区植被覆盖度变化及驱动因子研究

本文以阿克苏地区天然林保护工程区为研究区域,基于MODIS卫星影像资料,首先利用像元二分法模型制作了研究区2000—2020年生长季(5—9月)植被覆盖度产品,然后分析了长时序植被覆盖度时间变化规律和空间分布特征,最后利用地理探测器模型分析植被覆盖度变化驱动机制。结果显示,2000—2020年阿克苏天保区植被覆盖度以0.23%/a的速度呈显著上升趋势,植被覆盖度显著增加面积占比达50.4%。在众多影响因子中,土地利用是影响研究区植被覆盖的主要影响因子,解释力达0.59;人口密度、蒸散发及GDP对植被的解释力是次要影响因子,分别为0.360、0.357、0.308。本文有助于更好地理解人类活动和自然因素对植被生态质量变化的影响及其相互作用机制。

桂西喀斯特区植被覆盖度变化趋势及其地形效应

利用2000—2020年MODIS卫星遥感资料和数字高程模型(DEM),运用趋势分析和地形效应的方法,以桂西喀斯特区百色市为研究区,探讨桂西喀斯特地区植被变化的高程、坡度和坡向等因素的空间差异性。结果表明:(1)桂西喀斯特区百色市植被覆盖度总体状况良好。以中度植被覆盖度(59.19%)和中高度植被覆盖度(37.71%)为主,两者面积变化明显,前者区域面积减少33.2%,后者区域面积增加29.8%。中低度植被覆盖度仅为2.10%。(2)地形因子对桂西喀斯特区植被生态的影响明显。在地势低、坡度小的平坦区域和地势高、坡度大的陡峭区域,植被覆盖度以减少为主导,在地势较高,坡度2°~15°的区域,植被覆盖度变化以增加为主导。地形从阴坡过渡到阳坡,植被覆盖度的恢复趋势有所提升,但在幅度上表现得相对较为平缓。

中国三大城市群植被覆盖度与地区生产总值协调发展研究

为探究植被覆盖度与地区生产总值的耦合协调发展对城市生态文明建设的作用,以长三角、京津冀和珠三角48个城市为研究对象,构建植被覆盖度与地区生产总值的耦合协调度模型,并运用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall突变检验以及地理探测器模型,揭示2000-2020年3个城市群植被覆盖度与地区生产总值的耦合发展变化及其驱动因素。研究结果表明:3个城市群植被覆盖度与地区生产总值主要呈波动型增长,且二者发展状态不平衡。植被覆盖度与地区生产总值耦合协调度基本由极度失调转变为高度耦合,呈稳步上升趋势。土地利用类型和夜间灯光数据是影响城市群植被覆盖度与地区生产总值协调度的主要驱动力,二氧化碳排放量与高程之间交互作用解释力最高,达到67%。研究结论为城市经济与生态文明建设协调发展提供参考。

基于Sentinel-2遥感影像的玉米秸秆覆盖度估算研究

作物秸秆作为农业生产活动中的重要物质,在减少土壤侵蚀、提高土壤保熵及增加土壤团聚体等方面发挥着重要的作用,因此通过遥感技术对大范围作物秸秆覆盖度进行监测具有重要的意义。本研究以样线法和图像分割法2种方法对玉米秸秆覆盖度(Crop Residue Cover,CRC)进行野外采样测量,以Sentinel-2影像为基础,利用遥感光谱指数和纹理特征作为特征变量,选择偏最小二乘法(Partial Least Squares Regression,PLSR)建立大范围CRC估算模型。结果表明:1)从遥感影像上提取的遥感光谱指数和纹理特征均与CRC有较好的相关性,其中,简单耕作指数(Simple Tillage Index,STI)与CRC相关性优于其他遥感光谱指数,样线法和图像分割法的决定系数(Coefficient of Determination,R^(2))分别为0.844和0.848;纹理特征与CRC的相关程度低于遥感光谱指数,其中B8A Mean纹理特征与玉米CRC相关性优于其他纹理特征,样线法和图像分割法的R 2分别为0.505和0.507。2)以遥感光谱指数为主、纹理特征为辅的组合方法构建的PLSR模型用于玉米CRC估算精度高于采用单一遥感光谱指数或纹理特征建模的CRC估算精度;其中样线法建模结果相关系数R 2达到0.896,图像分割法构建的模型相关系数R 2为0.892,因此,利用分辨率较高的Sentinel-2影像构建的遥感光谱指数和纹理特征建立PLUS模型在CRC估算方面精度较好,具有良好的应用前景。

