基于MODIS时序数据的长江三角洲地区植被覆盖时空变化分析

在快速城市化的长江三角洲地区,植被覆盖状况变化问题已经引起公众的关注并且成为科学研究的热点。植被指数作为监测植被和生态环境变化的有效指标而得到广泛应用。基于2000—2011年的Terra Modis NDVI植被指数数据集,从时间尺度和空间变化上分析长江三角洲地区植被变化特征,应用一元线性回归趋势分析方法和更适合研究非正态分布数据的Mann-Kendall非参数检验方法对长江三角洲地区的植被覆盖状况进行研究。研究结果表明,(1)利用Terra Modis NDVI数据可以很好地从宏观上监测长江三角洲地区植被覆盖的时空变化。(2)植被覆盖的时空变化是自然和人类活动共同作用的结果,特别是在快速城市化的长江三角洲地区,人类活动对植被覆盖的影响更为剧烈,并且植被覆盖变化对人类活动做出积极的响应。12年来,长江三角洲地区植被覆盖总体呈下降趋势,尤其是研究区中的城市及周边地区则以显著下降趋势为主,说明长江三角洲地区随着城市化进程的加速,植被覆盖状况正面临着恶化。(3)一元线性回归趋势分析方法和Mann-Kendall非参数检验方法对植被变化趋势的检测总体上趋于一致,两者可以相互印证,但局部有差异。因此,当进行局部区域植被覆盖变化的深入研究及驱动力分析时,需要较高分辨率的数据作为辅助数据。研究揭示了快速城市化背景下长江三角洲地区植被覆盖变化的规律,从而为长江三角洲地区生态保护和植被恢复提供有利的依据和借鉴。     

甘肃省植被覆盖变化及其对退耕还林工程的响应

利用2000—2015年MODIS-NDVI数据,基于遥感和地理信息系统技术,采用像元二分法和一元线性回归分析法,定量探讨了甘肃省近16 a植被覆盖的时空变化特征,并在此基础上评估退耕还林面积与植被覆盖的相互关系。结果表明:(1)2000—2015年甘肃省年均归一化植被指数(NDVI)值呈增加趋势,年增长速率为0.43%,说明甘肃省植被覆盖总体呈改善态势。(2)16 a间,全省植被覆盖虽有局部恶化趋势,但改善区域面积远大于植被退化区域。其中,明显改善、中度改善和轻微改善区域面积分别占总面积的20.62%、14.67%和33.05%,退化区域面积仅占2.87%。(3)总体上,甘肃省植被覆盖度仍然较低,全省16 a平均植被覆盖度为50.98%,低、中低植被覆盖区面积占总面积的50%以上,且分布不均,其中东南地区平均植被覆盖度最高,为75.43%,中部次之,为47.84%,西北最低,只有31.77%,空间差异显著。(4)退耕还林面积能较好地解释植被覆盖度的变化。退耕还林工程集中区即黄河以东地区累计退耕还林面积与2000—2015年年均植被覆盖度明显相关,其决定系数R2为0.721 8。     

阿尔泰山地森林草原生态功能区植被覆盖对气候变化的响应

新疆阿尔泰山地森林草原生态功能区(简称阿尔泰生态功能区)是《全国主体功能区规划》中明确的8个水源涵养型重点生态功能区之一,但其植被生态系统对气候变化敏感而脆弱。为了解气候变化背景下阿尔泰生态功能区植被生长状况,基于1986—2015年阿尔泰生态功能区7个气象站气温和降水量、植被覆盖以及植被类型数据,采用遥感技术和相关分析方法,研究阿尔泰生态功能区植被覆盖对气候变化的响应关系。结果表明:(1)1986—2015年阿尔泰生态功能区年平均气温整体呈现明显上升趋势,倾向率为0.34℃·(10 a)~(-1);年降水量整体呈波动循环上升趋势,倾向率为6.19 mm·(10 a)~(-1);年平均归一化差分植被指数(NDVI)值整体呈现缓慢下降趋势,倾向率较小,为-0.001 (10 a)~(-1);生长季NDVI呈明显上升趋势,倾向率为0.002 (10 a)~(-1)。(2)1986—2015年阿尔泰山生态功能区植被覆盖总体保持稳定,NDVI变化率为-0.001 (10 a)~(-1)～0.001 (10 a)~(-1)的区域面积占研究区总面积的60.4%;植被覆盖显著减少,即NDVI变化率-0.002 (10 a)~(-1)的区域面积占总面积的3.1%,主要分布在西北阿尔泰山区;植被覆盖显著增加,即NDVI变化率0.002 (10 a)~(-1)的区域面积占总面积的2.1%,主要分布在东南和中部地区。(3)1986—2015年阿尔泰生态功能区植被覆盖对降水量变化的响应大于气温变化。NDVI变化对气温和降水量变化存在一定滞后性现象,不同时段NDVI变化表现出不同的滞后期。     

