依据核归一化差异植被指数的西南五省植被覆盖度时空变化及气候驱动因子

聚焦中国西南地区这一关键碳汇区域,利用谷歌地球引擎(GEE)平台的MOD13 A1V6数据,构建了2002—2022年,西南五省(重庆市、四川省、贵州省、云南省、西藏自治区)核归一化差异植被指数(kNDVI)数据集,综合分析了西南地区植被覆盖的时空变化。并结合气象数据,采用一元线性回归、泰尔-森(Theil-Sen)中位数趋势分析、曼-肯德尔(Mann-Kendall)检验及偏相关分析等方法,探讨了气候变化对植被动态的影响。结果显示:(1)2002—2022年,西南地区整体植被覆盖状况较好,植被覆盖度呈现“东南高、西北低”的空间分布格局,且植被覆盖度整体呈上升趋势,线性拟合曲线为y=0.001x-1.691(R^(2)=0.806)。(2)核归一化差异植被指数与气温和降水的相关性在空间分布上存在异质性,但总体上气候因素对核归一化差异植被指数的影响以正向促进作用为主,气候驱动的区域主要集中在西藏东部、四川、重庆、贵州和云南部分地区。

2种气候环境的湖南省2021—2050年归一化植被指数时空动态变化预测

以湖南省为例,以2001—2020年的气象数据和归一化植被指数(NDVI)时间序列数据为基础,利用多元线性回归分析法,对未来2021—2050年两种气候环境(SSP2-4.5、SSP5-8.5)的归一化植被指数进行预测,并运用泰尔-森(Theil-Sen)和曼-肯德尔(Mann-Kendall)两种分析方法探究气候变化对湖南省未来植被演变趋势的影响。研究表明:相对于历史时期(2001—2020年),未来SSP2-4.5、SSP5-8.5气候环境的增温趋势均较为平缓,SSP5-8.5环境,温度呈南高北低趋势,降水呈北多南少趋势,且SSP2-4.5气候环境湖南省北部区域降水呈显著减少趋势。两种气候环境的归一化植被指数均呈现出一定的上升趋势,尤其SSP5-8.5气候环境更为显著。因此,两种气候环境归一化植被指数变化趋势的共性是,长沙市的少部分区域、洞庭湖流域内及张家界市北部归一化植被指数下降明显,是未来植被修复的重点地区;而湘西土家族苗族自治州、怀化、邵阳、永州西部和郴州东部地区也存在归一化植被指数下降趋势,区域石漠化较为严重,后期应加强保护与治理;湖南省其他各区域未来植被有明显的改善趋势。

定居放牧方式下归一化植被指数(NDVI)的空间变化特征

利用遥感数据 ,对内蒙古锡林河流域定居放牧方式下归一化植被指数 (N DVI)的空间变化特征进行了分析 ,结果表明 :1)定居放牧方式下 ,N DVI随定居点距离的变化格局经历了 3个阶段。第一阶段 ,草场处于原生阶段 ,N DVI不随距离变化 ;第二阶段 ,定居点附近开始局部退化 ,N DVI随距离增加而增大 ;第三阶段 ,退化区域扩大 ,N DVI不随距离变化。2 )在草场局部退化阶段 ,N DVI随距离的变化呈对数函数规律 ,定居点的放牧区具有放牧半径、原生 N DVI值、N DVI变化率等特征。