沈阳市植被覆盖度计算及其时空变化特征分析

根据沈阳市2018—2020年Landsat影像和GEE云平台,采用最大值合成法及像元二分法计算沈阳市2020年月尺度NDVI值和植被覆盖度,并深入揭示时空变化特征。研究表明:综合利用Landsat影像与GEE云计算平台可实现月尺度植被覆盖度的大面积估算,2020年沈阳市植被覆盖度达到中低水平,覆盖度值37.38%;植被覆盖度的高低与其生长周期保持一致,1月最低为32.2%,7月最高达到46.2%;从空间上,沈阳市东、南、西三面的植被覆盖度较高,而中、北部较低,应加强沙地植被建设,治理林下水土流失,注重特色经果林开发和植被恢复、保护。

基于遥感影像的城市植被覆盖度监测研究

城市植被生长状态及分布密度对于城市生态环境有着重要影响,本文首先以近年来新开放的Landsat 9卫星影像数据为基础,分析研究卫星构成及影像特征,然后对其进行辐射定标、大气校正等,最后利用归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)对城市植被覆盖率进行反演。结果表明:研究区植被覆盖率相对较高,平均值为60.17%,普遍为高植被覆盖度和较高植被覆盖度区域,较低和低植被覆盖度相对较少;从空间分布可得,浦口区、江宁区、溧水区植被覆盖度平均值均在60%以上,其他地区则低于60%。总体而言,研究区植被生态态势较好,植被覆盖度较高,同时利用Landsat 9卫星影像数据能够较为准确地反演城市植被覆盖度,为城市生态环境保护监管提供可靠数据支撑。

苏南运河植被覆盖度测算研究

研究采用植被指数(NDVI)法,运用ArcGIS对苏南运河区域2022年5—9月MOD13遥感影像数据进行处理,测算和分析苏南运河植被覆盖度。同时运用无人机航拍结合Photoshop像素计算分析方法,对部分河段的植被覆盖度进行验证。研究成果可为苏南运河健康评估、幸福河湖建设成效评估、生态修复、岸线开发利用等提供一定的参考,对于其他河道的植被覆盖度测算也具有参考性。

基于GoogleEarthEngine的黄土高原植被覆盖度时空变化特征分析

[目的]探究黄土高原植被覆盖度变化的时空特征,揭示植被对气候因子变化的时滞效应,进而为地区生态保护与高质量发展提供数据支撑。[方法]基于2001年至2020年的黄土高原地区NDVI数据、气温和降水数据,利用像元二分法、一元线性回归和时滞偏相关分析等方法,开展地区植被与气候因子变化关系的研究。[结果]过去20年间,黄土高原植被覆盖度以0.076/10 a的速率增加,在空间上主要呈现极显著增加,但占总面积38.29%的区域植被覆盖变化波动较大。黄土高原月植被覆盖度与气温和降水呈现显著正相关关系,其中降水是影响植被变化的主要因素。植被对降水的响应滞后时间主要集中在3个月,而气温的滞后时间在空间上存在较大差异,东南部植被主要滞后0至1个月,而西北部植被主要滞后2至3个月。[结论]黄土高原植被变化主要受降水影响,20年间植被恢复情况良好,但变化波动较大,未来应继续生态保护工作进行巩固。