基于MODIS的陕西黄土高原植被覆盖度变化特征及其驱动分析

基于MODIS数据,采用混合像元分解模型提取陕西黄土高原2000-2009年的植被覆盖度数据,研究其整体变化趋势,并根据植被覆盖类型、地形、气候和土壤因子进行特征分区,研究不同区域植被覆盖变化及其驱动因子.结果表明,整体而言,10a间研究区植被覆盖度呈增长趋势,2000-2009年共增长约10百分点.植被覆盖度为0 ～ 10％、＞10％ ～ 20％、＞20％ ～ 30％、＞30％～40％和＞40％ ～ 50％的区域面积年平均减少-1.05％、-8.63％、-7.04％、-7.20％和-3.49％,而植被覆盖度为＞50％～60％、＞60％ ～ 70％、＞70％ ～ 80％、＞80％～90％和＞90％ ～ 100％的区域面积年平均增长6.92％、10.53％、4.05％、0.87％和7.06％.地形和水热状况从宏观上决定植被覆盖类型,并且影响植被疏密程度,土壤侵蚀影响植被受破坏程度,植被覆盖度持续增长的主要原因是退耕还林(草)工程的实施.     

基于MODIS数据的阿拉善盟植被指数变化的地形分异性

阿拉善盟为中国生态环境重度危急区与北方地区的天然保护屏障,及时、科学、准确地评价其植被指数的地形分异特性,对其植被建植与生态恢复具有重要的参考价值和现实意义。以美国航空航天局的陆地专题产品MOD13Q1-NDVI为时间序列数据集,利用ENVI中波段计算功能提取2000-2016年植被生长季(7-9月)覆盖阿拉善盟的植被指数信息,同时结合栅格化数字高程模型,利用Arc GIS空间统计功能中的表面分析工具提取栅格尺度上的坡度、坡向及地形起伏度等地形因子,并通过区域统计获取各地形因子级别区内植被指数的空间分布特征。结果表明:(1)采用均值变点分析法确定的阿拉善盟地形起伏度的最佳统计单元为0.26km~2;(2)阿拉善盟以中山区为主,所占比例高达79.05%;坡度以第Ⅰ(0-2°)与Ⅱ(2°-5°)级别区为主,所占面积比例高达90.62%,在空间分布上呈分散状态;坡向分布较为均匀;地形起伏度级别区以平原和台地为主,所占比例高达87.83%。该区地形具有西南高、东北低,平坦、起伏小的分布特征;(3)以植被指数低值区(0.1)和中低值区为主(0.1-0.2),且呈现西北和东南区域两级分化的空间分布特征。总体而言,在地形因子作用下,阿拉善盟植被指数均值分布具有明显的地形分异性,且植被指数高值区主要集中分布在高程为1 000-1 600 m的中山区与坡度15°的西坡。     

西北寒旱区铁路建设生态系统完整性影响评价——以兰新铁路二线民乐至玉门段为例

以新建兰新铁路二线民乐至玉门段为例,借助遥感与地理信息系统技术阐明沿线地区生态系统的生态脆弱性,综合评价西北生态脆弱区铁路建设对生态系统完整性的影响.结果表明,铁路沿线生态系统类型包括灌从、荒漠、草原、草甸、沼泽、高山植被和农田等,各类生态系统脆弱度均为中度以上,工程建设对荒漠生态系统影响指数最高,对沼泽和高山植被生态系统影响较小.在铁路两侧10 km范围内,工程占用和破坏的生态系统面积均小于同类生态系统总面积的0.5％,工程施工对沿线生态系统总体影响较小.     