青海高原生长归一化差值植被指数对气候暖湿化响应的年代际变化

本文利用1982~2018年美国国家海洋和大气局(NOAA)先进甚高分辨率辐射计(AVHRR)观测得到的归一化差值植被指数(NDVI)数据集和中国区域高分辨率近地面气温和地面降水率驱动数据集(CMFD),采用线性倾向估计、M–K检验、偏相关和方差分析等方法,研究了气候暖湿化背景下青海高原生长季(5~9月)地表植被变化特征及其对气候暖湿化响应的年代际变化。结果表明:(1)1982~2018年,青海高原生长季地表植被呈由东南向西北逐渐减小的空间分布特征,整体呈显著增加趋势(p<0.01),气候倾向率达0.01(10 a)-1,但在空间上呈两极化发展,在青海高原东部和西南部植被显著变好(面积占57.3%)的同时,青海高原西北部的柴达木盆地地表植被表现为退化态势(面积占14.8%)。(2)1982~2018年青海高原气候整体呈暖湿化特征,但在1990年代中后期发生了显著的趋势变化,不同时段气候暖湿化的区域和强度存在差异,P1时段(1982~1998年)的增温强于P2(1998~2018年)时段,而P2时段的变湿强于P1时段;青海高原生长季地表植被在1998年之前为波动上升,趋势不显著,但从1998年开始出现显著增加趋势(p<0.05),这与青海高原地面降水率的变化相一致。(3)在青海高原气候暖湿化不同阶段,地表植被对气候变化具有不同的响应,在P1时段,水分条件相对不足的情况下,地表植被对热量因子(气温)以负反馈为主,增温不利于地表植被的生长,特别是在黄河源区北部和青海湖附近;而在P2时段,在水分条件相对充足的条件下,地表植被对水分和热量因子均以正反馈为主,在二者的共同作用下,青海高原生长季地表植被出现了大范围好转。

庆阳市气候变化对植被指数(NDVI)的影响

庆阳市是甘肃省生态防护的关键区域之一,生态管理对甘肃省生态建设和可持续发展至关重要。根据庆阳市2001—2021年植被指数(NDVI)和气象数据,采用趋势分析和相关分析方法研究了庆阳市气候变化对NDVI的影响。近21年庆阳市:(1)气候向暖湿趋势发展,气温和降水量年际增长倾向率分别为0.177℃/10a,5.7965mm/a。西峰区气候湿润多雨,环县干燥少雨。(2)植被覆盖状况呈稳中向好态势,NDVI年际增长倾向率为0.056/10a,NDVI合水县最大,环县最小,NDVI空间分布呈西北向东南递增。(3)NDVI与气候(气温和降水量)呈正相关性,其中与降水量(P=0.472)相关性显著(P<0.05)。研究结果表明庆阳市降水量是影响NDVI的主要气候因子。

石羊河流域气候变化及其对植被指数的影响

研究气候变化对植被覆盖的影响,对干旱区生态环境保护具有重要意义。以石羊河流域2000-2020年逐月气温、降水、日照、蒸发和NASA GIMMS归一化植被指数(NDVI)资料为基础,首先运用线性趋势法分析了气温、降水量、日照时数、蒸发量与NDVI的年、季节变化趋势,然后采用相关系数法研究了气候要素对NDVI的影响。结果表明:石羊河流域及各地年气温呈明显上升趋势,春、夏、秋季气温呈上升趋势,冬季(除民勤外)呈下降趋势;全流域及永昌、古浪、天祝年降水量呈增多趋势,民勤、凉州呈减少趋势,各季节降水量变化趋势不太一致;年日照时数除古浪呈增多趋势外,全流域及其他各地呈减少趋势,各季节日照时数变化趋势很不一致;年蒸发量除凉州呈减少趋势外,全流域及其他各地呈增多趋势,各季节蒸发量变化趋势也不太一致。石羊河流域及各地年NDVI呈显著增长趋势,除凉州春季外,各季节也呈增长趋势。年、季气温和降水量与NDVI基本呈正相关,气温、降水量对NDVI具有正贡献。年、季日照时数和蒸发量与NDVI相关性的正负差异较大,总体来看,日照时数对NDVI具有负贡献,蒸发量对NDVI具有正贡献。研究结果将为石羊河流域提高气候资源的利用率、调整种植结构和改善生态环境提供科学的参考依据。