植被覆盖度对生态脆弱性动态演变的影响——以河北省张家口为例

[目的]研究区域植被覆盖度变化对生态脆弱性时空格局演变的影响可为地区生态保护、资源合理开发利用、土地格局优化和可持续发展提供科学依据和有益借鉴。[方法]以张家口地区为例,首先采用序关系法、CRITIC法和博弈论组合赋权法等方法探究张家口地区生态脆弱性时空演变特征,然后在此基础上探求了植被覆盖度变化对生态脆弱性动态演变的影响。[结果]2010—2019年,张家口地区生态脆弱性先升后降,脆弱性较高地区集中在北部坝上和中西部地区,脆弱性较低地区分布在东部和南部地区,且空间集聚效应明显。9年间植被覆盖度由低向高转变,植被改善区面积增加了7807.77 km^(2),恶化区面积减少了3433.14 km^(2)。植被恶化区主要分布在张家口中部城区和东部区域,其余大部分地区均为植被改善区。植被改善区、恶化区与生态脆弱性升高、降低区域的变化趋势和空间分布格局基本一致。[结论]张家口地区植被覆盖度与生态脆弱性关系密切,二者之间呈现负相关关系,区域植被覆盖度的增加能够降低其生态脆弱性。

气候变化和人类活动对环塔里木盆地植被覆盖度的影响

塔里木盆地生态系统脆弱,易受到人类活动的影响,植被对维持塔里木盆地生态系统稳定性具有极其重要的作用。以塔里木盆地边缘的绿洲区域、绿洲外围植被分布区及塔克拉玛干沙漠公路周围植被分布区作为研究区域,将植被覆盖度(FVC)作为反映植被变化的监测指标,利用归一化植被指数(NDVI)、气温、降水、植被类型数据,采用像元二分模型、一元线性回归法、残差分析等方法,分析了植被覆盖度的时空变化,以及气候变化和人类活动对环塔里木盆地、各植被类型植被覆盖度的影响。结果表明:(1)2000—2022年环塔里盆地植被覆盖度每10年增长0.008,各植被类型的植被覆盖度均呈现上升趋势,空间上植被覆盖度呈现“北高南低”的分布格局。气候变化影响的大部分区域植被覆盖度基本不变,人类活动影响的植被覆盖度以改善为主;(2)植被覆盖度的变化主要由气候变化和人类活动共同主导,但人类活动的影响大于气候变化。气候变化和人类活动共同作用时,植被覆盖度改善和退化的面积占比分别为19.79%、49.55%;(3)在植被覆盖度改善区,人类活动的相对贡献率整体较高。在植被覆盖度退化区,气候变化对绿洲区域内植被的相对贡献率更高,在绿洲区域外人类活动的相对贡献率更高。

2000-2022年宁夏不同地理分区生长季植被覆盖度时空非平稳性特征

地表植被是土壤、水体与大气之间重要的连接物质。研究不同地理分区植被覆盖度(Fractional Vegetation Cover,FVC)时空非平稳性对区域生态环境保护与规划建设具有重要意义。基于MODIS13Q1 NDVI数据及其同期气象、地形、土壤、人类活动影响因子,明确不同地理分区FVC时空变化特征及其原因。结果表明:宁夏不同地理分区下的FVC差异显著,南部山区拥有较好的FVC水平。2000-2022年宁夏FVC呈现波动式增长趋势,南部山区FVC变化最为明显,平均增长速率为0.011/a。生长季多年平均空间格局分析说明宁夏高FVC主要集中在六盘山高山区、沿黄流域和清水河流域。23年间宁夏FVC低波动区域重点位于六盘山、沙坡头自然保护区、南华山以及吴忠市和银川市城建区域,中部干旱带高波动明显,Theil-Sen Median趋势分析显示南部山区增长趋势明显,引黄灌溉区有递减趋势,Mann-Kendall显著性检验说明宁夏越往南部FVC改善越显著,Hurst趋势进一步表明了南部山区和引黄灌溉区具有高持续特点,南部山区高山区、沙坡头自然保护区、甘城子以西、贺兰山石炭井、中宁县、贺兰县月牙湖乡等区域未来将维持稳定不变,沙坡头区香山一带反持续性显著,FVC有将会得到改善,贺兰山部分地区FVC较低且持续性较强有维持现状风险。宁夏不同地理分区FVC与影响因素时空非平稳特征明显,空间序列回归系数说明人类活动对FVC产生重要影响,时间序列回归系数说明了历史时期气候因素对FVC影响波动性大。该项研究可为宁夏不同地域生态保护、建设与可持续发展提供差异化对策提供参考。

