从NDVI序列检测植被“绿化”或“褐化”变化趋势的新方法

归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)变化趋势可近似表达植被“绿化(greening)”或“褐化(browning)”的趋势,体现植被对全球变化的适应过程。提出一种将经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和Mann-Kendall(MK)检验相结合的NDVI变化趋势分析方法,主要包括2步:首先,采用EMD对NDVI时间序列进行分解,分解成若干本征模函数的叠加,这些本征模函数分量包含了原信号不同时间尺度的局部特征信号,第一个分量是高频分量,随后的分量频率逐渐减小,残差分量若是单调函数,即为趋势分量;然后,利用MK检验方法对趋势分量进行单调性变化的显著性检验,得到NDVI“绿化”或“褐化”的趋势结果。对研究区2006-2015年间NDVI序列的趋势进行分析,结果表明该方法是一种有效的时间序列变化趋势分析方法。

内蒙古草原自然资源大区植被净初级生产力时空变化及其影响因子分析

内蒙古地区是我国草原生态系统比较重要的区域,植被净初级生产力(NPP)是生态系统碳源、碳汇的主要参数,研究NPP变化及其影响因子,对生态系统固碳能力的监测和预测有重要意义。本研究基于2000-2019年逐年MOD17A3–NPP产品数据以及降水、气温、相对湿度、光照时长、地表蒸散、高程、NDVI值等因子数据,研究内蒙古草原自然资源大区NPP的时空变化及其影响因子。通过Theil-Sen Median方法、Mann-Kendall显著性检验方法和Hurst指数分析方法,对2000-2019年内蒙古草原自然资源大区NPP值的时空变化和变化的可持续性进行分析,利用时空地理加权回归模型进行NPP变化的影响因子分析。结果表明:(1)在2000-2019年,区域NPP的平均值为208.96 g·(m^(2)·a)^(−1),呈上升趋势,平均每年上升约4.06 g·(m^(2)·a)^(−1)。在空间分布上,显著上升(|Z|>1.96)的区域占79.88%,包括极显著上升(|Z|>2.576)的区域占60.31%,显著区域占19.57%;显著减少的区域仅占0.15%,呈零星分布。(2)尽管大部分区域NPP值呈增加趋势,但未来呈持续增加的区域(呈上升趋势,H>0.5)约占19.45%,而潜在减少的区域约占74.15%(呈上升趋势,H<0.5)。(3)研究区NPP值变化与降水、相对湿度、NDVI值与NPP的关系主要呈正向相关关系,在2000年的回归系数平均值分别为0.368、0.218和0.402,在2019年的回归系数平均值分别为0.257、0.081和0.559;其中相对湿度和NDVI值对NPP值的影响从西南到东北有明显的线性变化趋势,降水对NPP的影响在该研究区西南和东北部分有些呈负相关,存在较强的空间聚集性和异质性。(4)NPP的变化与温度、光照时长和蒸散发呈现负相关关系,在2000年回归系数平均值分别为−0.027、−0.061和−0.020,在2019年回归系数分别为−0.145、−0.201和−0.001,光照时长和蒸散发对NPP值的影响由西南向东北有明显的线性变化趋势。