水分胁迫对冬小麦植被指数NDVI影响及其动态变化特征

通过对冬小麦植被指数 NDVI的变化规律和不同时期水分胁迫对植被指数的影响研究 ,结果表明 ,冬小麦的植被指数具有日变化规律 ,并且随着冬小麦的生长发育而变化 ,即小麦生长旺盛 NDVI数值较大。不同时期干旱处理 ,小麦 NDVI表现不一致 ,拔节期干旱处理后 ,小麦 NDVI后期反应不明显 ,灌浆期干旱后 ,NDVI反应小 ,抽穗期干旱后 ,NDVI在 5月下旬以后表现。但是土壤水分变化与 NDVI的关系不明显 ,土壤水分对小麦 NDVI的影响是通过对小麦植株体形态的改变来实现的。

我国春季降水与青藏高原东南部冬季归一化植被指数变化的关系

利用1982年1月~2001年12月归一化植被指数(NDVI)资料、台站实测降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,通过相关分析和合成分析等方法,初步分析了我国春季降水与青藏高原冬季植被变化的关系。结果发现,我国春季降水与青藏高原冬季NDVI有较明显的相关关系。一般而言,高原冬季NDVI大值年时,贵州至两广地区降水减少,两湖平原和鄱阳湖平原降水增加,长江流域以北至东北的广大地区降水将减少,特别是黄河与长江之间地区降水量偏少可达40 mm以上。高原冬季NDVI与我国东部季风区春季降水的相关系数呈"-+-"的分布状态。100°E^130°E各月降水及其差值时空剖面分析也可看到其差异。文章也初步分析了高原冬季NDVI大值年和小值年春季海平面气压场、850 hPa风场、500 hPa高度场以及700 hPa垂直运动场的差异,从分析结果可以看到,亚洲和西太平洋地区大气环流的差异也同样明显。可见,青藏高原冬季NDVI的大小将通过改变亚洲和西太平洋地区春季大气环流的分布状态,导致冬季风和夏季风爆发和进退差异,从而引起我国春季降水的变化。

干旱对滨州灌区冬小麦归一化植被指数(NDVI)的影响

在中国北方,干旱是冬小麦生育期内常见的灾害,对冬小麦的生长及产量有直接的影响。本研究以滨州灌区为例,分析了灌溉作用下干旱对冬小麦生长的影响。利用1951-2014年气象观测站的气象资料和MODIS数据,计算滨州灌区的标准化降水指数(SPI)、蒸散量、有效降水量和冬小麦的水分亏缺量及其生育期内的MODISNDVI值。结果表明,在冬小麦生育期内,该区的干旱月份占总月份的70.1%,在冬小麦生长关键的3月份、4月份、5月份、6月份,其干旱频率分别为92.2%、60.9%、39.1%、9.4%。在冬小麦生育期内,干旱月份平均水分亏缺量为697.6 mm。灌溉只能减弱干旱对冬小麦归一化植被指数(NDVI)的影响,但不能完全消除。通过分析灌溉对干旱情况下小麦的作用,可以为今后该区域冬小麦种植措施的实施提供有益借鉴。

区域归一化植被指数(NDVI)对植被光合作用响应的研究

本文通过分析 NOAA- AVHRR数据 ,对研究区冬小麦各生育期的归一化植被指数 ( NDVI)进行计算 ,表明随冬小麦生育期发展 NDVI值呈现两头低 ,中间高的情形 ,这与冬小麦生长发育状况相一致 ,也即与冬小麦群体光合作用的响应。通过理论探讨进一步分析了NDVI与植被光合速率的关系 ,表明其存在某种程度的正相关。由此可更好地为从遥感信息建立估测植被生物量的机理模型提供依据。

基于归一化植被指数的广州市植被时间变化分析

以广州市1990和2010年的TM图像为主要数据,在结合数据图像前期处理的基础上运用归一化植被指数(NDVI)从整体变化、动态变化、等级变化等方面对广州市的植被信息进行了提取和分析,同时结合广州市社会经济数据对广州植被覆盖变化的驱动因子进行了探讨。研究表明:1990年广州市区的平均NDVI值为0.29;2010年广州市区的平均NDVI值为-0.03;植物覆盖率由1990年的87.08%下降到2010年的45.73%。