气候变化背景下内蒙古中西部植被覆盖度演变特征研究

植被覆盖的动态演变能够有效地反映区域生态环境变化。为探究内蒙古中西部5个盟市植被覆盖度时空演变特征及对气候变化的响应,基于MODISNDVI数据和同期气候因子(平均气温、累计降水、平均日照时数、平均相对湿度)数据,利用Theil-Sen Median趋势分析、MK检验、Hurst指数、偏相关分析等方法分析了内蒙古中西部5个盟市2000-2021年植被覆盖度和气候因子的时空变化特征及植被覆盖度对气候因子的响应。结果表明:2000-2021年,内蒙古中西部5个盟市的平均植被覆盖度为0.321,处于较低水平;22年间,植被覆盖度呈波动上升趋势,增长速度为0.4%。研究区植被覆盖度呈现东高西低的分布格局,低覆盖度面积为53.2%,中高覆盖度和高覆盖度约占总面积的10%。研究区植被覆盖度的平均Sen斜率为0.004,表明植被覆盖整体呈上升趋势;植被改善区域面积达89.1%,植被退化部分占比为10.6%。Hurst指数均值为0.423。结合Sen趋势,预测出未来覆盖度以稳步增长为主,其中48.4%的区域不会发生显著的植被改善或退化现象,30.6%的区域未来以植被改善为主。研究区平均气温、累计降水量呈上升趋势,而平均日照时数和平均相对湿度呈下降趋势。植被覆盖度与平均气温的关系以不显著相关为主,其中通过显著性检验(p<0.05)的正相关面积为14.7%;植被覆盖度与累计降水量的关系以正相关为主,正相关面积占比为98.1%;与平均日照时数和平均相对湿度的关系均以不显著相关为主。

天山北坡经济带植被覆盖度动态变化研究

为探明天山北坡经济带植被覆盖度时空变化及其原因,本研究基于MODIS13Q1NDVI数据、气象数据、地形数据、人文数据,基于Google Earth Engine(GEE)平台,利用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall显著性检验和稳定性分析方法,探究2000-2020年天山北坡经济带植被覆盖度(FVC)时空变化特征及其影响因子.结果表明:天山北坡经济带的FVC表现为两条平行的高覆盖度带.其中中部地区具有较高的植被覆盖度,而边缘地区的植被覆盖度相对较低.2000~2020年间,天山北坡经济带的FVC在时空上呈轻度变化,约占总变化的70%.植被改善区域主要呈现带状分布,集中在研究区的中部,而植被减少区域主要分布在研究区的南缘.整体上,天山北坡的植被覆盖度呈现出西北至东南的相间分布趋势,并且有逐渐上升的趋势.与东部地区相比,西部地区的植被改善更为明显.2000~2020年间,天山北坡经济带的FVC整体上表现出较高的稳定性和较小的波动,其变异程度介于弱变异和中等变异之间.但是,在克拉玛依市北部、乌鲁木齐市西南部以及研究区南缘的零星地区,FVC存在较强的变异.通过地理探测器模型对天山北坡经济带FVC影响因素的研究表明,人类活动(人口密度、夜间灯光和土地利用类型)是FVC空间分异的主要解释因素.从驱动因素来看,人口密度P值为0.283,对FVC影响最大,夜间灯光P值为0.125,土地利用类型P值为0.179.

干旱区植被覆盖度的建设阈值分析

通过对已有的关于植被覆盖度的概念进行分析比较,提出几个新的植被建设覆盖度阈值生态允许覆盖度、生态要求覆盖度和经济允许覆盖度,并给出了它们的计算方法。尤为重要的是,提出了当经济与生态发生矛盾时,最佳覆盖度在不同情况下分别取生态最优解和经济最优解。当生态允许覆盖度小于生态要求覆盖度时,最佳覆盖度为生态允许覆盖度;当生态要求覆盖度大于经济允许覆盖度时,最佳覆盖度为经济最优解;当生态要求覆盖度小于经济允许覆盖度时,最佳覆盖度为生态最优解。最后给出了生态最优解和经济最优解的计算方法。