基于Landsat遥感影像的平庄西露天矿植被恢复效果与归因分析

监测与评估生态脆弱区煤矿排土场植被恢复效果,厘清植被变化的驱动因子,能为排土场植被恢复的可持续发展提供技术和数据支撑。现有的利用长时序遥感数据进行矿区植被变化及其驱动机制的相关研究,缺少对矿区尺度下排土场全生命周期植被恢复的精细刻画,缺乏专题指标以定量描述排土场植被恢复力。针对上述问题,以平庄西露天矿的3个外排土场为研究对象,基于Landsat遥感影像生成了研究区逐年的最大INDV数据,采用时序趋势分析法对排土场植被进行全周期精细时空监测,并利用植被恢复力评价区域尺度植被恢复效果。最后,使用多元回归残差法定量分析气候变化和人类活动两类主要驱动因子对排土场植被变化的影响。实验结果表明:①2008—2023年间,3个排土场的植被指数都呈上升趋势,不同植被覆盖等级的面积比例逐步上升,绝大部分区域已经恢复至露天开采前的水平;②排土场植被恢复力呈现“先增后降再趋于稳定”的特点,山后排土场恢复力最强,其次为三家排土场,太平地排土场恢复力相对较弱;③在植被改善区,主要呈现人类活动主导影响、人类活动和气候变化共同影响2类驱动模式;在植被退化区,还存在气候变化主导影响模式,尤其在三家排土场,人类活动和气候变化共同作用影响较大。

黄淮海地区植被生长季变化及其气候变化响应

利用1982—2000年的NOAA/AVHRR逐旬数据,采用最大变化斜率法、曲线拟合法等方法分析黄淮海地区植被生长季开始及结束时间,选取典型样带,制作基于逐像无的I_(NDV)(归一化植被指数)变化图,研究1982—2000年植被生长季的变化规律及其对气候变化的响应。结果表明:黄淮海地区生长季开始的平均时间为3月下旬,结束时间为11月上旬。20年来研究区植被四季平均I_(NDV)呈上升趋势,春季增长尤为显著,且随着年代的推移,植被生长季有延长的趋势,生长季提前是黄淮海地区植被活动对气候变化响应的主要方式。

基于ETM+遥感影像反演不同土地利用类型地表温度的研究

采用Landsat7 ETM+为基本数据源,运用3种算法(大气辐射传输方程RTE、Qin等单窗算法和Jimёnez-Muoz&Sobrino普适性单通道算法)定量反演了黄河三角洲部分地区的地表温度(landsurface temperature,LST),并进行了不同算法反演结果的差值比较:以RTE反演结果为标准,在大气水汽含量较低时,Qin等单窗算法和JM&S普适性单通道算法精度较高,与RTE的反演结果相差均在1K以内;在大气水汽含量较高时,Qin等单窗算法在采用地面气象资料估算水汽含量条件下仍保持较高的精度,比RTE反演结果平均偏小0.95K;而根据估算的大气水汽含量进行反演的JM&S普适性单通道算法的反演偏差比Qin等单窗算法要大,达到1.94K,但JM&S普适性单通道算法根据实测的大气水汽含量得到的反演结果要略优于Qin等单窗算法,比RTE结果偏大0.67K。同时计算了经过6S模式校正后归一化植被指数(INDV),然后利用GIS中的空间分析功能,分析LST、INDV在不同土地利用类型之间的差异以及二者之间的定量关系。发现研究区内,就所有土地利用类型而言,平均LST和INDV之间存在显著的负相关关系;对于各种土地利用类型,这种相关关系也存在,但相关程度不同。

哈尔滨热岛效应与植被指数关系的动态分析

采用哈尔滨2001年与1989的ETM+/TM影像,利用遥感影像所具有的热信息内容特点,以及地表温度反演原理建立了辐射温度空间模型(Radiant Temperature Spatial model),分别得到哈尔滨2001年与1989年热力场的分布情况。同样通过归一化植被指数(INDV)的原理也建立归一化植被指数空间模型,并用拟合法对热力场温度与归一化植被指数进行线性相关分析。结果表明:该区域2001年与1989的温度分布存在显著差异;地面温度与植被指数之间存在反相关关系。

人类活动对山西高原植被覆盖变化的影响

基于MODIS归一化植被指数数据,采用转移矩阵和线性回归模型等方法,对2001—2013年山西高原植被活动进行了研究,并结合土地利用覆盖数据、气象数据和统计数据,从土地利用变化、农业生产和植被建设三方面定量分析了人类活动对植被覆盖变化的影响.结果表明,13年来,土地利用变化的平均面积为24 151.29km2,占山西高原总面积的15.8%,土地利用变化引起的年INDV的平均变化占山西高原年INDV变化的16.1%.农业生产对未变耕地区域年INDV的贡献率约80%,进一步研究表明施肥和灌溉等农业生产活动对农作物产量的贡献率约为82.1%.植被建设对未变林地区域年INDV和未变草地区域年INDV的贡献率分别为87%,85%,植被建设对林地未变区域年INDV的贡献随海拔升高越来越大,植被建设对低度带草地未变区域年INDV比中度带区域的贡献大.

用EOS/MODIS-NDVI监测枣树生长状况的分析

为研究遥感技术监测宁夏枣树生长状况,以宁夏灵武马场湖农场和灵武园艺场两个长枣种植基地为研究对象,结合GPS调查,整理2005-2009年红枣生育期过宁夏境内EOS/MODIS晴空资料,并依据红枣气象灾害发生指标,分析红枣生育期归一化植被指数I_(NDV)变化及受灾前后的变化规律.结果表明,枣树全生育期I_(NDV)变化曲线为双峰型,越冬冻害对枣树前期生长影响大,并随时间推移影响逐渐消退.两基地的冻害分析和变异系数分析说明,园艺场受低温冻害的影响高于马场湖农场.受6月中下旬盛花期热干天气的影响,7月上旬至8月中旬枣树I_(NDV)总体上较正常年份偏低,但到了8月下旬后影响消失.运用MODIS-NDVI能够进行快速监测气象灾害,可为在避灾规划及防御、指导种植区选择方面提供参考.