FY-1C CAVHRR归一化植被指数(NDVI)衰减订正方法研究

利用FY 1C连续 3年的CAVHRR资料 ,以敦煌辐射校正场为分析区 ,分析了CAVHRR可见光、近红外通道的通道衰减特征 ,开展了归一化植被指数 (NDVI)衰减订正方法研究及衰减订正试验。分析结果表明 ,FY 1C可见光通道 1的衰减使FY 1C全球及区域NDVI的分布特征出现不合理。以敦煌辐射校正场为参考目标 ,借助敦煌目标区通道反射率长时间变化特征分析 ,可以建立NDVI的时变订正模型 ,有效订正通道衰减引起的NDVI的不合理性。利用敦煌NDVI值稳定不变的特性得到的FY 1C扫描辐射计通道 1更新定标系数 ,与2 0 0 0年 9月中国辐射校正场外定标试验结果一致。研究结果有助于提高FY 1C可见光。

基于逐月标准化降水蒸散指数的多尺度方法分析气候变化对澜沧江流域归一化植被指数的影响

基于澜沧江流域10个气象站点1951-2012年的日降水资料的逐月标准化降水蒸散指数（SPEI）值、各站1998-2012年流域的归一化植被指数（NDVI）值,利用SPEI以及趋势分析法,多尺度分析了澜沧江流域干旱发生的时间和强度演变特征以及上中下游NDVI时间变化特征,探讨了气候变化对植被变化的影响,并对NDVI与SPEI的变化进行了相关性分析。结果表明,不同站点和不同时间尺度的SPEI值均呈现出干旱化逐年加强的线性趋势,上游相对于中下游干旱态势较轻,且时间尺度越大,干旱波动趋势越明显;在季节尺度上,夏、秋、冬的SPEI值均呈下降趋势,其中冬季干旱最为严重;15年来澜沧江流域各区域年平均NDVI总体表现为先降低后增加,总体植被状况得到改善,其中下游较明显。从年际变化看,对于流域的不同区域,NDVI与不同尺度的SPEI的相关性和滞后性有较大差异,年代际之间的响应规律也不同,中下游的SPEI对同年NDVI的响应比较敏感,而上游则表现出明显的滞后性。说明NDVI对SPEI的响应比较敏感,干旱程度的变化在一定程度上影响着流域的植被状况,SPEI是影响NDVI的因素之一。

基于GIMMS NDVI的青藏高原植被指数时空变化及其气温降水响应

青藏高原植被生态系统脆弱,是研究全球气候变化陆地植被生态系统响应的理想场所。以GIMMS NDVI、气温和降水及植被类型数据为基础,利用一元线性回归模型、相关系数、偏相关系数及t检验方法,分析了青藏高原1982-2015年NDVI时空变化及其气温降水响应特征,结果表明:1982-2015年青藏高原NDVI时间变化过程总体表现为不显著的增加过程,空间变化以显著增加为主,占总面积的63.26%,分布在高原北部、西部和南部;显著减少集中分布在高原中东部和东南部,仅占总面积的3.45%。青藏高原主要植被类型NDVI平均值表现为:阔叶林>针叶林>灌丛>草甸>高山植被>草原>荒漠,其中草原、高山植被和荒漠植被NDVI呈显著线性增加过程,灌丛、针叶林和阔叶林植被的NDVI呈不显著的减少过程。青藏高原NDVI与气温相关系数空间上呈南北向分布,具有纬度地带性特征,显著正相关分布在高原中北部,显著负相关分布在高原中南部;NDVI与降水的相关系数呈东西向分布,具有干湿度地带性特征,显著正相关分布在高原中部,显著负相关分布在高原东西两侧。研究认为1982-2015年青藏高原北部水热条件缺乏区域NDVI出现显著增加趋势,而高原东南部水热条件充足地区NDVI呈现出显著减少趋势。深入开展植被类型NDVI气候响应的差异性研究,有助于深入理解全球气候变化影响的区域差异及科学制定植被生态保护政策。