辽东栎叶片气孔特征参数的时空变异

利用数码图像显微镜处理系统 ,对 2 0世纪 30年代至 80年代不同植被区域内辽东栎叶片气孔特征参数进行了较为系统的观测 ,明确了辽东栎叶片气孔特征参数的变化范围 ,并对其时空变异规律进行研究 .结果表明 ,从时间分布角度 ,由 30年代至 80年代 ,暖温带落叶阔叶林区域中气孔长度、面积变化呈上升趋势 ,而气孔宽度、密度呈下降趋势 ;亚热带常绿阔叶林区域中 4个气孔特征参数均逐年递增 ;青藏高原高寒植被区域中除气孔长度下降外 ,其它 3个气孔特征参数均逐年递增 .从空间分布角度 ,在由北部至南部再到西南部分布的暖温带落叶阔叶林、亚热带常绿阔叶林至青藏高原高寒植被区域 ,30年代中 ,气孔长度、面积呈上升趋势 ,而气孔宽度、密度呈下降趋势 ;5 0年代中 ,不同植被类型区之间 ,除气孔密度差异较大外 ,其它 3个气孔特征参数差异均不明显 .图 1表 1参 9     

天津盘山风景名胜区植被覆盖状况

以天津国家级盘山风景名胜区为研究区,利用2004-2007年覆盖天津国家级盘山风景区的中巴资源卫星数据,用主成分变换方法,对原始CCD影像进行提取,与归一化植被指数(NDVI)相结合,进行土地利用/土地覆盖(LULC)的提取。通过研究发现,2007年6月项目区植被面积为85 km2,9月为97 km2,与2004、2005年同期植被面积相比均有较大变化。     

云南地区种子植物东亚分布成分的地理分布格局

植物区系分析是理解植被起源、性质和分布的基础.本研究利用大尺度的区系分布信息,结合地理信息系统平台和统计分析方法,探讨了云南地区种子植物东亚分布成分的地理分布格局以及"田中线"的生物地理意义.结果表明,东亚分布成分及其亚型所占比重均随着纬度的升高呈递增趋势.在经度梯度上,中国-日本植物分布亚型所占的比重从东到西呈递减趋势,而中国-喜马拉雅分布亚型所占比重的经度格局则与此相反.东亚分布成分在云南地区的扩散方向以由北到南为主,其次为经度梯度上的双向迁移.与过去的研究不同,本研究结果表明,东亚分布成分在云南地区的起源中心更可能为滇西北.我们未能证实"田中线"对中国-喜马拉雅分布亚型的分布具有限制意义,但对东亚分布成分(总体)和中国-日本分布亚型在云南地区的分布具有严格的限制意义.     

内蒙古荒漠草原两种草地型植物生态类群变迁及其气候变化特征分析

气候变化与植被之间的相关关系研究多集中在全球和区域尺度上,而对小尺度区域的长时间序列研究则较少。将研究区限定在苏尼特右旗朱日和镇,在大量搜集气象和植被相关数据资料的基础上,采用线性回归与趋势分析方法,针对该地区荒漠草原分布较广的短花针茅(Stipa breviflora)、冷蒿(Artemisia frigida)、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)草地型和小针茅(Stipa klemenzii)、无芒隐子草草地型近60年来的植物生态类群变迁及其局地性气候变化特征进行了深入研究,旨在为了解和深入研究该地区生态环境变迁驱动机制提供参考依据。结果显示:近60年来,朱日和镇年均气温呈波动上升趋势,其上升速率为0.045 5℃·a~(-1),每个年代平均递增了0.438℃,80年代中后期以来增温十分明显;夏季各年代平均气温增幅最大,平均递增了0.4℃;年降水量呈波动减少趋势,其减少速率为0.698 mm·a~(-1),每个年代平均减少了12.43 mm;夏季各年代平均降水量减少幅度最大,每个年代平均减少了10.39 mm;牧草生长季(4—10月)每个年代平均降水量减少了10.38 mm;两种草地型草原种减少、荒漠草原种增加。朱日和镇气候逐年旱化、温暖化,旱灾增多、周期缩短,尤其在牧草生长季节干旱越来越严重,其草地植被逐年趋于旱生化和荒漠化。