陕南汉江流域I_(NDV)时空差异分析

采用SPOT-VGT逐旬INDV数据,对2000—2010年陕西汉江水源区植被覆盖变化作了时空差异分析.结果表明,海拔1 200m以上山地区域的INDV明显高于浅山丘陵与山间盆地区域;研究区植被覆盖整体好转,局部退化,其中轻微退化区331.71hm2,占总面积的0.56%;轻微改善区7 805.99hm2,占13.09%;中度改善区42 343hm2,占70.99%;明显改善区9 162.54hm2,占15.36%;市域尺度INDV变化均值由大到小依次为商洛市(26.07)>安康市(25.5)>汉中市(19.01);县域尺度INDV提高幅度居于前列的有白河县、紫阳县、镇安县、旬阳县、柞水县、平利县等.

内蒙古中部荒漠草原I_(NDV)时空变化及其对气候的响应特征

利用内蒙古中部荒漠草原区2011—2015年的I_(NDV)和降水等资料,分析了研究区I_(NDV)时空变化特征及I_(NDV)对降水和气温的响应特征.结果表明,研究区I_(NDV)在2012年达到5年中的最高水平,2013—2015年则呈下降趋势.从空间范围来看,研究区由西向东、由北向南表现出I_(NDV)逐渐增高的趋势.相对于气温因子,降水量对研究区I_(NDV)变化起到关键作用,降水量南多北少是研究区I_(NDV)南北差异的主要原因.南部地区利用地下水进行农田灌溉,加剧了I_(NDV)的空间差异.植被返青时期(5月初)的降水对全年I_(NDV)的提升至关重要,而7—9月降水量变化对I_(NDV)的影响明显减弱.除个别雨量充沛的年份以外,研究区北部在每年7—8月反而出现了年内I_(NDV)的较低值,这主要是由于冬季冰雪融水有助于植被返青,但春末及夏季少雨、高温的条件不利于植被发育甚至存活.研究区北部受人类影响较小的荒漠草原区I_(NDV)对降水量波动的敏感性强于研究区南部.

基于归一化植被指数估算黑河中游地区植被生态耗水量

【目的】准确估算黑河流域中游地区植被生态耗水量,为流域生态保护和水资源配置提供科学参考。【方法】借助卫星遥感、GIS等技术,利用2011年5-9月黑河中游地区的归一化植被指数(I_(NDV))数据,将其与同期土地覆被和气象数据相结合,采用植被指数法对黑河中游地区植被生长季的生态耗水量进行计算和分析,利用2008年同地同期数据资料进行检验。【结果】黑河中游地区林地蒸散发量214.2~343.9mm,草地蒸散发量为213.1~269.8mm;区域植被生态耗水量为5.812 8亿m^3,其中林地生态耗水量为0.474 2亿m^3,草地生态耗水量为5.338 6亿m^3,计算结果与地面观测数据较为一致。【结论】用植被指数法估算植被生态耗水量比较简易、准确、可靠,在干旱地区生态研究中具有适用性。

利用EOS/MODIS数据估算西藏藏北高原地表草地生物量

植被生物量作为一个重要的植被状态参数,其估算不仅对研究陆地生态系统植被生产量、碳循环、营养分配等方面具有重要意义,植被生物量的大小直接影响人类对地表植被的利用特点,而且影响其他的生物物理参量。各种不同空间分辨率、时间分辨率和波谱分辨率遥感数据的出现,使得实时监测大范围的植被生长成为可能。文中根据2004年8月至9月草地植被地面观测资料结合同期的EOS/MODIS卫星遥感数据建立了西藏藏北高原草地植被地上生物量、绿色干物质获得量与EOS/MODIS归一化植被指数(NDVI)、增强植被指数(EVI)之间的关系,并与影响草地植被空间分布的主要气候和高程要素之间的关系进行了分析。结果表明:在藏北高原NDVI较EVI能有效地估算草地地上生物量和绿色干物质获得量;藏北高原草地地上生物量与绿色干物质获得量的空间分布特征是从东南部到西北部逐渐减少,东南部部分地区每平方公顷的草地地上生物量在2000 kg以上,到西北部地区减少到200 kg以下。影响草地地上生物量空间分布的主要气候要素是降水,两者的相关系数为0.64,其次为温度,相关系数为0.44;草地植被地上生物量的空间分布与高程呈反比,即海拔越高的地段生物量越低。

陕甘宁黄土高原区植被覆盖空间格局演变

在遥感和GIS技术的支持下,利用2000—2016年MODIS INDV数据,结合一元线性回归法和F检验分析了陕甘宁黄土高原区植被覆盖的空间格局及其变化趋势,并从气候和人类活动2个方面探讨了影响植被覆盖变化的主要原因.结果表明,2000—2016年陕甘宁黄土高原区植被覆盖度呈上升趋势,而在空间上表现为由东南向西北逐渐递减的变化规律;超过50%区域的植被有明显增加,且主要集中在陕西黄土高原区,其余大部分地区植被变化不显著;极端气温对植被生长有明显抑制作用,而相对适宜的温度(9~10℃)会促进植被生长;降水与植被INDV的相关性以300 mm等降水量线为界,以北表现为负相关,以南则呈正相关.研究结果可为当地的生态环境保护、生态系统恢复和可持续发展提供理论依据.