1981—2018年新疆草地归一化植被指数时空特征及其对气候变化的响应

在新疆开展长时间序列的草地监测,分析草地生长的时空变化特征,有利于草地环境压力分析和草地生态健康预测。以NOAA-AVHRR NDVI为数据源,采用最大值合成、一元回归分析与相关性分析,分别在年际尺度和多个空间尺度(全疆、南北疆与各地区及其11种草地类型)上探讨了1981—2018年新疆草地归一化植被指数(NDVI)时空特征及其对气温、降水的响应。结果表明:(1)1981—2018年,新疆草地NDVI多年均值0.326,变化范围0.259—0.386,具有轻微年际波动特征;(2)北疆、南疆草地NDVI均表现为轻微增加趋势;全疆占草地总面积41%的区域NDVI呈显著增加趋势,9%为显著减少区域,北疆草地NDVI显著增加的面积是南疆的1.7倍;(3)由于垂直地带性及区域差异,新疆草地NDVI由山区向盆地的荒漠降低;北疆草地NDVI是南疆1.4倍,总体上北疆各地区草地NDVI高于南疆各地区;(4)草地类型植被NDVI对降水的显著响应高于气温,其中温性荒漠类、温性荒漠草原类与温性草原类草地NDVI对降水变化的响应明显高于其余草地类型,降水对草地NDVI的影响更为显著,表明降水引起的地表水分变化是草地植被生长的重要限制因子。

归一化植被指数对降水量变化的响应研究

【目的】植被覆盖变化与降水量的关系研究,对分析植被生态系统在气候变暖导致降水量发生变化背景下的响应具有重要意义。【方法】本文利用托里县2011-2015年归一化植被指数(NDVI)与TRMM卫星降水量数据,分析归一化植被指数NDVI和TRMM卫星降水量在托里县多年来的时空变化趋势,实现了降水量与NDVI数据的移动平滑,探讨了NDVI与TRMM卫星降水量随时间的动态变化,并对NDVI和降水量的相关性进行了讨论。【结果】①TRMM卫星降水量与NDVI两者的趋势变化呈现相辅相成;从空间分布特征角度而言,NDVI的空间分布规律往往呈现与同期或前期TRMM降水量空间分布特征相似,影响NDVI的因子众多,降水量变化不能全面的解释NDVI的动态变化;②从时间角度而言,降水量与NDVI存在时间上的梯度关系,降水量增加后,NDVI才逐步随之增大。综合空间分布特征和时间变化特征,均证明降水量对NDVI的影响作用具有典型的滞后性;③5年里的NDVI与TRMM卫星降水量相关性较为显著,NDVI与TRMM卫星降水量之间的相关性大多呈正相关,TRMM卫星降水量能促进NDVI的增加。【结论】降水对植被生长具有显著的驱动力作用,伴随降水量的变化,植被覆盖情况会随之慢慢产生相同的变化特征。

平原绿化工程建设下的归一化植被指数动态变化分析——以浙江省海宁市为例

基于浙江省海宁市2010年Landsat-5 TM及2016年Landsat-8 OLI两期影像,提取归一化植被指数(NDVI)值,运用线性像元二分模型计算出两期植被覆盖度并分级,进而获取各级植被覆盖度转移矩阵。结果表明:海宁市开展的平原绿化工程期间(2010—2016年),全市平均植被覆盖度增加,且植被类型是主要是从中、低覆盖度植被向高、极高覆盖度植被转移。通过海宁市两期植被覆盖度情况的量化计算与分析,可为科学评价平原地区绿化造林工程成效提供参考。

中国不同植被类型归一化植被指数对气候变化和人类活动的响应

不同植被类型对外界干扰和环境变化的敏感性不同。为厘清中国不同类型植被的动态变化特征及其对外界环境变化的响应,综合利用趋势分析、残差分析和情景模拟方法,在明确2000—2015年间我国不同植被类型归一化植被指数(NDVI)时空变化基础上,对气候变化和人类活动两大驱动要素在不同植被类型NDVI变化中的相对贡献进行了定量评估和归因。研究结果表明:(1)2000—2015年,我国植被NDVI整体呈增加趋势,且其空间占比高达84.1%。其中,森林植被的改善状况最佳,显著增加的面积占到了森林总面积的82.4%;而荒漠植被的改善状况相对较差,仅有22.3%的区域呈显著增加趋势。(2)人类活动在我国植被变化中占主导地位。植被改善区和植被退化区人类活动的相对贡献分别为76.4%和60.0%,且人类活动对植被的影响更多与管理方式而非土地利用类型转变有关。(3)不同类型植被对气候变化和人类活动的响应差异显著。对于植被改善区,除沼泽外,人类活动对各类型植被NDVI变化的贡献率均在70%以上,尤其是对农作物的贡献率最高,达到80.7%;对于植被退化区,人类活动影响较大的植被类型为沼泽和农作物,表明2000—2015年间我国沼泽受到了更强烈人类活动的负面影响。研究有助于增强对不同植被类型对全球变化响应机制的理解,并为促进生态建设和植被恢复工作的有效实施提供科学参考。

全球变暖背景下青藏高原三江源地区植被指数(NDVI)时空变化特征探讨

深入探讨近期三江源地区植被覆盖度随全球气候变暖的时空变化过程对三江源国家公园与生态文明建设具有重要意义。已有研究从不同视角对三江源地区生态环境变化进行了探讨,但对三江源地区复杂的地理环境以及全球变暖背景下的生态系统变化及其影响研究仍显薄弱,特别是对近期气候变暖对植被覆盖程度变化的影响研究更为缺乏。本文利用NASA官方网站下载的2006—2015年十年的植被NDVI数据产品,分析了三江源地区地表植被十年的时空变化特征及其影响因素。结果显示:(1)三江源地区植被NDVI具有显著的季节变化特征,年变化呈现出波动并且有微弱上升的趋势,三江源地区植被覆盖整体呈现趋好的态势;(2)植被覆盖度的空间变化表现出在三江源地区的东、南部较好、西北部较差的状况;(3)植被覆盖度的趋好变化主要受夏季主导,这和气候变暖、区域降水增加有关,与夏季土壤湿度增大有显著关系,但"整体趋好、局部恶化"的状况仍不容忽视。本研究可为揭示三江源地区植被覆盖度的变化过程与变化规律和生态修复提供科学依据。

2001—2020年新疆阿勒泰地区归一化植被指数时空变化特征及其对气候变化的响应

气候变化是干旱区植被变化的重要驱动因素,探究干旱区气候与植被关系的时空变化,有助于理解生态系统演化特征。基于MODIS-NDVI与CRU数据集中气候数据(降水、平均气温、最高气温、最低气温、水汽压及潜在蒸散),采用Sen+Mann-kendall、Hurst指数及相关分析法,在不同时间尺度评价了阿勒泰地区NDVI的时空变化特征及其对气候变化的响应。结果表明:(1)在年尺度上,植被NDVI整体呈上升趋势,但存在弱反持续特征。区域内植被退化现象严重(12.11%),植被改善区域与退化区域呈破碎化分布。(2)月尺度与季尺度上,NDVI与降水、气温、极端气温、水汽压和潜在蒸散呈正相关,其中降水因素在季尺度上的相关性高于月尺度。(3)不同土地利用方式下NDVI与气候因子的滞后效应表现为短期正效应与长期负效应。